物联网时代下局域网系统验收方法

周亮亮 冯园园 潘立伟 丁天锐 李天尘 / ．上海市计量测试技术研究院；．上海市标准化研究院

物联网时代下局域网系统验收方法

周亮亮1冯园园1潘立伟1丁天锐1李天尘2/ 1．上海市计量测试技术研究院；2．上海市标准化研究院

介绍物联网时代下现行局域网系统验收标准的现状和不足之处，探讨局域网系统验收规范的修订方向。此次标准修订把局域网作为一个系统，提出了基于传输媒体、网络设备、局域网系统性能、网络应用性能、网络管理功能、运行环境要求等方面的验收测评整体解决方案，重点考虑网络系统和网络应用、网络管理功能的技术要求及测试方法。

局域网验收标准；物联网

0 引言

2008年10月颁布了第一个局域网验收测试国家标准GB/T 21671-2008《基于以太网技术的局域网系统验收规范》，这个标准的推出填补了网络集成验收测试的空白，为网络集成商的集成工作提供了技术指导，也为广大用户的网络规划、认证测评、验收及日常维护工作提供技术依据。

随着物联网时代的到来，作为物联网的核心和基础局域网，万兆网络的普及及大量应用，其骨干网络带宽已升级到万兆乃至十万兆。同时，伴随着物联网发展和无线接入方式的普及，工业级网络设备和手持移动终端设备的使用比例逐渐提高，因此对网络性能及系统验收测评提出了更高的要求，原有标准已无法满足目前物联网时代的局域网系统验收的要求。因此产生了将局域网系统验收标准进一步升级优化的需求。

全国信息技术标准化技术委员会信息技术设备互联分技术委员会通用布缆系统工作组下达了标准修订任务，由上海市计量测试技术研究院总体负责各章节的调整、修订、汇总、审核，包括测试技术要求和测试方法的修订，包括测试描述，测试框图和步骤，测试判决准则，抽样原则等内容。

1 局域网验收的主要内容

根据不同标准和测试内容，局域网验收要求涉及传输媒介要求、网络设备要求、网络系统要求、网管功能和健康指标要求、环境适应性要求、系统文档要求等各方面。

1）在传输介质方面

主要对网络双绞电缆布线系统和多模、单模光纤布线系统进行性能测试，测试参数包括：近端串扰、回波损耗、光衰减等。

2）在网络设备方面

主要对集线器、交换机、路由器和防火墙性能测试，测试参数包括：吞吐率、丢包率等。

3）在网络系统方面

对系统连通性、链路传输速率、吞吐率、传输时延、丢包率和系统健康状况进行测试。并在应用性能方面对DHCP服务性能、DNS服务性能、WEB访问服务器性能、电子信箱服务性能和文件服务性能进行测试，测试参考包括：并发数、响应时间等。

2 局域网验收的现状和不足之处

随着物联网中相关业务应用的普及，客户的测试需求也在不断增加。GB/T 21671-2008作为国内唯一的一个局域网系统验收规范已无法满足各类客户实际的局域网验收的要求。

1）随着万兆网络应用的不断升级[1]，电缆中线对的对外辐射的信号能力大大增强，捆扎在一起的电缆就会接受这些辐射，从而干扰自己的信号传输，这种辐射干扰被称为外部串扰[2]，对于外部串扰超过限值的6类链路，需要进行升级更换到6A类链路[3]。但是现有国标中对外部近端串扰并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

2）在近几年的大型数据中心网络综合布线验收测试中会遇到短链路现象[4]，即链路越短通过测试的可能性反而越低，当链路非常短时近端串扰和回波损耗经常测试失败。经过现场排除分析，发现主要原因是双绞线长度越短则信号反射越强，会影响测试结果。但是现有国标中对短链路测试并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

3）在万兆网络测试中发现，高速光纤链路假如只进行一级认证测试，在进行网络系统整体测试时有时候会发现网络丢包率过高的现象，特别是多模光纤链路中通常会遇到光纤链路的衰减损耗和长度测试通过，但是实际应用时网络误码率较高，无法达标，甚至无法连接[5][6]。经过现场排查分析，发现因为仅通过一级认证测试的光纤链路由于连接点污损或熔接点质量差引起的某一点的损耗过高，引起损耗和色散值增加，导致网络中存在误码率过高的现象，造成网络资源的浪费，甚至完全无法实现网络连接，因此产生了二级认证测试的需求。但是现有国标中对二级认证测试并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

4）随着网络的规模和速度都在急剧发展，网络交换设备的端口速率也从最初的10 M（十兆）以太网，普遍提高到了100 M（百兆）快速以太网和1 G（千兆）以太网，许多数据中心的核心交换设备速度也升级到了10 G（万兆）以太网[7]，甚至采用链路汇集技术捆绑多个10 G端口，同时使用以满足40 G（四万兆）以太网和100 G（十万兆）以太网。但是现有国标中对10 G、40 G和100 G网络测试并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

5）为了保障网络整体可靠性，避免单点故障，除了对核心网络设备进行冗余备份之外，很多大型网络都采用了主干链路以及设备关键部件等冗余设置。这些网络冗余进行切换时，有些切换不会对网络造成影响：如发生引擎切换或电源切换情况时，网络设备不受影响仍可正常运行。有些切换会对网络造成影响：如发生主干链路的切换或核心节点的切换时，网络设备需要进行二层链路的倒换或者路由的自动学习和更新。很多用户会关心，当网络中主干链路或核心节点发生故障后，网络设备恢复正常转发的切换时间。但是现有国标中对网络切换时间测试并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

6）目前大部分检测机构的检测能力只停留在OSI七层网络模型中的下三层，物理层的线缆测试和二、三层的性能测试，如吞吐量、丢包率、延时等。近两年，国际上的网络测试已发展到了一个新的阶段，测试对象从网络层向应用测试过渡[8]。应用层测试能帮助了解网络是否能够承载各种各样的业务，网络下三层的性能对网络上四层性能的影响经常是非线性的，因此不少用户产生了网络应用层测试的需求。但是现有国标中对网络应用层测试并未涉及，导致项目验收时缺少相关判定依据。

3 局域网验收标准修订的方向

根据国家标准委关于下达2013年第一批国家标准制修订计划的通知（国标委综合[2013]56号，计划编号20130361-T-469）。从国内外现状、验收测试参数、验收测试方法各方面进行研究和分析，以完成国家标准GB/T 21671-2008的修订，达到更好地规范局域网建设市场，提高局域网质量，从而保护消费者利益的目的。本次国标修订，将主要有以下几方面进行修正。

1）在传输媒介方面

针对传输媒介相关内容，将主要做如下修订：针对10 G电缆、10 G/40 G/100 G光缆,注明测试方法和参数与原有标准的区别；引用标准时应注明标准中的具体条款；注明新增的6A或七类线缆的测试方法和参数与原有标准的区别；注明OM1/OM2/ OM3/OM4/OM5多模光缆、OS1/OS2单模光缆等多种规格光缆的光衰减或者二级认证的测试与原有标准的区别。

2）在网络设备方面

针对网络设备相关内容，将主要做如下修订：网络设备的端口速率从10 M/100 M/1 000 M扩展到10 G/40 G/100 G测试；网络设备的组播包测试；设备冗余功能测试；交换设备的背板性能测试；无线设备的发射功率、传输速率、发射频率、接入验证功能、无缝切换功能和并发接入响应时间性能等相关测试；路由器的混合包转发性能测试；防火墙的透明、旁路、网管模式功能和性能；入侵检测和入侵防御设备的主动功能、被动功能和性能测试；流量管理设备的功能和性能测试；负载均衡、防火墙等部分网络设备的应用层混合业务的仿真测试；工业级网络设备在模拟环境下的功能和性能测试。增加了典型业务模型的测试环境：如普通业务转发、防火墙和入侵检测业务、负载均衡业务、宽带远程接入、企业网关、园区交换机、ICT融合设备。

3）在网络系统方面

针对局域网系统要求章节中的功能要求、有线局域网系统网络层性能要求、无线局域网系统网络层性能要求、局域网系统应用性能要求相关内容，将主要做如下修订：局域网系统的静态/动态路由功能测试，路由收敛时间测试，冗余模式下主备切换时间测试；无线接入验证、无缝切换功能测试；网络层性能测试速率从10 M/100 M/1 000 M扩展到10 G/40 G/100 G测试；在测试单播包的丢包率测试时应考虑轻载、中载、重载等多种接口带宽占用比例情况下的丢包率判定标准，进行单项判断和综合判断；同时，丢包率测试时应考虑结合单播和组播的混合包测试，在一定组播背景流量的情况下（如50%流量），单播流量分别设置为10%、20%、40%的负载下，单播包丢包率的判定标准，进行单项判断和综合判断；考虑增加时延抖动的测试内容及相关测试方法和判断依据；无线网络的信号覆盖强度测试；无线网络的传输速率测试；无线网络的传输时延和时延抖动测试；CIR 的 50%速率进行转发时的丢包率测试；无线网络的混合包情况下的丢包率测试；接入点接入和切换成功率的测试、响应时间的测试；无线网络的多个并发接入端的响应时间测试；应用层性能测试应结合测试用户并发数进行判断，推荐选择轻载、中载、重载情况并发用户等多种情况进行单项判断和综合判断；应用层性能测试应考虑仿真应用的性能指标测试。

4 结语

修订后的标准在实际工程中将既可以为网络集成商的集成工作提供技术指导，也可以为广大用户的网络规划、验收测评及日常维护工作提供技术依据，可达到规范局域网建设市场，提高局域网质量，保护消费者利益的目的。

修订后的标准把局域网作为一个系统，提出了基于传输媒体、网络设备、局域网系统性能、网络应用性能、网络管理功能、运行环境要求等方面的验收测评整体解决方案，重点描述了网络系统和网络应用、网络管理功能的技术要求及测试方法，具有工程可操作性。

[1]朱晨.万兆铜缆系统的测试[J].智能建筑与城市信息，2009（02）：94-96.

[2]康惠诚.探讨外部串扰测试与10 Gbase-T认证[J].智能建筑与城市信息，2009年（02）：91-93.

[3]黄锴，沈益明.6A类铜缆布线系统概述[J].智能建筑与城市信息，2008，141，（08）：52-57.

[4]吴建新.网络综合布线系统中短链路测试挑战_跳线测试[J].智能建筑与城市信息，2010（09）：47-48.

[5]尹岗.光纤测试诊断快速入门（一）衰减值测试[J].智能建筑与城市信息，2010（5）：58-61.

[6]尹岗.光纤链路测试诊断快速入门（二）链路安装特性测试[J].智能建筑与城市信息，2010（11）：52-56.

[7]敖志刚.万兆位以太网及其实用技术[M].北京：电子工业出版社，2007.

[8]孙红杰.基于主动测量的网络性能分析[D].哈尔滨工业大学，2007.

计量动态

国家质检总局在沪召开《计量法》立法研讨会

近日，国家质检总局《计量法》立法研讨会在沪召开，国家质检总局法规司副巡视员薛国芹主持会议，上海市质量技术监督局总工程师陆敏出席会议。

会议围绕国家质检总局《计量法》报送稿和国务院法制办反馈意见进行了研讨，对计量检定范围、计量技术机构设置、计量检定规程制定等方面问题进行了深入讨论，就国务院法制办建议以及国家与相关部委协调的内容交流了观点。会议还对《重点用能单位节能管理办法》的可行性、必要性和合法性进行了研究。

国家质检总局法规司、计量司，北京、河北、江苏、福建、浙江、云南、上海等省市质量技术监督局法规、计量部门负责人，中国标准化研究院、中国计量科学研究院、中国计量大学等单位专家参加研讨会。

（本刊通讯员）

Research on acceptance standard of LAN system in the internet of things

Zhou Liangliang1，Feng Yuanyuan1，Pan Liwei1，Ding Tianrui1，Li Tianchen2
（1.Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology；2.Shanghai Institute of Standardization）

Introduced the internet of things under the current LAN system acceptance standard and the inadequacy of the current situation, summed up the acceptance of the revised direction of LAN system acceptance standard. This revision of the standard LAN as a system, the overall solution of acceptance evaluation based on the transmission media, network equipment, network system performance, the performance of the network applications, network management functions, operating environment requirements, consider the technical requirements and test method of network system, network application and network management function.

LAN system acceptance standard; the internet of things