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ATM测试介绍

2/14/2005来源:交换设备人气:11856

ATM测试介绍(段世惠) 摘要介绍了 ATM网络及设备需要进行的测试,包括ATM测试简述、ATM的一致性测 试、互操作性测试、性能测试、网络测试和设备测试。 关键词 ATM SUT 一致性测试 互操作性测试 性能测试 网络测试 设 备测试 一、ATM测试简述 ATM代表了一号中新的信息传输机制,它能以一种单一的网络技术支持各种各样 的现有的或新出现的业务在公网或专用网上传输。为了保证ATM产品能在不同的负载 条件下正常运行,实观不同ATM产品之间的互通,以及确定这些产品是否符合标准规 范,必须进行必要的检测。 对通信实体(网络或设备)的测试一般分为一致性测试、互操作性测试和性能测 试三种。这三种测试内容之间虽然存在交叉,但测试过程却是相互独立的,某种测试 的成功与否不能成为其他两种测试的先决条件或对其有所指示。一般逻辑上,是在进 行完一致性测试后再进行互操作性测试。如果不首先进行一致性测试,当某个互操作 性测试实例测试失败时,就不可能确定问题究竟是出在哪儿。三种类型测试结合起来 将为用户提供最高程度的可信度。 尽管这三种测试是独立的,但它们可共用一些公共的表格和程序。例如,测试前 都必须填写PICS与PIXIT表格。 二、ATM一致性测试 一致性测试内容很广泛,它包括了根据规范定义的每个特征和功能对IUT进行的 测试。一致性测试的目的在于验证通信实现对某一层或某种协议的符合程度。产品可 能在某一层协议上满足一致性,但在另一层就不一定满足。设备之间产生互操作性问 题需要进一步分析时,也可采用一致性测试来尝试解决问题。 一致性测试由连接到SUT上的测试仪来实现。 一致性测试的过程由ISO/IEC 9646-1给出。 三、ATM互操作性测试 互操作性测试的目的在于验证通信产品间可进行互操作的程度。一般来说,通信 规范对协议实现的要求有这样三种:强制性实施的要求、可选择实现的要求和未指定 实现的特征/功能。对于两个需要进行互操作的SUT而言,以下两种可被观察到的情 况会影响它们之间的互操作: (1)两个SUT实现了同样的强制性特征/功能,但可能具有不同的可选择实现和 未指定实现的特征/功能。这种情况下,二者之间的互操作性取决那些可选择实现和 未指定实现的特征/功能。 (2)两个SUT具有不同时强制性特征/功能实现。这种情况很可能在标准演变的 过程中出现。在这种情况下,如果协议实现存在足够的交叠,这两个SUT可能能够实 现互操作。 由于对协议规范的论述可能有不同的理解和实现。例如支持可选择的过程和参数, 参数和定时器值的不同范围等。尽管这些问题在一致性测试中会被提出来,而在互操 作性测试中则必须特别注意。有可能出现这样的情况,即不遵守协议的实现体之间仍 能实现互操作,但这种不遵守协议的情况需要在互操作性测试开始之前提到证实。互 操作性测试涉及在互连情况卜实现体的性能与行为测试,并检测实现体是否能与同类 型或其他类型的实现体进行通信。 在SUT是ATM终端设备的情况下,SUT应能实现以下三种互操作测试。 (1)与 ATM网络进行互操作(由其本地交换机表示): (2)通过ATM网络与一个或多个对等的ATM实现体进行互操作; (3)与在ATM上实现了高层功能的硬件或软 互操作性测试最少应包括以下两种测试: (1)静态一致性测试。通过PICS与/或PIXIT来保证不同的SUT是基于问样的规 范的。这将增加它们之间进行互通的可能性。但互操作性测试不能取代动态一致性测 试。 (2)互操作性性能测试。用于测量在运行参数适当范围内的SUT性能。所变化的 运行参数的集合和范围依赖许多因素,如特征、业务或被测应用程序和SUT所期望使 用的运行环境等。 互操作性测试不包括对实现体的性能和可靠性的评价。当然,对两个SUT综合性 能的评价需要互操作性付能测试。互操作性测试并不测量实现体与协议相关的一致性, 因为两个“非标准”的实现体仍有可能进行互通。互操作性测试也不测试被测SUT是 否实观了标准中的必须实现特征,这留给一致性测试完成。 互操作性测试与~致性测试有很多共同点,但也有一些基本的差别。一致性测试 次测试只涉及规范的某个方面,并提供一个或很少的几个测试实例来证实SUT关于该 方面的行为是否正确,而工操作性测试则考虑规范的一个或几个相关的方面,并验证 在实际通信中SUT是如何对待这些方面的,这常常导致产生比一致性测试实例更加复 杂的测试实例。 四、ATM性能测试 性能测试用于评价一个实体在不同的业务和负载情况下的运行状况。性能测试 中要测试不同流量和负载条件下的与业务有关的QOS或NP网络性能)参数,QOS与NP 参数与业务量和业务类型有关。性能测试对分成以下两种测试: (1)测试QOS或NP参数。即QOS或NP参数在“正常负载”下不能超过某种限度。 正常负载条件,如在ATM层信元业务负载遵守流量合同,SVC连接信令业务低于某种 指定的程度。 (2)过载测试。即SUT必须具有某种可测试的已实现的过负载保护机制,如ATM 层的UPC或NPC,在信令层次上的呼叫/连接拒绝。 性能测试集中在QOS的测试上。ATM网络的NP主要依靠ATM的三层协议来实现和定 义。下面谈谈与各层相关的NP。 当VP/VC需要进行路由或交换时,在物理媒体上可能存在物理传输的中断,这 是一个很重要的过程,因为传输的中断很可能导致传输错误的产生。此外,物理媒 体的实际传输质量也是影响该层传输性能即比特差错率BER的一个关键因素。传输 媒体的NP一般在接口规范中进行定义,但在ATM网络中ATM物理层PHY充当ATM与实际 传输媒体的适配层,故可以为PHY定义下列NP: (1)被校正信头比率(Corrected Header Ratio):具有可校正信头的信元 数目与所有接收到的信元数的比率。该参数主要由传输通路的BER决定。 (2)被丢弃的信元比率(Discarded CellRatio):具有错误但不可校正信头 的信元数目与所有接收到的信元数的比率。该参数也主要由传输通路的BER决定。 (3)信元定界丢失率(Loss ofCell Delineation Ratio):在指定期间内信 元定界丢失数目与该时期接收到的总信元数之比。 (4)信无定界持续均方丢失率(Mean Loss of Delineation Duration):在 指定时间内由于信元定界丢失未发牛的CRE事件数目与在该时间内发生的CRE事件的 数目和其他所有CRE事件数目之和的比率(CRE是指接收端的循环冗余校验错误)。 但由于现在下层传输媒体的高可靠传输性能,如SONET或SDH网络,使得测试产 品的下层性能己经没有多大意义了。 ATM层独立于其API及所使用的PHY,故ATM层的信元传输性能参数的定义可以标 准化而不必考虑PHY的影响。ATM层的网络性能NP参数主要有“与差错有关的”和 “与时延有关的”两类。 (1)与差错有关的网络性能参数 ①信元差错率CER(Cell Error Ratio):错误信元数与所有测试的信元数之 比; ②信元丢失率CLR(Cell Loss Ratio):丢失的信元与所有传输的信元之比; ③信元严重误块率SECBR(Severely ErroredCell BlockRatio):严重信元误 块与全部信元块之比。信无严重误块丰用于评价信元传送错误的突发性; ④信元误插率CMR(Cell Misinsert Ratio):在一定的统计时间内的误插信 元与统计时间之比。 (2)与时延有关的网络性能参数 ①信元传送时延CTD(Cell Transfer Delay):从一个信元的第一个比特进 入ATM交换机的人局参考点到该信元的最后一个比特离开ATM交换机的出局参考点 所经历的时间; ②均存信元传送时延MCTD(MeanCell Transfer Delay):指一定数量信元传 送时延的算术平均值; ③信元时延变化CDV(Cell DelayVariation):是信元到达时延与某个相对 参考时延的差别。该相对参考时延在一点法与双点法测试中有不同的含义。 端到端的应用层性能对用户具有很重要的意义,但在测试之前,应明确了层 协议层所发生的一切对上层协议的影响。 五、ATM设备测试简述 ATM设备测试主要是针对ATM设备的各项技术指标和功能进行,测试主要在产 品的研制、质量检验和安装阶段进行。它要求对设备所涉及的各ATM层次,接从下 到上(即从物理层到高层协议)的次序进行逐一测试,验证其每一层功能实现是 否符合标准。在测试过程中,除了需要检验每一项功能是否正常外,还可以进一 步对产品的性能进行综合测试,如多端目测试、满负荷情况下的拥塞控制能力测 试、多个设备叠加后的性能测试等。此外,为了保证ATM设备与其他厂家设备的兼 容性和互操作性,最好能进行比较全面的一致性测试(尤其在信令协议方面)。 ATM设备进入市场一般需要经历以下过程:(1)解释协议规范;(2)设计产 品;(3)进行一致性(可运行性)测试;(4)进行互操作性测试;(5)进行回 归(regression test)测试;(6)进行性能测试。最初,新的ATM设备需要进行 一致性测试以确定其是否按照协议的规定进行工作的;然后,进行互操作性测试, 互操作性测试是进行完一致性测试后逻辑上的下一测试步骤,证明该设备能在ATM 网络中与其他设备进行工操作;最后,进行性能测试,用于建立对该设备的某种 评价,如吞吐量和延迟等。产品从设计到投入市场之前,需要进行一致性测试。 一致性测试和互操作性测试在前面已经描述过,在此不再介绍。回归测试是 ATM设备测试中经常进行的一项测试。一个产品一般不可能在其正式成型完成设计 之前进入市场,即使在设计完成后,也可能存在某种缺陷,需要不断改进与更新。 在产品升级或功能、性能上做了某些改变之后,通常需要进行回归测试。一般来 说,后期版本修改以前产品的某些缺陷,增加些新功能和新特征等等。回归测试 主要保证现存特征的IUT随着产品的演变能正确向新产品过渡,确保产品仍然遵守 它所依据的规范。例如,某版本的ATM产品修正了ATM信元层的某些已知错误,回 归测试将保证其现存的适配层筛望是没有发生变化)仍然正常工作并遵守规范AAL 层规范。回归测试实质上是保证新产品具有后向兼容性,即新产品不应破坏其原 型产品所具有的正常功能和特征,应继续保持或有所改进。 通信产品进入市场交付使用时,通常要进行验收测试(Acceptance Test)。 其测试内容是根据客户预先准备好的要求确定的,诸如要求与某协议的一致性、 与某厂家设备能进行面操作以及某些特殊的性能要求等等,这些要求是客户的实 际需求,厂家为此可能需要制定专门的测试方案。这些测试通常是在客户试验室 进行的,在产品被接受之前需要满足验收测试的所有要求。当客户接收到其设备 的新版本时,验收测试也需包括回归测试的内容。 六、ATM网络测试简述 ATM网络测试一般是指对ATM网络的各个网段以及网络的总体性能进行测试。主要在网络开放 业务前和开放后的维护阶段进行。该项测试不侧重对单个网络设备的功能进行验证,而主要对跨网 络的端对瑞节点间的性能指标进行测试,如两个远端节点之间的信元误码、信元延迟时间、信元抖 动和误插率等。此外,还可对ATM的叮靠性进行测试,如路由重走向表是否能使信息流避开发生故 障或拥塞的网段。在测试过程中,还应注意对网络中各节点和线路进行多种排列组合,测试每种组 合下的端到瑞性能。对于小型网络测试最好能遍历所有的网络节点和通路。 1.ATM网络初期的测试 在ATM网络安装阶段最主要的问题是如何保证业务能够从网络的一端准确无误地及时传输到网 络的另一端。因此,在开用户业务之前,需要进行下列测试以保证网络能够满足原设计要求: (1)进行物理层的 BERT(比特误码率测试)以保证物理层传输的完整性: (2)在ATM层进行端到端的ATM连续性测试以保证ATM交换机进行正确的VPI/VCI映射; (3)进行信元头标测试以保证检测出信元的误发送: (4)进行ATM展的BERT测试以保证ATM层传输的完整性; (5)进行传输测试来仿真实际的用户业务状况; (6)进行QOS测试以确定ATM交换机是否为用户应用正确地提供了资源; (7)进行OAM信元测试以确定ATM网络是否能够正确地对各种维护情况进行响应。 2.在运行的ATM网络中进行测试 对运行的ATM网络进行测试是比较困难的,因为测试不能损害现存的正在运行的业务而又要发 现网络中存在的缺陷,所以在测试中应注意以下4个主要问题: (1)在交换机内部设置统计管理信息数据库MIB 在理想情况下,网管系统会收集来自交换机的足够的业务信息、差错和告警指示以成功地维 护网络和查找网络缺陷。为了保证每个交换机都能收集可供网管系统访问的兼容的信息,ATM论坛 和IETF定义了一系列管理信息数据库MIB,将需要用于管理网络的信息代码化。在专用网内常使用 IETF的简单网络管理协议SNMP来访问这些MIB。在公网内则使用ITU-T定义的公共管理信息协议 CMip。用于ATM网络的MIB主要有以下一些:管理ATM设备、网络和业务的ATM MIB,用于对LAN的 RMONMIB的扩展进行ATM远程监视的ATM-RMONMIB,在每个交换机内部用于物理层和ATM层配置和统 计信息的ILMIMIB,在公网与专网中或在公网与专网之间的用于定义在网管系统和网络单元间接口 的M1-M5MIB。这些MIB涉及需要用于ATM网络管理的测量、统计、处理和使用信息。网管系统叶~ 个重要功能就是能够长期或实时地对信息业务流的状况进行统计,生成直观的统计图表。统计分析 可以是对实时在线业务流进行统计,也可以是对保存在文件中的历史业务流进行统计,并可以将两 者加以比较,一旦发现性能恶化,就可以采取相应的措施予以修复,这对网络的预防性维护是非常 有用的。 (2)监测OAM流 ATM具有其固有的差错和性能管理功能,即所谓的OAM(运行、维护和管理, ITU-TI.610)。 OAM的功能用于自动地检测某种特殊的条件,诸如链路发生了物理性中断或存在高的比特误码 率,并向网络运行者报告。对于某些新技术如SONET/SDH而言,交换机可通过倒换至各用链路或在 网络中选择新路由来自动矫正错误。OAM信元由ATM交换机在端到端或路由的某一段上产生和分 析,以能获得对比特差错、信元丢失和迟延的测试结果。 (3)采用适当的测试设备 在运行的ATM网络进行测试,对测试设备有一些特殊的要求,如携带方便、针对性很强、专门 用于维护和差错查找的专用测试设备,或公布在网络边缘、能够接受中心站点的远程控制的测试设 备,这种设备有利于比较全面地收集网络各部分的信息并由中心计算机处理。 (4)选择正确的测试接入访问点 在运行的ATM网络小如何寻找合适的测试接入点是很重要的,特别是对使用光纤的传输系统, 如SONET/SDH。一般而言,其根本问题在于交换机并不提供直接的测试端口,即使提供了物理端 日,也可能会因为不能提供精确的实际业务流模型而不能进行所期望的测试。在光纤系统中,使用 在线测试接入的方法是有可能的,但需要加分光器设备来衰减一部分光功率,但衰减有可能造成信 号的传输问题。