以太网交换机测试

网络测试帮助以太网技术不断的发展走向成熟，而更多更细致的测试也会帮助那些对以太网技术尚存疑虑的人们树立信心。

以太网的发展从10M迈入10G，不断地进行着各种各样的技术更新，当然也引起了以太网中最重要的设备—交换机的日新月异。与之对应的测试技术也有了大的变化，其包括的内容也更加复杂。从产品的周期来讲，以太网交换机的测试分为：研究测试、开发测试、网络测试、业务保证测试，其中在每个阶段还会有不同的层次。从测试关注的内容上分，以太网交换机测试还可以分为：功能性测试、协议一致性测试与互操作测试、性能测试、安全性测试以及异常环境测试。这里的各种测试会贯穿到测试的各个阶段中，但在每个阶段的比例会有不同。

功能测试主要针对交换机的功能性进行的测试，包括管理功能测试、维护功能测试、技术功能测试等方面，这些测试有的需要采用仪器仪表来完成，有的则可以通过手工操作来完成。功能测试中还应该包括组网能力的测试，在这项测试中，测试人员需要根据产品的可能应用情况，将其放在不同的场景中进行联网，并对其功能性进行测试。广义上讲，功能测试还需要包括交换机附带的文档、帮助、产品标示和附件等的检查。

协议一致性测试是指测试交换机对一定的协议遵从性。通常需要仪器或相关的一致性软件来完成。通常，测试仪会将协议过程分解成若干个测试用例（Test Case），通过执行这些测试用例与被测试交换机的交互来判断对协议的遵从性。理论上讲，一致性测试仪应该尽可能的实现协议的各个细节，但实践上往往无法涵盖协议所有内容。在这种情况下，测试人员可以借助测试仪提供的开发接口开发新的测试用例，以实现最大限度的协议覆盖。对协议覆盖的完全与否，是选择一致性测试产品的关键。对于二层交换机，需要进行基本以太网协议、生成树、组播协议等的测试；对于三层交换机测试，需要进行如：RIP、OSPF、BGP4等路由协议的测试，支持IPv6的设备还要对IPv6协议及IPv6路由协议做测试、经过了一致性的测试，还需要进行交换机的互通性测试，尤其是当采用了新的协议后。

交换机性能测试需要遵从一定的测试协议：包括RFC 2544/1242、RFC 2889/2285等。RFC 2544/1242是针对目前互联网络设备的通行测试标准，主要包括吞吐量、延迟、丢包和背对背四项指标。该四项指标是目前交换机测试的主要指标，按照测试应用的不同，交换机测试将会分别对应了二层交换测试、三层交换测试、静态路由测试、动态路由测试、QoS测试等，在这些测试中采用的指标都会包括吞吐量、延迟和丢包。特别要指出的是延迟是一个非常重要的性能指标，还可以进一步衍生为平均延迟、最大/最小延迟、延迟分布、延迟变化和延迟抖动等。考虑到延迟与丢包的关系，已经有一些新的测试项被引入，如话音方面的E-model。在RFC 2889/2285中定义了二层交换机的主要测试指标，包括：转发能力、拥塞控制、MAC地址学习速率、MAC地址表深度、错误过滤能力、广播转发能力、广播延迟、转发压力等。对于三层交换机，需要测试不同路由协议的路由表容量（RIB或FIB）、路由转发能力（吞吐量和延迟）、路由震荡能力（丢包和震荡时间）、路由汇聚时间等。

越来越多的用户开始关心交换机的安全性，在安全性测试中，既要检查交换机是否存在管理上的安全漏洞，还要对有抗攻击能力的交换机进行如DoS攻击测试。过去，用户往往比较关心交换机在正常流量下的测试，而在实际网络中，会出现各种各样可能的数据包，在某种情况下就会造成交换机的故障，例如：曾经有一款交换机在网络中出现源MAC地址和目的MAC地址都为广播地址的ARP数据包时，交换机会出现死机现象。虽然出现这种数据包是一个小概率事件，但是可能产生的故障却可能是严重的。进行异常测试的方法有：采用仪器编程，模拟网络中可能的异常环境，然后对交换机进行观察；也可以采用一些环境模拟器，模拟网络的丢包、延迟、分段、乱序等现象。