网络测试原理及分类

确保网络健康运行网络测试原理及分类

关键词：网络测试以太网ATM

阅读提示：在网络安装、维护、管理和故障诊断的整个过程中都贯穿着网络的测试问题。本文就介绍几个对于网络的测试。

网络在迅猛发展，使用网络的用户也越来越多。随着用户对网络依赖程度的增加，网络的正常运行变得越来越重要。网络瘫痪已成为数据通信领域的关键问题，为确保网络正常运行，所有的故障必须快速有效地解决。而在网络安装、维护、管理和故障诊断的整个过程中都贯穿着网络的测试问题。可以说，测试为网络的健康运行带来了有效的解决办法。

以太网测试

由于网络应用中越来越多的用到多媒体、视频以及图像传输等技术，所以网络的带宽需求非常紧张。当网络负载很轻时，信息传输的效率会比较高，当流量增长的很快时，碰撞就增加很多并使网络性能下降。一般来说网络性能都与网络上所连接的设备有关，以太网阻塞可能有以下几个原因。

少数高速网络设备网络上少数高速设备就可能消耗大量的网络带宽。例如繁忙的服务器或工程设计的工作站。

网络上的站点过多也就是希望分享带宽的用户太多，其效果和少数高速网络设备的结果一样。网络中有加重网络流量的一些应用

用户之间的交互和文件的传输对网络有完全不同的需求。交互应用要求较低的延迟，而文件的传输要求较多的带宽和带宽的高利用率。

对带宽的需求是由多种原因造成的，使用交换机比使用集线器等设备可以更有效地解决阻塞问题。通过测试可以帮助用户确定网络性能下降的真正原因，从而对网络是否需要采用交换机以及如何使用交换机提供定量的帮助。例如，利用测试仪器的网络统计功能来检查网段的利用率、碰撞率以及错误率、广播流量的数量等。

如果高利用率是由于出错而反复发送造成的，则利用仪器的错误统计功能可以查出错误类型和来源。当考虑到要使用交换机时，知道引起高流量的来源是非常重要的。测试仪器的“最多发送者”和“最多接收者”的功能可以很容易而且很迅速地告之有关信息。根据这些信息就可以做出决定，比如哪个用户需要特别分配在一个特殊的交换端口。

此外知道有关协议运行的情况也是非常有帮助的。比如哪种协议运行的最多，与之相关站点和网络设备有那些等。有些厂商测试仪（如Fluke LANMeter网络测试仪）的数据记录功能以及网络健康扫描(Health Scan)软件可以对某个网段进行段时间(比如24小时)的监测记录，从而对网络的性能和运行情况作出基本评价。

利用仪器得出的信息，用户就可以决定是否需要使用交换机。理想的设计可能是每台设备都有一个路径与其它所需的设备直接相连。显然在当前的环境下这是不现实或很难实现的。所以小心合理地使用交换机才能够提高网络的性能。而只是简单地用交换机替代正在使用的集线器等设备不可能达到提高网络性能的目的。

越来越多的用户首先考虑使用交换机而不是采用路由器来分隔网络。但是，所安装的交换机工作状况如何，交换机是否有故障，也就是如何测试交换机是一个问题。利用Switch Wizard（交换机测试包）功能，网络管理人员可以在网络的任何一个地方接入交换环境下的网络，通过SNMP 和RMON信息，完全地看到交换器的内部情况。并可以同时监测多个交换机端口的统计情况，为任何一个指定端口提供镜像的广播统计和错误统计情况，端口的分析可识别出每个交换机端口上所连接的MAC地址。同时Switch Wizard还可以分析交换机中的快速以太网和FDDI的端口统计。上述这些功能在协议分析仪上是不可能做到的。在复杂的交换网络环境下，Switch Wizand可以极大地帮助网络管理人员维护与监测网络的运行情况。

ATM网络测试

ATM用户和业务提供者之间的铜介质接入电路质量差异很大，从接近光路的质量到只能传送语音业务，因此业务提供者一般对端到端的ATM连接规定所能保证的比特误码率(BER)。

数据检错和重发不再是广域网(WAN)如X.25的任务，而是由用户端的传输层来承担。它可以将32个ATM信元组成一个TCP/IP包，ATM信元中一个比特的错误就会导致两个完整的TCP/IP包或相当于64个ATM信元进行重发。对于有噪声的电路来说，将产生类似滚雪球的效果，重发的数据将导致站点间实际连接的阻塞。

传统的比特误码率测试(BERT)

当在用户驻地和业务提供者的网络边缘交换机之间增加新的接入连接时，将会采用铜缆或光缆。电缆路径将从用户机房的分界点到最近一个中心局的电缆架。电缆由本地交换局负责安装，并进行物理媒介的验收测试以确保能够可靠地传输用户业务。本地交换局进行的测试称为比特误码率测试(BERT)。BERT测试可由安装人员在用户驻地进行，或由技术人员在中心局进行。

进行测试之前，在电缆的一端进行收发环回，测试仪的收发接在电缆未做环回一端。测试仪发送

连续的二进制随机码，通过电路的环回在接收口接收。测试仪将发送比特流与接收比特流进行比较，对比特错误(0变成1或1变成0)进行统计。RER是错误比特数和传输的全部比特数之比，通常BERT测试需要进行一段时间(15分钟至24小时)以获得具体的BER值。

ATM BERT测试

传统的BERT只在接入电路到第一个ATM边缘交换机之间的物理层进行。与此不同，ATM BERT测试在ATM层进行并且涉及到连接远端用户站点的整个虚电路。ATM BERT测试对端到端电路的可靠性做全面的认证检查。

测试仪发送的ATM信元净荷中载有一定的BERT码型。ATM交换机并不检查信元净荷的内容，这样BERT比特流将透明地通过公共TAM网络。如果操作人员正确输入了目的虚通道和虚电路的标识值，测试信元将象普通的用户数据一样通过公网进行交换，测试信元到达远端用户后通过环路返回测试。测试仪收到测试信元后，从净荷中分离出BERT码型并将其与发送的码型比较，采用的方法和传统的BERT测试相同，运行一段时间后就会得到整个端到端电路的BER值。

进行ATM BERT测试时，要对测试仪进行设置使其发送与规定的业务合同速率相匹配的测试信元。操作者输入在业务合同中所规定的数据速率和业务类别(恒定比特率、可变比特率或未定义比特率业务)。BERT将在业务提供者所保证的最大负载状态下进行，以确保在运行实际用户业务之前端到端链路的无误码性。

经常忽略的一点是用户数据在到达第一个ATM边缘交换机之前可能要由几个中心局转接，每次路由转接都增加了产生误码的可能性。传统的BERT测试可能只验证到第一个中心局的本地环路的可靠性而忽略了中转局之间的连接。

ADSL测试

ADSL技术将铜质电话线从直流到1MHz在频率上分割成256个信道，每个信道带宽4.3KHz。频率最低的一个信道(0～4.3KHz)仍旧用来传输模拟的电话信号。对于其余频带，在低频部分传输上行信号，高频部分传输下行信号。ADSL Modem独立地分析每个信道的信噪比，以确定该信道的数据传输速率。当某一信道的信噪比恶化时，Modem会自动降低该信道的速率，以保证传输码元的正确，如果一个信道的信噪比极其恶化时，Modem甚至有可能将该信道关闭。

ADSL技术是一种利用现有的大量铜质电话线传输宽带信息的廉价方法，但是在实际应用方面还有几个需要解决的问题，一是从电话局到用户的电话线长度是不尽相同的，有的可能只有几百米，有的则可能有几公里，电话线的长度不同，所引起的信号衰减也不同；二是传统电话系统中的感性负载线圈和桥接抽头引起的信号色散和频率性失真，会使得信号在某些频率范围内衰减得特别厉害。所以，在安装ADSL时，除了设备本身的调试外，还必须对线路的质量进行测试。

传统ADSL测试方法是在用户端的ADSL Modem上连接一台PC机，测试这台PC机是否能够连通在电话局端的网络，以判断链路的连通性能，这种方法的局限性在于线路的连通性能并不能反映线路传输高速、宽带信号的能力，所以较为合理的做法是不间断地测试线路双向的传输速率和