以太网专线等效环路测试方法研究
2019-06-27中国联通集团有限公司北京100033
孙 冉(中国联通集团有限公司,北京100033)
0 引言
随着企业不断发展,信息技术的应用在支持企业业务和管理方面的作用愈发重要,总部与分支机构间的信息联网需求也愈发旺盛。电信运营商的云网络能力可承载以太网专线业务,用于企业信息化网络联网和大信息量传送,也适用于局域网之间的高速互联,以及会议电视、远程教育、远程医疗等实时性强的语音多媒体的传送,很好地满足了企业内部点到点、点到多点和多点间的组网需求(见图1)。
图1 以太网专线业务示意图
以太网专线业务主要可通过2种技术承载:一是基于SDH电路交换的MSTP,二是基于分组交换的MPLS-VPN。近年来,尽管MSTP受到MPLS-VPN低成本、调整灵活等特点的挑战,但是MSTP以其高质量、高安全、低时延的特点,得到对业务有较高要求客户的青睐,仍然还有很长的生命周期。
1 目前以太网专线测试方案存在的问题
在开通以太网专线时需要对电路带宽、丢包率、时延等质量指标进行端到端测试。以太仪表在本端发送测试数据帧,数据帧经电路传送至对端后,在预先设置好的环路处折返,再经电路传送回本端,以太仪表根据接收到数据帧的情况获取测试结果。
测试分支点汇聚到中心点的以太网专线一般有2种方案。
方案1:在分支点设备上打硬环,在中心点设备的汇聚端口上接仪表测试。
方案2:由网管人员在中心点设备的汇聚端口上打时隙环,在分支点接以太仪表测试。
方案1由于汇聚端口中同时承载了其他分支点已经开通的业务,测试会中断在用业务,需要经过客户侧申请批复后才能进行,开通时限得不到保证。方案2,网管人员在汇聚端口中打时隙环操作相对复杂,存在影响其他分支点业务的风险;即使打上时隙环,仅能够对交叉盘向线路盘、传输电路一侧进行测试,而无法实现对交叉盘向处理盘、接口盘、客户设备一侧电路进行测试,不是严格意义上的端到端测试,存在客户争议风险。
图2 等效环路示意图
综上所述,目前测试方案的缺点如下。
a)会中断客户在用业务,开通时限得不到保障。
b)传输网管打环难度大,多时隙电路操作复杂,有影响其他业务风险。
c)环路点在传输设备内部交叉盘上,无法实现严格意义上的端到端测试。
2 等效环路测试方法技术实现原理
路由器的路由表中保存着每个接口所在网段的直连路由,接口收到目的IP地址为本网段的数据帧(接口本身IP地址除外),将根据直连路由将数据帧转发回本网段。等效环路测试方法利用路由转发原理,在分支点以太仪表上对测试数据帧的IP地址属性进行特殊配置,使发出的测试数据帧通过中心点路由器的直连路由转发回分支点,实质是将环路设置在客户设备上。
如图2所示,以太仪表接口的MAC地址为68DB-9601-033D,IP地址为192.168.1.2/24。中心点路由器F0/1.10接口的MAC地址为9CAF-CA07-D7E3,IP地址为192.168.1.1/24,路由表从F0/1.10接口学习到192.168.1.0/24的直连路由。
以太仪表通过电路向中心点路由器发送目的MAC地址为9CAF-CA07-D7E3,源MAC地址为9CAF-CA07-D7E3,目的IP地址和源IP地址均为192.168.1.2/24的数据帧,当中心点路由器F0/1.10子接口接收到数据帧后,根据目的IP地址在路由表中查找下一跳出接口,发现目的IP地址属于本地直连网段,且出接口正是接收此数据帧的接口,便将重新封装的数据帧转发回F0/1.10子接口,并通过电路回送至分支点以太仪表,从而实现了等效环路的效果。注意:以太网路由转发过程中,数据帧中的目的/源MAC地址发生变化,IP包中的目的/源IP地址保持不变。
3 等效环路测试方法实施方案
等效环路测试方法模拟使用环境如图3所示。
图3 等效环路测试方法模拟使用环境
a)中心点环境。中心点路由器F0/1接口为广域网汇聚接口,配置为Trunk模式与传输设备连接。在F0/1接口上创建2个子接口,F0/1.10子接口IP地址为192.168.1.1/24,将F0/1.10子接口划分至VLAN 10,对应分支点2的以太网电路;F0/1.20子接口IP地址为192.168.2.1/24,将F0/1.20子接口划分至VLAN 20,对应分支点1的以太网电路。F0/0接口与中心点局域网连接,网段172.16.0.0/24。
b)分支点1环境。分支点路由器F0/1接口为广域网接口与传输设备连接,IP地址为192.168.2.2/24。F0/0接口与用户局域网连接,网段10.13.0.0/24。
c)分支点2环境。将以太仪表与传输设备连接,以太仪表接口IP地址设置为192.168.1.2/24。
其中192.168.1.1/24和192.168.1.2/24为互联IP地址,192.168.2.1/24和192.168.2.2/24为互联IP地址。
等效环路测试方法操作步骤如下。
步骤1:解析中心点路由器汇聚端口MAC地址。打开以太仪表ARP解析界面,通过ARP解析功能获得中心点路由器F0/1接口的MAC地址。
步骤2:设置以太仪表发送测试流量的内容格式。打开以太仪表数据流生成界面,将中心点路由器F0/1接口的MAC地址设置为目的MAC地址,将以太仪表接口的MAC地址设置为源MAC地址,利用以太仪表发送源IP地址和目的IP地址皆为192.168.1.2/24的测试流量。根据测试电路带宽调整相应的发送速率。
步骤3:观察环路及各项电路质量指标。打开以太仪表数据流分析仪,观察以太仪表是否可以收到测试流量,以及电路带宽、丢包率、时延等电路质量指标。
4 结束语
等效环路测试方法利用路由转发原理,将环路设置在客户中心点路由器上,克服了现有方案的缺点,可以实现以下目标。
a)不影响汇聚端口中其他业务,无需客户配合。
b)不依赖网管人员打环操作,仅需获取电路两端互联IP地址,配置操作简单,测试工程师能够独立完成测试。
c)环路设定在中心点客户设备内部,仪表测试点在分支点处,可以实现真正意义上的端到端测试。
等效环路测试方法已广泛应用于客户组网电路测试,为提高工作效率和提升客户感知起到积极作用。