浅析网络测试的理论及实际应用

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摘要：网络测试包括网络设备、网络系统和网络应用的三层测试，通过网络测试可以展示和证明，网络系统是否满足用户在性能、易用性、可管理性、安全性等方面需求。本文分别讨论了这几层测试，重点分析了对结构化布线系统的测试，以及网络测试在解决网络故障方面的具体应用。
【关键词】：物理连通性 流量 规划验证 网络故障
　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1001-941 (2011)12-0230-02
　　
　　网络测试是对网络设备、网络系统以及网络对应用的支持进行检测试，可以分析证明网络是否满足用户在性能、安全性等方面需求。
　　1、网络测试的实施环节
　　(1)确定测试目标;(2)设计测试方案;(3)建立负载模型;(4)配置测试环境;(5)采集和整理数据;( )分析和解释数据;(1)总结测试结果。
　　2、分析网络测试的三个层次
　　网络设备测试：典型测试方法有两种，即将设备放在一个仿真的网络环境中进行测试，或使用专门的网络测试设备对产品进行测试。网络设备测试包括在功能、可靠性和稳定性、一致性、互操作性和性能等方面测试。
　　(1)功能测试是验证产品是否具有设计的每一项功能。
　　(2)可靠性和稳定性测试是通过加重负载的方法来分析和评估。
　　(3)一致性测试是验证产品的各项功能是否符合标准。
　　(4)互操作性测试是考察一个网络产品，是否能在一个不同厂家的多种网络产品互连的网络环境中很好地工作。
　　(5)性能测试是分析产品在各种不同的配置和负载条件下，其容量和对负载的处理能力。
　　网络系统测试：除了物理连通性、基本功能和一致性测试以外，主要包括对网络系统的规划验证测试、性能测试、网络流量的测试和模型化等。网络系统测试的核心工具――协议分析仪，它一般具有网络监视、故障查找、协议解码和流量产生等功能，是一种专用的网络测试设备，能够连接到网络，产生并向网上发送数据、捕捉数据和分析数据。
　　规划验证测试的主要手段：即模拟与仿真。模拟是指通过软件方法，监督和管理网络系统的模型，模拟网络的实际运行，并对系统的容量、性能以及对应用的支撑程度给出定量的评价，是大型网络规模设计的必要环节；仿真是指通过建立典型的试验环境，仿真实际的网络系统。
　　规划验证测试的目的：分析所采用网络技术的可用性和合理性，网络设计方案的合理性，所选网络设备的功能、性能等方面，是否合理有效地支持网络系统的设计目标。
　　性能测试：是指通过对网络系统的被动监测和主动测量，确定系统中站点的，可达性、吞吐量、传输率、带宽利用率、丢包率、响应时间等，找出网络瓶颈，发现可能存在的物理连接和系统配置等网络问题。被动监测，是指实时和非实时地分析数据，不会干涉网络的正常工作，不会影响网络的性能。主动测量，是向网上发送特定类型的数据包或网络应用，通过这种方法来分析系统。
　　网络应用测试：是指测试网络对应用的支持水平，网络应用的性能和服务质量等。如部署基于IP的语音传输VoIP时，需要测试网络中的交换机和路由器，是否有效地支持语音传输，是否支持服务质量QoS。
　　3、结构化布线系统的测试
　　结构化布线是连接每一台服务器和工作站的纽带，是网络最基本、最重要的组成部分，布线系统的好坏，直接影响整个网络的运行，因此完成布线工程之后，需要对布线系统进行全面的测试，对所有信息点进行导通测试，以及网络的日常维护与管理。
　　3.1 测试标准和使用的仪器：
　　采用EIA/TIA5 8A TSB-1 标准。一般使用国际认可的测试仪进行测试，如测试5类线时使用微软公司Pentascanner5类测试仪。
　　3.2 测试方法
　　网络传输介质有光纤、非屏蔽双绞线等，它们的测试方法不同。
　　光纤的测试。测试内容有连接性和衰减、输入和输出功率、长度和时延等，测试指标主要是衰减，如果衰减在标准范围内则为测试通过，否则为没通过。如果在测试中出现问题，则查看光纤磨接地是否正确，光纤头是否是一一对应。
　　非屏蔽双绞线的测试。结构化布线中的非屏蔽双绞线测试有两类，一类是导通测试，另一类是认证测试。
　　(1)导通测试：即连接性能测试。为了保证结构化布线的性能和质量要求，保证所完成的每一个连接都正确，边施工边测试的方法。
　　(2)认证测试：结构化布线必须要做认证测试，也称5类测试认证。通过测试，可以确定所安装的线缆、相关连接硬件及其工艺能否达到设计要求，它包括链路的验证测试和电缆传输通道的认证测试。
　　为了确保线缆安装满足和质量的要求，必须进行链路测试。常见的连接错误有电缆标签错、连接开路和短路等。开路和短路是由于工具、接线技巧等问题引起；反接是指同一对线缆在两端针位接反；错对是指将一对线缆接到另一端的另一对线缆上；串绕是指将原来的两对线分别拆开后又重新组成新的线对，操作时需要专用的电缆测试仪检查。
　　电缆传输通道的认证测试。使用特定测试仪器操作时，可以确认所安装的线缆、相关连接硬件及其工艺能否达到设计要求。如进行5类测试时，先用测试仪连接跳线两端，再按AutoTEST进行测试，最后按F1显示测试结果。
　　4、进行网络测试可以有效解决网络故障
　　网络故障一般发生在网络七层模型的下三层，即物理层、链路层和网络层，它能影响单个站点的信息传送，甚至会造成主要网络设备如服务器、交换机和路由器的死机，导致整个网络的瘫痪。进行网络测试可以有效解决网络故障，使网络正常运行，网络测试的内容包括三方面，即：
　　4.1 对站点的测试
　　(1)通过物理连通性、连接匹配性、协议匹配性、数据收发正确性等方面检查，可以解决单个站点的一般网络故障，例如在日常网络维护时，由于布线系统都经过了认证级别的全面测试，通常只会出现由于PC的移动、插拔跳线而造成的端点连结错误等线缆故障，如跳线水晶头处的虚接和墙上模块压接的虚连、针脚虚连等。
　　(2)使用“网络万用表”测试仪，可以诊断网线连接故障，判断线缆连接时的线缆顺序错误、开短路错误以及发生点。如果网线测试正常，那么就检查网络设备的硬件设置情况，查看是否存在接收线对、速率和双工不匹配、信号电平值低等问题。
　　(3)链路层的测试即网络健康测试，包括利用率、广播、碰撞等分析。使用测试仪可以准确地测试网络中的流量类别，找出错误的根源。
　　(4)对于网络层，可以在不间断站点流量的情况下，对比网络中的协议和站点中的协议，显示匹配情况。
　　4.2 工作组级测试
　　网络故障一点通(OneTouch)是一种基于流量测试的小型网络测试仪，可以实现工作组级测试，能监视网络流量，和对网段的设备和协议进行搜索、分类和统计，使用其流量生成功能可以预知网络的承受能力。此测试仪的特点如下：
　　(1)此仪器会将最初看到的站点都视为未知站点，直至确定它是本地或远程。所谓本地站点是指那些与此仪器处于相同的以太网网络段的站点。在交换环境中，本地站点是指那些与此仪器处于相同广播域的站点。所谓远程站点是指那些与此仪器处于不同以太网段或广播域的站点。
　　(2)采用TDR 技术来测试电缆的长度。TDR 技术测量是沿电缆发送一个脉冲并计算该脉冲返回来的时间，然后用NVP 计算出电缆的长度；采用TDR技术可以提供电缆远端连接信息和特性阻抗。
　　(3)使用 NEXT 技术来测试串绕问题。
　　(4)网卡测试。当计算机关闭时此仪器会根据网卡特有的端接方式发现它。
　　(5)识别路由器。此仪器发送 RIP 请求和 ICMP路由器请求，作为此路由器搜寻过程的一部分，将识别每个作为路由器的设备并发布路由器协议的一种，但由于它是被动发现路由器的，因此如果路由器已经做了静态设置(即不能发送路由更新信息)，则此仪器会将偶然设置为路由器的站点识别为路由器。
　　( )此仪器设置成PING 功能时可以发现地址重复；可以在被设置成 IP 地址重复时复原本地路由器 ARP缓存。
　　(1)显示错误长度时，此仪器总是显示第一个错误的长度，如开路、短路、串绕，而其它线对的错误长度不会显示。
　　4.3 交换环境测试
　　交换环境优化了网络的结构，划分了冲突域，但是对于网络测试来说，造成了一定困难。
　　(1)例如对交换机进行故障诊断时有五种技术方法，但使用这些方法有可能造成服务中断。这五种方法是：通过或者串行口接入服务器；连接到一个空闲端口；在链路上接入集线器；使用一个TAP（监测接口盒）或者分流器；用SNMP查询交换机。
　　(2)在交换环境下的故障诊断，理想的方法是使用前瞻性地监测，包括定期地查询每个交换机、监测每个交换端口的流量、流量的趋势，同时检测其它相关的网段。例如EtherScope?ES网络通，就是通过对交换网络的超级透视能力，快速地定位问题，解决了交换的难题，将ES网络通接入网络，可以透视交换机。
　　5、结语
　　网络测试技术是整个网络技术中不可或缺的部分，而网络测试技术发展很快，测试方法越来越多，本文内容从广度和深度上有些欠缺，有待于提高。
　　参考文献
　　[1]曹玉军.以太网性能测量研究[J].湖南科技学院学报,200 年05期.
　　[2]曹庆华.网络测试与故障诊断实验教程[M].北京:清华大学出版社,200 .2.
　　[3]雷震甲.网络工程师教程[M].清华大学出版社,2004.1.
　　[4]石常海,王利人.浅议以太网基本性能测试指标及相应的测试方法[J].网络安全技术与应用,2011年08期.
            
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