莫皓穎，羅 文，戶江民

（重慶金美通信有限責任公司，重慶 400030）

戰(zhàn)術網絡測試方法研究*

莫皓穎，羅 文，戶江民

（重慶金美通信有限責任公司，重慶 400030）

分析研究戰(zhàn)術網絡的IP數據業(yè)務測試方法，主要對網絡連通性、帶寬測試等功能進行分析，并研究分布式、自動化、定時測試的一系列測試組織應用方法。通過對連通性、帶寬的分布式、自動化等測試應用技術的研究，設計了一套測試系統(tǒng)軟件，以幫助對測試方法進行應用研究及說明。通過該方法的研究，可實現實時、有效的網絡測試并獲得測試數據，從而為戰(zhàn)術網絡的網絡部署決策提供了較有力的支撐。

網絡測試；戰(zhàn)術網絡；測試系統(tǒng)；連通性

0 引 言

新的戰(zhàn)術網絡系統(tǒng)是一個由網絡路由設備構成復雜的高集成的網絡系統(tǒng)。系統(tǒng)一般由指揮車和通信車輛組成，每種車輛內部終端和通信設備兼具[1]。在該系統(tǒng)中，系統(tǒng)集成工程師和用戶高度關注網絡各節(jié)點間的網絡連通性狀態(tài)和帶寬占用狀態(tài)。

戰(zhàn)術網絡系統(tǒng)中，網絡節(jié)點連通性測試可以依靠傳統(tǒng)的Ping[2]命令來檢測節(jié)點與節(jié)點間的連通狀態(tài)。如果單臺主機要對多臺主機發(fā)起連通測試任務，那么測試人員就需要在終端開設很多控制臺窗口進行測試，并且要在每個節(jié)點設計要進行測試任務的對象信息。在這種情況下，連通測試將完全占用測試人員電腦界面資源，且測試人員對連通測試信息的整理也比較困難。針對戰(zhàn)術網絡這種大規(guī)模網絡系統(tǒng)的性能測試，集成工程師以及相關網管人員對整個網絡各個節(jié)點的實際連通狀態(tài)參數和帶寬參數是無法實時有效掌握的，只能通過依次進行單節(jié)點的測試后，再進行測試數據信息收集來掌握網絡。這種方法大大增加了對整個網絡系統(tǒng)進行測試的難度，并降低了測試效率。本文對戰(zhàn)術網絡的IP數據業(yè)務測試方法進行

分析研究，設計了遠程﹑自動化﹑分布式測試等一系列測試應用手段。通過本文的方法，研究將減少大規(guī)模網絡中網絡測試所需要的人力資源，并能夠及時﹑有效地對網絡各個節(jié)點部位的網絡性能狀況進行監(jiān)控和數據信息收集。

1 測試系統(tǒng)與測試應用方法

1.1 測試系統(tǒng)

為了描述測試方法的應用，本文設計了一套源于本文測試思想的網絡測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)用來更方便地描述本文所述測試方法的研究。測試系統(tǒng)主要由測試服務器軟件和測試客戶端軟件構成。測試人員通過測試服務器軟件配置測試，規(guī)劃并下發(fā)測試計劃，讓測試客戶端進行網絡測試的執(zhí)行，最后測試客戶端將數據上報給測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)將對數據進行收集整理，從而完成整個戰(zhàn)術網絡的測試，圖1為測試系統(tǒng)關系圖。

圖1 測試系統(tǒng)關系

1.2 分布式測試

分布式測試就是將測試的任務按照每個測試客戶端的測試需求分配給測試客戶端，然后測試客戶端按照接收到的測試任務執(zhí)行測試。對于網絡的測試，如果采用單節(jié)點的測試信息來說明整個網絡的測試信息裝態(tài)，則將是不合理的。所以，分布式測試這種讓所有節(jié)點參與測試的方式，可以更好地掌握網絡狀態(tài)，提供更好的測試效果。

構建分布式測試系統(tǒng)的另一個重要原因，是系統(tǒng)的可伸縮性和擴展性。雖然目前部分單機架構的測試系統(tǒng)也能夠配置多個測試端口，但是其可伸縮性和擴展性受到限制。路由器技術的飛速發(fā)展，使得測試技術往往處于滯后狀態(tài)，而構建分布式測試系統(tǒng)是解決這個問題的有效方法[3]。在分布式架構的測試系統(tǒng)中，可以通過分布式終端軟件的安裝部署卸載，以及通過測試服務器的管控規(guī)劃實現系統(tǒng)的伸縮和擴展性。所以，分布式測試系統(tǒng)能夠滿足適應網絡規(guī)模與網絡層級變化的測試系統(tǒng)。

本文所設計的測試系統(tǒng)按照分布式的原則設計，并采用集中式管理，測試客戶端分布式的在各個節(jié)點進行網絡測試，而測試服務器再對各個測試客戶端進行集中控制，從而實現測試的可管可控。

1.3 自動化測試

自動化測試主要體現在測試任務的下發(fā)和測試執(zhí)行等方面。在戰(zhàn)術網絡測試中，自動化測試的應用可以減少參加測試的人員數量，降低測試操作的復雜度。

本文所設計的測試系統(tǒng)主要體現為如下自動化步驟。

第一，服務器導入整個網絡信息文件，并按照標準測試任務關系格式的表格后，點擊下達任務，任務便正常通過網絡的業(yè)務信道，以UDP報文的方式，按照加載的任務關系，分別將各自測試終端的測試信息下發(fā)至對應測試終端中。

第二，測試終端接收到任務信息后，加載任務信息到軟件中，并將軟件狀態(tài)進入到對應模塊的任務執(zhí)行狀態(tài)。整個測試執(zhí)行過程不需人為干預，終端測試終端自動根據條件進行測試。

第三，測試終端完成任務后，將其任務結果保存為需求格式的表，并將數據上報給測試服務器,服務器將數據保存在預先設置的位置中。

自動化流程需要測控終端開啟監(jiān)聽統(tǒng)一的UDP端口監(jiān)聽。當收到網絡任務后，按照任務信息執(zhí)行，監(jiān)聽端口代碼如下：

1.4 定時測試

定時測試就是在一個設定的時間點進行測試。該測試方式的應用主要是為了解決夜晚測試﹑高低溫測試﹑長時間測試﹑重復測試等一系列需要特殊要求的﹑不適合立即測試的測試環(huán)境。該測試方式在測試任務的配置或下發(fā)過程中，需增加定時參數信息。采用定時測試的方式，測試人員可以不必浪費時間精力，甚至在某些條件下不用承受風險去完成測試任務，從而為網絡測試提供了一個良好的手段。

在本文測試系統(tǒng)中，測試系統(tǒng)在下發(fā)測試任務的同時，會攜帶測試定時配置信息。測試終端根據測試定時信息建立定時器，在定時完成時觸發(fā)測試任務的執(zhí)行完成測試。定時器的建立為建立Timer線程，根據測試服務器下發(fā)的運行時間來確定軟件執(zhí)行測試任務時間。定時匹配代碼實現如下：

1.5 測試結果回收及統(tǒng)一處理

終端節(jié)點測試的結果通過測試后保存在測試終端。傳統(tǒng)收取測試結果的方式只有通過收發(fā)文件或者人工拷貝來完成。本文設計的分布式測試系統(tǒng)的結果也是分散的，但是系統(tǒng)包含自動上報測試結果模塊和手動獲取測試結果模塊。因此，測試人員可以應用該種方式直接在測試系統(tǒng)中對數據進行收集整理，從而很好地解決網絡測試數據分散和整理難的問題。

2 測試項與測試方法

2.1 網絡連通性

網絡連通性測試主要進行各個節(jié)點間的連通狀況的數據測試。測試數據包括丟包率﹑平均時延﹑最小時延﹑最大時延等信息。

根據本文所述網絡測試系統(tǒng)，網絡連通性測試的方法為測試人員通過測試服務器進行連通性測試方案的規(guī)劃，并下發(fā)至測試終端。當測試終端接收并加載完成任務信息后，軟件會建立多個線程，并在每個線程中掛載一個循環(huán)的連通性Ping對象參數信息。每個線程分別按照各自的配置參數執(zhí)行各自的連通性任務，并記錄發(fā)起的時間和接收到回送報文的時間，同時將數據做出處理，得到平均時延等信息，顯示到界面上的一欄中。當所有線程的任務完畢的時候，軟件會將所有線程的統(tǒng)計數據統(tǒng)計，處理信息后，按照特定的格式保存在本地Excel中，并將數據上報給測試服務器。本測試方法主要替代了傳統(tǒng)的通過開啟多個Windows或其他OS系統(tǒng)的Dos面板執(zhí)行Ping任務并通過人工方式記錄測試數據和上報測試數據的流程，測試平均時延信息圖如圖2所示。

圖2 連通性測試節(jié)點平均時延

2.2 網絡帶寬

網絡測試中的帶寬業(yè)務測試是完成點與點之間通信鏈路的最大通信帶寬的測試方法。本文測試的帶寬為通信帶寬的IP數據業(yè)務帶寬。

主要測試方法為測試人員通過測試服務器進行帶寬測試方案的規(guī)劃，并下發(fā)至測試終端，測試終端按照方案進行測試。本文以測控中心規(guī)劃測試節(jié)點A將要對測試節(jié)點B做帶寬測試為例。當測試終端A接收測控中心任務并加載測試任務完成后，每隔一段時間向規(guī)劃的測試對象節(jié)點終端B發(fā)起任務請求。當測試終端B無測試任務的時候，測試終端B會發(fā)送測試同意信息給測試終端A，由此建立業(yè)務關系，并進行業(yè)務測試。在測試過程中，當測試終端B或者測試終端A中某節(jié)點發(fā)現超過10 s無業(yè)務測試信息時，則對應節(jié)點終端軟件測試狀態(tài)又回到請求建鏈的狀態(tài)，測試終端B則將測試狀態(tài)變更到測試等待狀態(tài)。如果測試終端B在收到任務請求時自己正在做帶寬業(yè)務，測試終端B會丟棄測試終端A的請求信息。此時，測試終端A將繼續(xù)每間隔一段時間向測試終端B發(fā)送請求信息，以達到帶寬測試任務無一對多的現象。通過上述流程測試帶寬，防止了一對多帶寬測試的產生，并有效保障了測試的順利進行。

2.3 節(jié)點利用率

節(jié)點利用率的概念就是在實際網絡拓撲[4-5]中節(jié)點參與網絡業(yè)務及網絡路由的程度。該利用率的特點體現為，在一定條件下伴隨業(yè)務量負荷的增大而增大。比如，3個網絡交換節(jié)點互聯組成的骨干網絡。實際應用中，各個接入節(jié)點的通信并未通過某一節(jié)點，都是從另外兩個點接入，并相互通信。那么，這個節(jié)點在較小業(yè)務的情況下的利用率為0，網絡組網模型如圖3所示。

圖3 網絡組網模型

按照本文的測試系統(tǒng)進行較小業(yè)務節(jié)點利用率測試的方法：

（1）測試控制系統(tǒng)與網絡管理系統(tǒng)建立信息交互，獲取網絡拓撲圖；

（2）網絡測控系統(tǒng)區(qū)分網絡接入節(jié)點﹑網絡干線節(jié)點，并對網絡接入節(jié)點建立測試規(guī)劃方案；

（3）測控系統(tǒng)向各個接入節(jié)點測試終端發(fā)布鏈路節(jié)點利用率測試方案，各個接入節(jié)點開啟路由跟蹤測試，目標為整個網絡的所有接入節(jié)點；

（4）測試控制系統(tǒng)收集測試結果狀態(tài)，對每個網絡骨干節(jié)點所涉及的路由進行統(tǒng)計，并分析得出網絡節(jié)點利用率。

3 結 語

通過對本文所述戰(zhàn)術網絡測試方法的分析研究，認識到對戰(zhàn)術網絡的網絡測試需要智能化的方式來實現，而本文所設計的測試方法新穎，貼合戰(zhàn)術網絡系統(tǒng)使用。運用該方法可以達到諸多顯而易見的效果，如按照自動化分布式設計原則，可以減少大量測試人員的參與測試；提高測試的實時性和有效性；通過使用定時測試，還可以增加網絡測試的適應性等?？梢姡摲椒ǖ膽脤閼?zhàn)術通信網絡的信息化建設提供重要的護航手段。

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Research on Tactical-Network Test M ethod

MO Hao-ying, LUO Wen, HU Jiang-min

(Chongqing Jinmei Communication Co.,Ltd., Chongqing 400030, China)

This paper mainly describes the test methods of tactical network IP data service, with emphasis on the network connectivity, bandwidth testing and other functions. And a series of test methods involving the distributed, automation, timed test are also discussed in this paper. Based on study of the test and application technologies including connectivity, bandwidth distribution and automation a set of testing-system software is designed, thus to help the application research of test method. The research of this method may help realize real-time and effective network test and acquire the test data, thus to provide a powerful support for the network deployment decision of tactical network.

network test; tactical network; test system; connectivity

TP331.0

A

1002-0802(2016)-11-1514-05

10.3969/j.issn.1002-0802.2016.11.019

莫皓穎（1991—），男，學士，工程師，主要研究方向為計算機網絡及通信技術；

羅 文（1983—），男，碩士，工程師，主要研究方向為計算機網絡及通信技術；

戶江民（1981—），男，碩士，高級工程師，主要研究方向為計算機網絡及通信技術。

2016-07-09；

2016-10-17 Received date:2016-07-09;Revised date:2016-10-17