虚拟交换单元交换机测试的设计与实现

陈来豪

厦门软件职业技术学院，福建厦门 361024

1 研究的背景及选题意义

软件测试是软件工程的重要组成部分，软件测试是保证软件质量，提高软件可靠性的主要活动之一。

本文以锐捷网络VSU交换机测试项目为选题背景，通过选择合适的测试方法，进行测试用例设计以及执行。选题对公司测试水平的提高有一定的帮助且能应用于公司现阶段的测试中。

2 VSU概述

VSU是一种网络系统虚拟化技术，将两台交换机组合为单一的虚拟交换机，从而降低了网络的复杂性，提高网络资源的利用率。

VSU系统是由传统网络结构中的两台冗余备份的双核心设备组成的单一的逻辑实体，汇聚层的VSU系统可以看作单独的一台交换机与核心层、接入层进行交互。

3 测试用例设计

选择适当的系统技术路线，不仅能有效减少开发成本，降低系统开发难度，并且能改善软件开发的质量和效率。开发如此，测试也是如此，选择一种适当的测试方法，可以提高测试效率，降低项目总成本。锐捷网络交换机采用RGOS操作系统，项目所做的测试都是基于RGOS操作系统的测试。

软件测试其实就是验证软件的功能是否满足用户的需求。测试用例的设计主要是模拟功能点模块起作用的环境，验证功能点模块是否运行正常。

4 测试的执行及其结果分析

4.1 测试仪器

测试仪器主要有SmartWindow、SecureCRT 5.1以及VSU交换机。

SmartBits是思博伦公司生产的网络设备测试仪的工具，它具有模拟PC收发数据包的功能。

图1 SmartWindow

4.2 测试前准备

1）修改波特率。

本文连接交换机控制台采用路由反向telnet连接交换机，即通过路由器串口线连接交换机控制台。波特率是路由器与交换机的连接速率，如果两者的波特率不一致的话，会导致SecureCRT连不上交换机。进入路由23端口可以修改线路波特率。线路波特率一般是9600或者115200。

2）交换机升级。

交换机升级只要替换交换机上rgos.bin系统镜像，然后重启交换机即可。替换rgos.bin系统镜像方法有三种：TFTP、FTP、U盘。TFTP方式是在PC上架设TFTP服务器，然后通过串口线连到交换机的MGMT口（管理接口），最后将文件传到交换机上。FTP方式是将交换机配置成FTP服务器，然后通过网络将文件上传到交换机上。U盘方式是通过交换机USB接口将文件上传到交换机上，这种方式最简单，但是稳定性最差。由于三种升级方式各有优劣，本文三种升级方式结合使用。

4.3 性能测试环境

测试环境由两台锐捷12000系列交换机、两台锐捷6200系列交换机和1台SmartBits测试仪表组成；两台12000交换机交换机A和交换机B使用两条10GE VSL线路连接并启动虚拟交换功能，并使用1条1GE线路连接作为BFD心跳线路；交换机A的Port 1端口和交换机B的Port 1端口连接到交换机C的Port 1和Port 2建立千兆聚合链路1；交换机 D通过千兆链路连接至交换机A端口2和交换机B端口2，并通过三层等价路由与交换机 A、交换机 B建立连接。拓扑如图2所示。

图2 性能测试拓扑

如图2连好线后，需要对各个端口进行配置。等价路由切换要配条carrier-delay为0。源IP数据流变化需要在SmartBits里配置，配置的是起始地址为2.2.2.5，每200个循环一次。还要注意的是SmartBits上有些口是光电复用，需要选择。

4.4 性能测试结果

1）机箱故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的一台交换机故障（重新启动或掉电）时，系统收敛需要的时间。其中交换机A为主机箱。

通过SmartBits A端口发送源IP变化的数据流通过交换系统到SmartBits C端口；在两台Switch的聚合口的物理端口上查看收发报文情况，如表1所示。

表1 收发报文情况

将Switch A断电，丢包情况如表2所示。

表2 掉电情况下，收发报文情况

表3 重启情况下，收发报文情况

重新启动交换机 A，交换机能够加入VSU系统中，加入后是从机箱。

2）虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的两条虚拟交换的线缆其中一条故障时，系统收敛需要的时间。测试结果如表4、表5所示。

表4 拔掉虚拟交换堆叠线缆1，收发报文情况

表5 插回虚拟交换堆叠线缆1，收发报文情况

3）聚合链路故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的聚合链路故障/恢复时，系统收敛需要的时间。通过SmartBits端口A发送源IP变化的数据流通过交换系统到SmartBits端口C。将聚合链路中的交换机A的Port 1连接交换机C的Port 1的连线断开。

表6 连线断开，收发报文情况

将聚合链路中的交换机A的Port 1连接交换机C的Port 1的连线恢复连接。

表7 连线恢复，收发报文情况

4.5 性能测试结果分析

1）机箱故障收敛时间测试结果分析。

结果分析：表1中查看收发报文情况是为了验证系统在没有出现故障情况下是正常，即测试环境符合测试用例要求。VSU交换机性能测试主要测试VSU系统的收敛时间即故障恢复时间，本文中通过以仪器固定速率向VSU系统一端发送数据包，从其他端口接收数据包。正常情况下，VSU系统接收和转发的包数量应该相等，故障情况下，报文转发必然出现问题，通过丢包数/发送速率就可以算出VSU系统故障的时间，即收敛时间计算采用丢包数/发送速率。

2）虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间测试结果分析。

本用例中有两条虚拟交换线缆，如果其中一条断裂，控制信息会通过另外一条虚拟交换线缆传输，正常情况下不丢包。上面数据中虚拟交换堆叠线缆1和虚拟交换堆叠线缆2的测试数据不一致，虚拟交换堆叠线缆1的数据应该是受到测试环境中其他因素影响的结果。由于收敛时间都小于50ms，所以证明VSU在虚拟交换堆叠线缆故障恢复方面符合用户需求。

3）聚合链路故障收敛时间结果分析。

结果分析：聚合链路就是把两条线当作一条线使用，当聚合链路有一条故障的时候，流量会全部切换到正常的那条线路上。

5 总结与展望

本文结合锐捷网络VSU交换机测试项目的实际情况，重点研究了VSU技术、VSU性能测试，完成了测试用例的设计与执行，主要工作包括：

VSU性能测试。这部分主要对VSU系统的机箱故障收敛时间、虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间、路由链路故障收敛时间、聚合链路故障收敛时间、虚拟交换分裂故障收敛时间等等进行测试。文中根据VSU交换机故障情况下报文必然会丢失，提出利用数据包丢包数/发包速率计算VSU系统收敛时间，在这部分的最后通过分析部分性能测试结果，阐述如何进行VSU性能测试。

本人实际参与了VSU测试项目。在项目测试过程中，得以充分应用所学网络知识以及测试理论知识，开拓了视野，积累了宝贵的经验，获益匪浅。尤其是运用网络知识搭建测试环境和执行测试，让我对网络知识和测试技术有了更加深刻的理解。在组合测试方法的选择过程中，让我明白了软件测试其实并不简单，测试工具也不是万能的，需要与实际情况结合使用，软件测试也是需要创新的。

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