CN111836295A - 4g核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法 - Google Patents

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CN111836295A CN202010524424.3A CN202010524424A CN111836295A CN 111836295 A CN111836295 A CN 111836295A CN 202010524424 A CN202010524424 A CN 202010524424A CN 111836295 A CN111836295 A CN 111836295A
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刘静
胡永亮
吴飞
汤小丽
杨珊珊
潘子一
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Beijing Changkun Technology Co ltd
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Taike Communication Branch Shenzhen Sdg Information Co ltd
Beijing Changkun Technology Co ltd
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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Abstract

本发明提供一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法,所述***所述***包括发包***、4G核心网、数据分析***和上报***;所述方法包括步骤1,搭建测试环境,并保持发包***与4G核心网的网络通畅;步骤2,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上;步骤3,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,调整发包速率,通知发包***发包,直至达到性能测试的瓶颈点;步骤4,上报***从数据分析***中获取分析结果;步骤5,上报***生成性能测试瓶颈点分析报告。所述***及方法能够将执行性能测试命令、监控各种性能参数及进行瓶颈点分析这些人工操作的部分自动化实现,提高了测试的效率。

Description

4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,具体涉及一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法。
背景技术
4G移动网络由无线接入网、核心网、业务网等组成,其中核心网是其中重要组成部分,负责呼叫的接续、移动性管理及对业务完成承载等服务的实现。核心网作为承载网络提供到外部网络的接口,其数据面处理能力对用户4G网络的体验起着重要作用,因此,核心网的数据面的性能指标是4G网络的一个重要参数。获取核心网数据面的性能指标,需要进行如下操作:首先搭建性能测试环境;接着进行性能测试,需要实时监测收发网卡的各种参数、网元上的各种性能参数等、CPU利用率各参数、内存等信息;之后进行性能测试瓶颈点的分析;如果经分析未达到性能测试瓶颈点,则需要再执行一轮性能测试,继续进行性能测试瓶颈点分析,直至最后达到性能测试的瓶颈点。而这些目前都是人工操作,效率低。
例如,中国发明专利申请CN201610478323.0公开了一种网络性能测试***及方法,涉及网络测试领域。该***包括若干服务器和若干客户端,保持每台客户端与所有服务器之间的网络畅通,所有服务器轮询开启网络性能测试进程;各客户端轮询执行网络性能测试:各客户端指定待测试的服务器IP地址,测试网络带宽,记录发送数据的时间信息,收集待测试的服务器返回的数据,保存到日志文件中;各客户端从日志文件中提取日志数据,按照记录的时间信息生成一段时间内的网络性能测试报表。本发明能够重复执行性能测试,自动提取测试数据,收集测试结果,生成测试报表,实现一段时间内的网络性能监控,使客户直观查看网络性能情况。
上述现有技术即公开了网络性能测试***及方法,采用轮询的方式进行执行性能测试,不可获知性能测试的瓶颈点。
基于现有技术存在的上述技术问题,本发明提供一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***及方法。
为了实现本发明的目的,采用如下技术方案:
本发明提供一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,所述***包括发包***、4G核心网、数据分析***和上报***;
终端附着到4G核心网上,获取到终端地址,发包***与4G核心网的网络连接,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,上报***从数据分析***中获取分析结果,并上报到界面显示。
进一步地,4G核心网包括MME网元、HSS网元、SGW网元和PGW网元。
进一步地,终端地址,是指终端附着到4G核心网时,4G核心网分配给终端的IP地址。
进一步地,发包***的地址与4G核心网的PGW网元上的地址是相互ping通的。
本发明另提供一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,包括以下步骤:
步骤1,搭建测试环境,终端附着在4G核心网上,获取到终端地址,并保持发包***与4G核心网的网络通畅;
步骤2,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上;
步骤3,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,并依据瓶颈点分析结果,调整发包速率,通知发包***发包,直至达到性能测试的瓶颈点;
步骤4,上报***从数据分析***中获取分析结果,测试结束时上报到界面显示;
步骤5,上报***生成性能测试瓶颈点分析报告。
进一步地,步骤1中,终端地址,是指终端附着到4G核心网时,4G核心网分配给终端的IP地址,保持发包***与4G核心网的网络通畅,是指发包***的地址与4G核心网的PGW网元上的地址,能ping通。
进一步地,步骤3中,数据分析***依据采集的性能数据来进行瓶颈点分析来判断是否达到瓶颈点,如到达瓶颈点,性能测试结束;如未到达瓶颈点则调整发包速率,通知发包***发包。
进一步地,步骤3中:
如出现丢包,数据分析***判断瓶颈点未到达,发包速率降低,通知发包***发包,继续进行性能测试;
如未出现丢包,且CPU利用率在95%以上,判断瓶颈点已到达;
如未出现丢包,且CPU利用率小于等于95%,则提高发包速率,继续进行性能测试,若依旧未出现丢包,继续提高发包速率,生成新的性能测试命令,继续进行性能测试;
如未出现丢包,且CPU利用率小于等于95%,则提高发包速率,继续进行性能测试,若出现丢包,判断性能瓶颈点已达到。
进一步地,步骤4中,分析结果包含性能测试执行命令及当次执行命令时收集到的信息,包括收发网卡的参数、网元上的性能参数、***的CPU利用率及内存信息。
进一步地,步骤4中,显示内容包括性能测试执行命令、发送网卡的速率、接收网卡的速率、PGW网元和SGW网元的收发包统计及收包错误统计、CPU利用率、内存利用率及是否达到性能瓶颈点。
进一步地,步骤3中,实时数据包括发送接收网卡的数据、网元内部的收发统计及收报错误统计、CPU利用率及内存利用率,其中,发送网卡的数据是通过telnet登陆到发包***所在的***上,通过执行sar命令来获取发包网卡的数据;接收网卡的数据是通过telnet登陆到4G网元所在的***上,通过执行sar命令来获取SGi口的接收网卡的数据;网元内部的收发统计及收报错误统计是通过telnet到PGW和SGW网元上获取的收发包统计及收包错误统计数据;CPU利用率通过top命令或mpstat命令获取;内存利用率的数据通过free命令来获取。
相对于现有技术,本发明的有益效果是:
1、本发明所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,通过发包***、数据分析***和上报***的配合设置,实现了对4G核心网性能瓶颈点测试的自动化,提高了测试的效率;
2、本发明所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,能够将性能测试的执行,自动化实现,从而减少人工成本。
附图说明
图1是本发明中4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***的示意图;
图2是本发明中4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
如图1所示,一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,所述***包括发包***、4G核心网、数据分析***和上报***;
终端附着到4G核心网上,获取到终端地址,发包***与4G核心网的网络连接,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,上报***从数据分析***中获取分析结果,并上报到界面显示,其中,数据分析***和上报***,是内嵌到4G核心网中的。
4G核心网包括MME网元、HSS网元、SGW网元和PGW网元。
终端地址,是指终端附着到4G核心网时,4G核心网分配给终端的IP地址。
发包***的地址与4G核心网的PGW网元上的地址是相互ping通的。
在本实施例中,不同的发包速率,会产生不同的性能测试结果,在数据分析***中,会依据监控的情况,调整发包速率,通知发包***发包,直至达到性能测试的瓶颈点;上报***在测试结束之后,将分析结果显示到界面上。
发包***的功能主要是发送报文到4G核心网的终端地址上。
数据分析***的功能主要是采集数据并进行性能瓶颈点分析,并最终获取达到瓶颈点的发包速率,从而换算成pps;
上报***的功能主要是将发包***中执行的每一条性能测试命令及数据分析***所收集到的性能参数,自动化将界面显示出来。
如图2所示,4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,包括:
步骤1,在实际测试中,测试人员先搭建测试环境,终端附着到4G核心网上,获取到终端地址,发包***的地址与4G核心网网元PGW的地址能够ping通,保持网络通畅;
步骤2,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上;
步骤3,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,并依据瓶颈点分析结果,调整发包速率,通知发包***发包,直至达到性能测试的瓶颈点;
步骤4,上报***从数据分析***中获取分析结果,测试结束时上报到界面显示;
步骤5,上报***生成性能测试瓶颈点分析报告。
在本实施例的步骤2中,发包***调起发包进程,是指发包***以自己为客户端,以4G核心网为服务端,使用***自带的iperf工具,向服务端发送数据包,可以根据预估值来换算出基准发包速率,预估值即为预计4G核心网每秒处理的包的个数,单位为pps;预估值是在进行本次测试的预期性能指标,也可以是类似产品的性能指标,预估值作为本技术方案的一个基准值。发包速率为每秒中发送的流量,单位为Mb/s,其中,发包速率=pps*包长*8/1024/1024,通过这个换算成发包速率,包长能够为128字节、512字节或1024字节。
在本实施例的步骤3中,实时数据包括发送接收网卡的数据、网元内部的收发统计及收报错误统计、CPU利用率及内存利用率,发送及接收网卡的数据,通过telnet登陆到发包***所在的***上,通过执行sar命令来获取发包网卡的数据;接收网卡的数据,通过telnet登陆到4G网元所在的***上,通过执行sar命令来获取SGi口的接收网卡的数据;4G核心网内部网元PGW和SGW的收发包统计及收包错误统计,通过telnet到PGW和SGW网元上获取收发包统计及收包错误统计;CPU利用率,通过top命令或者mpstat命令获取;内存利用率的数据通过free命令来获取。
在本实施例的步骤3中,依据实时数据进行瓶颈点分析,瓶颈点分析与丢包率和CPU利用率有关,要求在不丢包的情况下,得到4G核心网每秒中能够处理的最大包个数,不丢包包括两部分:网卡不丢包和网元不丢包,其中网卡不丢包是指发送网卡和接收网卡上单位时间内发送和接收的包的个数相差在一定比例内(例如,比例为1%);其中,通过使用命令sar来监控发送和接收的网卡数据;网元不丢包是指网元上的收包报错统计在一定比例内(例如,比例为1%),在4G核心网内部网元PGW和SGW也会有相应的收发包的统计及收包错误统计,通过收集这些数据可以做出是否丢包的判断,而当***达到最大承受能力时,CPU、内存等都有显现的,而尤以CPU的利用率最为明显,比如CPU利用率可能达到95%,所以在进行瓶颈点分析时,可以主要关注两个方面,一是是否丢包;二是CPU利用率。通过采集这些性能参数的实时数据,可以依据上述两个方面去判断是否达到瓶颈点。
在本实施例的步骤3中,数据分析***根据获取的性能数据进行瓶颈点分析,判断是否达到瓶颈点。如到达瓶颈点,性能测试结束;如未到达瓶颈点,则调整发包速率,通知发包***发包。
在本实施例的步骤3中,数据分析***根据以下两种情况判断是否达到性能瓶颈点:不丢包,CPU利用率已超过95%,到达性能瓶颈点;不丢包,CPU利用率不到95%,但是如果发包速率再增加某个比较小的值,出现丢包,认为已经达到性能瓶颈点。
在本实施例中,根据CPU利用率以及瓶颈点之间的关系制定上述生成新的发包速率的具体条件及判断方法,CPU利用率与瓶颈点是相关的,CPU利用率越高,能够提升的发包速率越小。
在本实施例中,丢包是指检查单位时间内从发送报文的网卡的发包数,到接收报文的网卡的收包数,再到核心网的业务层接收到的报文个数,检查丢弃的个数,不超过一定的比例。
在本实施例中,发包速率越高,则单位时间内发送的报文个数越多,需要CPU处理的包的个数越多,此时CPU的利用率就会越高。
本实施例中所述4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法适用于包含4G核心网的性能测试场景,例如,能够应用于教育移动专网的性能测试中。
本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,其特征在于,所述***包括发包***、4G核心网、数据分析***和上报***;
终端附着到4G核心网上,获取到终端地址,发包***与4G核心网的网络连接,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,上报***从数据分析***中获取分析结果,并上报到界面显示。
2.根据权利要求1所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,其特征在于,4G核心网包括MME网元、HSS网元、SGW网元和PGW网元。
3.根据权利要求1所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,其特征在于,终端地址,是指终端附着到4G核心网时,4G核心网分配给终端的IP地址。
4.根据权利要求1所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的***,其特征在于,发包***的地址与4G核心网的PGW网元上的地址是相互ping通的。
5.一种4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,包括:
步骤1,搭建测试环境,终端附着在4G核心网上,获取到终端地址,并保持发包***与4G核心网的网络通畅;
步骤2,发包***调起发包进程,将数据包通过4G核心网发送到终端地址上;
步骤3,数据分析***采集4G核心网性能参数的实时数据进行瓶颈点分析,并依据瓶颈点分析结果,调整发包速率,通知发包***发包,直至达到性能测试的瓶颈点;
步骤4,上报***从数据分析***中获取分析结果,测试结束时上报到界面显示;
步骤5,上报***生成性能测试瓶颈点分析报告。
6.根据权利要求5所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,步骤1中,终端地址,是指终端附着到4G核心网时,4G核心网分配给终端的IP地址。
7.根据权利要求5所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,步骤1中,保持发包***与4G核心网的网络通畅,是指发包***的地址与4G核心网的PGW网元上的地址,能ping通。
8.根据权利要求5所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,步骤3中,数据分析***依据采集的性能数据来进行瓶颈点分析来判断是否达到瓶颈点,如到达瓶颈点,性能测试结束;如未到达瓶颈点则调整发包速率,通知发包***发包。
9.根据权利要求5所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,步骤3中:
如出现丢包,数据分析***判断瓶颈点未到达,发包速率降低,通知发包***发包,继续进行性能测试;
如未出现丢包,且CPU利用率在95%以上,判断瓶颈点已到达;
如未出现丢包,且CPU利用率小于等于95%,则提高发包速率,继续进行性能测试,若依旧未出现丢包,继续提高发包速率,生成新的性能测试命令,继续进行性能测试;
如未出现丢包,且CPU利用率小于等于95%,则提高发包速率,继续进行性能测试,若出现丢包,判断性能瓶颈点已达到。
10.根据权利要求5所述的4G核心网性能测试瓶颈点自动化显示的方法,其特征在于,步骤3中,实时数据包括发送接收网卡的数据、网元内部的收发统计及收报错误统计、CPU利用率及内存利用率,其中,发送网卡的数据是通过telnet登陆到发包***所在的***上,通过执行sar命令来获取发包网卡的数据;接收网卡的数据是通过telnet登陆到4G网元所在的***上,通过执行sar命令来获取SGi口的接收网卡的数据;网元内部的收发统计及收报错误统计是通过telnet到PGW和SGW网元上获取的收发包统计及收包错误统计数据;CPU利用率通过top命令或mpstat命令获取;内存利用率的数据通过free命令来获取。
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