常见的路由器测试类型和方法

testing · 发表于 2005-3-9 17:15:52

随着信息产业的飞速发
活中必不可少的一部分。路
高端路由器现已由企业级设
它在生活中重要性的增加，
以对路由器的测试有其重要
YD/T1156-2001《路由器测
路由器》。以上标准分别参
由器》；YD/T1096-2001《
展，计算机网络技术得到广泛应
由器作为计算机网的核心设备，
备成为公众网上重要的电信级设
路由器的性能、功能、安全性、
性与必要性。路由器测试规范主
试规范－高端路由器》；YD/T10
照下面标准制定：YD/T1097-200
路由器设备技术规范－低端路由
用，计算机网络已成为现代工作生
相应地在网络上存在广泛的应用。
备。随着互联网络的逐步普及以及
可靠性等指标变得越来越重要。所
要有下面通信行业标准来规范：
98-2001《路由器测试规范－低端
1《路由器设备技术规范－高端路
器》。

　　本文的测试介绍主要依
标准，是一种入门测试，所
据上述路由器测试规范。但是由
以我们重点介绍在上述规范基础
于以上测试规范只作设备入网测试
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
SPX/IPX，AppleTalk），可
。
包来实现网络互连的设备，可以
以在多个层次上转发数据包（例

支持多种协议（例如TCP/IP，
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
中网络层地址以及路由器内部维护的路由
并且重写链路层数据包头。路由表必须动
他路由器交换路由信息来完成动态维护路
，至少拥有一个物理端口。路由器根据收到的数据包
表决定输出端口以及下一条路由器地址或主机地址，
态维护来反映当前的网络拓扑。路由器通常通过与其
由表。

　　（一）路由器分类

　　当前路由器分类方法各异。各种分类
照路由器能力分类、结构分类、网络中位
制定中主要按照能力分类，按能力分为高
，吞吐量大于20Mbit/s的路由器称为高端
路由器。与此对应，路由器测试规范分为
方法有一定的关联，但是并不完全一致。通常可以按
置分类、功能分类和性能分类等方法。在路由器标准
端路由器和低端路由器。背板交换能力大于20Gbit/s
路由器。交换能力在上述数据以下的路由器成为低端
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
、模型化网络使用路由器的
能否提供不同服务质量、路
指标、路由器的使用是否影
产品的优势和劣势等内容。
了解到哪些路由器能提供最好的
设计参数、路由器能否处理突发
由器不同体系结构对功能和性能
响网络安全、路由器协议实现的

性能、路由器在不同负载下的行为
流量、路由器的性能限制、路由器
的影响、路由器的功能特性和性能
一致性以及路由器可靠性和路由器

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

　　高端路由器测试主要包
测试ATM协议要求；PPP协议
路由协议测试，测试路由协
测试路由器性能和QoS能力
设备可靠性；供电测试，测
储测试。
括：接口测试，高端路由器可能
测试，测试PPP协议的一致性；I
议一致性；网管功能测试，验证
验证；网络同步测试，测试设备
试整机功耗等内容；环境测试，

拥有的接口测试；ATM协议测试，
P协议测试，测试IP协议一致性；
测试网关功能；性能和QoS测试，
同步定时能力；可靠性测试，验证
包括高低温、湿度测试和高低温存

　　上述两个测试规范由于
建议在测试中考虑下面所列
的每一项功能。（2）稳定
时间、高负载的情况下的运
作。互操作性测试考察一个
中很好地工作，如验证路由
等的互操作等。
起草单位以及起草时间不同，组
测试项目。　　（1）功能测试
性和可靠性测试：一般采取加重
行能力。（3）互操作性测试：
网络产品是否能在一个由不同厂
器与Cisco产品的互操作，交换

织安排有所不同。除上述测试外，
：主要来验证产品是否具备了设计
负载的办法来评估和分析设备在长
不同的网络产品之间必须能够互操
家的多种网络产品互连的网络环境
机与Cisco、3Com、Lucent、Intel

　　二、测试方法

　　路由器测试方法通常分
限制，本文不介绍其他测试
法。
为本地测试法、分布测试法、远
法的特点以及适用范围，只列出

端测试法和协同测试法。由于篇幅
路由器测试中最常用到的远端测试

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

　　三、测试分类

　　综合上文中的测试内容，路由器测试
性可靠性测试、一致性测试、互操作性测
一般可以分成以下几类：功能测试、性能测试、稳定
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
种。局域网接口主要包括以
E1/T1、E3/T3、DS3、通用
RS449DTE/DCE、EIA530DTE
可以包括TCP/IP、PPP、X.2
由表内容在各端口（包括逻
信息维护功能：该功能负责
议。（5）管理控制功能：
功能，本地管理、远端监控
许纪录日志。（6）安全功
墙，地址分配等功能。
能用作将路由器连接到网络。可
太网、令牌环、令牌总线、FDDI
串行口（可转换成X.21DTE/DCE
）等网络接口。（2）通信协议
5、帧中继等协议。（3）数据包
辑端口）间转发数据包并且改写
运行路由协议，维护路由表。路
路由器管理控制功能包括五个功
和RMON功能。通过多种不同的途
能：用于完成数据包过滤，地址

以分为局域网接口及广域网接口两
等网络接口。广域网接口主要包括
、V.35DTE/DCE、RS232DTE/DCE、
功能：该功能负责处理通信协议，
转发功能：该功能主要负责按照路
链路层数据包头信息。（4）路由
由协议可包括RIP、OSPF、BGP等协
能，SNMP代理功能，Telnet服务器
径对路由器进行控制管理，并且允
转换，访问控制，数据加密，防火

　　路由器对上述功能并非
对最小功能集所规定的功能
测试、协议一致性测试和网
盖的功能作验证性测试。路
必要完全实现。但是由于路由器
，路由器必须支持。因为绝大多
管测试所函盖，所以路由器功能
由器功能测试一般采用远端测试
作为网络设备，存在最小功能集，
数功能测试可以由接口测试、性能
测试一般可以只对其他测试无法涵
法。

　　（二）性能测试

　　路由器是IP网络的核心设备，其性能
可扩展性。由于IETF没有对路由器性能测
Benchmarking Methodology for Network
般简单的网络互连设备，在性能测试时还
路由协议收敛时间等指标。
的好坏直接影响IP网网络规模、网络稳定性以及网络
试作专门规定，一般来说只能按照RFC2544(
Interconnect Devices)作测试。但路由器区别于一
应该加上路由器特有的性能测试。例如路由表容量、

　　路由器性能测试应当包括下列指标。

　　（1）吞吐量：测试路
限，一般可以采用二分法查
转发出该包的时间间隔。时
在不同负荷下丢弃包占收到
最高速率），步长一般使用
传输时不丢包条件下所能处
线速能力（吞吐量=接口媒
在过载后恢复正常工作的时
小值，持续60秒后将速率下
能力，则该测试没有意义。
时间间隔。正常工作指能以
由器包转发的能力。通常指路由
找该极限点。（2）时延：测试
延测试应当重复20次然后取其平
包的比例。不同负荷通常指从吞
线速的10%。（4）背靠背帧数：
理的最大包数。该测试实际考验
体线速），则该测试没有意义。
间。测试方法可以采用向路由器
降到50%的时刻到最后一个丢包
（6）系统复位：测试路由器从
吞吐量转发数据。
器在不丢包条件下每秒转发包的极
路由器在吞吐量范围内从收到包到
均值。（3）丢包率：测试路由器
吐量测试到线速（线路上传输包的
测试路由器在接收到以最小包间隔
路由器缓存能力，如果路由器具备
（5）系统恢复时间：测试路由器
端口发送吞吐量110%和线速间的较
的时间间隔。如果路由器具备线速
软件复位或关电重启到正常工作的

　　在测试上述RFC2544中规定的指标时应当考虑下列因素。

　　帧格式：建议按照RFC2
如在以太网上采用64, 128,
测试帧，例如控制帧、路由
在测试帧中夹杂1%广播帧再
试帧中夹杂每秒一个管理帧
滤器：在设置过滤器条件下
试路由器收到随机处于256
收发数据对性能的影响；多
协议测试：考虑路由器同时
外，检查混合包长对路由器
中各包长所占比例作规定。
要求时以太网接口上可采用
1500字节包15%。　　除上
544所规定的帧格式测试；帧长
256, 512, 1024, 1280, 1518
更新帧等；广播帧：验证广播帧
测试；管理帧：验证管理帧对路
再测试；路由更新：路由更新即
对路由器性能的影响，建议设置
个网络中的地址时对性能的影响
端口测试：考虑流量全连接分布
处理多种协议对性能的影响；混
性能的影响，RFC2544除要求包
笔者建议按照实际网络中各包长
60字节包50%，128字节包10%，2
述RFC2544建议的测试项外还建
：从最小帧长到MTU顺序递增，例
字节；认证接收帧：排除收到的非
对路由器性能的影响，上述测试后
由器性能的影响，上述测试后在测
下一跳端口改变对性能的影响；过
25个过滤条件测试；协议地址：测
；双向流量：测试路由器端口双向
或非全连接分布对性能的影响；多
合包长：除测试所建议的递增包长
含所有测试包长外没有对混合包长
的分布测试，例如在没有特殊应用
56字节包15%，512字节包10%，
议测试如下内容。

　　①路由震荡：路由震荡对路由器转发
以依据网络条件而定。路由更新协议可采
由器通常运行BGP，路由表包含全球路由
输入导出路由计数来测试。③时钟同步：
以及同步能力。④协议收敛时间：测试路
机性能有关，但是一般只能在网络上测试
通过检查该指标来衡量全网性能。测试时
试时间应当介于60秒到300秒之间。另外
器性能测试一般可采用远端测试法。
能力的影响。路由震荡程度即每秒更新路由的数量可
用BGP。②路由表容量：测试路由表大小。骨干网路
。一般来说要求超过10万条路由，建议通过采用BGP
在包含相应端口例如POS口的路由器上测试内钟精度
由变化通知到全网所用时间。该指标虽然与路由器单
，而且会因配置改变而变化。可以在网络配置完成后
间应当根据具体项目以及测试目标而定。一般认为测
一般可以根据用户要求和测试目标作设定选择。路由

　　（三）一致性测试

　　路由器一致性测试通常
控制观察点PCO与被测试设
采用“黑箱”方法，被测试设备
备接口。
IUT叫做“黑箱”。测试系统通过

　　不同的测试事件是通过不同的PCO来
系和数据匹配限制，测试的结果可分为通
连设备，需要在各个通信层上实现多种协
IP/ICMP等互联网层协议、TCP/UDP等传输
RIP/OSPF/BGP等路由协议。
控制和观察的，按照其应答是否遵守规范，即定时关
过、失败、无结果3种。路由器是一种复杂的网络互
议。例如相应的接口的物理层和链路层协议、
层协议、Telnet/SNMP等应用层协议以及

　　协议一致性测试应当包
试中可以选择重要的协议以
以在路由器测试中应特别重
选择有限测试例测试，一般
现协议所有内容，所以最好
测试法或远端测试法。
含路由器所实现的所有协议。由
及所关心的内容测试。由于骨干
视路由协议一致性测试例如OSPF
无法涵盖协议所有内容。所以即
的办法是在现实环境中试运行。

于该测试内容繁多测试复杂，在测
网上路有器可能影响全球路由，所
和BGP协议。由于一致性测试只能
使通过测试也无法保证设备完全实
路由器一致性测试一般采用分布式

　　（四）互操作测试

　　由于通信协议、路由协
通互操作。并且因为一致性
议。所以有必要对设备进行
议非常复杂且拥有众多选项，实
测试能力有限，即使通过协议一
互操作测试。
现同一协议的路由器并不能保证互
致性测试也未必能保证完全实现协

　　互操作测试实际上是将一致性测试中
一些重要且典型的互连方式配置，观察两
所用的仪表替换成需要与之互通互操作的设备，选择
设备是否能按照预期正常工作。

　　（五）稳定性、可靠性测试

　　由于大多数路由器需要
由器的稳定性和可靠性尤其
每天24小时，每周7天连续工作
重要。所以用户需要了解露由器
，作为Internet核心设备的骨干路
的稳定性和可靠性。

　　路由器的稳定性和可靠性很难测试。
件的可靠性以及备份程度计算系统可靠性
率统计产品稳定性和可靠性。当然，用户
定程度上保证路由器的可靠性与稳定性。
一般可以通过两种途径的到：（1）厂家通过关键部
；（2）用户或厂家通过大量相同产品使用中的故障
也可以通过在一定时间内对试运行结果的要求来在一

　　（六）网管测试

　　网管测试一般测试网管软件对网络以
设备，所以必须测试路由器对网管的支持
附带的网管软件来检查网管软件所实现的
理、拓扑管理和视图管理等功能。如果路
实现的一致性以及对MIB实现的程度。由
内容，很难对MIB实现完全测试。一般可
况。
及网络上设备的管理能力。由于路由器是IP网的核心
度。　　如果路由器附带网管软件，可以通过使用所
配置管理、安全管理、性能管理、计帐管理、故障管
由器不附带网管软件，则应当测试路由器对SNMP协议
于路由器需要实现的MIB非常多，每个MIB都包含大量
以通过抽测重要的MIB项来检查路由器对MIB的实现情

　　另外，由于路由器设备
采用的仪表以及仪表的配置
试所使用的仪表可分为性能
非常复杂，可能采用的接口和协
必须根据测试内容以及路由器实
测试仪表、协议测试仪表以及其
议多种多样，所以对路由器测试所
际配置来决定。一般来说路由器测
他种类仪表。

　　（1）性能测试仪表主
公司的Router Tester等。
仿真。（2）协议测试仪表
仪表例如安捷伦公司的Rout
器实现的协议一致性测试所
通用仪表，如示波器、万用
表的精度以及误差范围。综
测试只有在研究测试方法的
表，认真测试才能达到测试
要测试IP包转发能力。最典型的
性能测试仪表有时也要求一些协
主要测试路由器对协议实现的一
er Tester等。其他协议例如TCP
用仪表可使用各种专用或通用仪
表、率耗器、光功率计等。还有
上所述路由器的测试是一项复杂
基础上结合具体测试情况，制定
目的。
有NetCom公司的SmartBit、安捷伦
议仿真能力，例如对BGP、OSPF的
致性。主要有路由协议一致性测试
/IP、ATM、ISDN、SNMP等众多路由
表。（3）其他仪表主要包括一些
在测试仪表的选择中还应当考虑仪
但是非常重要的工作，对路有器的
正确测试方案，选择合适的测试仪