三层交换机测试手册.docx
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三层交换机测试手册
测试说明：
1、波特率为“9600”，数据位为“8”，奇偶校验为“无”，停止位为“1”，流量控制为“无”，选择终端仿真为“自动检测”。
2、使用IE9/IE10登陆WEB网管的时候，须启用兼容性视图。
否则部分菜单无法显示。
1.1二层性能测试
1.1.1光功率测试
技术要求：
应与厂商标称范围相符。
测试步骤：
1）按图1光功率测试图连接；
2）将光功率计设置到相应波长档位；
3）流量发生器在交换机任意输入端口发送广播报文；
4）把光功率计接到光口输出端进行测量。
图1光功率测试图
测试仪器：
光功率计
1.1.2接收灵敏度测试
技术要求：
应与厂商标称范围相符。
测试步骤：
1）按图2光口接收灵敏度测试图连接；
2）将光功率计设置到相应波长档位；
3）调整光衰耗计，使交换机处于丢帧和正常通信的临界状态；
4）在A点处断开，接上光功率计测量光功率。
图2光口接收灵敏度测试图
测试仪器：
网络测试仪、光功率计、光衰耗器
1.1.3端口吞吐量
技术要求：
100%。
测试步骤：
1）按照RFC2544中规定，将交换机任意两个同类型端口与测试仪相连接，见图3；
2）配置流量发生器：
测试帧长度分别为（64、65、256、1024、1518）字节；
3）测试时间为60s。
图3交换机吞吐量测试图
测试仪器：
网络测试仪（流量发生器）
测试配置说明：
须关闭生成树：
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
1.1.4存储转发时延
技术要求：
平均时延应小于10µs。
测试步骤：
1）按照图4，将交换机任意两个同类型端口与测试仪相连接；
2）两个端口同时以相应负载互相发送数据，测试帧长度分别为（64、65、256、1024、1518）字节，测试时间为60s；负载率设置为：
重载95%，轻载10%。
3）记录不同帧长的平均存储转发时延。
图4存储转发时延测试图
测试仪器：
网络测试仪（流量发生器）
测试配置说明：
须关闭生成树：
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
1.1.5帧丢失率
技术要求：
在端口转发速率达到100%的情况下，丢包率应为0。
测试步骤：
1）按照图4，将交换机任意两个同类型端口与测试仪相连接；
2）两个端口同时互相发送数据，测试帧长度分别为（64、65、256、1024、1518）字节，测试时间为60s；负载率设置为100%。
3）记录不同帧长的丢包率。
测试仪器：
网络测试仪（流量发生器）
测试配置说明：
须关闭生成树：
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
1.1.6地址缓存能力
技术要求：
二层交换机不低于4k；
三层交换机不低于16k。
测试步骤：
1）按照RFC2889中规定，将交换机三个端口与测试仪连接，分别为端口1（测试端口），端口2（学习端口），端口3（监视端口），见图5；
2）测试方法采用RFC2889标准测试方法。
图5地址缓存能力测试图
测试仪器：
网络测试仪（流量发生器）
测试配置说明：
测试前须断开交换机所有网线，光纤，让交换机清空mac地址表，或者使用以下命令清空mac地址表：
clearmacaddress-tabledynamic
须关闭生成树，关闭MAC地址老化。
测试时，不得将除了测试仪之外的设备与交换机连接。
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
Switch_config#macaddress-tableaging-time0
测试完成后须恢复MAC地址老化时间，以免影响后续其他项目的测试：
Switch_config#macaddress-tableaging-time10
1.1.7地址学习速率
技术要求：
应不低于1000帧/s。
测试步骤：
1）按照RFC2889中规定，将交换机三个端口与测试仪连接，分别为端口1（测试端口），端口2（学习端口），端口3（监视端口），见图5；
2）测试方法采用RFC2889标准测试方法。
测试仪器：
网络测试仪（流量发生器）
测试配置说明：
测试前须断开交换机所有网线，光纤，让交换机清空mac地址表，或者使用以下命令清空mac地址表：
clearmacaddress-tabledynamic
须关闭生成树，关闭MAC地址老化。
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
Switch_config#macaddress-tableaging-time0
测试完成后须恢复MAC地址老化时间，以免影响后续其他项目的测试：
Switch_config#macaddress-tableaging-time10
1.2二层功能测试
1.2.1虚拟局域网VLAN功能
技术要求：
1、应支持IEEE802.1Q规定的VLAN功能；
2、至少应支持4094个VLAN划分；
3、应支持根据端口划分VLAN方式，应支持在转发的帧中插入标记头，删除标记头，修改标记头，支持VLANTrunk功能。
测试步骤：
1）测试帧长度为128字节，测试时间为30s；
2）任意选取3个端口与测试仪相连接，测试配置图如图6所示；
3）在测试仪端口3上构造9个数据流；
数据流1：
无VID标识IPv4报文；
数据流2：
VID为100的IPv4报文；
数据流3：
VID为4094的IPv4报文；
数据流4：
无VID标识的组播报文；
数据流5：
VID为100的组播报文；
数据流6：
VID为4094的组播报文；
数据流7：
广播报文，无VID标识；
4）交换机端口均设置为untagged，端口A设置为VLAN100，端口B设置为VLAN4094，端口C设置为TRUNK口、VLAN1，其他端口默认设置；
5）网络测试仪端口3向端口1、端口2分别以10%负载发送数据；
6）记录不同数据流的帧丢失率，判断VLAN是否划分成功；
7）在测试仪端口1、端口2上构造以上7个数据流；
8）端口1、端口2分别向端口3以10%负载发送数据；
9）记录不同数据流的帧丢失率，判断VLANTRUNK是否成功；
注：
测试后应仔细察看各VLAN中结果是否与预期结果一致。
图6虚拟局域网VLAN测试图
预期结果：
测试仪发送到交换机的数据流，若VLANID不同，则交换机丢弃该数据流（入口不透传）或转发至相应VLAN端口（入口透传）；若相同则转发至相同VLAN的端口。
广播风暴仅可在VLAN内广播。
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
可以使用web配置或串口配置：
web配置
（1）配置交换机Vlan1IP为172.31.18.244（或其他自定义的IP）
Switch#
Switch#config
Switch_config#interfacevlan1
Switch_config_v1#ipaddress172.31.18.244255.255.255.0
（2）将PC机IP设为与交换机同一网段的IP。
（3）使用IE登陆交换机。
用户名，密码为admin，admin。
（4）点击“设备高级配置”—“VLAN配置”。
（5）选择新建
（6）本例中，选择G0/1，G0/2，G0/3测试，将G0/1默认VLAN改为100，G0/2改为4094，G0/3模式改为trunk，点击“应用”。
串口配置方法：
Switch>enable
Switch#config
Switch_config#interfacegigaEthernet0/1
Switch_config_g0/1#switchportmodeaccess
Switch_config_g0/1#switchportpvid100
Switch_config_g0/1#interfacegigaEthernet0/2
Switch_config_g0/2#switchportpvid4094
Switch_config_g0/2#interfacegigaEthernet0/3
Switch_config_g0/3#switchportmodetrunk
Switch_config_g0/3#switchporttrunkvlan-allowed1
测试完成后，须将vlan删除，以免影响后续其他项目的测试。
1.2.2优先级QoS
技术要求：
1、应支持IEEE802.1p流量优先级控制标准；
2、应至少支持4个优先级队列，具有绝对优先级功能；
测试步骤：
1）按图6，从交换机任意选取三个端口与测试仪相连接，分别定为端口1、端口2和端口3，交换机配置为绝对优先级；
2）端口1和端口2同时端口3发送数据；
3）在端口1构造两条优先级分别为7和5的数据流，在端口2构造两条优先级分别为3和1的数据流；
4）测试帧长度为64字节，测试时间30s，端口负荷设置为100%；
5）记录不同数据流的帧丢失率，判断优先级是否设置成功。
测试仪器：
网络测试仪
1.2.3队头阻塞测试
技术要求：
应支持避免队头阻塞的功能。
不堵塞端口帧丢失为0。
测试步骤：
1）按图7，从交换机任意选取4个端口与测试仪相连接，分别定为端口A、端口B、端口C和端口D；
2.）网络测试仪、交换机均关闭流控，12发送100%流量，32发送50%流量，34发送50%流量。
3）记录端口D是否有丢包。
图7队头阻塞测试图
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
须关闭生成树：
Switch#
Switch#config
Switch_config#nospanning-tree
在web管理界面,设备状态---端口流量中可以查看到丢包率（测试前须清零计数器）.
1.2.4端口镜像
技术要求：
支持单端口镜像和多端口镜像，镜像端口在不丢失数据的前提下应保证系统要求的转发速率。
测试步骤：
1）测试帧长度为64字节，测试时间不小于30s；
2）测试配置图如图7所示，交换机端口4设置成镜像端口，端口1和端口3设置成被镜像端口，镜像方式为输入和输出同时镜像；
3）端口1向端口2双向发送数据，端口2和端口3双向发送数据，负载率分别为25%；
4）记录端口4接收到的数据帧数量，判断镜像功能是否设置成功。
测试仪器：
网络测试仪
1.2.5多链路聚合
技术要求：
链路聚合时不应丢失数据。
测试步骤：
1）按图8建立测试环境；
2）将交换机1的2个端口和交换机2的2个端口对应连接。
将交换机1的2个端口配置为一个聚合端口，交换机2的2个端口配置为一个聚合端口；
3）由测试仪1、3端口分别向2、4端口发送数据流，负载率为100%；
4）在测试仪的2、4端口观察流量的接收情况，应无丢包；
5）断开交换机1和交换机2间的1条链路，观察流量的接收情况，应各丢50%；
6）停掉3向4的数据流，观察3向4的数据流的接收情况，应无丢包。
图8多链路聚合测试图
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
1、链路聚合中的端口必须是自协商模式。
2、链接聚合中的端口必须具备相同的带宽，如都是100M端口，或者都是1000M端口。
3、测试仪打流的MAC地址必须是合法的，可用的MAC地址，如000b.ab42.1f04（可随便查看一台电脑MAC，然后以电脑MAC递增配置），不能为01,02,03，04之类的MAC地址。
4、配置好之后，才能同时接上聚合端口的网线，否则会引起网络风暴。
配置步骤：
1、分别登陆2台交换机的WEB网管界面，选择“设备高级配置”---“端口聚合配置”，点“新建”，将要聚合的端口加入成员端口，选择模式为静态static，点击“应用”。
2、在端口聚合负载均衡配置中，选择“基于源MAC地址”，点击应用。
3、拔掉其中一条链路后，点击WEB网管，“设备状态”—“端口流量“，可以看到两个端口丢包率一样，各丢50%的包。
4、测试完成后，须将链路聚合删除，以免影响后续的测试。
1.2.6IGMP-Snooping组播
技术要求：
二层交换机应支持IGMP-Snooping组播功能。
测试步骤：
1）连接流量发生器与交换机，如图4所示，交换机端口为同一VLAN内的UNTAGGED端口；
2）端口1向端口2发送1个组的组播流量；
3）在被测交换机上禁用IGMPSnooping功能，观察端口2流量接收情况；
4）在被测交换机上启用IGMPSnooping功能，观察端口2流量接收情况；
5）端口2使用IGMP协议V2加入组播组，观察端口2流量接收情况。
6）端口2发送离开组请求，观察端口2流量接收情况。
预期结果：
1）在被测交换机上禁用IGMPSnooping功能时，所有端口应均可接收到组播流量。
2）在被测交换机上启用IGMPSnooping功能时，非组播客户端端不能接收组播流量。
3）端口2发送组加入请求后，可接收组播流量。
4）端口2发送离开组请求后，不能接收组播流量。
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
测试步骤1：
禁用IGMPsnooping：
登陆交换机WEB管理页面，用户名admin，密码admin。
在“设备高级配置”中，选择“IGMP-SNOOPING”，配置为不使能。
测试步骤2：
启用IGMPsnooping：
1.2.7网络风暴抑制
技术要求：
应支持广播风暴抑制、组播风暴抑制和未知单播风暴抑制功能，默认设置广播风暴抑制功能开启。
网络风暴实际抑制值不应超过抑制设定值的110%。
测试步骤：
1）连接流量发生器与交换机，如图4所示；
2）测试帧长设为64，端口负载为满负载，测试时间30s；
3）交换机分别开启广播风暴抑制、组播风暴抑制和未知单播风暴抑制功能；
4）使用默认抑制值或者设置抑制值为1M；
5）端口1向端口2发送3条数据流，分别为Stream1（广播帧）、Stream2（广播帧）、Stream3（IPv4帧），端口2向端口1发送2条数据流，分别为Stream1（组播帧）、Stream2（未知单播帧）；
6）记录不同数据流的帧丢失率，判断网络风暴抑制功能是否设置成功；
7）根据帧丢失率，计算网络风暴抑制比偏差。
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
本例中使用百兆电口测试。
1、广播抑制：
广播抑制默认值为100pps。
2、组播抑制
配置方法一致，配置为100pps
3、未知单播抑制
配置方法一致，可选配置为100pps。
1.2.8网络风暴抑制配置
技术要求：
风暴抑制值宜可由用户设定，宜支持广播风暴、组播风暴和未知单播风暴的抑制值独立设置，网络风暴抑制最小粒度宜不超过64kbits/s或者1pps。
测试步骤：
1）连接流量发生器与交换机，如图4所示；
2）测试帧长设为64，端口负载为满负载，测试时间30s；
3）交换机分别开启广播风暴抑制、组播风暴抑制和未知单播风暴抑制功能；
4）设置抑制值为1M+粒度；
5）端口1向端口2发送3条数据流，分别为Stream1（广播帧）、Stream2（广播帧）、Stream3（IPv4帧），端口2向端口1发送2条数据流，分别为Stream1（组播帧）、Stream2（未知单播帧）；
6）记录不同数据流的帧丢失率，判断网络风暴抑制功能是否设置成功；
7）根据帧丢失率，验证网络风暴抑制粒度是否生效。
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
配置方法同上节，最小抑制为1pps。
可自定义风暴抑制值。
抑制值范围：
百兆：
1-14881。
（64字节时，百兆端口最大速率为100,000,000/8/（64+8+12）=14881pps）
千兆：
1-148810。
（64字节时，百兆端口最大速率为1,000,000,000/8/（64+8+12）=148810pps）
建议抑制值不超过最大流量的50%。
1.2.9生成树协议
技术要求：
应支持生成树协议（STP、RSTP），在出现环路时能完成生成树计算，当出现链路故障时可自动完成网络拓扑的重构。
测试步骤：
1）将4台交换机按照图9连接，级联口均采用100M光口；
2）整个组网设备间运行标准生成树协议，配置各设备的生成树参数，
3）观察设备能否根据配置的参数修剪环路，完成生成树。
4）阻断开设备目前的生成树链路，观察设备是否可自动完成网络拓扑重构。
5）启用所有交换机的RSTP功能。
6）将交换机如图连接。
7）用SmartBits在任意两台交换机之间加载95Mbps数据流量。
8）拔插环网中的任一链路，查看网络是否可以正常收敛。
图9生成树、环网倒换时间测试图
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
1、务必在所有交换机配置完成后，方能连接成环，在所有交换机没有配置完成之前，成环会形成网络风暴！
2、依次登陆每台交换机的WEB网管，点击“设备高级配置“，”STP配置”，选择协议类型为RSTP，点击应用。
3、在STP端口信息配置中，将交换机与交换机之间的链路配置为“边缘端口强制无效”，交换机与测试仪的链接端口配置为强制有效，点击应用。
4、测试完成后，关闭STP功能，以免影响后续其他功能测试。
1.2.10环网倒换时间
技术要求：
环网恢复时间通过每个交换机不超过50ms。
测试步骤：
1）将4台交换机按照图9连接，允许交换机启用私有环网协议；
2）在整个试验过程中，端口1、端口2互发数据流，测试帧长度为64字节，测试时间为30s，负荷率分别为10%和95%；
3）分别拔插A、B、C路径，测试环网恢复时间。
环网倒换时间（ms）=
×测试时间（ms）
测试仪器：
网络测试仪
测试配置说明：
1、务必在所有交换机配置完成后，方能连接成环，在所有交换机没有配置完成之前，成环会形成网络风暴！
2、环网保护不可以与生成树同时工作，配置前须确保生成树关闭。
3、依次登陆每台交换机的WEB网管，点击“设备高级配置“，”环网保护配置”，EAPS配置。
4、配置环网的ID，节点类型，控制VLAN，环网端口，配置完点击应用。
5、参数说明：
所有交换机的环网ID必须一致，控制VLAN必须一致。
环网中只能有一个主节点，其他交换机配置为传输节点。
主端口（PrimaryPort）：
主端口仅可在主节点配置。
主节点通过主端口发送环网探测报文。
次端口（SecondaryPort）：
次端口仅可在主节点配置。
主节点从次端口接收环网探测报文，判断环网拓扑是否完整。
在拓扑完整的情况下，主节点在次端口阻塞数据报文，防止产生环路；在环网发生链路中断之后，主节点解除次端口的阻塞状态。
6、测试完成后，关闭STP功能，以免影响后续其他功能测试。
1.2.11自动掉电光路切换
技术要求：
支持自动掉电光路切换功能
测试步骤：
1）将4台交换机按照图9连接；
2）在整个试验过程中，端口1、端口2互发数据流，测试帧长度为64字节，测试时间为30s，负荷率分别为10%和95%；
3）分别给交换机1、2断电，测试交换机是否自动切换光路。
测试仪器：
网络测试仪
1.3三层性能测试
1.3.1三层转发速率
技术要求：
建议设备端口线速转发数据帧。
测试步骤：
1.按图搭建测试环境；
2.testerport1地址为192.168.1.100/24，port2地址为
192.168.2.100/24；
3.DUTport1地址为192.168.1.1/24，port2地址为192.168.2.1/24；
4.测试仪从端口以最大负荷，不同帧长度（64、128、256、512、1024、1518byte）发送数据，测试时间为30秒。
5.记录转发速率。
图10三层包转发速率测试图
测试仪器设备：
SpirentTestCenter
测试配置说明：
备注:
1、三层转发速率默认使用最高速率的端口测试
2、该测试值只代表端口的转发性能，没有达到整机的最大值。
配置过程：
本例中使用千兆G0/1，G0/2测试
Switch>enable
Switch#config
Switch_config#vlan20
Switch_config_vlan20#vlan30
Switch_config_vlan30#interfacevlan20
Switch_config_v20#ipaddress192.168.1.100255.255.255.0
Switch_config_v20#interfacevlan30
Switch_config_v30#ipaddress192.168.2.100255.255.255.0
Switch_config_v30#interfacegigaEthernet0/1
Switch_config_g0/1#switchportpvid20
Switch_config_g0/1#interfacegigaEthernet0/2
Switch_config_g0/2#switchportpvid30
Switch_config_g0/2#
1.3.2路由表容量
技术要求：
应与厂商标称容量相符。
测试步骤：
1.按图10搭建测试环境；
2.testerport1IP地址为192.168.1.100/24，port2为192.168.2.100/24；
3.DUTport1IP地址为192.168.1.1/24，port2IP地址为192.168.2.1/24；
4.配置DUT与tester在相同Area域，DUT的接口1、2分别和tester建立OSPF邻居；
5.Tester的接口port1、port2分别向DUT的接口port1、port2发布Type5类型的LSA，总数为被测交换机路由表容量的规定值；
6.查看并记录被测交换机的OSPF生成的路由表统计信息；
测试仪器设备：
SpirentTestCenter
配置过程：
SpirentTestCenter须使用area0，并与交换机建立邻居关系。
本例中使用千兆G0/1，G0/2测试
Switch>enable
Switch#config
Switch_config#vlan20
Switch_config_vlan20#vlan30
Switch_config_vlan30#interfacevlan20
Switch_config_v20#ipaddress192.168.1.100255.255.255.0
Switch_config_v20#interfacevlan30
Switch_config_v30#ipaddress192.168.2.100255.255.255.0
Switch_config_v30#interfacegigaEthernet0/1
Switch_config_g0/1#switchportpvid20
Switch_config_g0/1#inte
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