路由器测试技术和方法

随着信息产业的飞速发展，计算机网络技术得到广泛应用，计算机网络已成为现代工作生活中必不可少的一部分。路由器作为计算机网的核心设备，相应地在网络上存在广泛的应用。高端路由器现已由企业级设备成为公众网上重要的电信级设备。随着互联网络的逐步普及以及它在生活中重要性的增加，路由器的性能、功能、安全性、可靠性等指标变得越来越重要。所以对路由器的测试有其重要性与必要性。路由器测试规范主要有下面通信行业标准来规范：YD/T1156-2001《路由器测试规范－高端路由器》；YD/T1098-2001《路由器测试规范－低端路由器》。以上标准分别参照下面标准制定：YD/T1097-2001《路由器设备技术规范－高端路由器》；YD/T1096-2001《路由器设备技术规范－低端路由器》。

本文的测试介绍主要依据上述路由器测试规范。但是由于以上测试规范只作设备入网测试标准，是一种入门测试，所以我们重点介绍在上述规范基础上补充的一些其他测试内容。

一、测试的目的和内容

路由器是通过转发数据包来实现网络互连的设备，可以支持多种协议（例如TCP/IP，SPX/IPX，AppleTalk），可以在多个层次上转发数据包（例如数据链路层、网络层、应用层）。

路由器需要连接两个或多个逻辑端口，至少拥有一个物理端口。路由器根据收到的数据包中网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一条路由器地址或主机地址，并且重写链路层数据包头。路由表必须动态维护来反映当前的网络拓扑。路由器通常通过与其他路由器交换路由信息来完成动态维护路由表。

（一）路由器分类

当前路由器分类方法各异。各种分类方法有一定的关联，但是并不完全一致。通常可以按照路由器能力分类、结构分类、网络中位置分类、功能分类和性能分类等方法。在路由器标准制定中主要按照能力分类，按能力分为高端路由器和低端路由器。背板交换能力大于20Gbit/s，吞吐量大于20Mbit/s的路由器称为高端路由器。交换能力在上述数据以下的路由器成为低端路由器。与此对应，路由器测试规范分为高端路由器测试规范和低端路由器测试规范。

（二）测试目的及内容

通过测试路由器，可以了解到哪些路由器能提供最好的性能、路由器在不同负载下的行为、模型化网络使用路由器的设计参数、路由器能否处理突发流量、路由器的性能限制、路由器能否提供不同服务质量、路由器不同体系结构对功能和性能的影响、路由器的功能特性和性能指标、路由器的使用是否影响网络安全、路由器协议实现的一致性以及路由器可靠性和路由器产品的优势和劣势等内容。

低端路由器设备测试主要包括：常规测试，即电气安全性测试；环境测试，包括高低温、湿度测试和高低温存储测试；物理接口测试，测试低端路由器可能拥有接口的电气和物理测性；协议一致性测试，测试协议实现的一致性；性能测试，测试路由器的主要性能；管理测试，主要测试路由器对无大项网管功能的支持。

高端路由器测试主要包括：接口测试，高端路由器可能拥有的接口测试；ATM协议测试，

测试ATM协议要求；PPP协议测试，测试PPP协议的一致性；IP协议测试，测试IP协议一致性；路由协议测试，测试路由协议一致性；网管功能测试，验证测试网关功能；性能和QoS测试，测试路由器性能和QoS能力验证；网络同步测试，测试设备同步定时能力；可靠性测试，验证设备可靠性；供电测试，测试整机功耗等内容；环境测试，包括高低温、湿度测试和高低温存储测试。

上述两个测试规范由于起草单位以及起草时间不同，组织安排有所不同。除上述测试外，建议在测试中考虑下面所列测试项目。

（1）功能测试：主要来验证产品是否具备了设计的每一项功能。（2）稳定性和可靠性测试：一般采取加重负载的办法来评估和分析设备在长时间、高负载的情况下的运行能力。（3）互操作性测试：不同的网络产品之间必须能够互操作。互操作性测试考察一个网络产品是否能在一个由不同厂家的多种网络产品互连的网络环境中很好地工作，如验证路由器与Cisco 产品的互操作，交换机与Cisco、3Com、Lucent、Intel等的互操作等。

二、测试方法

路由器测试方法通常分为本地测试法、分布测试法、远端测试法和协同测试法。由于篇幅限制，本文不介绍其他测试法的特点以及适用范围，只列出路由器测试中最常用到的远端测试法。远端测试法如图1所示：

其中，控制观察点（PCO）：通常由两个先入先出（FIFO）队列组成，其功能类似于一对输入输出端口，向队列一端发送命令，从同一队列的另一端接收应答信号；被测实体（IUT）：Item Under Test；下测试器（LT）：通过位于被测试实体下层的PCO与被测试层交互的测试系统称为下层测试系统。

三、测试分类

综合上文中的测试内容，路由器测试一般可以分成以下几类：功能测试、性能测试、稳定性可靠性测试、一致性测试、互操作性测试以及网管测试。

（一）功能测试

路由器功能通常可以划分为如下方面。

（1）接口功能：该功能用作将路由器连接到网络。可以分为局域网接口及广域网接口两种。局域网接口主要包括以太网、令牌环、令牌总线、FDDI等网络接口。广域网接口主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口（可转换成X.21DTE/DCE、V.35DTE/DCE、RS232DTE/DCE、RS449DTE/DCE、EIA530DTE）等网络接口。（2）通信协议功能：该功能负责处理通信协议，可以包括TCP/IP、PPP、X.25、帧中继等协议。（3）数据包转发功能：该功能主要负责按照路由表内容在各端口（包括逻辑端口）间转发数据包并且改写链路层数据包头信息。（4）路由信息维护功能：该功能负责运行路由协议，维护路由表。路由协议可包括RIP、OSPF、BGP等协议。（5）管理控制功能：路由器管理控制功能包括五个功能，SNMP代理功能，Telnet服务器功能，本地管理、远端监控和RMON功能。通过多种不同的途径对路由器进行控制管理，并且允许纪录日志。（6）安全功能：用于完成数据包过滤，地址转换，访问控制，数据加密，防火墙，地址分配等功能。