CN112260896B

CN112260896B - 一种网络传输测试方法、装置、设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN112260896B
Application number: CN202011112732.1A
Authority: CN
Inventors: 刘钧锴; 李仁刚; 阚宏伟; 张翔宇; 韩海跃; 赵坤
Original assignee: Shandong Yunhai Guochuang Cloud Computing Equipment Industry Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Shandong Yunhai Guochuang Cloud Computing Equipment Industry Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: CN112260896A

Abstract

本发明公开了一种网络传输测试方法，该方法包括以下步骤：接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作；其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。应用本发明所提供的网络传输测试方法，实现了对各网络设备进行双向网络传输测试，保证了测试情况与真实网络的一致性，提升了测试效果。本发明还公开了一种网络传输测试装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。

Description

一种网络传输测试方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种网络传输测试方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着云计算的不断发展和数据量的几何级数增长，高效可靠的端到端数据传输技术逐渐成为影响计算性能的关键技术。在各种端到端数据传输技术的开发过程中，例如远程直接数据存取(RDMA，Remote Direct Memory Access)技术的开发过程，需要模拟真实网络的各种情况，例如丢包、乱序等情况，以检验网络传输是否可靠和高效。

目前主要使用发包机测试仪模拟真实网络数据对被测设备进行测试，此种方法只能做单向测试，不能同时进行双向测试，对包含双向数据传输的协议测试效率低，不能反映真实数据传输时的情况，测试情况与真实网络不一致，测试效果不佳。

综上所述，如何有效地解决现有的网络传输测试方式只能做单向测试，不能反映真实数据传输时的情况，测试情况与真实网络不一致，测试效果不佳等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种网络传输测试方法，该方法实现了对各网络设备进行双向网络传输测试，保证了测试情况与真实网络的一致性，提升了测试效果；本发明的另一目的是提供一种网络传输测试装置、设备及计算机可读存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种网络传输测试方法，应用于FPGA模拟设备，包括：

接收输入的各数据包，并对各所述数据包进行存储操作；其中，各所述数据包为分设于所述FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；

从预置的输入策略表中查找各所述数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；

对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各所述待输出数据包进行输出操作，以对各所述网络设备进行双向网络传输测试。

在本发明的一种具体实施方式中，对各所述数据包进行存储操作，包括：

对各所述数据包进行计数存储操作；

获取各所述数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息；

对各所述计数信息、各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息进行存储操作。

在本发明的一种具体实施方式中，从预置的输入策略表中查找各所述数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包，包括：

根据各所述计数信息从所述输入策略表中查找各所述待丢弃数据包和各所述待输出数据包。

在本发明的一种具体实施方式中，对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作，包括：

将各所述待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中；

按照所述丢弃记录表中的各所述存储起始地址和各所述数据包长度信息对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作。

在本发明的一种具体实施方式中，对各所述待输出数据包进行输出操作，包括：

获取各所述待输出数据包的输出序号；

将各所述待输出数据包的输出序号、存储起始地址以及数据包长度信息存入预置的输出策略表中；

当达到预设时间间隔时，按照所述输出序号从所述输出策略表中获取各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息；

根据各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息读取各所述待输出数据包，并对各所述待输出数据包进行输出操作。

获取预置的数据包输出速率；

按照所述数据包输出速率对各所述待输出数据包进行输出操作。

一种网络传输测试装置，应用于FPGA模拟设备，包括：

数据包存储模块，用于接收输入的各数据包，并对各所述数据包进行存储操作；其中，各所述数据包为分设于所述FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；

数据包查找模块，用于从预置的输入策略表中查找各所述数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；

网络传输测试模块，用于对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各所述待输出数据包进行输出操作，以对各所述网络设备进行双向网络传输测试。

在本发明的一种具体实施方式中，所述数据包存储模块包括：

数据包存储子模块，用于对各所述数据包进行计数存储操作；

信息获取子模块，用于获取各所述数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息；

信息存储子模块，用于对各所述计数信息、各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息进行存储操作。

一种网络传输测试设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前所述网络传输测试方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述网络传输测试方法的步骤。

本发明所提供的网络传输测试方法，接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作；其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。通过在建立有网络通信连接的各网络设备之前设置FPGA模拟设备，利用FPGA模拟设备对各网络设备之间双向传输的各数据包进行丢包及输出操作，从而实现了对各网络设备进行双向网络传输测试，反映了真实数据传输情况，保证了测试情况与真实网络的一致性，提升了测试效果。

相应的，本发明还提供了与上述网络传输测试方法相对应的网络传输测试装置、设备和计算机可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中网络传输测试方法的一种实施流程图；

图2为本发明实施例中一种网络传输***的结构框图；

图3为本发明实施例中一种FPGA模拟设备的结构框图；

图4为本发明实施例中网络传输测试方法的另一种实施流程图；

图5为本发明实施例中一种网络传输测试装置的结构框图；

图6为本发明实施例中一种网络传输测试设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参见图1，图1为本发明实施例中网络传输测试方法的一种实施流程图，应用于FPGA模拟设备，该方法可以包括以下步骤：

S101：接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作。

其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包。

参见图2，图2为本发明实施例中一种网络传输***的结构框图。两个被测的用于数据传输的端到端网络设备都通过以太网连接到现场可编程与门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)模拟设备，第一网络设备连接FPGA模拟设备的第一网口，第二网络设备连接FPGA模拟设备的第二网口。第一网络设备发送的数据可以通过FPGA模拟设备发送到第二网络设备，第二网络设备发送的数据可以通过FPGA模拟设备发送到第一网络设备。

FPGA模拟设备接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包。如为对分设于FPGA模拟设备两端的网络设备的网络设备进行区分，可以将FPGA模拟设备一端的网络设备称为第一网络设备，另一端的网络设备称为第二网络设备。第一网络设备和第二网络设备之间可以进行双向数据包传输，FPGA模拟设备接收第一网络设备和/或第二网络设备输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作。即，当仅存在第一网络设备向第二网络设备发送数据包时，FPGA模拟设备仅接收第一网络设备输入的各数据包；当仅存在第二网络设备向第一网络设备发送数据包时，FPGA模拟设备仅接收第二网络设备输入的各数据包；当既存在第一网络设备向第二网络设备发送数据包，又存在第二网络设备向第一网络设备发送数据包时，FPGA模拟设备接收第一网络设备和第二网络设备输入的各数据包。

参见图3，图3为本发明实施例中一种FPGA模拟设备的结构框图。FPGA模拟设备的FPGA加速卡可以具体选用因特尔intel的arria10器件，除FPGA加速卡之外，FPGA模拟设备还包括与FPGA加速卡连接的有两个10G以太网光口，以及两个4GB的同步动态随机存储器SDRAM，两个媒体介入控制层(MAC，Media Access Control)，FPGA加速卡可以通过高速串行计算机扩展总线(PCI-E，peripheral component interconnect express)连接服务器的CPU。

S102：从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包。

用户可以通过运行在服务器的软件配置FPGA模拟设备内部的输入策略表，输入策略表中包含各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包。可以根据用户配置信息从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包。

S103：对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。

在查找得到各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包之后，对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，从而实现对分设于所述FPGA模拟设备两端的各网络设备的双向网络传输测试。通过在建立有网络通信连接的各网络设备之前设置FPGA模拟设备，利用FPGA模拟设备对各网络设备之间双向传输的各数据包进行丢包及输出操作，从而实现了对各网络设备进行双向网络传输测试，反映了真实网络环境下数据传输的可靠性和性能，充分利用了FPGA处理速度快，可灵活配置，结构简单等优点，保证了测试情况与真实网络的一致性，提升了测试效果。

需要说明的是，基于上述实施例一，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例一中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。

实施例二：

参见图4，图4为本发明实施例中网络传输测试方法的另一种实施流程图，应用于FPGA模拟设备，该方法可以包括以下步骤：

S401：接收输入的各数据包。

S402：对各数据包进行计数存储操作。

FPGA模拟设备中部署有计数组件，用于对输入的各数据包进行计数和计算包长。FPGA模拟设备中还可以部署有存储管理组件，用于从提取存储空闲地址，对各数据进行存储。从而通过计数组件和存储管理组件实现对各数据包进行计数存储操作。

S403：获取各数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息。

在接收到各数据包，并对各数据包进行存储操作之后，获取各数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息。

S404：对各计数信息、各存储起始地址以及各数据包长度信息进行存储操作。

在获取到各数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息之后，对各计数信息、各存储起始地址以及各数据包长度信息进行存储操作。从而实现对各数据包的有效存储管理，方便后续对数据的快速准确读取。

S405：根据各计数信息从输入策略表中查找各待丢弃数据包和各待输出数据包。

在对网络传输测试的过程中，根据各计数信息从输入策略表中查找各待丢弃数据包和各待输出数据包。如可以预先设置存储的第10个数据包，第20个数据包等计数号为10的倍数的数据包进行输出操作。

S406：将各待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中。

预先设置丢弃记录表，用于对待丢弃的数据包进行统计。在查找得到各待丢弃数据包和各待输出数据包之后，将各待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中。

S407：按照丢弃记录表中的各存储起始地址和各数据包长度信息对各待丢弃数据包进行丢弃操作。

在将各待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中之后，按照丢弃记录表中的各存储起始地址和各数据包长度信息对各待丢弃数据包进行丢弃操作，从而实现按照预设配置信息进行网络丢包测试。

S408：获取各待输出数据包的输出序号。

输入策略表中存储有作为输出索引的各待输出数据包的输出序号，获取各待输出数据包的输出序号。

S409：将各待输出数据包的输出序号、存储起始地址以及数据包长度信息存入预置的输出策略表中。

在获取到各待输出数据包的输出序号之后，将各待输出数据包的输出序号、存储起始地址以及数据包长度信息存入预置的输出策略表中。

S410：当达到预设时间间隔时，按照输出序号从输出策略表中获取各存储起始地址以及各数据包长度信息。

预先设置进行网络数据输出测试的时间间隔，当达到预设时间间隔时，按照输出序号从输出策略表中获取各存储起始地址以及各数据包长度信息。

需要说明的是，行网络数据输出测试的时间间隔可以根据实际情况进行设定和调整，本发明实施例对此不做限定。

S411：根据各存储起始地址以及各数据包长度信息读取各待输出数据包。

在获取到待输出数据包的各存储起始地址以及各数据包长度信息之后，根据各存储起始地址以及各数据包长度信息读取各待输出数据包。

S412：获取预置的数据包输出速率。

预先设置数据包输出速率，当需要进行数据包输出操作时，获取预置的数据包输出速率。

S413：按照数据包输出速率对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。

在获取到数据包输出速率之后，按照数据包输出速率对各待输出数据包进行输出操作，从而实现按照预配置的真实延迟时间和输出速率进行网络数据输出测试。

本实施例区别于独立权利要求1所要求保护的技术方案对应的实施例一，还增加了从属权利要求2至6对应要求保护的技术方案，当然，根据实际情况和要求的不同，可将各从属权利要求对应要求保护的技术方案在不影响方案完整性的基础上进行灵活组合，以更加符合不同使用场景的要求，本实施例只是给出了其中一种包含方案最多、效果最优的方案，因为情况复杂，无法对所有可能存在的方案一一列举，本领域技术人员应能意识到根据本申请提供的基本方法原理结合实际情况可以存在很多的例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的保护范围内。

相应于上面的方法实施例，本发明还提供了一种网络传输测试装置，下文描述的网络传输测试装置与上文描述的网络传输测试方法可相互对应参照。

参见图5，图5为本发明实施例中一种网络传输测试装置的结构框图，应用于FPGA模拟设备，该装置可以包括：

数据包存储模块51，用于接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作；其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；

数据包查找模块52，用于从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；

网络传输测试模块53，用于对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。

本发明所提供的网络传输测试装置，接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作；其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。通过在建立有网络通信连接的各网络设备之前设置FPGA模拟设备，利用FPGA模拟设备对各网络设备之间双向传输的各数据包进行丢包及输出操作，从而实现了对各网络设备进行双向网络传输测试，反映了真实数据传输情况，保证了测试情况与真实网络的一致性，提升了测试效果。

在本发明的一种具体实施方式中，数据包存储模块51包括：

数据包存储子模块，用于对各数据包进行计数存储操作；

信息获取子模块，用于获取各数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息；

信息存储子模块，用于对各计数信息、各存储起始地址以及各数据包长度信息进行存储操作。

在本发明的一种具体实施方式中，数据包查找模块52具体为根据各计数信息从输入策略表中查找各待丢弃数据包和各待输出数据包的模块。

在本发明的一种具体实施方式中，网络传输测试模块包括数据包丢弃子模块，数据包丢弃子模块包括：

第一信息存储单元，用于将各待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中；

数据包丢弃单元，用于按照丢弃记录表中的各存储起始地址和各数据包长度信息对各待丢弃数据包进行丢弃操作。

在本发明的一种具体实施方式中，网络传输测试模块53包括数据包输出子模块，数据包输出子模块包括：

输出序号获取单元，用于获取各待输出数据包的输出序号；

第二信息存储单元，用于将各待输出数据包的输出序号、存储起始地址以及数据包长度信息存入预置的输出策略表中；

信息获取单元，用于当达到预设时间间隔时，按照输出序号从输出策略表中获取各存储起始地址以及各数据包长度信息；

数据包输出单元，用于根据各存储起始地址以及各数据包长度信息读取各待输出数据包，并对各待输出数据包进行输出操作。

在本发明的一种具体实施方式中，数据包输出单元包括：

输出速率获取子单元，用于获取预置的数据包输出速率；

数据包输出子单元，用于按照数据包输出速率对各待输出数据包进行输出操作。

相应于上面的方法实施例，参见图6，图6为本发明所提供的网络传输测试设备的示意图，该设备可以包括：

存储器61，用于存储计算机程序；

处理器62，用于执行上述存储器61存储的计算机程序时可实现如下步骤：

接收输入的各数据包，并对各数据包进行存储操作；其中，各数据包为分设于FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；从预置的输入策略表中查找各数据包中的待丢弃数据包和待输出数据包；对各待丢弃数据包进行丢弃操作，并对各待输出数据包进行输出操作，以对各网络设备进行双向网络传输测试。

对于本发明提供的设备的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。

相应于上面的方法实施例，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种网络传输测试方法，其特征在于，应用于FPGA模拟设备，包括：

接收输入的各数据包，对各所述数据包进行计数存储操作；

对各所述计数信息、各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息进行存储操作；其中，各所述数据包为分设于所述FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；

根据各所述计数信息从输入策略表中查找各待丢弃数据包和各待输出数据包；

按照所述丢弃记录表中的各所述存储起始地址和各所述数据包长度信息对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作，并获取各所述待输出数据包的输出序号；

根据各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息读取各所述待输出数据包，并对各所述待输出数据包进行输出操作，以对各所述网络设备进行双向网络传输测试。

2.根据权利要求1所述的网络传输测试方法，其特征在于，对各所述待输出数据包进行输出操作，包括：

获取预置的数据包输出速率；

3.一种网络传输测试装置，其特征在于，应用于FPGA模拟设备，包括：

数据包存储模块，用于对各所述数据包进行计数存储操作；获取各所述数据包分别对应的计数信息、存储起始地址以及数据包长度信息；对各所述计数信息、各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息进行存储操作；其中，各所述数据包为分设于所述FPGA模拟设备两端的网络设备进行双向网络传输的数据包；

数据包查找模块，用于根据各所述计数信息从输入策略表中查找各待丢弃数据包和各待输出数据包；

网络传输测试模块，用于将各所述待丢弃数据包的存储起始地址和数据包长度信息存入预置的丢弃记录表中；按照所述丢弃记录表中的各所述存储起始地址和各所述数据包长度信息对各所述待丢弃数据包进行丢弃操作，并获取各所述待输出数据包的输出序号；将各所述待输出数据包的输出序号、存储起始地址以及数据包长度信息存入预置的输出策略表中；当达到预设时间间隔时，按照所述输出序号从所述输出策略表中获取各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息；根据各所述存储起始地址以及各所述数据包长度信息读取各所述待输出数据包，并对各所述待输出数据包进行输出操作，以对各所述网络设备进行双向网络传输测试。

4.一种网络传输测试设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述网络传输测试方法的步骤。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述网络传输测试方法的步骤。