[发明专利]一种测试数据包封装方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及网络性能测试技术领域，尤其涉及一种测试数据包封装方法及设备。

背景技术

协议是用来描述进程之间信息交换数据时的规则术语。在网络中两个相互通信的实体处在不同的地理位置，其上的两个进程相互通信，需要通过交换信息来协调它们的动作和达到同步，而信息的交换必须按照预先共同约定好的过程进行。

协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。

网络中不同实体具有不同的网络接口，不同的网络接口往往具有不同的协议栈封装格式，向这些网络接口发送的数据包应该符合其协议栈封装格式。在演进的LTE系统中，每个演进基站eNB具有一系列功能和相应的物理接口，多个eNBs之间通过X2接口相互连接。就外部连接而言，eNB通过S1-U接口连接到EPC(Evolved Packet Core，演进型分组核心)设备，因此EPC设备通过SGi接口连接PDN(packet Data Network，分组数据网)。

以EPC设备的S1-U接口和SGi接口为例，如图1所示为S1-U接口的协议栈封装格式，具体为按如下顺序依次封装：净荷数据DATA；UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)或TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)首部；IP(Internet Protocol，因特网协议)首部；GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol for User Plane，GPRS用户平面隧道协议)数据；UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)首部；IP首部；数据链路层L2和物理层L1。如图2所示为SGi接口的协议栈封装格式，具体为按如下顺序依次封装：净荷DATA；UDP或TCP首部；IP首部；数据链路层L2和物理层L1。

在上述两个接口对应的协议栈封装格式中，各层协议数据满足该协议定义的数据格式。如每层协议都有该协议定义的首部，以IP协议为例，如图3所示，其首部长度为20-60字节，其中包含有关路由选择和交付的重要信息，如版本VER、生存时间、检验和、源和目的IP地址等等。

对网络中数据传输设备进行测试时，往往需要向被测设备的接口发送对应的协议栈封装格式的测试数据包，针对不同的被测设备接口，其测试数据包的协议栈封装格式也往往不尽相同。

现有的发包测试工具如Jperf，实现向网络接口发送该接口对应的协议栈封装格式的测试数据包的方式为：利用操作系统提供的协议栈接口直接调用操作系统中已经封装好的协议栈，利用调用的协议栈来完成测试数据包的封装。

现有的测试工具只能完成一些协议栈封装格式比较简单的测试数据包封装，如完成TCP或UDP/IP形式的协议封装，通过发送此类测试数据包来测试最大TCP和UDP带宽性能等。

利用现有发包测试工具虽然可以方便的完成测试数据包封装，但是往往只能发送针对某一类接口的数据包，对于协议栈封装格式较为复杂的接口如S1-U接口，则无法直接调用操作系统协议栈来实现。

同时，有时候为了更全面的对被测设备接口进行测试，还需要对被测设备进行异常测试，向被测设备接口发送协议首部参数错误的“非法”数据包，例如携带错误IP首部校验和的测试数据包。现有发包测试工具如Jperf封装的测试数据包中，对于协议首部的封装过程实际是由操作系统的协议栈模块来完成的，导致用户和软件开发人员无法修改协议首部参数，因此难以进行异常测试。

发明内容

本发明实施例提供一种测试数据包封装方法及设备、网络设备性能测试方法及系统，用以解决现有发包测试工具不能封装面向不同网络性能测试所需要的测试数据包的缺陷。

本发明一种测试数据包封装方法，包括：

利用能够绕开操作系统调用网络设备驱动来独立发送数据的网络访问系统，构建不同协议的协议单元，设置所述协议单元中对用户开放的数据项，每个协议的协议单元采用该协议定义的数据格式；

利用所述网络访问系统，根据用户选择的协议单元、对选择的各协议单元的层次设置及对所选择的协议单元中对用户开放的数据项的修改，进行测试数据包的封装。

本发明还提供一种网络设备性能测试方法，包括：

根据预构建的协议栈封装格式选择网络访问系统构建的协议单元，并设置选择的各协议单元的层次；

根据预进行性能测试修改所选择的协议单元中对用户开放的数据项；