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張震 唐戎 王志靈
與單播及廣播技術相比，IP組播技術可高效地實現(xiàn)點到多點通信，并可最大限度地節(jié)省網(wǎng)絡資源。組播技術的獨特優(yōu)越性使其成為現(xiàn)階段人們普遍關注的熱點技術之一。而VPN業(yè)務歷來都是電信運營商的最重要的業(yè)務應用之一，相對于傳統(tǒng)的VPN技術來說，MPLSVPN在業(yè)務的提供上比傳統(tǒng)的VPN技術更廉價、更快速，而且MPLSVPN可以充分地利用MPLS技術的一些先進特性，比如說MPLS流量工程能力，MPLS的QoS保證等等，這些技術優(yōu)勢使MPLS VPN成為現(xiàn)階段電信運營商普遍關注的新業(yè)務之一。本文將從運營商的實際需求出發(fā)，重點圍繞運營商最為關心的性能、可控性、可管理性等幾個方面問題，針對組播、MPLS VPN兩種新興業(yè)務給出實用的測試方案。
一、IP組播路由器測試方案
1.IGMP
測試目的考察路由器對IGMP的支持程度。
測試說明組播源和接收者均設置在同一域內(nèi)。接收者可通過發(fā)送IGMPJoin消息加入某一組播組，進而收到源發(fā)往該組播組的組播流；接收者還可通過發(fā)送IGMPLeave消息退出組播組(注：組播源和接收者均可用測試儀來仿真，如測試拓撲(2)中所示)。
測試拓撲
測試步驟1.接收者發(fā)送IGMPJoin消息加入指定組播組。
2.組播源向指定組播組發(fā)送組播流，接收者可收到相應組播流。
3.接收者發(fā)送IGMPLeave消息退出該組播組。
2.組加入/離開時延
測試目的測試組加入/離開時延
測試說明組加入時延即從待測路由器收到指定組播組的Join消息到它開始向該指定組播組轉(zhuǎn)發(fā)組播流的時延；組離開時延即從待測路由器收到指定組播組的Leave消息到它停止向該指定組播組轉(zhuǎn)發(fā)組播流的時延。
測試拓撲
測試步驟1.接收者發(fā)送IGMPJoin消息加入指定組播組。
2.組播源以保證無丟失的速率向指定組播組發(fā)送組播流，記錄組加入時延。
3.接收者發(fā)送IGMPLeave消息退出該組播組，記錄組離開時延。
3.PIM-SM混合類吞吐率
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，對應不同組播、單播比率的待測路由器吞吐率。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。
測試拓撲
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應指定組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
3.將給定負載定為100%，從仿真的第一跳路由器，向指定組播組發(fā)送組播流；同時，發(fā)送單播流(第一次測可發(fā)10%組播、90%的單播)。
4.若無分組丟失，則該組播、單播比率對應的吞吐率即為100%；若有分組丟失則逐漸降低給定負載，直至無分組丟失，此時的給定負載即為該組播、單播比率對應的吞吐率。
5.改變組播、單播比率(如第二次可發(fā)20%組播、80單播)，重復上述過程，即可測得不同組播、單播比率對應的吞吐率。
4.PIM-SM組吞吐率
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，對應不同組播組數(shù)的待測路由器吞吐率。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。
測試拓撲
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應某一初始數(shù)量的指定組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
3.將給定負載定為100%，從仿真的第一跳路由器，向指定組播組發(fā)送組播流。
4.若無分組丟失，則該組播組數(shù)對應的吞吐率即為100%；若有分組丟失則逐漸降低給定負載，直至無分組丟失，此時的給定負載即為該組播組數(shù)對應的吞吐率。
5.改變組播組數(shù)，重復上述過程，即可測得不同組播組數(shù)對應的吞吐率。
5.PIM-SM組播時延
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，組播流的最小、最大及平均時延。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。
測試拓撲同上。
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應指定組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
3.從源測試端口以保證無丟失的速率經(jīng)待測RP路由器向每個組播組發(fā)送組播流。
4.測試對應每個組播組的最小、最大及平均時延。
6.PIM-SM組加入/離開時延
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，組加入/離開時延。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。組加入時延指從待測路由器接收到Join(*.G)消息開始，到它開始轉(zhuǎn)發(fā)相應組播流的時延；組離開時延指從待測路由器接收到Prune(*.G)消息開始，到它停止轉(zhuǎn)發(fā)相應組播流的時延。
測試拓撲
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從源測試端口通過被測制備以保證無丟失的速率向相應的組播地址發(fā)送組播流。
3.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應指定組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
4.從源測試端口以保證無丟失的速率經(jīng)待測RP路由器向每個組播組發(fā)送組播流。
5.記錄組加入時延。
6.待業(yè)務流達到穩(wěn)態(tài)后，從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應指定組播組的Prune(*,G)消息退出該RP樹。
7.記錄組離開時延。
7.PIM-SM組播組容量
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，在各種給定負載條件下，組播路由器無丟失轉(zhuǎn)發(fā)組播流時可支持的最大組播組數(shù)。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。最后一跳路由器向某一初始數(shù)量的組播組發(fā)Join(*,G)消息加入組播組，第一跳路由器以某給定負載向相應的組播組發(fā)送組播流，驗證無分組丟失，然后逐漸增加組播組數(shù)，直至發(fā)生分組丟失，記錄對應的組播組數(shù)，即為在該給定負載條件下組播路由器可支持的最大組播組數(shù)。
測試拓撲
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應某一初始數(shù)量的指定組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
3.將給定負載定為10%，從仿真的第一跳路由器，向指定組播組發(fā)送組播流。
4.逐漸增加組播組數(shù)，直至發(fā)生分組丟失，記錄此時的組播組數(shù)。
5.增加給定負載(如第二次測可將給定負載定為20%)，重復上述過程，即可測得在不同給定負載條件下，組播路由器可支持的最大組播組數(shù)。
8.對特定組的開放和限制
測試目的測試用PIM-SM作為組播路由協(xié)議時，組播路由器對特定組的開放和限制能力。
測試說明在本測試中，待測試設備包含一個RP路由器和一個相鄰的支持PIM-SM的路由器。測試儀源測試端口需仿真第一跳路由器，目的測試端口需仿真最后一跳路由器。組播路由器應具有對特定組的開放和限制能力。
測試拓撲同上。
測試步驟1.將測試儀源測試端口仿真的第一跳路由器及目的測試端口仿真的最后一跳路由器配置成以待測RP路由器為RP。
2.從仿真的第一跳路由器，向兩個組播組發(fā)送組播流。
3.從仿真的最后一跳路由器，通過向RP路由器發(fā)送對應兩個組播組的Join(*,G)消息加入RP樹。
4.驗證從目的端口可收到兩個組播組的相應組播流。
5.在RP路由器上做相應配置，禁止其中一個組，驗證從目的端口無法收到被禁止的組播組對應的組播流，而未被禁止的組播流則不受影響。
二、MPLSVPN測試方案
1.P、PE及CE路由器路由信息
測試目的驗證P、PE及CE路由器路由信息正確性。
測試說明按照RFC2547的描述，MPLSVPN網(wǎng)絡中的P路由器應該只有核心網(wǎng)的路由信息，而沒有VPN的相關路由信息，PE、CE路由器中只有與其直接相連VPN的相應路由信息，網(wǎng)絡中沒有任何路由器維護全部的路由信息，從而保證網(wǎng)絡具有良好的可擴展性。同時，應保證同一VPN成員之間可正常通信，不同VPN成員之間彼此隔離，從而保證VPN網(wǎng)絡的安全性。另外，CE-PE之間的路由協(xié)議可任選（如靜態(tài)、RIP、OSPF及BGP等）
測試拓撲
測試步驟1.CE、PE起靜態(tài)路由，進行MPLSVPN相關配置。
2.通過showP路由器上的路由信息，驗證P路由器是否只有核心網(wǎng)的路由信息，通過showPE、CE路由器上的路由信息，驗證PE、CE路由器中只有與其直接相連VPN的相應路由信息,且不同VPN的路由信息彼此隔離。
3.驗證從紅CE1可ping通紅CE2，但ping不通黃CE1及黃CE2，驗證從紅CE2也只能ping通紅CE1，而ping不通黃CE1及黃CE2；驗證從黃CE1可ping通黃CE2，但ping不通紅CE1及紅CE2，驗證從黃CE2也只能ping通黃CE1，而ping 不通紅CE1及紅CE2。
4.CE、PE起其它路由協(xié)議(如RIP、IS－IS、OSPF及BGP等)，重復上述過程。
2.地址可重疊性
測試目的驗證連至同一PE路由器的不同VPN可使用相同IP地址
測試說明按照RFC2547中的描述，MPLSVPN網(wǎng)絡中使用的地址是一個12字節(jié)的VPN-IPv4地址，其中包含：8字節(jié)的路由區(qū)分符(RD)及4字節(jié)的普通IP地址。這樣，同一IP地址即可同時用于不同VPN中，并能正確路由。該特性可使VPN用戶不受限制地使用內(nèi)部私有IP地址。
測試拓撲
測試步驟1.連至同一PE路由器的兩個CE配置相同的IP地址。
2.驗證從紅CE1ping10.2.2.2只能 ping 到紅CE2, 從黃CE1 ping 10.2.2.2只能 ping 到黃CE2。
3.控制對VPN成員訪問
測試目的測試路由器對VPN成員訪問的控制能力。
測試說明相關路由器做相應配置應可實現(xiàn)對VPN成員的訪問控制。
測試拓撲同上。
測試步驟1.進行MPLSVPN相關配置。
2.驗證從紅CE1能ping到紅CE2。
3.從紅CE1做相應配置，禁止對紅CE2的訪問，驗證從紅CE1不再能ping到紅CE2。
4.分別從PE1、PE2及紅CE2做相應配置，禁止對紅CE2的訪問，重復上述驗證過程。
4.跨域方案
測試目的測試路由器對跨域方案的支持能力。
測試說明按照RFC2547中的描述，MPLSVPN跨域方案主要有三種：VRF-to-VRF、EBGP及多跳EBGP，路由器應能支持其中的一種或多種。
測試拓撲
測試步驟1.對路由器進行相應的配置。
2.通過showASBR路由器的相應路由信息，驗證跨自治域的路由信息被正確傳遞。
3.驗證跨自治域的同一VPN成員間正常通信，不同VPN成員間彼此隔離。
5.PE路由器的最大路由能力
測試目的測試PE路由器的最大路由能力。
測試說明MPLSVPN網(wǎng)絡中，功能復雜性大都體現(xiàn)在PE路由器上，因此，了解PE路由器的路由能力對于運營設備選型及業(yè)務開展至關重要。
測試拓撲
測試步驟1.在被測PE路由器上配置1個vpn。
2.通過測試儀向vpn中發(fā)送路由，并發(fā)送一定的背景流量，查看路由轉(zhuǎn)發(fā)表是否正常，背景流轉(zhuǎn)發(fā)是否正常。
3.逐漸增加路由條目數(shù)，直至背景流出現(xiàn)分組丟失，記錄此時的路由條目數(shù)，即為被測路由器可支持的最大路由數(shù)。
三、結論
本文主要從運營商的實際需求出發(fā)，給出了IP組播、MPLS VPN的實用測試方案。測試方案的目的在于，通過測試可使運營商對網(wǎng)絡設備的性能、可控性、可管理性等幾個方面有較為深刻的了解，進而可為運營商的設備選型乃至最終組網(wǎng)應用提供有益的參考。
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