交换机测试解决方案

一、交换机测试概述

自 Kalpana 公司在 1990 年推出第一台以太网交换机以来，交换机在30多年的时间内快速的发展，成为当今应用最为广泛的网络设备，成为整个互联网的基石。以太网交换机以其“高性能、低成本”的优势，被应用在多种场景中，从而也 衍生出多种多样的交换机。这些种类繁多的交换机有多种分类方式，例如根据网络覆盖范围可以划分为广域网交换机和局域网交换机；根据网络规模可以划分为企业 级交换机、校园网交换机、部门级交换机；还可以根据交换机工作的网络层次，将交换机划分为交换机、三层交换机、四层交换机、应用层交换机。

1.1 交换机测试业务挑战

虽然经过 30 多年的发展，交换机已经相对成熟，但是随着新的应用场景的出现，仍然不断的有新需求涌现，这就要求企业不断的投入研发力量。同时也因为交 换机有相对完善的解决方案，参与制造的企业非常多，竞争也非常激烈，每个企业 都在想法设法的降低成本，每年都要使用一些价格更便宜的器件去替代之前相对昂贵的器件。在替换器件以后，原先稳定的产品可能就会出新的问题，需要投入人力 和物力去适配新的硬件，否则如果质量不过关，很难让客户满意。

在交换机研发和持续改进过程中，它的功能、性能、可靠性、稳定性等，都需 要进行完整的验证，才能保证最终给用户提供合格的产品，从而持续提升企业的质 量和口碑。

1.2 研发能力

据权威机构统计，2018 年全球交换机市场以思科为龙头，国内交换机市场华 为与新华三领衔。全球交换机市场主要参与者为思科、华为、HP、Arista、 Juniper 和新华三，合计占全球交换机市场80.9%的份额。

国内企业级交换机市场的主要参与企业为华为、新华三、思科、星网锐捷和迈
普技术，合计占国内企业级交换机市场 91.7%的份额。

这些国内外的 Top 设备厂商所具备雄厚的资金实力、深厚的技术储备和强大的研发能力，令其它中小企业厂商望尘莫及。中小企业的产品性能和稳定性都和Top 设备厂商有较大的差距，这种差距仅仅依靠企业本身的能力很难缩小，需要强有力的第三方企业来协助提升研发能力，缩短研发周期，降低研发成本。

1.3 速率多样

当前的交换机市场端口速率多样，小型、低端交换机仍以 10/1GbE 设备为 主，大型、高端交换机则覆盖 1GE/10GE/25GE/40GE/50GE/100GE，甚至 200GE、400GE。据权威机构预测， 2020 年全球 100GbE 交换机市场规模将增 长至 77.1 亿美元， 2022 年更将会达到 108.9 亿美元。最近 200G、400G 等更高 速率的接口更是被各大交换机厂商追捧，很多厂商都在准备跟进。

这种速率的持续提高对于企业来说原本是好事，可以持续提升公司的销售额，但是相应的研发投入也会大幅的增加。产品的研发需要购买大量的仪器仪表去做测 试，面对国外仪表高昂的价格，很多中小企业没有能力购买，所以就不能推出高速 率的端口的交换机，这样就会进入一个恶性的循环。

1.4. 测试标准
针对交换机，国内外的标准组织 IEEE、IETF、中国通信标准化协会（CCSA） 都定义了一些的标准和一系列测试方法，对交换机进行全面的测试。

下面列出的标准是针对交换机功能和性能测试的内容：
YD/T 1141-2007 以太网交换机测试方法 YD/T1141-2001 千兆比以太网交换机测试方法 YD/T1033-2000 传输性能的指标系列
YD/T 1260-2003 基于端口的虚拟局域网（VLAN）技术要求和测试方法
YD/T 1917-2009 IPv6 网络设备测试方法–具有 IPv6 路由功能的以太网交换机
YD/T 1141-2007 以太网交换机测试方法
YD/T 1698-2007 IPv6 网络设备技术要求–具有 IPv6 路由功能的以太网交换机
YD/T 1096-2001 路由器设备技术规范-低端路由器
YD/T 1098-2001 路由器测试规范-低端路由器
YD/T 1097-2001 路由器设备技术规范-高端路由器
YD/T 1156-2001 路由器测试规范-高端路由器
IETF RFC2544 网络互联设备测试方法学(Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices)
IETF RFC2889 局域网交换设备测试方法学(Benchmarking Methodology for LAN
swithching Devices)
IETF RFC3918 IP 组播基准测试方法（Benchmarking Methodology for IP Multicast ）
任何企业的交换机产品只有都满足了上述的标准，才能上市销售，否则不同厂
商的交换机在一起互联互通都不行，更谈不上更高层次的需求。

上述的标准和测试方法单靠企业自己是没有办法进行验证的，企业需要依托专 业的第三方测试仪表，才能保证交付的产品满足功能、性能、互通性等客户需求。

二、交换机测试方案介绍

2.1 方案概述

信而泰以太网测试仪表针对交换机研发和生产过程中存在的问题，专门提供了对应的解决方案。针对交换机的研发过程，信而泰推出了基于 PCT 架构的新一代测试软件RENIX、以及 BIGTAO-V 系列和 DarYu-X 系列硬件平台。

它可以对交换机研发过程中的 Layer2-3 流量测试及 Layer2-3 层协议仿真， 在功能、性能、稳定性和安全性方面提供全面的交换机测试解决方案，满足开发、 测试过程中的测试需求，不仅可以提升测试效率，还将有效降低测试成本。
它可以对交换机研发过程中的 Layer2-3 流量测试及 Layer2-3 层协议仿真， 在功能、性能、稳定性和安全性方面提供全面的交换机测试解决方案，满足开发、 测试过程中的测试需求，不仅可以提升测试效率，还将有效降低测试成本。

针对交换机的生产过程，基于已有的软件平台 TeleATT 和硬件平台 BIGTAO-
P 系列，信而泰通过软硬件结合的方式，为产线量身定做高效自动化的测试解决方 案。整机 96 端口的高密度测试机箱，满足生产线上集中测试的需求。
文配置，支持生产线上的批量异步测试，无需人工干预，保证测试过程全 面，高效和自动化。

同时不论对于生产和研发的过程，信而泰测试仪表都能够进行全面的速率覆
盖，包含 10M、100M、1000M，10G、25G、40G、100G、200G、400G 等测
试要求。

2.2 功能测试

信而泰测试仪基本覆盖了交换机的各项功能及协议测试，包括但不限于如下功能：


举例：DHCPv4 Server 功能测试




举例：ISISv4 功能测试

举例：802.1ag 功能测试

举例：IGMPv3 功能测试

2.3 性能测试a

信而泰测试仪能够对交换机进行性能测试，包括但不限于如下内容：

举例：交换机吞吐量测试

2.4 稳定性

信而泰测试仪能够对交换机进行稳定性测试，包括但不限于如下内容：

举例：交换机的拷机测试

2.5 自动化

基于现有软硬件平台，通过提供 TCL、Python 等接口服务，便于进行二次开发，融入自身控制系统。
信而泰的自动化平台基本架构：

➢ 采用面向对象的思想，命令简单，结构清晰
➢ 数据模型采用树状的继承关系

➢ 由基本 API 加上相关命令参数完成对对象的操作
➢ 相同的命令控制不同的板卡，应用于不同的测试场景，脚本的可重用性高客户可以使用多样的语言完成自动化脚本的开发，且接口稳定兼容，可以支持任何语言，包括但不限于 TCL、iTCL、Perl、Python、REST、Java 等等。由于可配置对象模型的设计，可配置的对象结构稳定、结构清晰、自动化脚本的可读性 强、向前兼容性好。

信而泰自动化平台提供但不限于如下的操作内容：

信而泰 TCL 脚本自动化基本使用举例：

2.6. 产线测试

信而泰生产测试领域遥遥领先，已经占领国内 80%以上的市场份额，依托强 大的自动化测试工具，为通信设备制造加工企业提供业内最高的测试效率和可靠的测试稳定性，是华为、中兴、华三、烽火、贝尔、锐捷等加工制造的测试解决方案 主流供应商。

以交换机为例，对于交换机的产线测试来说，有如下的特点：

⚫ 高度可定制化：提供定制化测试解决方案，客户在信而泰都能找到适合其自 身的测试产品及解决方案
⚫ 无需人工干预：在测试效率大幅提升的同时明显降低误测、漏测率，提升了 测试可靠性
⚫ 异步测试：具有“异步测试”功能，可显著提升一个工位上同时测试多台产 品时的测试产能
⚫ 日志详细详细记录每一个被测设备（DUT）的测试信息，为 QA 改进产品 质量提供数据支撑
⚫ 完全自主开发，具有自主知识产权，可定制，满足高密端口、高集成性等需
求
⚫ 与手动测试相比，测试效率提升 6 倍以上
⚫ 具有针对性，自动测试功能业界领先
⚫ 满足大流量的性能测试要求
⚫ 完整的 API，便于二次开发
⚫ 提供工厂 MES 系统对接服务
⚫ 提供 Telnet 测试、两两交互、汇聚测试、广播测试等多种测试场景

举例：交换机的 Telnet 测试


3. 开始测试，观察测试结果。
预期测试结果：
Telnet连接成功，下发命令到DUT成功。
测试结果：

三、方案优势

信而泰作为全球唯一能够同时提供交换机研发和生产完整解决方案的唯一企 业，依托强大的自主研发能力，可以企业缩短企业研发和生产过程，保证新产品的 快速上线、从而节省大量的时间和金钱。

3.1测试全面、速率全覆盖

信而泰测试仪表可以对交换机进行全面的评估和测试，验证研发和生产过程中 的各个环节。支持测试内容包含不仅包括功能、性能、稳定性、压力测试，还包括 自动化和出厂检测等内容。

同时信而泰测试仪表全面的速率覆盖，支持 10M~400G 的所有速率，包含
10M、100M、1000M、2.5G、5G、10G、25G、40G、100G、200G、400G。
下图是信而泰新一代的 1G、10G、100G、400G 板卡，其规格和性能达到国 际领先水平：