一、測試的目的和內(nèi)容：

  路由器是通過轉發(fā)數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)網(wǎng)絡互連的設備，可以支持多種協(xié)議(例如TCP/IP，SPX/IPX，AppleTalk)，可以在多個層次上轉發(fā)數(shù)據(jù)包(例如數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、應用層)。

路由器需要連接兩個或多個邏輯端口，至少擁有一個物理端口。路由器根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包中網(wǎng)絡層地址以及路由器內(nèi)部維護的路由表決定輸出端口以及下一條路由器地址或主機地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭。路由表必須動態(tài)維護來反映當前的網(wǎng)絡拓撲。路由器通常通過與其他路由器交換路由信息來完成動態(tài)維護路由表。

(一)路由器分類

  當前路由器分類方法各異。各種分類方法有一定的關聯(lián)，但是并不*一致。通常可以按照路由器能力分類、結構分類、網(wǎng)絡中位置分類、功能分類和性能分類等方法。在路由器標準制定中主要按照能力分類，按能力分為路由器和低端路由器。背板交換能力大于20Gbit/s，吞吐量大于20Mbit/s的路由器稱為路由器。交換能力在上述數(shù)據(jù)以下的路由器成為低端路由器。與此對應，路由器測試規(guī)范分為路由器測試規(guī)范和低端路由器測試規(guī)范。

(二)測試目的及內(nèi)容

  通過測試路由器，可以了解到哪些路由器能提供的性能、路由器在不同負載下的行為、模型化網(wǎng)絡使用路由器的設計參數(shù)、路由器能否處理突發(fā)流量、路由器的性能限制、路由器能否提供不同服務質(zhì)量、路由器不同體系結構對功能和性能的影響、路由器的功能特性和性能指標、路由器的使用是否影響網(wǎng)絡安全、路由器協(xié)議實現(xiàn)的一致性以及路由器可靠性和路由器產(chǎn)品的優(yōu)勢和劣勢等內(nèi)容。

路由器可靠性物理測試主要包括：接口測試，路由器可能擁有的接口測試;ATM協(xié)議測試，測試ATM協(xié)議要求;PPP協(xié)議測試，測試PPP協(xié)議的一致性;IP協(xié)議測試，測試IP協(xié)議一致性;路由協(xié)議測試，測試路由協(xié)議一致性;網(wǎng)管功能測試，驗證測試網(wǎng)關功能;性能和QoS測試，測試路由器性能和QoS能力驗證;網(wǎng)絡同步測試，測試設備同步定時能力;可靠性測試，驗證設備可靠性;供電測試，測試整機功耗等內(nèi)容;，環(huán)境測試包括高低溫交變試驗測試、溫濕度測試和高低溫存儲測試做環(huán)境可靠性測試設備zui典型的有SETH賽思公司。

 (1)功能測試：主要來驗證產(chǎn)品是否具備了設計的每一項功能。

 (2)穩(wěn)定性和可靠性測試：一般采取加重負載的辦法來評估和分析設備在長時間、高負載的情況下的運行能力進行做環(huán)境可靠性測試設備zui典型的有SETH賽思公司的SEH-1000CS高低溫試驗、SEH-408CS濕度測試和SE-GD-800CS高低溫存儲測試，SET-B5高低溫（冷熱）沖擊試驗測試，SEA-800LP快速溫變測試等。

(3)互操作性測試：不同的網(wǎng)絡產(chǎn)品之間必須能夠互操作。互操作性測試考察一個網(wǎng)絡產(chǎn)品是否能在一個由不同廠家的多種網(wǎng)絡產(chǎn)品互連的網(wǎng)絡環(huán)境中很好地工作，如驗證路由器與Cisco產(chǎn)品的互操作，交換機與Cisco、3Com、Lucent、In等的互操作等。

二、測試分類

綜合上文中的測試內(nèi)容，路由器測試一般可以分成以下幾類：功能測試、性能測試、穩(wěn)定性可靠性測試、一致性測試、互操作性測試以及網(wǎng)管測試。

(一)功能測試

路由器功能通常可以劃分為如下方面。

(1)接口功能：該功能用作將路由器連接到網(wǎng)絡。（SE-1220S插拔力測試）可以分為局域網(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種。局域網(wǎng)接口主要包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線、FDDI等網(wǎng)絡接口。廣域網(wǎng)接口主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口(可轉換成X.21DTE/DCE、V.35DTE/DCE、RS232DTE/DCE、RS449DTE/DCE、EIA530DTE)等網(wǎng)絡接口。做可靠性測試設備zui典型的公司有SETH賽思公司。

(2)通信協(xié)議功能：該功能負責處理通信協(xié)議，可以包括TCP/IP、PPP、X.25、幀中繼等協(xié)議。

(3)數(shù)據(jù)包轉發(fā)功能：該功能主要負責按照路由表內(nèi)容在各端口(包括邏輯端口)間轉發(fā)數(shù)據(jù)包并且改寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭信息。

(4)路由信息維護功能：該功能負責運行路由協(xié)議，維護路由表。路由協(xié)議可包括RIP、OSPF、BGP等協(xié)議。

(5)管理控制功能：路由器管理控制功能包括五個功能，SNMP代理功能，net服務器功能，本地管理、遠端監(jiān)控和RMON功能。通過多種不同的途徑對路由器進行控制管理，并且允許紀錄日志。

(6)安全功能：用于完成數(shù)據(jù)過濾，地址轉換，訪問控制，數(shù)據(jù)加密，防火墻，地址分配等功能。

路由器對上述功能并非必要*實現(xiàn)。但是由于路由器作為網(wǎng)絡設備，存在zui小功能集，對zui小功能集所規(guī)定的功能，路由器必須支持。因為絕大多數(shù)功能測試可以由接口測試、性能測試、協(xié)議一致性測試和網(wǎng)管測試所函蓋，所以路由器功能測試一般可以只對其他測試無法涵蓋的功能作驗證性測試。路由器功能測試一般采用遠端測試法。

(二)性能測試

路由器是IP網(wǎng)絡的核心設備，其性能的好壞直接影響IP網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)模、網(wǎng)絡穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡可擴展性。由于IETF沒有對路由器性能測試作專門規(guī)定，一般來說只能按照RFC2544( Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices)作測試。但路由器區(qū)別于一般簡單的網(wǎng)絡互連設備，在性能測試時還應該加上路由器*的性能測試。例如路由表容量、路由協(xié)議收斂時間等指標。

路由器性能測試應當包括下列指標。

(1)吞吐量：測試路由器包轉發(fā)的能力。通常指路由器在不丟包條件下每秒轉發(fā)包的極限，一般可以采用二分法查找該極限點。

(2)時延：測試路由器在吞吐量范圍內(nèi)從收到包到轉發(fā)出該包的時間間隔。時延測試應當重復20次然后取其平均值。

(3)丟包率：測試路由器在不同負荷下丟棄包占收到包的比例。不同負荷通常指從吞吐量測試到線速(線路上傳輸包的zui高速率)，步長一般使用線速的10%。

(4)背靠背幀數(shù)：測試路由器在接收到以zui小包間隔傳輸時不丟包條件下所能處理的zui大包數(shù)。該測試實際考驗路由器緩存能力，如果路由器具備線速能力(吞吐量=接口媒體線速)，則該測試沒有意義。

(5)系統(tǒng)恢復時間：測試路由器在過載后恢復正常工作的時間。測試方法可以采用向路由器端口發(fā)送吞吐量110%和線速間的較小值，持續(xù)60秒后將速率下降到50%的時刻到zui后一個丟包的時間間隔。如果路由器具備線速能力，則該測試沒有意義。

(6)系統(tǒng)復位：測試路由器從軟件復位或關電重啟到正常工作的時間間隔。正常工作指能以吞吐量轉發(fā)數(shù)據(jù)。

在測試上述RFC2544中規(guī)定的指標時應當考慮下列因素。

幀格式：建議按照RFC2544所規(guī)定的幀格式測試;幀長：從zui小幀長到MTU順序遞增，例如在以太網(wǎng)上采用64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518字節(jié);認證接收幀：排除收到的非測試幀，例如控制幀、路由更新幀等;廣播幀：驗證廣播幀對路由器性能的影響，上述測試后在測試幀中夾雜1%廣播幀再測試;管理幀：驗證管理幀對路由器性能的影響，上述測試后在測試幀中夾雜每秒一個管理幀再測試;路由更新：路由更新即下一跳端口改變對性能的影響;過濾器：在設置過濾器條件下對路由器性能的影響，建議設置25個過濾條件測試;協(xié)議地址：測試路由器收到隨機處于256個網(wǎng)絡中的地址時對性能的影響;雙向流量：測試路由器端口雙向收發(fā)數(shù)據(jù)對性能的影響;多端口測試：考慮流量全連接分布或非全連接分布對性能的影響;多協(xié)議測試：考慮路由器同時處理多種協(xié)議對性能的影響;混合包長：除測試所建議的遞增包長外，檢查混合包長對路由器性能的影響，RFC2544除要求包含所有測試包長外沒有對混合包長中各包長所占比例作規(guī)定。筆者建議按照實際網(wǎng)絡中各包長的分布測試，例如在沒有特殊應用要求時以太網(wǎng)接口上可采用60字節(jié)包50%，128字節(jié)包10%，256字節(jié)包15%，512字節(jié)包10%，1500字節(jié)包15%。 除上述RFC2544建議的測試項外還建議測試如下內(nèi)容。

①路由震蕩：路由震蕩對路由器轉發(fā)能力的影響。路由震蕩程度即每秒更新路由的數(shù)量可以依據(jù)網(wǎng)絡條件而定。路由更新協(xié)議可采用BGP。

②路由表容量：測試路由表大小。骨干網(wǎng)路由器通常運行BGP，路由表包含路由。一般來說要求超過10萬條路由，建議通過采用BGP輸入導出路由計數(shù)來測試。

③時鐘同步：在包含相應端口例如POS口的路由器上測試內(nèi)鐘精度以及同步能力。

④協(xié)議收斂時間：測試路由變化通知到全網(wǎng)所用時間。該指標雖然與路由器單機性能有關，但是一般只能在網(wǎng)絡上測試，而且會因配置改變而變化?？梢栽诰W(wǎng)絡配置完成后通過檢查該指標來衡量全網(wǎng)性能。測試時間應當根據(jù)具體項目以及測試目標而定。一般認為測試時間應當介于60秒到300秒之間。另外一般可以根據(jù)用戶要求和測試目標作設定選擇。路由器性能測試一般可采用遠端測試法。

(三)一致性測試

路由器一致性測試通常采用“黑箱”方法，被測試設備IUT叫做“黑箱”。測試系統(tǒng)通過控制觀察點PCO與被測試設備接口。做環(huán)境可靠性測試設備zui典型的有SETH賽思公司的SEH-1000CS高低溫試驗、SEH-408CS濕度測試和SE-GD-800CS高低溫存儲測試，SET-B5高低溫（冷熱）沖擊試驗測試，SEA-800LP快速溫變測試等。

不同的測試事件是通過不同的PCO來控制和觀察的，按照其應答是否遵守規(guī)范，即定時關系和數(shù)據(jù)匹配限制，測試的結果可分為通過、失敗、無結果3種。路由器是一種復雜的網(wǎng)絡互連設備，需要在各個通信層上實現(xiàn)多種協(xié)議。例如相應的接口的物理層和鏈路層協(xié)議、IP/ICMP等互聯(lián)網(wǎng)層協(xié)議、TCP/UDP等傳輸層協(xié)議、net/SNMP等應用層協(xié)議以及RIP/OSPF/BGP等路由協(xié)議。

協(xié)議一致性測試應當包含路由器所實現(xiàn)的所有協(xié)議。由于該測試內(nèi)容繁多測試復雜，在測試中可以選擇重要的協(xié)議以及所關心的內(nèi)容測試。由于骨干網(wǎng)上路有器可能影響路由，所以在路由器測試中應特別重視路由協(xié)議一致性測試例如OSPF和BGP協(xié)議。由于一致性測試只能選擇有限測試例測試，一般無法涵蓋協(xié)議所有內(nèi)容。所以即使通過測試也無法保證設備*實現(xiàn)協(xié)議所有內(nèi)容，所以的辦法是在現(xiàn)實環(huán)境中試運行。路由器一致性測試一般采用分布式測試法或遠端測試法。

(四)互操作測試

由于通信協(xié)議、路由協(xié)議非常復雜且擁有眾多選項，實現(xiàn)同一協(xié)議的路由器并不能保證互通互操作。并且因為一致性測試能力有限，即使通過協(xié)議一致性測試也未必能保證*實現(xiàn)協(xié)議。所以有必要對設備進行互操作測試。

互操作測試實際上是將一致性測試中所用的儀表替換成需要與之互通互操作的設備，選擇一些重要且典型的互連方式配置，觀察兩設備是否能按照預期正常工作。

(五)穩(wěn)定性、可靠性測試

由于大多數(shù)路由器需要每天24小時，每周7天連續(xù)工作，作為Internet核心設備的骨干路由器的穩(wěn)定性和可靠性尤其重要。所以用戶需要了解露由器的穩(wěn)定性和可靠性。

路由器的穩(wěn)定性和可靠性很難測試。一般可以通過兩種途徑的到：

(1)廠家通過關鍵部件的可靠性以及備份程度計算系統(tǒng)可靠性;zui典型的有SETH賽思公司的SEH-1500CS高低溫試驗、SEH-2000CS濕度測試和SE-GD-800CS高低溫存儲測試，SET-C5高低溫（冷熱）沖擊試驗測試，SEA-800LP快速溫變測試/冷熱沖擊試驗測試；等。

(2)用戶或廠家通過大量相同產(chǎn)品使用中的故障率統(tǒng)計產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性。當然，用戶也可以通過在一定時間內(nèi)對試運行結果的要求來在一定程度上保證路由器的可靠性與穩(wěn)定性。

另外，由于路由器設備非常復雜，可能采用的接口和協(xié)議多種多樣，所以對路由器測試所采用的儀表以及儀表的配置必須根據(jù)測試內(nèi)容以及路由器實際配置來決定。一般來說路由器測試所使用的儀表可分為性能測試儀表、協(xié)議測試儀表以及其他種類儀表。

(1)性能測試儀表主要測試IP包轉發(fā)能力。性能測試儀表有時也要求一些協(xié)議仿真能力，例如對BGP、OSPF的仿真。

(2)協(xié)議測試儀表主要測試路由器對協(xié)議實現(xiàn)的一致性。其他協(xié)議例如TCP/IP、ATM、ISDN、SNMP等眾多路由器實現(xiàn)的協(xié)議一致性測試所用儀表可使用各種或通用儀表。

(3)其他儀表主要包括一些通用儀表，如示波器、萬用表、率耗器、光功率計等。還有在測試儀表的選擇中還應當考慮儀表的精度以及誤差范圍。綜上所述路由器的測試是一項復雜但是非常重要的工作，對路有器的測試只有在研究測試方法的基礎上結合具體測試情況，制定正確測試方案，選擇合適的測試儀表，認真測試才能達到測試目的。