5] 實施例2
[0046] 請參照圖2,本實施例提供一種測試以太網(wǎng)性能的方法，由FPGA可編程邏輯器件 實現(xiàn)，包括：發(fā)送側(cè)邏輯，包括組包模塊與調(diào)度模塊，所述調(diào)度模塊，用于產(chǎn)生組包的使能信 號，并接收組包模塊發(fā)送的反饋信號后，再向組包模塊發(fā)送組包的信息；所述組包模塊，接 收到調(diào)度模塊產(chǎn)生組包的使能信號，向調(diào)度模塊反饋一信號，依據(jù)包的類型和是否添加標(biāo) 簽組成相應(yīng)類型的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行發(fā)送；MAC，接收所述發(fā)送側(cè)邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并對流 量進(jìn)行控制，然后進(jìn)行輸出；接收側(cè)邏輯，包括解包模塊與統(tǒng)計模塊，所述解包模塊接收從 MAC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，通過所述標(biāo)簽的信息測試以太網(wǎng)性能；所述統(tǒng) 計模塊統(tǒng)計接收的數(shù)據(jù)包的信息，對標(biāo)簽進(jìn)行分析，統(tǒng)計正常包、重復(fù)包、亂序包、丟包數(shù)及 字節(jié)數(shù)，時延和抖動情況。
[0047] 優(yōu)選地，所述添加標(biāo)簽的步驟包括：將重復(fù)包、亂序包、丟包的計算用相鄰標(biāo)簽中 的序列號差值表示；將計算時延和抖動用標(biāo)簽的時間戳值的大小表示；將標(biāo)記傳輸包的類 型用標(biāo)簽的包類型的不同值表示；將標(biāo)記傳輸?shù)膬艉深愋陀脴?biāo)簽的凈荷類型不同值表示； 將標(biāo)記傳輸?shù)牧饔脴?biāo)簽的流標(biāo)識的值表示。
[0048] 優(yōu)選地，所述添加標(biāo)簽的步驟還包括：在標(biāo)簽中加入8位校驗和。校驗和的目的是 為了確保標(biāo)簽的正確性，依據(jù)標(biāo)簽中其他項的長度和標(biāo)簽的總長度（根據(jù)以太網(wǎng)接口的位 寬和組包的位寬，并且從容易對包分析角度定義標(biāo)簽總長度為16字節(jié)）選取校驗和位寬為 8位。
[0049] 優(yōu)選地，所述計算標(biāo)簽校驗和為將標(biāo)簽中除了時間戳之外的包括協(xié)議標(biāo)識、包類 型、凈荷類型、序列號和流標(biāo)識按照以8位為單位進(jìn)行二進(jìn)制求和，并且也不對進(jìn)位做處理 (如：若結(jié)果為9位或者更多位時，僅低8位有效，其他位舍去），將低8位數(shù)據(jù)添加在校驗 和的位置。
[0050] 優(yōu)選地，還包括將標(biāo)簽添加在不同類型包（標(biāo)簽中包類型定義的包）的首部末尾， 將標(biāo)簽與凈荷一起作為該包的凈荷處理。
[0051] 優(yōu)選地，TCP/UDP的封包是在IP首部的末尾加入TCP/UDP的首部然后再加凈荷， 凈荷和TCP/UDP的首部作為IP包的凈荷。
[0052] 優(yōu)選地，IP的封包是在MAC首部的末尾加入IP的首部然后再加凈荷，IP首部和凈 荷作為MAC包的凈荷。參照以上封包方式。
[0053] 優(yōu)選地，測試以太網(wǎng)性能的信息有重復(fù)包、亂序包、丟包、時延和抖動等，再加上包 本身的類型和確保標(biāo)簽的正確性，于是將重復(fù)包、亂序包、丟包映射為標(biāo)簽中的序列號，計 算時延和抖動映射為標(biāo)簽的時間戳，標(biāo)記傳輸包的類型映射為標(biāo)簽的包類型，標(biāo)記傳輸?shù)?凈荷類型映射為標(biāo)簽的凈荷類型，標(biāo)記傳輸?shù)牧饔成錇闃?biāo)簽的流標(biāo)識，為確保加入的標(biāo)簽 的正確性在標(biāo)簽中加入8位校驗和。協(xié)議標(biāo)識、包類型、凈荷類型、序列號、流標(biāo)識、時間戳 和校驗和構(gòu)成了標(biāo)簽的幀格式，用標(biāo)簽序列標(biāo)記測試的報文檢測以太網(wǎng)的性能。
[0054] 優(yōu)選地，標(biāo)簽大小16字節(jié)，是依據(jù)組包位數(shù)定義，對組包不會帶來影響。
[0055] 優(yōu)選地，計算重復(fù)包、丟包、亂序包的方法：在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕邮諅?cè)將n幀與n-1幀的 序列號做差值，所得結(jié)果記為任意字母m，對m分析，若m= 0,是重復(fù)包；若m= 1，是正常 包；若m>l或m〈0,丟包（亂序包），丟包數(shù)目為m-1或0xl00000000+m-l。
[0056] 優(yōu)選地，計算標(biāo)簽校驗和的方法：為了降低計算校驗和的復(fù)雜度和難度，將標(biāo)簽中 除了時間戳之外的包括協(xié)議標(biāo)識、包類型、凈荷類型、序列號和流標(biāo)識按照以8位為單位進(jìn) 行二進(jìn)制求和，并且也不對進(jìn)位做處理，所得結(jié)果添加在校驗和的位置。
[0057] 優(yōu)選地，標(biāo)簽中定義的凈荷類型，不同的值大小代表不同凈荷類型。
[0058] 優(yōu)選地，標(biāo)簽中定的包類型，低四位不同的值大小代表不同的高層協(xié)議（IPv4、 IPv6、TCP、UDP、MPLSl、MPLS2、MPLS3)，高四位不同的值大小代表以太網(wǎng)類型（EthernetII、 SNAP、JumboSNAP、EthernetIIwithQ、SNAPwithQ、JumboSNAPwithQ、EthernetII withQinQ、SNAPwithQinQ、JumboSNAPwithQinQ、EthernetIIwithQinQinQ、SNAP withQinQinQ、JumboSNAPwithQinQinQ)。
[0059] 優(yōu)選地，以太網(wǎng)的幀格式為：幀頭+填充數(shù)據(jù)+幀尾，值大小通常用十六進(jìn)制表示。
[0060] 優(yōu)選地，目的地址，6字節(jié)，被用于在設(shè)備之間判斷以太網(wǎng)幀的傳遞方向和路由。每 一個以太網(wǎng)設(shè)備通常被分配一個唯一的MAC地址。而有些特殊的MAC地址被保留，用于表 示一些特殊的功能，例如，全1的地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF)用于表示廣播地址。
[0061] 優(yōu)選地，源地址：6字節(jié)，是指發(fā)送方的MAC地址。通常用十六進(jìn)制表示。源地址 一般是在生產(chǎn)時，由生產(chǎn)廠商寫入設(shè)備里，MAC地址的前三個字節(jié)表示廠商代碼，后三個字 節(jié)表示設(shè)備序號。需要注意的是，對于某些設(shè)備，例如測試設(shè)備，它的MAC地址是可以隨時 設(shè)置的。
[0062] 優(yōu)選地，長度/類型字段：2字節(jié)，這個字段用于表示幀的長度或封裝的上層數(shù)據(jù) 協(xié)議類型。如果該字段小于05DC(HEX)，則表示長度，如果大于0600 (HEX)，則表示數(shù)據(jù)域的 協(xié)議類型。例如：0800HEX表示是IP協(xié)議。
[0063] 優(yōu)選地，數(shù)據(jù)域：46到1500字節(jié)，數(shù)據(jù)域中是需要傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)，通常包含上層 協(xié)議數(shù)據(jù)，如IP數(shù)據(jù)等。
[0064] 優(yōu)選地，F(xiàn)CS幀校驗序列：4字節(jié)，發(fā)送方通過計算幀中的每一個字節(jié)，得到幀校驗 序列，并插入到幀的最后發(fā)送。接收方在接收過程中，會重新計算校驗序列，并與接收幀中 最后4字節(jié)校驗序列做比較。對于幀校驗序列錯或丟失的以太網(wǎng)幀，大多數(shù)的設(shè)備會將之 丟棄。
[0065]
【主權(quán)項】
1. 一種測試W太網(wǎng)性能的系統(tǒng)，其特征在于，由FPGA可編程邏輯器件實現(xiàn)，包括： 發(fā)送側(cè)邏輯，包括組包模塊與調(diào)度模塊，所述調(diào)度模塊，用于產(chǎn)生組包的使能信號，并 接收組包模塊發(fā)送的反饋信號后，再向組包模塊發(fā)送組包的信息；所述組包模塊，接收到調(diào) 度模塊產(chǎn)生組包的使能信號，向調(diào)度模塊反饋一信號，依據(jù)包的類型和是否添加標(biāo)簽組成 相應(yīng)類型的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行發(fā)送； MAC,用于接收所述發(fā)送側(cè)邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并對流量進(jìn)行控制，然后進(jìn)行輸出； 接收側(cè)邏輯，包括解包模塊與統(tǒng)計模塊，所述解包模塊，用于接收從MC發(fā)送過來的數(shù) 據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，通過所述標(biāo)簽的信息測試W太網(wǎng)性能；所述統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計 接收的數(shù)據(jù)包的信息，對標(biāo)簽進(jìn)行分析，統(tǒng)計正常包、重復(fù)包、亂序包、丟包數(shù)及字節(jié)數(shù)，時 延和抖動情況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試W太網(wǎng)性能的系統(tǒng)，其特征在于，還包括接口模塊，用于 使FPGA通過PCI總線與CPU通信PCI接口模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試W太網(wǎng)性能的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一計數(shù)器，用于 計算發(fā)送側(cè)邏輯和接收側(cè)邏輯的當(dāng)前時間，將接收側(cè)時間與發(fā)送側(cè)時間進(jìn)行相減W獲得相 鄰數(shù)據(jù)包的時延。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試W太網(wǎng)性能的系統(tǒng)，其特征在于，所述計數(shù)器為16ns計 數(shù)器。
5. -種測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于，由FPGA可編程邏輯器件實現(xiàn)，包括： 發(fā)送側(cè)邏輯，包括組包模塊與調(diào)度模塊，所述調(diào)度模塊，用于產(chǎn)生組包的使能信號，并 接收組包模塊發(fā)送的反饋信號后，再向組包模塊發(fā)送組包的信息；所述組包模塊，接收到調(diào) 度模塊產(chǎn)生組包的使能信號，向調(diào)度模塊反饋一信號，依據(jù)包的類型和是否添加標(biāo)簽組成 相應(yīng)類型的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行發(fā)送； MAC,接收所述發(fā)送側(cè)邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并對流量進(jìn)行控制，然后進(jìn)行輸出； 接收側(cè)邏輯，包括解包模塊與統(tǒng)計模塊，所述解包模塊接收從MAC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包， 對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，通過所述標(biāo)簽的信息測試W太網(wǎng)性能；所述統(tǒng)計模塊統(tǒng)計接收的數(shù)據(jù) 包的信息，對標(biāo)簽進(jìn)行分析，統(tǒng)計正常包、重復(fù)包、亂序包、丟包數(shù)及字節(jié)數(shù)，時延和抖動情 況。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于，所述添加標(biāo)簽的步驟 包括： 將重復(fù)包、亂序包、丟包的計算用相鄰標(biāo)簽中的序列號差值表示； 將計算時延和抖動用標(biāo)簽的時間戳值的大小表示； 將標(biāo)記傳輸包的類型用標(biāo)簽的包類型的不同值表示； 將標(biāo)記傳輸?shù)膬艉深愋陀脴?biāo)簽的凈荷類型不同值表示； 將標(biāo)記傳輸?shù)牧饔脴?biāo)簽的流標(biāo)識的值表示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于，所述添加標(biāo)簽的步驟 還包括；在標(biāo)簽中加入8位校驗和。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于，所述計算標(biāo)簽校驗和 為將標(biāo)簽中除了時間戳之外的包括協(xié)議標(biāo)識、包類型、凈荷類型、序列號和流標(biāo)識按照W 8 位為單位進(jìn)行二進(jìn)制求和，并且不對進(jìn)位做處理，將低8位數(shù)據(jù)添加在校驗和的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于；還包括將標(biāo)簽添加在 不同類型包的首部末尾，將標(biāo)簽與凈荷一起作為該包的凈荷處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試W太網(wǎng)性能的方法，其特征在于，將標(biāo)簽添加在不同類 型包的首部末尾包括： TCP/UDP的封包是在IP首部的末尾加入TCP/UDP的首部然后再加凈荷，凈荷和TCP/ UDP的首部作為IP包的凈荷； IP的封包是在MAC首部的末尾加入IP的首部然后再加凈荷，IP首部和凈荷作為MAC 包的凈荷。
【專利摘要】本申請公開了一種測試以太網(wǎng)性能的系統(tǒng)，由FPGA可編程邏輯器件實現(xiàn)，包括：發(fā)送側(cè)邏輯，包括組包模塊與調(diào)度模塊，調(diào)度模塊產(chǎn)生組包的使能信號；組包模塊根據(jù)調(diào)度模塊產(chǎn)生組包的使能信號，依據(jù)包的類型和是否添加標(biāo)簽，組成相應(yīng)類型的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行發(fā)送；MAC接收所述發(fā)送側(cè)邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并對流量進(jìn)行控制，然后進(jìn)行輸出；接收側(cè)邏輯，包括解包模塊與統(tǒng)計模塊，解包模塊接收從MAC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，通過標(biāo)簽的信息測試以太網(wǎng)性能；統(tǒng)計模塊統(tǒng)計接收的數(shù)據(jù)包的信息，對標(biāo)簽進(jìn)行分析，統(tǒng)計正常包、重復(fù)包、亂序包、丟包數(shù)及字節(jié)數(shù)，時延和抖動情況。本發(fā)明的優(yōu)點是：便于分析數(shù)據(jù)包，提高網(wǎng)絡(luò)性能測試的效率。
【IPC分類】H04L12-26
【公開號】CN104660460
【申請?zhí)枴緾N201510020655
【發(fā)明人】朱天全, 鮑勝青, 鮑麗娜
【申請人】北京奧普維爾科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月15日