[发明专利]一种交换机网状测试系统及方法

权利要求书

1.一种交换机网状测试系统，包括光纤连接线，其特征在于，还包括测试设备，测试设备包括测试模块和多个测试设备网口，各个测试设备网口均与测试模块连接，各个测试设备网口通过光纤连接线与一一对应的交换机网口连接，

测试模块包括实时时钟模块、以太网接口模块、数据调度模块和数据解析模块，以太网接口模块包括报文发送模块和报文接收模块，

实时时钟模块，用于提供本地时间；

报文发送模块，用于通过测试设备网口向对应的交换机网口依次发送各个网状测试报文，依次发送各个网状测试报文的目的MAC地址依次循环指向其余各个测试设备网口的MAC地址；各个网状测试报文中包含发送时间戳；

报文接收模块，用于接收交换机转发的网状测试报文，并将网状测试报文转换为报文关键信息，并将报文关键信息打包为报文关键信息帧，报文关键信息包含：报文目的MAC地址、报文源MAC地址、报文发送时间戳和报文接收时间戳；

数据调度模块，用于存储报文关键信息帧并传输给数据解析模块调度；

数据解析模块，用于根据报文关键信息帧获得转发报文数、报文转发最小时延、报文转发平均时延和报文转发最大时延；

系统工作方法为：

步骤1、测试设备上电启动，测试设备内的实时时钟模块生成本地时间；

步骤2、数据解析模块初始化转发报文数、报文转发最小时延、报文转发平均时延、报文转发最大时延；

步骤3、报文发送模块为各测试设备网口配置唯一的MAC地址；

步骤4、报文发送模块为测试设备网口建立各自的网状测试MAC表，网状测试MAC表包括其他测试设备网口的MAC地址；

步骤5、报文发送模块初始化对应的测试设备网口发送的网状测试报文的帧数；

步骤6、报文发送模块初始化网状测试参数，网状测试参数包含：测试流量占比、测试时间、网状测试报文长度、最小报文间隔长度，若当前配置的测试流量占比低于设定阈值，执行步骤25，否则执行步骤7；

步骤7、根据网状测试参数的测试流量占比，计算报文间隔；

步骤8、根据网状测试参数的测试流量占比和测试时间，计算每个测试设备网口需要发送的网状测试报文总帧数；

步骤9、报文发送模块获取测试设备网口发送的网状测试报文的帧数，若各个测试设备网口发送的网状测试报文的帧数均达步骤8中计算的网状测试报文总帧数，进入步骤23，否则执行步骤10；

步骤10、报文发送模块顺序遍历读取网状测试MAC表中的一个测试设备网口的MAC地址作为第一报文源MAC地址；

步骤11、报文发送模块配置网状测试报文的报文目的MAC地址与第二报文源MAC地址，其中，报文目的MAC地址为第一报文源MAC地址；

步骤12、报文发送模块获取网状测试报文的发送时间戳；

步骤13、报文发送模块发送加入发送时间戳的网状测试报文；

步骤14、报文接收模块接收交换机转发的网状测试报文，并记录对应的接收时间戳；网状测试报文在交换机内部形成网状测试数据流，即每一个交换机网口以循环的方式转发接收的测试数据帧给所有的其它交换机网口；

步骤15、报文接收模块通过网状测试报文和对应的接收时间戳，获取网状测试报文的报文关键信息，报文关键信息包含报文目的MAC地址、第二报文源MAC地址、报文发送时间戳和报文接收时间戳；

步骤16、报文接收模块将步骤15中获取的报文关键信息打包为关键信息帧发送到数据调度模块；

步骤17、数据调度模块中通过对应的缓冲存储区储存来自于对应的报文接收模块的报文关键信息帧，并顺序将报文关键信息帧向数据解析模块发送；

步骤18、数据解析模块中，解析关键信息帧，获取报文转发路径；

步骤19、数据解析模块解析关键信息帧，获取报文转发延时；

步骤20、数据解析模块根据报文转发路径，分别从第一参数寄存器、第二参数寄存器、第三参数寄存器、和第四参数寄存器中读取该报文转发路径对应的转发报文数、报文转发最小时延、报文转发平均时延和报文转发最大时延作为历史转发报文数、历史报文转发最小时延、历史报文转发平均时延和历史报文转发最大时延；

步骤21、数据解析模块根据报文关键信息帧计算转发报文数、报文转发最小时延、报文转发平均时延和报文转发最大时延；

历史转发报文数直接加1作为新的转发报文数；

若计算得到的报文转发时延小于历史报文转发最小时延，将计算得到的报文转发时延作为新的报文转发最小时延，否则新的报文转发最小时延与历史报文转发最小时延相同；

若计算得到的报文转发时延大于历史报文转发最大时延，将计算得到的报文转发时延作为新的报文转发最大时延，否则新的报文转发最大时延与历史报文转发最大时延相同；

将计算得到的报文转发时延与历史报文转发平均时延取平均值作为新的报文转发平均时延；

步骤22、将新的转发报文数、新的报文转发最小时延、新的报文转发平均时延、新的报文转发最大时延分别更新到第一参数寄存器、第二参数寄存器、第三参数寄存器、第四参数寄存器，之后回到步骤9，

步骤23、将第一参数寄存器存储的各个报文转发路径对应的转发报文数全部读出并求和获得转发报文总数，若转发报文总数与步骤8中各测试设备网口的网状测试报文总帧数的总和一致，即测试过程中未出现帧丢失，执行步骤24，否则减小测试流量占比，返回步骤6，

步骤24、计算各个转发路径每秒钟转发的转发报文数、报文转发最小时延、报文转发平均时延、报文转发最大时延；

步骤25、交换机网状测试结束。