高速PING实现方法和Ping测试方法技术

本发明专利技术公开了一种高速PING实现方法，基于现场可编程门阵列FPGA实现，包括：请求报文产生模块，其连接指令解析模块，并读取指令解析模块传递的参数，据此组装PING请求报文；报文接收模块，用于接收以太网线路PING报文，并对接收PING报文进行解析，并将解析出的PING报文参数传递给接收统计模块和响应处理模块；所述接收统计模块，用于根据所述解析出的接收PING报文参数进行网络性能评估；所述响应处理模块，用于判别当前接收的PING请求报文是否需要响应，在需要响应时产生PING响应报文，并将其发送给发送报文切换模块；所述发送报文切换模块，将以上PING响应报文发送到以太网线路。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高速PING实现方法，基于现场可编程门阵列FPGA实现，包括：请求报文产生模块，其连接指令解析模块，并读取指令解析模块传递的参数，据此组装PING请求报文；报文接收模块，用于接收以太网线路PING报文，并对接收PING报文进行解析，并将解析出的PING报文参数传递给接收统计模块和响应处理模块；所述接收统计模块，用于根据所述解析出的接收PING报文参数进行网络性能评估；所述响应处理模块，用于判别当前接收的PING请求报文是否需要响应，在需要响应时产生PING响应报文，并将其发送给发送报文切换模块；所述发送报文切换模块，将以上PING响应报文发送到以太网线路。【专利说明】高速PING实现方法和P i ng测试方法
本专利技术属于一种基于，涉及互联网

技术介绍
网络性能指标主要包括带宽、丢包率、时延三个方面，现有测试网络性能的方法主 要有两种:一种是利用下载测速软件验证带宽；另一种是使用专业的性能测试仪表或设备， 按照标准的性能测试规范进行测试。 下载测速软件可通过下载服务器或互联网上的文件实时测试线路带宽，测速软件 一般需要安装在电脑或服务器上才能使用，且测试结果受电脑或服务器CHJ性能影响较大， 当下载速率较大时CPU往往无法及时的响应和保存数据，因此在线路带宽较大时测试结果 偏差较大。 通用的性能测试规范包括流量测试、RFC2544测试和Y. 1564测试，这些都是国际通 用的性能测试标准。但是这些测试方法参数设置和操作步骤均比较复杂，要求使用人员对 标准非常熟悉才能使用，对用户要求较高，而且测试周期较长，效率较低。 现有测试网络性能方法包括下载测速软件测试和基于国际通用标准测试，以下分 别说明两种测试方法的测试原理和测试拓扑。 1.下载软件测试方式下载软件通过下载服务器或互联网上的文件达到测速的目的，包含FTP下载方式 和HTTP下载方式，常用的下载软件包括迅雷、FlashGet等。其测试拓扑图详见附图1。在电脑 上安装好下载软件后，连接FTP/HTTP服务器并下载文件，下载软件实时显示下载速率达到 测速目的。 2.通用标准测试方式 常用的性能测试标准包括流量测试、RFC2544测试和Y.1564测试，这里以RFC2544 测试方长度法举例。RFC2544协议是RFC组织提出的用于评测网络互联设备的国际标准，后 来被运营商和各厂商逐步用于测试线路性能。他要求对一系列的帧长(64，128,256,512， 768,1024,1280,1518字节)在一定的时间内，按一定的数目进行测试。其主要测试项有吞吐 量(Throughput)测试，时延(Latency)测试，帧丢失(Frame Loss Rate)测试和背靠背测试 (Back-to-back frames)。 吞吐量定义:被测设备在不丢包的情况下，所能转发的最大数据流量。通常使用每 秒钟通过的最大的数据包数或者字节数来衡量(MB/S)。其测试方法是:在测试中以一定速 率发送一定数量的帧，并计算待测设备传输的帧，如果发送的帧与接收的帧数量相等，那么 就将发送速率提高并重新测试;如果接收帧少于发送帧则降低发送速率重新测试，直至得 出最终结果。 时延定义：时延是指一个帧从源点到目的点的总传输时间。这个时间包括网络节 点的处理时间和在传输介质上的传播时间。测量延时的方法是:发送一个带有时间戳的帧， 通过网络后，在接收方将当时的时间和帧所携带的时间戳比较，从而得出延时值。为了采用 同一时钟源，一般要将发出的帧环回到发送方进行比较，因此也称为双程延时。RFC2544要 求对延时测试至少需要重复20次，结果取所有测试结果的平均值。 帧丢失定义:从发送方成功发出，而没有到达接收方的帧的数目。一般它被显示为 帧丢失率，即相对于总发送帧数目的一个百分比。RFC2544建议首先从最大速率开始，按一 定的步长逐步减少发送速率，直至连续两次无数据丢失时的第一次结果，其中步长最大不 能超过10%。 背对背定义：以所能够产生的最大的速率，发送一定长度的数据包，并不断改变一 次发送的数据包数目，直到被测设备能够完全转发所有发送的数据包，这个包数就是此设 备的背对背值。主要用于衡量具有存储转发能力的被测试设备的最大存贮转发能力。标准 中要求发送时间不能小于2秒，建议至少重复50次，结果取其平均值。 RFC2544规范要求各测试项测试流程见附图2。首先进行吞吐量测试项，当所有帧 长测试完成后开始时延测试项，当所有帧长完成时延测试后开始帧丢失测试项，当所有帧 长完成帧丢失测试后开始背对背测试项，当所有帧长完成背对背测试后整个RFC2544完成 测试，此时可得到最终的性能测试结果。 其测试拓扑一般采用远端环回或远端配合的方式，详见附图3。根据RFC2544测试 流程，RFC2544测试仪发送测试以太网帧，经过待测线路后到达环回设备，环回设备将测试 帧环回并再次经过待测线路到达RFC2544测试仪，由RFC2544测试仪统计吞吐量、丢包率、时 延和背对背结果。 不论是下载软件测试方式或根据性能测试标准测试方式，均存在一些问题，主要 如下： 1)下载软件必须安装在电脑上才能进行下载测速，测试结果受电脑性能影响较 大。下载速率较大时CPU往往无法及时的响应和保存数据，因此在线路带宽较大时测试结果 偏差较大； 2)下载测速软件远端必须有下载服务器配合使用，而且无法测试出线路时延值； 3)RFC2544测试标准复杂，测试参数较多，测试步骤复杂，需要使用人员使用之前 熟悉RFC2544标准，对使用人员要求较高； 4)RFC2544测试标准测试时间较长，性能测试或线路故障处理效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是基于FPGA高速处理的特性，通过FPGA发送大流量 PING请求报文并实时接收统计PING响应报文。快速测试链路带宽、丢包率和时延，参数设置 简单，用户易上手操作。 本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下： 高速PING实现方法，基于现场可编程门阵列FPGA实现，包括:请求报文产生模块， 其连接指令解析模块，并读取指令解析模块传递的参数，据此组装PING请求报文；指令解析模块，包括:CHJ指令解析单元，用于将CPU指令解析为FPGA可识别的参 数，传递到FPGA内部其他模块使用； FPGA指令解析单元，用于将FPGA内部参数转换为CPU能识别的指令，供CPU实时读 取；其中，所述CPU指令中传递到FPGA的参数，具体包括：用于组装PING请求报文时需 要的参数，包括本机MAC地址、PING目的MAC地址、本机IP地址、PING目的IP地址、PING请求报 文帧长；用于控制PING请求报文发送需要的参数，包括PING速率、PING包数、PING发包开 始/停止控制；用于判断PING接收报文是否超时参数，包括响应超时时间；发送速率控制模块，其连接以上指令解析模块，并根据指令解析模块输出的PING 速率、PING发包数目参数，产生PING请求报文封装使能并输出到PING请求报文产生模块； 发送报文切换模块，连接所述请求报文产生模块，并将请求报文产生模块生成的 PING请求报文发送到以太网线路； 报文接收模块，用于接收以太网线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
高速PING实现方法，基于现场可编程门阵列FPGA实现，包括：请求报文产生模块，其连接指令解析模块，并读取指令解析模块传递的参数，据此组装PING请求报文；指令解析模块，包括：CPU指令解析单元，用于将CPU指令解析为FPGA可识别的参数，传递到FPGA内部其他模块使用；FPGA指令解析单元，用于将FPGA内部参数转换为CPU能识别的指令，供CPU实时读取；其中，所述CPU指令中传递到FPGA的参数，具体包括：用于组装PING请求报文时需要的参数，包括本机MAC地址、PING目的MAC地址、本机IP地址、PING目的IP地址、PING请求报文帧长；用于控制PING请求报文发送需要的参数，包括PING速率、PING包数、PING发包开始/停止控制；用于判断PING接收报文是否超时参数，包括响应超时时间；发送速率控制模块，其连接以上指令解析模块，并根据指令解析模块输出的PING速率、PING发包数目参数，产生PING请求报文封装使能并输出到PING请求报文产生模块；发送报文切换模块，连接所述请求报文产生模块，并将请求报文产生模块生成的PING请求报文发送到以太网线路；报文接收模块，用于接收以太网线路PING报文，并对接收PING报文进行解析，并将解析出的PING报文参数传递给接收统计模块和响应处理模块；所述接收统计模块，用于根据所述解析出的接收PING报文参数进行网络性能评估；所述响应处理模块，用于判别当前接收的PING请求报文是否需要响应，在需要响应时产生PING响应报文，并将其发送给发送报文切换模块；所述发送报文切换模块，将以上PING响应报文发送到以太网线路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，
申请(专利权)人：北京荣达千里科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11