專利名稱：物理層故障模擬系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，尤其涉及用于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)以及相應(yīng)的控制鏈路通斷及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中一個(gè)重要里程碑便是 ISOanternational StandardOrganization,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)對(duì)OSI (Open System hterconnection，開(kāi)放系統(tǒng)互連)七層網(wǎng)絡(luò)模型的定義。物理層是OSI模型的最低層或第一層，物理層的故障主要表現(xiàn)在設(shè)備的物理連接方式是否恰當(dāng)。數(shù)據(jù)通信廠商的交換機(jī)設(shè)備通常提供二、三層網(wǎng)絡(luò)交換功能，為了驗(yàn)證其設(shè)備的健壯性，通常需要在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行各種異常測(cè)試，其中就包括處理物理層鏈路異常的能力。 當(dāng)前在實(shí)驗(yàn)室里模擬物理層鏈路異常，一般是通過(guò)測(cè)試人員人工插拔網(wǎng)線來(lái)實(shí)現(xiàn)。人工插拔網(wǎng)線方式來(lái)模擬物理層鏈路異常，存在幾方面的不足1)不能做到全天 M小時(shí)不間斷測(cè)試；幻模擬故障精度不高，如毫秒級(jí)的鏈路閃斷很難模擬，而且模擬的故障具有不可重復(fù)性，鏈路中斷時(shí)間不能精確控制；3)頻繁插拔網(wǎng)線容易損壞網(wǎng)絡(luò)接口(如 RJ45水晶頭，光纖)；4)只能模擬物理中斷，無(wú)法模擬物理層邏輯中斷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的是在于一種全自動(dòng)化的物理層故障模擬系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種物理層故障模擬系統(tǒng)，包括系統(tǒng)CPU 和專用功能芯片，系統(tǒng)CPU起主控作用并通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片相連接，該系統(tǒng)總線上傳輸系統(tǒng)CPU的控制指令，專用功能芯片按照系統(tǒng)CPU的指示進(jìn)行動(dòng)作，該專用功能芯片具有用以在使用測(cè)試時(shí)與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的具有若干端口的下行端口以及用于進(jìn)行各端口間的數(shù)據(jù)交換從而模擬物理鏈路的交換處理單元，所述若干端口包括第一端口及第二端口。為了實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種物理層故障模擬方法，包括以下步驟: 步驟一、提供物理層故障模擬系統(tǒng)，物理層故障模擬系統(tǒng)包括系統(tǒng)CPU和專用功能芯片；步驟二、將專用功能芯片與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接，前述步驟一中的系統(tǒng)CPU起主控作用并通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片相連接，該系統(tǒng)總線上傳輸系統(tǒng)CPU的控制指令，專用功能芯片按照系統(tǒng)CPU的指示進(jìn)行動(dòng)作，該專用功能芯片具有用以在使用測(cè)試時(shí)與若干被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的具有若干端口的下行端口，以及用于進(jìn)行各端口間的數(shù)據(jù)交換從而模擬物理鏈路的交換處理單元，若干端口包括與第一被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的第一端口和與第二被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的第二端口 ；物理層故障模擬方法還包括步驟三、即，故障模擬系統(tǒng)的下行端口與所述被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備進(jìn)行物理層協(xié)商，協(xié)商完成后被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的物理鏈路建立起來(lái)；步驟四、系統(tǒng)CPU下發(fā)交換建立指令將故障模擬系統(tǒng)的第一端口和第二端口建立交換，則被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間形成的前述物理鏈路可以雙向可交換數(shù)據(jù)。
3
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的物理層故障模擬系統(tǒng)通過(guò)專用功能芯片，替代現(xiàn)有技術(shù)中的人工模擬物理層故障，實(shí)現(xiàn)故障模擬全自動(dòng)化，大大提高測(cè)試效率，擴(kuò)大測(cè)試的覆蓋率，并且由于測(cè)試過(guò)程中不再有插拔網(wǎng)線過(guò)程，可以把資源損耗降到最低。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的物理層故障模擬系統(tǒng)的示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的專用功能芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是本發(fā)明物理層故障模擬系統(tǒng)與兩臺(tái)交換機(jī)之間配合的示意圖。圖4是四臺(tái)交換機(jī)之間組建的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是本發(fā)明物理層故障模擬系統(tǒng)與圖4中的交換機(jī)之間進(jìn)行配合的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖具體介紹本發(fā)明的實(shí)施例，圖中相同的結(jié)構(gòu)或功能用相同的數(shù)字標(biāo)出。應(yīng)該指出的是，附圖的目的只是便于對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說(shuō)明，不是一種多余的敘述或是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。請(qǐng)參考圖1中本發(fā)明所提供的物理層故障模擬系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)CPUlO通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片20相連接，該總線上主要傳輸CPUlO的控制指令，控制專用功能芯片20 按照CPUlO的指示進(jìn)行動(dòng)作，系統(tǒng)CPUlO與專用功能芯片20之間有控制通道；專用功能芯片20的下行端口 21在使用時(shí)與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備(如交換機(jī))相連接；專用功能芯片20 之間有數(shù)據(jù)通道。圖2是本發(fā)明所涉及的專用功能芯片2內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。其中，下行端口 21 與外部被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接，上行端口 22用于系統(tǒng)擴(kuò)展、多個(gè)專用功能芯片20堆疊時(shí)，與其他專用功能芯片20通信使用，交換處理單元23用于進(jìn)行各端口間數(shù)據(jù)交換，以此來(lái)模擬一條物理鏈路。圖3示意的是本發(fā)明物理層故障模擬系統(tǒng)與兩臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行連接測(cè)試。在該測(cè)試中，所示物理層故障模擬系統(tǒng)只設(shè)有一個(gè)專用功能芯片20，該芯片具有M個(gè)物理端口，最多可組成12條模擬鏈路?，F(xiàn)在要測(cè)試被測(cè)設(shè)備交換機(jī)A和交換機(jī)B之間一條鏈路出現(xiàn)物理層故障后對(duì)交換機(jī)A和交換機(jī)B的影響，可按照?qǐng)D3所示連接各設(shè)備，下行端口 21具有第一、第二、第三、第四、第五、第六端口 1、6、2、3、4、5，交換機(jī)A的一個(gè)端口連接到故障模擬系統(tǒng)下行端口 21的第一端口 1，交換機(jī)B的一個(gè)端口連接到故障模擬系統(tǒng)下行端口 21的第二端口 6，首先故障模擬系統(tǒng)的下行端口與對(duì)端交換機(jī)端口進(jìn)行物理層協(xié)商，協(xié)商完成后對(duì)端交換機(jī)端口物理鏈路建立起來(lái)，此時(shí)交換機(jī)A與交換機(jī)B認(rèn)為相互之間的物理鏈路已經(jīng)建立。但此時(shí)真正的數(shù)據(jù)通信還無(wú)法完成，還需要通過(guò)系統(tǒng)CPUlO下發(fā)交換建立指令將本故障模擬系統(tǒng)的第一端口 1和第二端口 6建立交換，則交換機(jī)A和交換機(jī)B之間就形成了一條雙向可交換數(shù)據(jù)的物理鏈路。當(dāng)要求模擬鏈路中斷時(shí)，可支持兩種中斷方式，一種是通過(guò)系統(tǒng)CPU下發(fā)交換拆除指令將本故障模擬系統(tǒng)的第一端口 ι和第六端口 6間交換拆除，則交換機(jī)A和交換機(jī)B 之間的通信通路被切斷，但交換機(jī)A和B相應(yīng)的端口仍舊處于連通狀態(tài)，這種中斷方式我們稱之為邏輯中斷。
另一種中斷稱為物理中斷，即通過(guò)系統(tǒng)CPU下發(fā)關(guān)閉下行端口 21的第一端口 1和第六端口 6指令，使交換機(jī)A和B相應(yīng)的端口處理不連通狀態(tài)。當(dāng)要求模擬鏈路快速閃斷時(shí)，同上述模擬鏈路中斷類似，只是需要增加CPU發(fā)出控制指令的時(shí)間間隔的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶所要求的閃斷。由于此處時(shí)間間隔由系統(tǒng)CPU來(lái)控制，因此可以達(dá)到毫秒級(jí)的精度。上述所述的所有故障模擬都涉及一條鏈路的雙向控制，相應(yīng)的，如果只控制其中單個(gè)方向，則可進(jìn)行鏈路單通的故障模擬。本故障模擬系統(tǒng)為了方便用戶的使用，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，還預(yù)定義了各種故障模型供用戶選用。其中包括物理中斷、邏輯中斷、物理單通、邏輯單通、物理周期性閃斷、物理隨機(jī)性閃斷、邏輯周期性閃斷、邏輯隨機(jī)性閃斷、物理周期性單通閃斷、物理隨機(jī)性單通閃斷、邏輯周期性單通閃斷、邏輯隨機(jī)性單通閃斷，對(duì)于閃斷的時(shí)間間隔及總次數(shù)，用戶都可控。圖5示意的是本發(fā)明物理層故障模擬系統(tǒng)與圖4中的交換機(jī)之間進(jìn)行測(cè)試，在該測(cè)試中，用戶原本要組建的一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并?duì)其中若干條物理鏈路進(jìn)行故障模擬測(cè)試，現(xiàn)在通過(guò)使用故障模擬系統(tǒng)，將所有交換機(jī)需要連接的端口都與故障模擬系統(tǒng)的端口相連，通過(guò)向故障模擬系統(tǒng)發(fā)出各建立交換連接指令，就可組建出用戶期望的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⑶以撏負(fù)渲械娜我庖粭l鏈路都可接受指令進(jìn)行故障模擬，且各鏈路的故障模擬可以同時(shí)進(jìn)行，互不干涉。當(dāng)用戶需要換一個(gè)拓?fù)溥M(jìn)行測(cè)試，只需要向故障模擬系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的拆除交換及新的建立交換連接指令，就可以更換拓?fù)?，在新的拓?fù)湎逻M(jìn)行故障模擬測(cè)試，整個(gè)過(guò)程中不再需要插拔網(wǎng)線，變換拓?fù)湟材茉?秒內(nèi)瞬間完成。本發(fā)明提供的物理層鏈路故障模擬系統(tǒng)，替代現(xiàn)有技術(shù)中的人工模擬物理層故障，實(shí)現(xiàn)故障模擬全自動(dòng)化。使用本發(fā)明設(shè)備模擬的物理故障，精度可以達(dá)到毫秒級(jí)，測(cè)試過(guò)程中不再需要插拔網(wǎng)線，可以全天M小時(shí)不間斷測(cè)試，且提供各種故障模型，用戶只需要提前選擇好測(cè)試模型，設(shè)備即可自動(dòng)開(kāi)始測(cè)試，中途不需人工干預(yù)。使用本發(fā)明提供的物理層鏈路故障模擬系統(tǒng)，可以把測(cè)試人員從頻繁的重復(fù)性勞動(dòng)中完全解放出來(lái)，大大提高測(cè)試效率，擴(kuò)大測(cè)試的覆蓋率，并且由于測(cè)試過(guò)程中不再有插拔網(wǎng)線過(guò)程，可以把資源損耗降到最低。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種物理層故障模擬系統(tǒng)，包括系統(tǒng)CPU和專用功能芯片，其特征在于系統(tǒng)CPU 起主控作用并通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片相連接，該系統(tǒng)總線上傳輸系統(tǒng)CPU的控制指令，專用功能芯片按照系統(tǒng)CPU的指示進(jìn)行動(dòng)作，該專用功能芯片具有用以在使用測(cè)試時(shí)與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的具有若干端口的下行端口以及用于進(jìn)行各端口間的數(shù)據(jù)交換從而模擬物理鏈路的交換處理單元，所述若干端口包括第一端口及第二端口。
2.如權(quán)利要求1所述的物理層故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述專用功能芯片為不止一個(gè)，專用功能芯片上設(shè)有用于在專用功能芯片之間進(jìn)行通信使用的上行端口。
3.如權(quán)利要求1所述的物理層故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)CPU下發(fā)交換拆除指令將第一端口和第二端口間的交換拆除，以模擬鏈路中斷。
4.如權(quán)利要求1所述的物理層故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)CPU下發(fā)關(guān)閉下行端口的第一端口和第二端口指令，以模擬鏈路中斷。
5.一種物理層故障模擬方法，包括以下步驟步驟一、提供物理層故障模擬系統(tǒng)，物理層故障模擬系統(tǒng)包括系統(tǒng)CPU和專用功能芯片；步驟二、將專用功能芯片與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接，其特征在于前述步驟一中的系統(tǒng)CPU起主控作用并通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片相連接，該系統(tǒng)總線上傳輸系統(tǒng)CPU的控制指令，專用功能芯片按照系統(tǒng)CPU的指示進(jìn)行動(dòng)作，該專用功能芯片具有用以在使用測(cè)試時(shí)與若干被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的具有若干端口的下行端口，以及用于進(jìn)行各端口間的數(shù)據(jù)交換從而模擬物理鏈路的交換處理單元，若干端口包括與第一被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的第一端口和與第二被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的第二端口 ；物理層故障模擬方法還包括步驟三、即，故障模擬系統(tǒng)的下行端口與所述被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備進(jìn)行物理層協(xié)商，協(xié)商完成后被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的物理鏈路建立起來(lái)；步驟四、系統(tǒng)CPU下發(fā)交換建立指令將故障模擬系統(tǒng)的第一端口和第二端口建立交換，則被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間形成的前述物理鏈路可以雙向可交換數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的物理層故障模擬方法，其特征在于，要求模擬鏈路中斷時(shí)，系統(tǒng) CPU下發(fā)交換拆除指令將第一端口和第二端口間交換拆除，則切斷被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的物理鏈路。
7.如權(quán)利要求5所述的物理層故障模擬方法，其特征在于，要求模擬鏈路中斷時(shí)，系統(tǒng) CPU下發(fā)關(guān)閉下行端口的第一端口和第二端口指令，則切斷被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的物理鏈路。
8.如權(quán)利要求5所述的物理層故障模擬方法，其特征在于，被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間組建是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)，故障模擬測(cè)試的端口與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備都相連，系統(tǒng)CPU下發(fā)建立交換連接指令，就可組建出用戶期望的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并且該拓?fù)渲械娜我庖粭l鏈路都可接受指令進(jìn)行故障模擬。
9.如權(quán)利要求8所述的物理層故障模擬方法，其特征在于，當(dāng)需要換一個(gè)拓?fù)溥M(jìn)行測(cè)試，系統(tǒng)CPU下發(fā)發(fā)出相應(yīng)的拆除交換及新的建立交換連接指令，以更換拓?fù)?，在新的拓?fù)湎逻M(jìn)行故障模擬測(cè)試。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種物理層故障模擬系統(tǒng)及方法，其中物理層故障模擬系統(tǒng)包括系統(tǒng)CPU和專用功能芯片，系統(tǒng)CPU起主控作用并通過(guò)系統(tǒng)總線與專用功能芯片相連接，該系統(tǒng)總線上傳輸系統(tǒng)CPU的控制指令，專用功能芯片按照系統(tǒng)CPU的指示進(jìn)行動(dòng)作，該專用功能芯片具有用以在使用測(cè)試時(shí)與被測(cè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備相連接的具有若干端口的下行端口以及用于進(jìn)行各端口間的數(shù)據(jù)交換從而模擬物理鏈路的交換處理單元，所述若干端口包括第一端口及第二端口。通過(guò)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)故障模擬全自動(dòng)化，大大提高了測(cè)試效率。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102377608SQ20101025215
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者朱堅(jiān), 邱建峰 申請(qǐng)人:盛科網(wǎng)絡(luò)(蘇州)有限公司