CN110990112B - 一种接口仿真平台的实现方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种接口仿真平台的实现方法和装置，所述方法包括：当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。本发明实施例通过所述仿真平台可以加速中间件软件的迭代、开发速度，从而加快项目进展。

Description

一种接口仿真平台的实现方法和装置
技术领域
本发明涉及网络技术，尤指一种接口仿真平台的实现方法和装置。
背景技术
在交换机领域，网络操作***(Network Operating System，NOS)和交换机芯片驱动之间的适配层一直是一个重要的组件。该适配层的存在可以实现上层NOS和底层交换芯片及交换芯片驱动之间的解耦，也就意味着同一个NOS可以适配到不同的交换芯片硬件，同时，不同的NOS可以适配到同一个交换芯片硬件上。交换机抽象接口(Switch AbstractionInterface，SAI)层作为一种开放式的控制层面适配层受到众多交换机厂商的认可，SAI具有开放、标准化等诸多优点。SAI层可以屏蔽掉不同交换芯片厂商驱动层之间的差异，对上层的NOS提供统一的调用模式和接口。因此，快速迭代、验证SAI的功能性实现就显得尤为重要。
目前，存在SAI接口的仿真技术，不过这部分技术方案不具备完整性，无法满足具体的开发、验证需求。传统方法是基于一款具体的交换芯片硬件，从NOS调用一直验证到硬件交换芯片驱动层实现，来验证整个功能逻辑是否正常。然而，如果依赖于实际的交换芯片硬件进行SAI接口的验证和开发的话，可能会存在迷失在硬件驱动的细节当中，无法从宏观角度掌握SAI的设计和开发。
因此，现有技术目前存在的SAI接口仿真技术存在SAI接口仿真覆盖度低、针对特定功能仿真***化程度低的缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种接口仿真平台的实现方法和装置，通过所述仿真平台可以加速中间件软件的迭代、开发速度，从而加快项目进展。
为了达到本发明目的，一方面，本发明实施例提供了一种接口仿真平台的实现方法，包括：
当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；
通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
进一步地，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，其中，
当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确。
进一步地，所述使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分还包括：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
进一步地，所述利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确包括：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
进一步地，所述方法还包括：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
另一方面，本发明实施例还提供了一种接口仿真平台的实现装置，包括：
构建模块，用于当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；
验证模块，用于通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
进一步地，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，其中，所述验证模块用于：
当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确。
进一步地，所述验证模块用于：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
进一步地，所述构建模块用于：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
进一步地，所述验证模块用于：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
本发明实施例当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。本发明实施例通过所述仿真平台可以加速中间件软件的迭代、开发速度，从而加快项目进展。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例接口仿真平台的实现方法的流程图；
图2为本发明实施例接口仿真平台的实现方法中的仿真平台框图；
图3为本发明实施例接口仿真平台的实现装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实施例接口仿真平台的实现方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤101：当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；
例如，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，其中SAI：Switch AbstractionInterface，交换机抽象接口层，用于NOS和底层交换机芯片驱动之间的适配。
具体地，本发明实施例的方法提供了一种可以脱离实际硬件交换芯片的仿真验证平台，利用此平台可以实现针对SAI接口的快速验证，二次开发，快速迭代等目的，利用此仿真平台做完逻辑上的验证后，再移植到实际的硬件交换芯片上做实际的验证。
本发明实施例可以加速SAI这个中间件软件的迭代、开发速度，从而加快项目进展。
步骤102：通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
例如，当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确。
进一步地，所述使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分还包括：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
进一步地，所述利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确包括：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
其中P4是一种交换机数据平面的通用编程语言(P4 is a language forprogramming the data plane of network devices)。
所述虚拟交换机用于虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)。
进一步地，所述方法还包括：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
图2为本发明实施例接口仿真平台的实现方法中的仿真平台框图，如图2所示，本发明实施例技术方案详细阐述如下:
本发明实施例提供了用于验证、开发SAI接口仿真平台的实现方法，可以脱离实际交换芯片的仿真验证平台，利用此平台可以实现针对SAI接口的快速验证，二次开发，快速迭代等目的，可以提高SAI的开发、验证的效率。
SAI接口是交换机控制层面的一个统一抽象层，目的是为了屏蔽掉各个交换芯片的具体驱动调用细节，是一个通用的适配层，用于适配衔接NOS和底层交换芯片。有了这个适配层的存在，本发明实施例就可以规划统一的平台来兼容不同的NOS和不同的硬件交换芯片。因此，SAI接口的定义一定是根据实际控制交换机的具体需求角度来定义的，根据具体需求，目前SAI接口定义了以下模块：
SAI_API_UNSPECIFIED、SAI_API_SWITCH、SAI_API_PORT、SAI_API_FDB、
SAI_API_VLAN、SAI_API_VIRTUAL_ROUTER、SAI_API_ROUTE、
SAI_API_NEXT_HOP、SAI_API_NEXT_HOP_GROUP、
SAI_API_ROUTER_INTERFACE、SAI_API_NEIGHBOR
SAI_API_ACL、SAI_API_HOSTIF、SAI_API_MIRROR、
SAI_API_SAMPLEPACKET、SAI_API_STP
SAI_API_LAG、SAI_API_POLICER、SAI_API_WRED、SAI_API_QOS_MAP
SAI_API_QUEUE、SAI_API_SCHEDULER、SAI_API_SCHEDULER_GROUP、
SAI_API_BUFFER、SAI_API_HASH、SAI_API_UDF、SAI_API_TUNNEL、
SAI_API_L2MC、SAI_API_IPMC、SAI_API_RPF_GROUP、
SAI_API_L2MC_GROUP、SAI_API_IPMC_GROUP、SAI_API_MCAST_FDB、
SAI_API_BRIDGE、SAI_API_TAM、SAI_API_SEGMENTROUTE、
SAI_API_MPLS、SAI_API_DTEL
SAI_API_BFD、SAI_API_ISOLATION_GROUP、SAI_API_MAX。
上述模块的每个模块验证都需要从两个方面进行验证，一是从NOS层调用SAI接口验证SAI接口实现的逻辑是否正确，二是验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动验证具体功能的实现是否正确。为实现上述验证，本发明实施例提出另一种思路，利用虚拟化的方式将上述需要验证的内容进行验证。
一是验证NOS层调用SAI接口的逻辑部分，这部分使用仿真软件来模拟SAI接口的实现逻辑部分，不直接下发给硬件，而是纯模拟实现逻辑，可以将所有逻辑打印出来，以帮助设计者验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
二是验证SAI接口的实际实现细节，也即驱动实现细节，这部分也用软件仿真***实现。利用可编程语言P4实现一个基本功能的交换机模型，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，从而可以利用装置纯软件仿真平台来实现所有的SAI接口的验证和开发。
同时，为了满足测试所有SAI模块的需求，本发明实施例设计了自动化全测试的框架，此框架提供了一种通用的测试程序编写模式，方便整体测试SAI各个模块的功能。本仿真平台的整体框架图见图2仿真平台框图，其中具体包括：测试实例T1和测试实例T2，经过函数调用测试框架层、SAI接口层，仿真框架层，分别与仿真交换芯片A的控制层面和仿真交换芯片B的控制层面交互。
本发明实施例的整个技术方案的实施步骤如下：
SAI接口验证从层次上划分可以分为SAI实现的逻辑验证和SAI功能实现的细节功能验证。SAI实现的逻辑验证本发明实施例使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，逻辑验证使用打印log的形式进行，本仿真平台使用Linux***下自带的syslog***来做log输出。根据详细的log***输出，本发明实施例可以很方便地调试SAI接口上层实现的逻辑问题。验证SAI接口对下的具体实现上，本发明实施例使用P4编程语言实现一个虚拟的交换机，该交换机实现了大部分常见的数据报文处理流程和基本功能。在这个虚拟出来的交换机基础上，本发明实施例实现SAI接口的适配驱动层，实现SAI接口功能实现的细节验证。这样本发明实施例就可以从应用层的逻辑功能到交换机的控制层面以及部分转发功能的各个方面进行详细的验证。
下面用一个具体的例子说明本发明实施例的实现过程：
本发明实施例中介绍的仿真平台涉及到的模块众多，这里以VLAN为例子来进行阐述具体的实施方法。SAI模块中定义的操作函数有以下：
create_vlan、remove_vlan、set_vlan_attribute、get_vlan_attribute、create_vlan_member、remove_vlan_member、set_vlan_member_attribute、get_vlan_member_attribute、create_vlan_members、remove_vlan_members、get_vlan_stats、get_vlan_stats_ext、clear_vlan_stats。
本发明实施例以create_vlan为例子来介绍具体的实施方法。首先，本发明实施例要初始化SAI的使用环境，使用sai_api_initialize函数初始化SAI，然后使用sai_api_query查询到调用create_vlan的具体实现函数。SAI接口的应用层逻辑验证使用打印log的方式进行。SAI应用角度创建一个vlan的过程描述如下：
打印出进入create_vlan函数的日志，并把传入此函数的所有参数打印。
判断传入需要创建的vlan数值是否符合要求，如果不符合打印详细log。
判断需要创建的vlan数值是否可用，是否已经创建过。如果不可用打印详细的log
在SAI的实现层记录已经创建的VLAN。
调用真正的交换芯片驱动层函数，判断返回值，根据返回值情况打印详细的log。
create_vlan函数退出时，打印详细的包含函数返回值的log。
通过上述的软件模拟仿真应用层调用逻辑，可以根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现是否存在问题。可以利用这一仿真平台，快速验证逻辑问题，并不依赖于具体的交换芯片和CPU硬件平台。
SAI接口的详细实现的仿真就需要依赖于一个基本的交换机仿真模型，这个仿真模型本发明实施例使用P4语言的一个模拟器bmv2，这个模拟器可以让你运行用P4语言编写的模拟交换芯片基本转发功能的软件。这样本发明实施例就可以根据本发明实施例的需求来编写交换机转发逻辑和对外提供的控制层面的接口。然后本发明实施例可以继续实现一个SAI接口的适配层，来实现SAI层调用的具体的实现代码。有了具体细节的驱动实现调用的仿真平台，本发明实施例就可以快速验证从应用层到实现层的所有逻辑。可以实现快速迭代SAI接口的开发和调试。
本发明实施例技术方案中，用于验证、开发SAI接口仿真平台的实现方法能够实现以下功能：本仿真平台提供了自动化测试的框架；本仿真平台利用P4编程语言实现了基本的交换芯片功能模型；本仿真平台在交换芯片功能模型的基础上实现了SAI接口的适配驱动层。
需要说明的是，本发明实施例的思路还可以用于各种中间件接口的开发和验证上，提供仿真平台可以加快软件的迭代速度。
图3为本发明实施例接口仿真平台的实现装置的结构图，如图3所示，本发明实施例另一方面提供的一种接口仿真平台的实现装置，包括：
构建模块301，用于当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；
验证模块302，用于通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
进一步地，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，其中，所述验证模块302用于：
当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确。
进一步地，所述验证模块用于：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
进一步地，所述构建模块301用于：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
进一步地，所述验证模块302用于：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
本发明实施例当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。本发明实施例通过所述仿真平台可以加速中间件软件的迭代、开发速度，从而加快项目进展。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种接口仿真平台的实现方法，其特征在于，包括：
当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；其中，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，
当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确；
通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
2.根据权利要求1所述的接口仿真平台的实现方法，其特征在于，所述使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分还包括：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
3.根据权利要求1所述的接口仿真平台的实现方法，其特征在于，所述利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确包括：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
4.根据权利要求2所述的接口仿真平台的实现方法，其特征在于，还包括：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
5.一种接口仿真平台的实现装置，其特征在于，包括：
构建模块，用于当验证从网络操作***通过中间件接口适配到底层芯片驱动时，通过自动化全测试的框架提供通用的测试程序编写模式，构建软件仿真平台；其中，所述中间件接口为交换机抽象接口SAI，其中，验证模块用于：
当验证从网络操作***NOS层调用交换机抽象接口SAI时，使用仿真软件模拟SAI接口的实现逻辑部分，验证SAI接口实现的逻辑是否正确；
当验证从SAI接口调用交换芯片硬件驱动以验证SAI接口的驱动实现细节时，利用虚拟化的方式验证SAI接口的细节功能的实现是否正确
验证模块，用于通过所述仿真平台整体测试所述中间件接口各个模块的功能。
6.根据权利要求5所述的接口仿真平台的实现装置，其特征在于，所述验证模块用于：
使用C/C++编程语言实现SAI规范定义的接口，将所有逻辑打印出来，验证设计的SAI逻辑实现是否满足SAI规范的定义。
7.根据权利要求5所述的接口仿真平台的实现装置，其特征在于，所述构建模块用于：
利用可编程语言P4实现一个基本功能的虚拟交换机，同时实现控制层面的驱动接口和SAI的适配层，通过所述仿真平台进行所有的SAI接口的验证和开发。
8.根据权利要求6所述的接口仿真平台的实现装置，其特征在于，所述验证模块用于：
通过软件模拟仿真应用层调用逻辑时，根据详细的log来判断分析SAI层的功能逻辑实现情况。
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