以太網(wǎng)專線等效環(huán)路測試方法研究

孫 冉（中國聯(lián)通集團有限公司，北京100033）

0 引言

隨著企業(yè)不斷發(fā)展，信息技術(shù)的應用在支持企業(yè)業(yè)務和管理方面的作用愈發(fā)重要，總部與分支機構(gòu)間的信息聯(lián)網(wǎng)需求也愈發(fā)旺盛。電信運營商的云網(wǎng)絡能力可承載以太網(wǎng)專線業(yè)務，用于企業(yè)信息化網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)和大信息量傳送，也適用于局域網(wǎng)之間的高速互聯(lián)，以及會議電視、遠程教育、遠程醫(yī)療等實時性強的語音多媒體的傳送，很好地滿足了企業(yè)內(nèi)部點到點、點到多點和多點間的組網(wǎng)需求（見圖1）。

圖1 以太網(wǎng)專線業(yè)務示意圖

以太網(wǎng)專線業(yè)務主要可通過2種技術(shù)承載：一是基于SDH電路交換的MSTP，二是基于分組交換的MPLS-VPN。近年來，盡管MSTP受到MPLS-VPN低成本、調(diào)整靈活等特點的挑戰(zhàn)，但是MSTP以其高質(zhì)量、高安全、低時延的特點，得到對業(yè)務有較高要求客戶的青睞，仍然還有很長的生命周期。

1 目前以太網(wǎng)專線測試方案存在的問題

在開通以太網(wǎng)專線時需要對電路帶寬、丟包率、時延等質(zhì)量指標進行端到端測試。以太儀表在本端發(fā)送測試數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀經(jīng)電路傳送至對端后，在預先設(shè)置好的環(huán)路處折返，再經(jīng)電路傳送回本端，以太儀表根據(jù)接收到數(shù)據(jù)幀的情況獲取測試結(jié)果。

測試分支點匯聚到中心點的以太網(wǎng)專線一般有2種方案。

方案1：在分支點設(shè)備上打硬環(huán)，在中心點設(shè)備的匯聚端口上接儀表測試。

方案2：由網(wǎng)管人員在中心點設(shè)備的匯聚端口上打時隙環(huán)，在分支點接以太儀表測試。

方案1由于匯聚端口中同時承載了其他分支點已經(jīng)開通的業(yè)務，測試會中斷在用業(yè)務，需要經(jīng)過客戶側(cè)申請批復后才能進行，開通時限得不到保證。方案2，網(wǎng)管人員在匯聚端口中打時隙環(huán)操作相對復雜，存在影響其他分支點業(yè)務的風險；即使打上時隙環(huán)，僅能夠?qū)徊姹P向線路盤、傳輸電路一側(cè)進行測試，而無法實現(xiàn)對交叉盤向處理盤、接口盤、客戶設(shè)備一側(cè)電路進行測試，不是嚴格意義上的端到端測試，存在客戶爭議風險。

圖2 等效環(huán)路示意圖

綜上所述，目前測試方案的缺點如下。

a）會中斷客戶在用業(yè)務，開通時限得不到保障。

b）傳輸網(wǎng)管打環(huán)難度大，多時隙電路操作復雜，有影響其他業(yè)務風險。

c）環(huán)路點在傳輸設(shè)備內(nèi)部交叉盤上，無法實現(xiàn)嚴格意義上的端到端測試。

2 等效環(huán)路測試方法技術(shù)實現(xiàn)原理

路由器的路由表中保存著每個接口所在網(wǎng)段的直連路由，接口收到目的IP地址為本網(wǎng)段的數(shù)據(jù)幀（接口本身IP地址除外），將根據(jù)直連路由將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)回本網(wǎng)段。等效環(huán)路測試方法利用路由轉(zhuǎn)發(fā)原理，在分支點以太儀表上對測試數(shù)據(jù)幀的IP地址屬性進行特殊配置，使發(fā)出的測試數(shù)據(jù)幀通過中心點路由器的直連路由轉(zhuǎn)發(fā)回分支點，實質(zhì)是將環(huán)路設(shè)置在客戶設(shè)備上。

如圖2所示，以太儀表接口的MAC地址為68DB-9601-033D，IP地址為192.168.1.2/24。中心點路由器F0/1.10接口的MAC地址為9CAF-CA07-D7E3，IP地址為192.168.1.1/24，路由表從F0/1.10接口學習到192.168.1.0/24的直連路由。

以太儀表通過電路向中心點路由器發(fā)送目的MAC地址為9CAF-CA07-D7E3，源MAC地址為9CAF-CA07-D7E3，目的IP地址和源IP地址均為192.168.1.2/24的數(shù)據(jù)幀，當中心點路由器F0/1.10子接口接收到數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)目的IP地址在路由表中查找下一跳出接口，發(fā)現(xiàn)目的IP地址屬于本地直連網(wǎng)段，且出接口正是接收此數(shù)據(jù)幀的接口，便將重新封裝的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)回F0/1.10子接口，并通過電路回送至分支點以太儀表，從而實現(xiàn)了等效環(huán)路的效果。注意：以太網(wǎng)路由轉(zhuǎn)發(fā)過程中，數(shù)據(jù)幀中的目的/源MAC地址發(fā)生變化，IP包中的目的/源IP地址保持不變。

3 等效環(huán)路測試方法實施方案

等效環(huán)路測試方法模擬使用環(huán)境如圖3所示。

圖3 等效環(huán)路測試方法模擬使用環(huán)境

a）中心點環(huán)境。中心點路由器F0/1接口為廣域網(wǎng)匯聚接口，配置為Trunk模式與傳輸設(shè)備連接。在F0/1接口上創(chuàng)建2個子接口，F(xiàn)0/1.10子接口IP地址為192.168.1.1/24，將F0/1.10子接口劃分至VLAN 10，對應分支點2的以太網(wǎng)電路；F0/1.20子接口IP地址為192.168.2.1/24，將F0/1.20子接口劃分至VLAN 20，對應分支點1的以太網(wǎng)電路。F0/0接口與中心點局域網(wǎng)連接，網(wǎng)段172.16.0.0/24。

b）分支點1環(huán)境。分支點路由器F0/1接口為廣域網(wǎng)接口與傳輸設(shè)備連接，IP地址為192.168.2.2/24。F0/0接口與用戶局域網(wǎng)連接，網(wǎng)段10.13.0.0/24。

c）分支點2環(huán)境。將以太儀表與傳輸設(shè)備連接，以太儀表接口IP地址設(shè)置為192.168.1.2/24。

其中192.168.1.1/24和192.168.1.2/24為互聯(lián)IP地址，192.168.2.1/24和192.168.2.2/24為互聯(lián)IP地址。

等效環(huán)路測試方法操作步驟如下。

步驟1：解析中心點路由器匯聚端口MAC地址。打開以太儀表ARP解析界面，通過ARP解析功能獲得中心點路由器F0/1接口的MAC地址。

步驟2：設(shè)置以太儀表發(fā)送測試流量的內(nèi)容格式。打開以太儀表數(shù)據(jù)流生成界面，將中心點路由器F0/1接口的MAC地址設(shè)置為目的MAC地址，將以太儀表接口的MAC地址設(shè)置為源MAC地址，利用以太儀表發(fā)送源IP地址和目的IP地址皆為192.168.1.2/24的測試流量。根據(jù)測試電路帶寬調(diào)整相應的發(fā)送速率。

步驟3：觀察環(huán)路及各項電路質(zhì)量指標。打開以太儀表數(shù)據(jù)流分析儀，觀察以太儀表是否可以收到測試流量，以及電路帶寬、丟包率、時延等電路質(zhì)量指標。

4 結(jié)束語

等效環(huán)路測試方法利用路由轉(zhuǎn)發(fā)原理，將環(huán)路設(shè)置在客戶中心點路由器上，克服了現(xiàn)有方案的缺點，可以實現(xiàn)以下目標。

a）不影響匯聚端口中其他業(yè)務，無需客戶配合。

b）不依賴網(wǎng)管人員打環(huán)操作，僅需獲取電路兩端互聯(lián)IP地址，配置操作簡單，測試工程師能夠獨立完成測試。

c）環(huán)路設(shè)定在中心點客戶設(shè)備內(nèi)部，儀表測試點在分支點處，可以實現(xiàn)真正意義上的端到端測試。

等效環(huán)路測試方法已廣泛應用于客戶組網(wǎng)電路測試，為提高工作效率和提升客戶感知起到積極作用。