用于低成本和低功率網絡故障排除的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于低成本和低功率網絡故障排除的系統(tǒng)和方法。一種用于網絡測試的設備，其從測試網絡接收數(shù)據(jù)，經由物理層控制器(PHY)基于所接收的數(shù)據(jù)來驗證到測試網絡的鏈路。響應于第一條件，將來自測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率。然后，經由介質訪問控制器(MAC)在較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于低成本和低功率網絡故障排除的系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001]本公開涉及網絡測試和網絡故障排除，并且更具體地，涉及用于改進的網絡測試的改進的系統(tǒng)和方法。

【背景技術】
[0002]為了讓手持式網絡測試裝置來適當滿足對于更快和逐漸復雜的通信網絡的網絡測試需求，附加處理能力已經變得常見。例如，傳統(tǒng)的網絡測試裝置可以包括高速電子裝置，用于在逐漸增加的網絡帶寬下(例如，千兆位/秒(Gbps))進行測試。然而，這樣的網絡測試裝置也已變得更加復雜和昂貴。
[0003]盡管這樣的網絡裝置對于其預期目的來說已經一般被認為是令人滿意的，但是本領域中仍然需要仍保持足夠網絡測試功能性的更廉價的網絡測試裝置。本發(fā)明提供了對這些問題的解決方案。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的和優(yōu)點將根據(jù)本公開而被闡述并變得顯而易見。通過在書面描述及其權利要求書中以及根據(jù)附圖所特別指出的方法和系統(tǒng)，將實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的附加優(yōu)點。
[0005]為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點，并且根據(jù)如本文中所體現(xiàn)的本發(fā)明的目的，本發(fā)明包括用于網絡測試的系統(tǒng)、方法和設備。特別是，本發(fā)明包括用于網絡測試的設備或網絡測試裝置，其從測試網絡接收數(shù)據(jù)，并基于所接收的數(shù)據(jù)經由介質訪問控制器(MAC)驗證到測試網絡的鏈路。網絡測試裝置進一步響應于第一條件(例如，已驗證的鏈路)來將來自測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率，并且經由介質訪問控制器(MAC)在較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，網絡裝置在較低的速率下接收數(shù)據(jù)，并在較低的速率下執(zhí)行網絡測試。這樣的網絡測試可以包括但不限于數(shù)據(jù)分組測試，諸如Ping連接性測試、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)測試等等。在某些實施例中，網絡測試裝置最初可以從與測試網絡可操作通信的四個雙絞線介質連接從測試網絡(例如，在較高數(shù)據(jù)速率下)接收數(shù)據(jù)，并且一旦鏈路被驗證，網絡測試裝置可以通過經由四個雙絞線介質連接中的兩個從測試網絡接收數(shù)據(jù)，來將所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率。
[0006]對本領域技術人員來說，根據(jù)結合附圖所進行的優(yōu)選實施例的以下詳細描述，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的這些和其他特征將變得更加顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為使得本發(fā)明關聯(lián)的本領域技術人員將在沒有過度實驗的情況下容易理解如何制造和使用本發(fā)明的裝置和方法，下文中將參照某些附圖詳細描述其優(yōu)選實施例，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明所構造的網絡測試裝置的示例性實施例的示意圖，其示出了連接到測試網絡的網絡測試裝置； 圖2是圖1中所示的網絡測試裝置的分解透視圖；
圖3是圖1中所示的網絡測試裝置的網絡接口的示意性框圖；
圖4是圖1中所示的網絡測試器的示例處理器模塊的示意性框圖；以及圖5圖示了根據(jù)本文所描述的一個或多個實施例的用于網絡測試的示例簡化過程。

【具體實施方式】
[0008]本文所描述的系統(tǒng)、技術和過程，提供了改進的網絡測試裝置，其節(jié)流了用于特定類型網絡測試的數(shù)據(jù)速率以便需要較不復雜(和較廉價)的電子元件。這樣的系統(tǒng)、技術和過程通過提供網絡測試裝置來實現(xiàn)這些和其他需求，該網絡測試裝置在一個數(shù)據(jù)速率下驗證物理介質和鏈路伙伴(link partner), 一旦被驗證，將該數(shù)據(jù)速率節(jié)流至較低數(shù)據(jù)速率，以用于后續(xù)的網絡測試。
[0009]現(xiàn)在將對附圖做出參考，其中相同參考數(shù)字標識本發(fā)明的相似結構特征或方面。為解釋和說明而非限制的目的，根據(jù)本發(fā)明的網絡測試裝置的示例性實施例在圖1中被示出，并且由參考字符105來一般性地指定。圖1-6中提供了根據(jù)本發(fā)明的網絡測試裝置的其他實施例或其多個方面，如將被描述的。本發(fā)明的系統(tǒng)可被用于執(zhí)行網絡診斷測試和顯示測試網絡條件。
[0010]參照圖1，示意圖100示出了根據(jù)本公開的網絡測試裝置105。操作地，網絡測試器105包括外殼構件110，其被配置并適配為優(yōu)選地經由網絡端口 115與通信網絡135 (例如測試網絡)進行通信(例如，發(fā)送和接收數(shù)據(jù))。在所圖示的實施例中，網絡端口 115是配置為RJ-45網絡端口的硬連線端口。然而，要理解的是，其他實施例并不限于使用RJ-45端口，并且可以使用耦合到通信網絡135的任何合適的端口。值得注意的是，以太網網絡電纜125可以將網絡測試裝置105 (例如，經由網絡端口 115)操作地耦合到測試網絡135 (例如，經由網絡端口 130)，該測試網絡135包括網絡裝置140 (例如交換機、路由器、服務器等)。值得注意的是，網絡端口 130可以是存在于商業(yè)建筑物、住宅空間等等中的常規(guī)網絡端口，該端口可以包括必要的布線以提供到網絡135 (例如互聯(lián)網)的連接性。如下面更詳細討論的，網絡端口 115和130可以被配置為通過雙絞線技術來托管以太網，并將雙絞線電纜用于以太網通信網絡(即，網絡135)的物理層。
[0011]網絡135可以被理解為包括通信網絡，其可以包括由用于在它們之間傳輸數(shù)據(jù)的通信鏈路和段所互連的各種網絡裝置140 (例如，諸如個人計算機和工作站或其他裝置，諸如傳感器等)。許多類型的網絡是可用的，其范圍從本地局域網(LAN)到廣域網(WAN)。LAN通常通過位于相同的一般物理位置(諸如建筑物或校園)的專用私有通信鏈路連接網絡裝置。另一方面，WAN通常通過長距離通信鏈路(諸如常見的載波電話線、光學光路、同步光學網絡(S0NET)、同步數(shù)字體系(SDH)鏈路或電力線通信(PLC)(例如IEEE 61334、IEEEP1901.2)等等連接地理上分散的網絡裝置。
[0012]仍然參考圖1，網絡測試器105還包括操作地耦合到外殼構件110的顯示器120。顯示器120可被配置和適配為基于所接收的數(shù)據(jù)來顯示測試網絡135的一個或多個網絡條件。例如，顯示器120可以包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)，其可以基于網絡條件的檢測而被供電，網絡條件諸如但不限于:以太網供電(PoE)、測試網絡連接速度和雙工、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)地址、網關測試條件、最近的交換機和端口標識、以及服務器連接性測試的響應時間。然而，顯示器120并不限于這樣的LED，因為可以使用其他顯示機構，例如液晶顯示器(IXD)、有機發(fā)光二極管(OLED)、電子墨水(elnk)，并且也可以使用能夠將信息顯示給用戶的其他顯示器類型。
[0013]現(xiàn)在參考圖2，其中示出了圖1中所示的網絡測試裝置的分解透視圖，其示出了操作地耦合到外殼I1和/或由外殼110包圍的內部元件。如上文所討論的，網絡測試器105包括一個或多個LED 205，其可以指示(例如，照亮)顯示器120的一個或多個網絡條件。網絡測試裝置105還包括處理器210，其操作地耦合到網絡接口電路215。網絡接口電路215包括變壓器、無線接入點、以太網電路、介質訪問控制器(MAC)、物理層控制器(PHY)等。另夕卜，網絡測試裝置105還包括由外殼構件110包圍的獨立電源260 (例如電池等)。值得注意的是，雖然圖2示出了元件(例如，處理器210)相對于電路板的特定取向和位置，如由本領域技術人員所理解的，這樣的元件可被取向和放置在任何合適的位置。
[0014]圖3是耦合到網絡裝置140的網絡測試裝置105的網絡接口 215的示意性框圖。特別地，圖3示出了經由四(4)個雙絞線(例如，以太網線)連接或耦合到網絡135的網絡裝置140之一(例如，交換機、路由器、服務器等)的網絡接口 215。如上文所討論的，網絡接口215包括協(xié)商高等級介質可用性的MAC 216，以及與電信號直接對接的物理層控制器或接口(PHY) 217。如本文所討論地，操作地，PHY 217驗證到測試網絡裝置140的千兆位鏈路，并且一旦千兆位鏈路被驗證，MAC 216在較低速率下執(zhí)行附加的網絡測試。值得注意的是，其他實施例可以采用同軸電纜或光纖。
[0015]圖4是不例處理器模塊405的不意性框圖，其可與本文所描述的一個或多個實施例一起使用。處理器模塊405說明性地包括由系統(tǒng)總線450所互連的網絡接口 215 (例如有線、光學、無線等)、至少一個處理器210以及存儲器440。
[0016]此外，處理器模塊405包括獨立電源460。注意，圖2的獨立電源260被示為自立元件，然而容易理解的是，這樣的電源260也可以是具有一個或多個互連電源(諸如電源460)的更大的電力系統(tǒng)的一部分，如此處所示出的。
[0017]一個或多個網絡接口 215包含機械、電學和信令電路，用于控制網絡測試裝置105的操作，以及向/從無線局域網135傳送數(shù)據(jù)。正如上文所討論的，這樣的電路可以包括例如MAC 216和PHY 217，并且可以被配置為使用各種不同的通信協(xié)議來發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。
[0018]存儲器440包括由處理器420可尋址的多個存儲位置，以及用于存儲與本文所描述的實施例相關聯(lián)的軟件程序和數(shù)據(jù)結構的網絡接口 215。要注意的是，處理器模塊405的某些實施例可能具有有限的存儲器或沒有存儲器(例如，除了用于在裝置和相關聯(lián)緩存上操作的程序/進程之外沒有用于存儲的存儲器)。處理器420可以包括適配為執(zhí)行軟件程序和操縱數(shù)據(jù)結構445的硬件單元或硬件邏輯。操作系統(tǒng)442，其部分通常駐留在存儲器440中，并且由處理器執(zhí)行，尤其通過調用裝置上執(zhí)行的支持軟件進程和/或服務的操作，功能性地組織該裝置。如本文所描述的，這些軟件進程和/或服務可以包括說明性的網絡測試進程/服務444。要注意的是，雖然集中式存儲器440中示出了進程/服務，替代實施例在網絡接口 215內提供特定的操作。
[0019]將對于本領域技術人員顯而易見的是，其他處理器和存儲器類型，包括各種計算機可讀介質，可被用來存儲和執(zhí)行關于本文所述技術的程序指令。另外，雖然描述說明了各種進程，但明確預期的是，各種進程可以被體現(xiàn)為模塊，該模塊被配置為根據(jù)本文的技術來操作(例如，根據(jù)類似進程的功能)。此外，雖然已經單獨示出了該進程，但本領域技術人員將理解，這些進程可以是其他進程內的例程或模塊。
[0020]如將由本領域技術人員所理解的，并且根據(jù)本文所描述的技術所修改的那樣，網絡測試進程(服務)444包含計算機可執(zhí)行指令，其由處理器420執(zhí)行以執(zhí)行由一個或多個通信和/或路由協(xié)議所提供的網絡測試功能。這些功能可以例如能夠根據(jù)相關聯(lián)協(xié)議和本文所描述的技術以及使用各種路由/轉發(fā)表、列表、映射等(例如，數(shù)據(jù)結構445)，進行通用分組檢測/路由/轉發(fā)等。
[0021]特別是，網絡測試進程444可以使處理器420 (例如，經由網絡接口 210)來接收從測試網絡135傳送到網絡測試裝置105 (例如，經由網絡端口 115)的數(shù)據(jù)。網絡測試處理444還可以使處理器420基于所接收的數(shù)據(jù)，經由物理層217驗證到測試網絡的鏈路。此夕卜，網絡測試處理444可以使處理器420響應于第一條件(例如，已驗證的鏈路)將來自測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率，并且經由MAC 216在該較低速率下處理隨后接收的數(shù)據(jù)。這樣的處理可以包括，例如，執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試(例如，Ping連接性測試、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)測試等等)。
[0022]一些實施例中，處理器420最初經由四個雙絞線在大約一(I)千兆位/秒(Gbps)的速率下接收數(shù)據(jù)，并測試鏈路連接性。如本文所使用的,根據(jù)已知的工業(yè)標準(例如，IEEE802.3-2008標準)來定義大約I Gbps的速率。一旦鏈路被驗證，將數(shù)據(jù)的速率節(jié)流或限制為四個雙絞線中的兩個，以用于隨后的網絡測試。以這種方式，網絡測試裝置105暫時在較高速率下進行鏈接來驗證鏈路伙伴，以及驗證連接電纜介質可以在更高的速度下進行操作。一旦被驗證，網絡測試裝置105將節(jié)流回到較低數(shù)據(jù)速率(例如，100 Mb)以用于網絡連接性測試。以這種方式，網絡測試裝置105可以結合更簡單且成本更低的電路(例如，10/100MAC)。此外，通過節(jié)流數(shù)據(jù)，網絡測試裝置105以較低、更有效率的處理速度進行操作，從而降低了功率消耗。
[0023]雖然相對于彼此討論了網絡測試進程444的步驟或單元，這樣的次序是為了解釋而非限制的目的。也就是說，網絡測試進程344的這樣的單元可以以任何次序被執(zhí)行，并且彼此獨立。
[0024]圖5圖示了用于根據(jù)本文所描述的一個或多個實施例的網絡測試的示例簡化過程，即過程500，特別是從網絡測試裝置105的角度。過程500開始于步驟505并繼續(xù)到步驟510，其中，如上文更詳細描述的，網絡測試設備可以從測試網絡接收數(shù)據(jù)(例如，從來自測試網絡135的裝置140)。接下來，在步驟515中，網絡測試裝置能夠判定網絡裝置(例如，鏈路伙伴)是否正通告千兆位鏈路能力。例如，網絡裝置經由四個雙絞線介質連接來通告千兆位鏈路能力。如果網絡裝置正通告千兆位鏈路能力，過程500繼續(xù)到步驟520，其中網絡測試裝置以千兆位進行鏈接以驗證該鏈路(例如，經由物理層217，如以上所討論的)。如果該裝置未正通告千兆位鏈路能力(例如，一(I)千兆位每秒(Gbps)的速率)，過程500返回到步驟510，其中網絡測試裝置從測試網絡接收數(shù)據(jù)。
[0025]一旦步驟520中網絡測試裝置進行鏈接并驗證鏈路能力，步驟525中網絡測試裝置將所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率(例如100兆位/秒(Mbs))。在步驟530中，網絡測試裝置在較低速率(例如10Mbs)下測試附加網絡條件(例如經由MAC 216)，例如網絡連接性(例如，Ping、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)等)。該過程500隨后可以結束于步驟545，或者，可以在步驟505處重啟。
[0026]應注意的是，過程500中的某些步驟可以是可選的，并且此外，所示的步驟僅僅是用于說明的示例，并且如所期望的，可包括或排除某些其他步驟。此外，雖然示出了步驟的特定次序，該次序僅僅是說明性的，并且在不脫離本文中實施例的范圍的情況下，可以利用步驟的任何適當布置。
[0027]本文所描述的系統(tǒng)、技術和過程，提供了改進的網絡測試裝置，其比傳統(tǒng)的網絡測試裝置制造更廉價，并且包括更低成本的網絡接口電路。這樣的系統(tǒng)、技術和過程，通過提供經由物理層控制器(PHY)驗證千兆位鏈路的網絡測試裝置以及一旦實現(xiàn)鏈路連接性，就節(jié)流數(shù)據(jù)速率以用于后續(xù)網絡測試，從而支持較不復雜的介質訪問控制器(MAC)，來實現(xiàn)這些和其他需求。
[0028]盡管已經示出并描述了提供改進的網絡測試裝置的說明性實施例，但要理解的是，可以在本文中實施例的精神和范圍內進行各種其他改編和修改。例如，已經示出和描述了與特定以太網協(xié)議有關的實施例。然而，實施例在其更廣泛的意義上并不作為限制，并且實際上可以與各種其他類型的無線協(xié)議(例如，藍牙、NFC技術等)一起使用。
[0029]前面的描述已被指向特定的實施例。然而，將顯而易見的是，在達到其一些或所有優(yōu)點的情況下，可以對所描述的實施例做出其他變型和修改。例如，明確預期的是，本文所描述的元件和/或單元可以被實現(xiàn)為軟件，該軟件被存儲在具有計算機、硬件、固件或其組合上執(zhí)行的程序指令的有形(非瞬時)計算機可讀介質(例如磁盤/CD/等)上。因此，本描述將僅以示例的方式被進行，而不是否則限制本文中實施例的范圍。因此，所附權利要求的目的是覆蓋來自本文中實施例的真實精神和范圍內的所有這些變型和修改。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 從測試網絡接收數(shù)據(jù)； 經由物理層控制器(PHY)，基于所接收的數(shù)據(jù)來驗證到所述測試網絡的鏈路； 響應于第一條件，將來自所述測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率；以及 經由介質訪問控制器在所述較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)。
2.權利要求1所述的方法，其中所述第一條件是已驗證的鏈路。
3.權利要求1所述的方法，其中在所述較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)包括在所述較低速率下執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試。
4.權利要求1所述的方法，其中在所述較低速率下執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試進一步包括執(zhí)行Ping連接性測試和動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)測試中的至少之一。
5.權利要求1所述的方法，其中從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)包括從與所述測試網絡可操作通信的四個雙絞線介質連接接收數(shù)據(jù)。
6.權利要求5所述的方法，其中節(jié)流所接收的數(shù)據(jù)的速率包括:經由所述四個雙絞線介質連接中的兩個，響應于已驗證的鏈路，在較低速率下從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)。
7.權利要求1所述的方法，其中MAC是100兆字節(jié)(Mb)控制器。
8.權利要求1所述的方法，其中從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)包括在大約I千兆位每秒(Gbps)下從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)，其中所述較低速率包括大約lOOMbs。
9.權利要求1所述的方法，其中基于所接收的數(shù)據(jù)來驗證到所述測試網絡的鏈路包括在千兆位下鏈接MAC以驗證所述鏈路。
10.一種用于網絡測試的設備，包括: 至少一個網絡端口，其從測試網絡接收數(shù)據(jù)；以及 一個或多個網絡接口，其包括與所述網絡端口可操作通信的物理層控制器(PHY)和介質訪問控制器(MAC)； 處理器，其被耦合到所述網絡接口，并被適配為執(zhí)行一個或多個進程；以及存儲器，其被配置為存儲由所述處理器可執(zhí)行的指令，所述指令在由所述處理器執(zhí)行時，使所述處理器: 經由所述至少一個網絡接口從測試網絡接收數(shù)據(jù)； 經由PHY，基于所接收的數(shù)據(jù)來驗證到所述測試網絡的鏈路； 響應于已驗證的鏈路，將來自所述測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率；以及 經由MAC在所述較低速率下執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試。
11.權利要求10所述的設備，其中，所述指令在由所述處理器執(zhí)行以執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試時，進一步使所述處理器: 執(zhí)行Ping連接性測試和動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)測試中的至少之一。
12.權利要求10所述的設備，其中所述指令在被執(zhí)行以經由所述至少一個網絡端口從測試網絡接收數(shù)據(jù)時，進一步使所述處理器從與所述測試網絡可操作通信的四個雙絞線介質連接接收數(shù)據(jù)。
13.權利要求12所述的設備，其中所述指令在被執(zhí)行以響應于已驗證的鏈路，將來自所述測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至所述較低速率時，進一步使所述處理器:經由所述四個雙絞線介質連接中的兩個，在所述較低速率下從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)。
14.權利要求13所述的設備，其中所述處理器在大約I千兆位每秒(Gbps)下從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)，其中所述較低速率包括大約100兆位/秒。
15.一種有形、非瞬時、計算機可讀介質，其具有在其上編碼的軟件，所述軟件在由所述處理器執(zhí)行時，可操作成: 從測試網絡接收數(shù)據(jù)； 經由物理層控制器(PHY)，基于所接收的數(shù)據(jù)來驗證到所述測試網絡的鏈路； 響應于第一條件，將來自所述測試網絡的所接收的數(shù)據(jù)的速率節(jié)流至較低速率；以及 經由介質訪問控制器(MAC)在所述較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)。
16.權利要求15所述的計算機可讀介質，其中所述第一條件是已驗證的鏈路。
17.權利要求15所述的計算機可讀介質，其中所述軟件在由所述處理器執(zhí)行以在所述較低速率下處理所接收的數(shù)據(jù)時，進一步可操作成: 在所述較低速率下執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試。
18.權利要求17所述的計算機可讀介質，其中所述軟件在由所述處理器執(zhí)行以在所述較低速率下執(zhí)行數(shù)據(jù)分組測試時，進一步可操作成: 執(zhí)行Ping連接性測試和動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)測試中的至少之一。
19.權利要求17所述的計算機可讀介質，其中所述軟件在由所述處理器執(zhí)行以從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)時,進一步可操作成: 從與所述測試網絡可操作通信的四個雙絞線介質連接接收數(shù)據(jù)。
20.權利要求19所述的計算機可讀介質，其中所述軟件在由所述處理器執(zhí)行以節(jié)流所接收的數(shù)據(jù)的速率時，進一步可操作成: 經由所述四個雙絞線介質連接中的兩個，響應于已驗證的鏈路，在較低速率下從所述測試網絡接收數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04L12/24GK104283734SQ201410302634
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2013年7月1日
【發(fā)明者】J.A.卡科斯卡 申請人:弗盧克公司