[发明专利]GRE路由器性能测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信测试技术领域，尤其涉及一种GRE(Generic RoutingEncapsulation，通用路由封装)路由器性能测试系统及方法。

背景技术

隧道Tunnel是一个虚拟的点对点的连接，提供了一条通路使封装的数据报文能够在这个通路上传输，并且在一个Tunnel两端分别对数据报文进行封装及解封装。

L2TP(Layer Two Tunneling Protocol)是VPN(Virtual Private Network，虚拟私有网络)的第二层隧道协议，L2TP报文如图1所示，L2TP所采用的封装方式为：将包括PPP(Point to Point Protocol，点对点协议)头、私网IP头(IP header of Private network)和数据(Date)的PPP数据帧，首先加一层L2TP头(L2TP header)，再加一层UDP(User Date Protocol，用户数据协议)头，最后加一层公网IP头(IP header of Public network)，从而完成L2TP报文封装。L2TP报文封装扩展了PPP模型，可以通过L2TP报文中的公网IP头来与公网上企业网的网关LNS(Look n Stop)建立L2TP隧道，从而将PPP会话终点延伸到企业网的网关上。

GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)采用了Tunnel技术，是VPN的第三层隧道协议。GRE规定了如何用一种网络协议去封装另一种网络协议的方法。GRE隧道由两端的源IP地址和目的IP地址来定义，允许用户使用IP(Internet Protocol)包封装IP、IPX(Internet Packet Exchange Protocol，互联网分组交换协议)包，并支持全部的路由协议。GRE封装的报文结构如图2所示，包括：净荷(Payload)，即需要封装和传输的数据报文，净荷的协议类型为乘客协议(Passenger Protocol)；GRE头，其协议类型为封装协议(Encapsulation Protocol)；传输头，其协议类型为传输协议(Transport protocol)。

以采用GRE协议对X协议报文进行封装并在GRE隧道传输为例进行说明，如图3所示，一个X协议的报文要想穿越IP网络GRE隧道中传输，必须要经过加封装与解封装两个过程：

1)加封装过程

路由器A连接主机A的接口收到X协议报文后，检查X协议报文头中的目的地址来确定如何路由此包；若报文的目的地址要经过GRE隧道才能到达，则将此报文发给相应的GRE隧道接口；GRE隧道接口收到此报文后进行GRE封装：使用封装协议对收到的X协议报文(X净荷)加上了一个GRE头；然后再将其加上IP头得到GRE报文，这样就可完全由IP协议层来负责此GRE报文的前向转发。完成将数据报文从X协议层到IP协议的报文封装。通常把这个负责前向转发的IP协议称为传输协议(Delivery Protocol或TransportProtocol)。如图4所示为在GRE隧道中传输的GRE报文。

2)解封装过程

解封装过程和加封装的过程相反。主要包括以下过程：路由器B从GRE隧道接口收到IP报文，检查目的地址；如果发现目的地是本路由器，则路由器B剥掉此报文的IP头，交给GRE协议处理；GRE协议完成相应的处理后，剥掉GRE头，再交由X协议对此数据报进行后续的转发处理。

L2TP路由器和GRE路由器应用于不同的场景，具体应用时，对L2TP路由器和GRE路由器的性能如其隧道容量等的测试显得十分重要。目前L2TP路由器的隧道容量和会话数完全可以通过数据通信领域测试仪表精确测量出来，并且大部分主流路由器厂商也提供显示建立的L2TP隧道数和会话数的命令，通过命令能够很明确的显示出建立的L2TP隧道数和会话数。

而GRE路由器的隧道容量却没有相应的测试仪表进行测量，同时大部分主流路由器厂商也不提供通过命令显示建立的GRE隧道数，这样给测试工作带来了如下困难：通常各厂家GRE路由器产品支持的GRE tunnel数量在几百甚至上千以上，如果使用一台被测试设备与几百个甚至上千个辅助测试设备来测试被测设备隧道的数量和性能，基本不现实，投入的资源和成本太高，不具备可操作性。