最新网络收敛时间测试技术介绍

（3）第3层——网络层中断

路由器是第3层最常见的设备，尽管许多其他设备也拥有路由功能。导致第3层故障的问题可划分为以下类别：

●容量。超出ARP或IP转发地址表的大小。

●环境。导致CPU过热或电源故障的温度问题可导致运行中断。

●硬/软件故障。IT网络操作人员移动、添加和更改软、硬件会诱导硬件或软件故障。

●事件。链接中断等网络故障会诱发其他问题，如配置错误备份或过滤/重新分配路由问题。

故障发生的方式各种各样，包括导致间歇性连接或受影响网络连接中断的路由问题、导致连接中断的邻接中断、导致服务退化的路由拍打。

在网络层，互联网协议(IP)是主导技术。IP取决于第1层和第2层是否"正常"运行。IP本身无连接，也就是说，它不存在端对端连接的概念。每个路由器均拥有路由/转发地址表，并依据此表以及数据包内的IP地址确定其接受的数据包将发往何处。路由/转发信息由一种或多种路由协议提供（如RIP，OSPF，ISIS和BGP）。

网络发生故障时，距离故障最近的路由器上运行的路由协议将会发出故障通知，并通知其他路由器。这会导致流量重路由至备用路径（如果可用的话）。发现有故障存在需要时间。举例来说，如果路由器上的OSPF停止运行，它的邻近路由器需要花费4次"HELLO"时间，典型是40s才能意识到邻近路由器停止了运行。数秒中断恢复时间对于纯数据网络是可以接受的，但依照现在的标准衡量则太长了。虽然计时器可以调整，但它们仍无法达到所要求的低于100ms时间的标准。

即使及时通知中断发生的地点（取决于中断实际发生的地点以及网络内拥有的跳数），传播网络变化仍需要时间。在这段时间内，流量会被转发至所谓的"黑洞"。当路由器试图传输在路由/转发地址表中不存在条目的数据包时，数据包会被丢弃。

2.3  收敛时间测试

收敛时间会直接影响用户对质量的体验。服务中断会很快被注意到，尤其是服务中断重复出现时。消费者在选择服务提供商时拥有相当大的自由度；他们会在数据包丢失时更换服务提供商。测量服务中断发生之时到服务完全恢复之间的收敛时间是衡量服务提供商工作的关键指标。

几秒钟的收敛时间可使用秒表进行测量。数百毫秒的收敛时间可使用容易操作的技术进行测量。新协议要求关注特别关注细节。

（1）收敛时间测试的传统方法

最常用的确定收敛时间测试方法如图2所示。

图2  传统的收敛时间测量方法

被测试系统(SUT)由位于"云"下的一个或多个路由器组成。这些路由器被假定配置为"主链接"不可用时会立即使用"备用连接"。三个测试端口用于测试SUT。测试时，数据会以恒定速率进行传输，同时统计测试端口2和测试端口3接收的数据包数量。在无故障状态下，流量会从测试端口1流向测试端口2。模拟的线路断开地点位于测试端口2。SUT会及时通知线路断开故障，流量会被重路由至测试端口3。转换期间丢失的数据包数量可用于测量收敛时间。

举例来说，如果测试端口1的固定传输速率为每秒1,000帧，丢失的数据包数量为2,500，则收敛时间为2.5s。此类测试很容易编程；它仅需要其运行的时间超过预计的收敛时间即可。此种测量方法非常简单，图3详细说明了此类测量方法的理想流量速率。这有可能是最简单的网络范例，即仅需要撤消并重新宣告一条路由即可。

图3  简单的收敛特性

（2）收敛时间测试的更好方法

在许多路由不得不从测试端口2转移到测试端口3的情况下，实际流量切换会逐步完成（见图4）。

图4  更实际的收敛特性

当每条路由切换完成后，该路由对应的流量便开始出现在"备用链接"上。直到最后一条路由完成转换后，收敛方才算完成。某些时段一些流量变化明显，在较大规模的网络内，这些流量可能对应承担大部分网络流量传输的一条路由。很显然，测试端口1发送的测试流量必须使用SUT支持的所有地址范围。

为说明收敛逐步完成的特性，必须采用一些采样方法。最常用的两种方法有：

●高速采样。测试端口2的接收速率必须尽可能快的测量，直到其达到传输速率为止。测量速率通常由计算机控制，测量的精度由测试应用程序决定，通常为5~10ms。

●捕获缓冲区。测试端口2接收的数据捕获放在缓冲区内。时间戳记数据会再次进行后置处理，以显示不断变化的接收速率。此法可揭示众多详细信息，但却受捕获缓冲区大小的限制。实际上，此法与高速采样法的精度通常相同。

除有限的分辨率和精度之外，上述方法均未能准确与导致故障转移的事件相互关联。

（3）IXIA的TrueView收敛测试技术

需要更先进的技术来关联链接中断或邻近设备故障等事件发生的时间。下面以更复杂的范例来说明此项要求（见图5）。

图5  复杂收敛测试案例

提供商出口边缘路由器（PE路由器）会发送测试端口2故障通知。该路由器会删除测试端口2后面的仿真网络路由地址表项目，并向邻近路由器发送撤消消息。每个路由器会依次向其邻近路由器发送撤消消息，直至消息到达入口PE路由器为止。该路由器会将流量切换到底下的备用路径。

为准确测量最初事件到流量恢复之间的收敛时间，IXIA开发出一项叫做TrueView收敛的技术（正在申请专利），与IXIA网络基础设施旗舰测试应用程序IxNetwork完美结合后，TrueView拥有业内最全面的收敛测试功能。

作者：杨中贤   来源：电信网技术