電信業的開放和互聯網的發展，使得網絡與通信正以前所未有的速度迅猛發展，對于城域網（MAN）產生了巨大的壓力，并提出了更多新的功能需求。彈性分組環（RPR）是IEEE802.17已標準化的新型城域網技術，融合了同步數字體系/光纖同步網絡（SDH/SONET）與以太網的精華，同時又具有自身的特點。文章將RPR網絡測試進行階段化討論，并且描述了測試所面臨的挑戰。 隨著因特網業務的爆炸式增長，數據業務接近甚至超過了傳統的語音業務成為網絡傳輸的主體，城域網已成為整個網絡的瓶頸。彈性分組環（RPR）以其技術的先進性、投資的有效性、性能的優越性、支持業務的多樣性，從眾多網絡技術中脫穎而出，得到了廣泛的應用。RPR是一種分組包的傳輸技術，主要定義了一種新的介質訪問控制（MAC）協議，對應于開放式系統互聯（OSI）參考模型的第二層，對物理層是透明的，可以支持多種物理層。它提供同步數字體系（SDH）所獨有的兩個主要特色，高效地支持環形拓撲及光纖故障或鏈路失敗時的快速保護切換;同時，RPR能提供像以太網那樣的高效、簡單、低成本的數據傳輸業務;另外，RPR還有許多自己的特點，如空間重用、帶寬公平接入等。 RPR協議標準也于2004年由IEEE 802.17[1]工作組正式發表，但是還沒有開始進行關于標準的一致性測試。本文主要介紹基于網絡處理器（NP）的RPR測試，對測試的各個階段進行了劃分，討論了RPR網絡自動控制測試的可行性。 1. 網絡處理器簡介 網絡處理器（NP）是一種專門為處理數據包而設計的可編程器件，廣泛應用于通信領域，如進行分組包處理、路由查找、協議分析、QoS等。基于網絡處理器架構的RPR測試與一般基于通用處理器CPU架構相比，在性能上可以得到很大的提高，且可以彌補通用CPU架構性能的不足，同時又不需要具備基于通用CPU所需要的大量基金和技術積累。網絡處理器通常從軟件和硬件兩個方面進行描述。 1）軟件方面 主要包括板級支持包（BSP）、嵌入式操作系統、路由協議軟件包和微代碼四個部分。前三者運行在智能協處理器單元上，板級支持包記錄智能協處理器單元需要管理的硬件信息以及主要配置信息，嵌入式操作系統是路由協議或其他應用程序運行的基礎，智能協處理器通過運行路由協議軟件包，可以生成并維護路由表。微代碼運行在網絡處理器單元上，并對數據進行處理和轉發 2）硬件方面 主要有兩個功能模塊：網絡處理器單元和專用智能協處理器單元。智能協處理器單元是網絡處理器的核心，需要嵌入式操作系統的支持，用于控制網絡處理單元和其他硬件單元，通過運行于操作系統之上的路由協議軟件包，完成路由信息的接收、處理和轉發，生成并維護路由表等。網絡處理器單元采用多線程結構，可以完成智能數據處理功能，例如數據包的轉發、包頭處理和路由查詢等。為了系統的靈活性，智能協處理器單元都是可編程的。網絡處理器單元一般由多個可編程的復雜指令集計算機（RISC）芯核組成，充分保證了網絡處理器的靈活性。 2. 測試階段 RPR在基于網絡處理器環境下，是由不同的階段組成的，其中包括標準一致性測試文檔的創建、單元測試、仿真器測試、管道（pipeline）的集成、板上集成、系統測試，其中系統測試是RPR功能性測試的最后一部分。 利用計算機中的進程概念，RPR測試的各個階段如圖1所示。 單元測試與仿真器同時完成。各階段控制平面仿真器測試和數據平面仿真器測試，表示控制平面和數據平面集成測試在仿真器中進行。緊跟在這個階段之后的是板級集成測試階段，在板級集成測試階段的主要任務是測試數據平面與控制平面的接口，即控制平面能夠與數據平面進行數據的交換。 2.1　控制平面仿真測試 控制平面仿真測試是指通過建立一個獨立的仿真器來測試控制平面的功能，該仿真器就是以一個幀工作框架來實現控制平面間的包交換。所有的拓撲保護功能、OAM（操作、管理、維護）與部分公平性都可以在該仿真環境中進行測試，因此要求仿真器具有如下性質：a）支持拓撲保護TP幀，拓撲校驗和TC幀，屬性發現ATD幀，OAM幀的交換。b）支持環上信號中斷或者信號衰落，支持多播。c）如果在控制面板上實現公平性，能夠支持SCFF幀。d）不能有異常終端（沒有存儲或者沒有資源）。e）能夠強健的穩定支持測試。 控制平面仿真由管理接口提供變量和更新狀態。控制平面相關信息在仿真器中有效，而數據平面的管理接口相關的信息只能在硬件中應用。 在此，我們可以將仿真器建立在操作系統中，仿真器也可以使用IPC（inter-process communication）機制建立——信息隊列或者管道。仿真器是作為一層來實現的，它取代了控制平面和數據平面之間的接口。TP幀和ATD幀都是通過多播的方式傳送到環上的各個節點。TC幀僅僅與它的鄰節點進行交換，而鄰節點的OAM幀需要在仿真器中進行特殊的控制。仿真器應該能夠在幀controltype基礎上智能控制幀，而且仿真器通過配置來建立一個255個節點的仿真器，用來測試255個節點。 2.2　數據平面仿真測試 管道集成階段是指分組包處理過程中不同模塊的集成階段。管道集成測試可以在仿真環境中運行，在該環境下所有的數據通道部分被看作一個單一的塊，封裝了分組頭，接入接收器，捕捉從管道中來的分組包，在轉發塊中進行分析。網絡處理器模塊支持包發生器，然而，性能和穩定性測試不能在Pipeline集成階段實現。Pipeline的集成是通過腳本（scripts）自動實現的。 例如，假設RPR端口支持快速以太網口，測試設備就會產生可用的快速以太流。該流被映射到入口處的RPR幀中，在環上傳送，然后在出口處再轉換成快速以太網分組包。其他設備提供商的設備支持捕捉和在通用成幀協議（GFP）上顯示RPR，選擇各種濾波器是用來濾出幀的捕捉特性，這種設備與以太網分組包發生器一起可以進行RPR測試。 3. RPR測試自動控制的可能性 RPR測試的自動控制可以在管道集成階段、板級集成階段以及系統測試階段實現。對于管道集成階段，蹤跡描述為每種測試情況生成流，能夠在遠端進行調度，而且在出口處分析生成的分組包。在板級集成階段，自動生成測試所需的蹤跡描述，由此蹤跡搭建供應平臺，使得狀態平臺重新得到相應的值。在此，為了系統的自動控制，應該在運行中使用集中的幀。 　　首先可以建立一個測試的自動控制系統，如圖2所示。客戶（以太網）分組包產生器的端口連接到不同的RPR節點上。以太網分組產生器應該能夠產生帶虛擬局域網（VLAN）標記的分組，它們有不同的優先級值。RPR幀傳感器能夠捕捉和顯示RPR幀。兩種測試儀器由測試框架搭建在一起，控制以太網分組產生器和RPR幀傳感器。該框架支持在測試儀器中產生和分析分組包的腳本（scripts）。腳本可以幫助RPR測試的自動進行，以便降低衰減作用。 該體系可以自動傳輸數據幀、控制幀、公平幀等;幀的重新排序;支持多播業務;產生故障時，確認幀的內容，進行卷繞或者倒換業務。 4. RPR網絡測試中的挑戰 在RPR測試中需要建立一個255節點的RPR環，而且RPR拓撲發現應該在數據庫中保存有255個節點的信息。但是在實驗室建立255個節點的環網是不可行的，我們只有通過建立一個網絡仿真器來實現。因此，要求該仿真器可以模擬255個節點，各個節點都可以產生TP幀和ATD幀，且具有隨機性，可以為幀的傳輸定時。該定時器的定義是由幀中的每個域值決定的。當沒有明確定義MAC地址是唯一的，就隨機產生MAC地址。下面的測試需使用255節點仿真器才可以完成。 1）在255個節點的環上復制MAC地址。 2）拓撲改變信息的過程。 3）屬性。一個典型的測試就是確認excessReservedRate廣播的有效性。在255個節點預留速率應該是分布式的，以使得總的未預留的速率小于0。這應在單個節點設備（NE）上廣播excessReservedRate，就是指拓撲數據庫中的NE的未預留速率被更新，且被正確的控制。 公平性和成形測試主要包括幀格式測試和符合公平性業務的公平性控制。測試公平性，可以根據在出口處不同的速率產生的SCFF幀，然后分析SCFF幀數據平面的相應反應。同樣公平性測試可以利用圖2的測試框架。 在彈性分組環中提供了50ms快速保護倒換，測試方法是在RPR環網上傳送以太網業務流，制造一次故障，即信號中斷或者信號衰落，然后測量由于RPR網絡的卷繞或者倒換造成的以太網分組包丟失的數量，由這個數量值來計算保護切換時間。而且保護切換時間會隨著網絡中節點數量的增加而增加。 時延和抖動測試是指從要求傳送幀的時刻起到目的節點接收到該幀的時刻止，測試的方法就是通過傳送單一以太網幀，且把該幀映射到class A的數據幀中，然后通過較長的一條通路在接收的鄰節點捕捉時間延遲。 結束語 本文討論了RPR網絡測試的各個階段，通過搭建RPR網絡測試框架，利用仿真器，討論了RRP網絡測試自動控制的可能性。最后提出了在該領域中的挑戰。