面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法与流程

本发明涉及数据中心交换机测试，具体为面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法。

背景技术：

1、数据中心是云计算的核心支撑平台，云计算的发展对数据中心网络架构提出了严峻的挑战，随着数字化的进程，数据的处理、存储和传输得到了飞速的发展，高带宽的需求使得短距互联成了系统发展的瓶颈，400g的光模块主要完成400g以太网的pmd功能(或者包含部分pma层功能)，以最终实现电信号在光介质上的传输，随着网络规模的扩大，特别是随着云业务的发展，东西向流量急剧增加，能占到总流量的70％左右，这就使得数据中心内部的网络节点数越来越多，互联端口的类型也越来越丰富，光模块在数据中心的使用数量成指数增长，光互联对网络系统稳定性的影响日趋加大，由于400g光模块性能对网络系统性能影响巨大，因此交换机的测试，对实际使用既有巨大的意义和价值，数据中心交换机标准日趋成熟，但目前还缺乏针对服务于跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试的测试方法，这使得高速交换机评价变得困难。

2、当前已有专利提出了交换机的性能测试方法，并给出了测试装置，如专利cn202311026312.5基于测试交换机测试终端设备的方法及测试交换机组网，该专利给出了一种基于测试交换机测试终端设备的方法及测试交换机组网，给出测试步骤和预期结果，获取关键指标，对交换机进行了全面的性能测试，但该专利并未从多维度方面进行测试，导致测试结果并不能真实的接近实际需求。

3、于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法，所述面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法包括下述步骤：

3、s1、各维度测试项目：

4、维度包括基础功能测试、运维功能测试、性能测试和可靠性测试；

5、其中，基础功能测试包括光模块信息读取；fec测试；端口拆分；1588时钟同步功能；bfd快速切换功能；bgp evpn vxlan转发；ipv6 over ipv4 vxlan转发；arp广播抑制功能；跨机箱链路捆绑功能测试；跨机箱链路捆绑故障场景测试；

6、s2、基础功能测试：

7、测试一：光模块信息读取测试，其测试目的在于验证设备支持光口光功率读取功能，测试步骤如下：针对400ge接口，dut之间通过400g光模块连接，接口up情况下,读取光模块信息,有预期结果1；

8、shutdown接口，再次读取光模块信息,有预期结果2；

9、使用snmp读取读取光模块信息,有预期结果3；

10、测试二：fec测试，其测试目的在于测试dut对rs-fec功能的的支持，测试步骤如下：tc1与dut-1之间通过5m dac互连，tc1侧开启rs-fec；有预期结果1；

11、各条link均打开rs-fec，tc1和tc2互打128字节400g线速流量1小时，有预期结果2；

12、测试三：端口拆分测试，其测试目的在于验证端口拆分能力，测试步骤如下：dut针对400ge接口，测试端口可以拆分为4*100ge端口，拆分不需要板卡或设备复位即可生效，拆分后与测试仪进行100ge对接，通过测试仪进行流量验证有预期结果1；

13、测试四：1588时钟同步功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持1588时钟同步功能，测试步骤如下：dut1上全局使能ptp，配置设备类型为bc，配置本地优先级1为10；dut2上全局使能ptp，配置设备类型为bc，1588同步使能，配置时钟源优先级为2；

14、dut-1和dut-2互联接口使能ptp，可得预期结果1；

15、测试五：bfd快速切换功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持bfd快速切换功能，测试步骤如下：分别配置dut1和dut2互联接口为三层口，并分别配置ip地址；

16、在dut_1和dut_2上配置静态路由和优先级，port_2互联链路优先级高为主链路，port_3互联链路优先级低为备链路；

17、dut1和dut2使能bfd功能，与静态路由联动，配置bfd检查时间为3ms，检测次数3次，查看bfd会话，有预期结果1；

18、发送测试流量从tport_1端口到tport_2端口，有预期结果2；

19、断开dut_1与dut_1之间的port_2主链路，有预期结果3；

20、恢复dut_1与dut_2之间的port_2主链路，有预期结果4；

21、重复操作预期结果3和预期结果4所在步骤3次，记录丢包时间；

22、测试六：bgp evpn vxlan转发测试，其测试目的在于测试设备能够支持bgp evpnvxlan功能，测试步骤如下：在dut_1、dut_2上配置接口ip地址，配置igp路由协议，发布接口ip地址的路由和loopback地址的路由，保证网络三层互通；在dut_1、dut_2设备上配置evpnbgp对等体以及vxlan隧道，有预期结果1；

23、断开dut1与dut2之间的互联链路，有预期结果2；

24、恢复断开的链路，在dut_1、dut_2设备上配置租户1网关等配置，测试仪tport_1和tport_2端口发送二层以及三层ipv4流量，有预期结果3；

25、断开dut_1与dut_1之间的port_2主链路，有预期结果3；

26、在dut_1、dut_2设备上配置租户2网关等配置，测试仪tport_1和tport_2端口发送跨租户ipv4流量，有预期结果4；

27、测试七：ipv6over ipv4 vxlan转发测试，其测试目的在于测试设备能够支持ipv6over ipv4 vxlan功能，测试步骤如下：在dut_1、dut_2上配置接口ip地址，配置igp路由协议，发布接口ip地址的路由和loopback地址的路由，保证网络三层互通；在dut_1、dut_2设备上配置evpn bgp对等体以及vxlan隧道，有预期结果1；

28、断开dut1与dut2之间的互联链路，有预期结果1；在dut_1、dut_2设备上配置租户1网关等ipv6 over ipv4的配置，测试仪tport_1和tport_2端口发送三层ipv6流量，有预期结果2；

29、在dut_1、dut_2设备上配置租户2网关等ipv6over ipv4的配置，测试仪tport_1和tport_2端口发送跨租户ipv4流量，有预期结果3；

30、测试八：arp广播抑制功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持arp广播抑制功能，测试步骤如下：在dut_1、dut_2上配置接口ip地址，配置igp路由协议，发布接口ip地址的路由和loopback地址的路由，保证网络三层互通；在dut_1、dut_2设备上配置evpn bgp对等体以及vxlan隧道，有预期结果1；测试仪tport_1和tport_2端口创建同网段的虚拟机vm1、vm2，ping网关，在vm2抓包，有预期结果2；在dut_3和dut_4上使能arp广播抑制功能，清空vm1、vm2的arp表项，vm1 ping vm2，在vm2抓包，有预期结果3；测试仪tport_1向port_1接口发送线速arp请求报文，有预期结果4；

31、测试九：跨机箱链路捆绑功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持跨机箱链路捆绑功能，测试步骤如下：在dut1、dut2上配置跨机箱链路捆绑功能，和dut3、dut4配置lacp方式的二层聚合，有预期结果1；在dut_1、dut_2设备上配置evpn bgp对等体以及vxlan隧道，有预期结果1；

32、dut1与dut2设备配置两个网关ip地址，互联的端口以及捆绑口分别加入同一vlan；测试仪tc1和tc2端口发送源ip变化的三层流量，有预期结果2；

33、断开dut1与dut3的互联链路，有预期结果3；

34、恢复断开的链路，有预期结果4；

35、测试十：跨机箱链路捆绑故障场景测试，其测试目的在于测试设备能够支持跨机箱链路捆绑故障场景切换以及恢复功能，测试步骤如下：在dut1、dut2上配置跨机箱链路捆绑功能，和dut3、dut4配置lacp方式的二层聚合，有预期结果1；在dut_1、dut_2设备上配置evpn bgp对等体以及vxlan隧道，有预期结果1；

36、dut1与dut2设备配置两个网关ip地址，互联的端口以及捆绑口分别加入同一vlan；测试仪tc1和tc2端口发送源ip变化的三层流量，有预期结果2；断开dut1与dut3的互联链路，有预期结果3；

37、恢复断开的链路，有预期结果4；

38、s3、运维功能测试：

39、测试十一：丢包可视化功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持丢包可视化功能，测试步骤如下：在dut连接测试仪表的接口上分别配置ipv4地址，tc1与tc2之间互发流量，有预期结果1；

40、dut使能buffer丢包可视化功能，配置server为采集器；tc1和tc2向tc3发送线速流量构造端口拥塞丢包场景，有预期结果2；

41、测试十二：超长时延可视化功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持超长时延可视化功能，测试步骤如下：在dut连接测试仪表的接口上分别配置ipv4地址，tc1与tc2之间互发流量，有预期结果1；

42、dut使能时延可视化功能，配置时延阈值，配置server为采集器；tc1和tc2向tc3发送线速流量构造端口拥塞加长时延的场景，有预期结果2；

43、测试十三：全流分析功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持全流分析功能，测试步骤如下：在dut连接测试仪表的接口上分别配置ipv4地址，tc1与tc2之间互发tcp/udp流量，有预期结果1；

44、dut使能全流分析业务，配置server为采集器，有预期结果2；

45、配置acl匹配发送的tcp/udp流量，有预期结果3；

46、测试十四：ioam随流检测功能测试，其测试目的在于测试设备能够支持ioam随流检测功能，测试步骤如下：1)dut1、dut2、dut3分别配置为三层网络互通，在dut1、dut2上配置tc1和tc2的网关，tc1向tc2发送tcp流量，有预期结果1；

47、在dut1、dut2、dut3上使能ioam功能，dut1配置匹配流量的acl进行采样；dut2上连接server的接口配置ipv4地址，与server网络可达，将ioam报文发送至分析器，tc1向tc2发送tcp流量，有预期结果2；

48、s4、性能测试：

49、测试十五：mac表项规则测试，其测试目的在于测试设备能够支持的最大mac地址表项数，测试步骤如下：测试仪表tc1打入smac变化的流量，变化个数为dut宣称mac地址表项个数，有预期结果1；

50、tc2打入dmac为学习到的mac地址表项的流量，有预期结果2；

51、测试十六：arp表项规格测试，其测试目的在于测试设备能够支持的最大arp表项数，测试步骤如下：1)在dut连接测试仪表的接口上分别配置ipv4及ipv6地址；测试仪表tc1以线速，打入宣称arp规格的arp reply报文，有预期结果1；

52、tc2打入目的地址为所学arp表项的验证流量，有预期结果2；

53、测试仪表tc1以线速，打入宣称nd规格的ra报文，有预期结果3；

54、tc2打入目的地址为所学nd表项的验证流量，有预期结果4；

55、测试十七：fib表项规则测试，其测试目的在于测试设备能够支持的最大fib表项数，测试步骤如下：dut和tc1之间建立ebgp邻居；tc1打入设备宣称fib规格的bgp路由，有预期结果1；

56、tc2发送目的地址为所发布路由的流量，有预期结果2；

57、dut和tc1之间建立ebgpv6邻居，使用ipv6路由重复预期结果1和预期结果2所在步骤；

58、测试十八：满框性能转发测试，其测试目的在于测试设备能够支持的满框性能，测试步骤如下：dut上插满单板，所有同类接口如上图方式进行连接，第1个接口和最后1个接口与测试仪表相连，两两接口配置在同一个vrf中，每个vrf配置静态路由实现转发；使用测试仪表的rfc2544测试套测试ipv4转发性能，有预期结果1；

59、使用测试仪表的rfc2544测试套测试双栈转发性能，ipv4及ipv6流量各占50％，有预期结果1；其中上联口和下联口同时进行“双蛇”遍历测试；

60、测试十九：设备资源使用率测试，其测试目的在于测试设备能够支持的满框性能，测试步骤如下：在设备能流量正常转发的基础上，测试仪表发送双向流量，有预期结果1；

61、流量稳定后观察设备运行状况，有预期结果2；

62、s5、可靠性测试：

63、测试二十：主控板冗余测试，其测试目的在于测试设备能够支持主控板冗余，测试步骤如下：在设备能流量正常转发的基础上，测试仪表发送双向流量，有预期结果1；拔掉dut主用主控板，有预期结果2；

64、测试二十一：电源冗余测试，其测试目的在于测试设备能够支持电源冗余，测试步骤如下：在设备能流量正常转发的基础上，测试仪表发送双向流量，有预期结果1；拔掉一块冗余的电源，有预期结果2；

65、测试二十二：风扇冗余测试，其测试目的在于测试设备能够支持风扇冗余，测试步骤如下：在设备能流量正常转发的基础上，测试仪表发送双向流量，有预期结果1；拔掉dut一块冗余的风扇，有预期结果2；

66、测试二十三：交换网板冗余测试，其测试目的在于测试设备能够支持网板冗余，测试步骤如下：在设备能流量正常转发的基础上，测试仪表发送双向流量，有预期结果1；拔掉dut一块冗余的风扇，有预期结果2。

67、进一步的，所述步骤s1中，运维功能测试包括丢包可视化功能；超长时延可视化功能；全流分析功能；ioam随流检测功能，性能测试包括mac表项规则测试；arp/nd表项规则测试；fib表项规则测试；满框性能转发；设备资源使用率测试，可靠性测试包括主控板冗余测试；电源冗余测试；风扇冗余测试；交换网板冗余测试。

68、进一步的，所述步骤s2的测试一中：预期结果1：可以正确读取光模块信息以及光功率信息；预期结果2：可以正确读取光模块信息以及光功率信息；预期结果3：支持snmp读取光模块及光功率信息；

69、测试二中：预期结果1：tc1与dut端口可以up，rs-fec协商成功；预期结果2：统计流量丢包情况，误码率低于1x10e-12；

70、测试三中：预期结果1：拆分后的端口满速率流量转发无丢包；

71、测试四中：预期结果1：查看设备的1588v2运行的状态正常；

72、测试五中：预期结果1：会话检测时间满足最小检测周期；预期结果2：dut1和dut2之间通过主链路转发报文；预期结果3：dut1和dut2链路切换成功，报文从备链路转发，通过测试仪丢包数计算流量切换时间；预期结果4：dut1和dut2链路恢复成功，报文从主链路转发，通过测试仪丢包数计算流量恢复时间；

73、测试六中：预期结果1：bgp evpn邻居状态正常，vxlan隧道up；预期结果2：bgpevpn邻居、vxlan隧道状态异常；预期结果3：流量正常转发不丢包；预期结果4：流量不通；

74、测试七中：预期结果1：bgp evpn邻居状态正常，vxlan隧道up；预期结果2：流量正常转发不丢包；预期结果3：流量不通；

75、测试八中：预期结果1：bgp evpn邻居状态正常，vxlan隧道up；预期结果2：能抓到arp广播文；预期结果3：查询设备arp广播抑制表能查看到vm1、vm2的ip/mac对应信息，抓包只能抓到arp单播报文；预期结果4：设备上查看到设备按照默认或者配置的限速值对报文进行了限速；

76、测试九中：预期结果1：跨机箱链路捆绑状态正常，端口聚合状态正常；预期结果2：流量正常转发不丢包，且在链路上负载分担；预期结果3：流量切换至剩余链路转发，记录丢包时间；预期结果4：流量回切，记录丢包时间；

77、测试十中：预期结果1：跨机箱链路捆绑状态正常，端口聚合状态正常；预期结果2：流量正常转发不丢包，且在链路上负载分担；预期结果3：流量切换至剩余链路转发，记录丢包时间；预期结果4：流量回切，记录丢包时间。

78、进一步的，所述步骤s3的测试十一中：预期结果1：流量正常转发无丢包；预期结果2：dut上能查看丢包可视流表信息，server上收到包含丢包信息的报文；

79、测试十二中：预期结果1：流量正常转发无丢包；预期结果2：dut上能查看时延可视流表信息，server上收到包含时延信息的报文；

80、测试十三中：预期结果1：流量正常转发无丢包；预期结果2：dut上能查看统计信息，server上收到包含统计信息的报文，设备与server上查看到的流信息与测试仪发送的流信息一致，且收到的报文数量与tc2一致，不影响转发流量；预期结果3：dut上能查看统计信息，server上收到包含统计信息的报文，内层报文均为匹配acl的报文，设备与server上查看到的流信息与测试仪发送的流信息一致，不影响转发流量；

81、测试十四中：预期结果1：流量正常转发无丢包；预期结果2：server上收到包含队列、时延等信息的ioam包。

82、进一步的，所述步骤s4的测试十五中：预期结果1：dut能够正确学习到宣称规格的mac地址表项，记录规格值；预期结果2：只有tc1能够收到流量，tc3无法收到流量；

83、测试十六中：预期结果1：dut能够正确学习到宣称规格数量的arp表项；预期结果2：所有学习到的arp表项均能够正确转发；预期结果3：dut能够正确学习到宣称规格数量的nd表项；预期结果4：所有学习到的nd表项均能够正确转发；

84、测试十七中：预期结果1：dut能正确学习到所发布的路由；预期结果2：所有流量均能正常转发不丢包；

85、测试十八中：预期结果1：记录设备满框性能数据：典型字节吞吐量。

86、进一步的，所述步骤s4的测试十九中：预期结果1：流量能够正常转发；预期结果2：记录设备的cpu、内存、温度。

87、进一步的，所述步骤s5的测试二十中：预期结果1：流量能够正常转发；预期结果2：设备有异常日志告警，主用主控拔掉后设备切换至备用主控运行正常，流量不丢包，长时间运行1小时，观察设备运行状况。

88、进一步的，所述步骤s5的测试二十一中：预期结果1：流量能够正常转发；预期结果2：设备有异常日志告警，流量不丢包，长时间运行1小时，观察设备运行状况。

89、进一步的，所述步骤s5的测试二十二中：预期结果1：流量能够正常转发；预期结果2：设备有异常日志告警，流量不丢包，长时间运行1小时，观察设备运行状况。

90、进一步的，所述步骤s5的测试二十三中：预期结果1：流量能够正常转发；预期结果2：设备有异常日志告警，流量不丢包，长时间运行1小时，观察设备运行状况。

91、本发明提供了面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法，具备以下有益效果：

92、1.该面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法，面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法从基础功能、运维功能、性能、可靠性等四个维度对服务于跨域异质分布式学习数据中心400g交换机进行测试，并给出了各个方面的测试目的、测试拓扑、测试步骤和预期结果，用以衡量400g交换机综合能力，能够全方位多角度的对400g交换机能力进行规范，将每个维度进一步细化为各小项并加以测试，并给出了具体的测试流程和预期结果，由此为400g交换机的等级分级评估提供全面有效的指标，从而能够为跨域异质分布式学习的数据中心400g交换机质量评估提供重要依据。

93、2.该面向跨域异质分布式学习的数据中心高速交换机测试方法，在服务于跨域异质分布式学习数据中心400g交换机进行规范性测试过程中，针对各项性能进行测试以及结果规定，使得服务于跨域异质分布式学习数据中心400g交换机的性能评价能够真实的接近实际需求。