高速PING實現(xiàn)方法和Ping測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速PING實現(xiàn)方法，基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實現(xiàn)，包括：請求報文產(chǎn)生模塊，其連接指令解析模塊，并讀取指令解析模塊傳遞的參數(shù)，據(jù)此組裝PING請求報文；報文接收模塊，用于接收以太網(wǎng)線路PING報文，并對接收PING報文進行解析，并將解析出的PING報文參數(shù)傳遞給接收統(tǒng)計模塊和響應處理模塊；所述接收統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)所述解析出的接收PING報文參數(shù)進行網(wǎng)絡性能評估；所述響應處理模塊，用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，在需要響應時產(chǎn)生PING響應報文，并將其發(fā)送給發(fā)送報文切換模塊；所述發(fā)送報文切換模塊，將以上PING響應報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路。
【專利說明】
高速PING實現(xiàn)方法和P i ng測試方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于一種基于高速PING實現(xiàn)方法和Ping測試方法，涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡性能指標主要包括帶寬、丟包率、時延三個方面，現(xiàn)有測試網(wǎng)絡性能的方法主 要有兩種:一種是利用下載測速軟件驗證帶寬；另一種是使用專業(yè)的性能測試儀表或設備， 按照標準的性能測試規(guī)范進行測試。
[0003] 下載測速軟件可通過下載服務器或互聯(lián)網(wǎng)上的文件實時測試線路帶寬，測速軟件 一般需要安裝在電腦或服務器上才能使用，且測試結(jié)果受電腦或服務器CHJ性能影響較大， 當下載速率較大時CPU往往無法及時的響應和保存數(shù)據(jù)，因此在線路帶寬較大時測試結(jié)果 偏差較大。
[0004] 通用的性能測試規(guī)范包括流量測試、RFC2544測試和Y. 1564測試，這些都是國際通 用的性能測試標準。但是這些測試方法參數(shù)設置和操作步驟均比較復雜，要求使用人員對 標準非常熟悉才能使用，對用戶要求較高，而且測試周期較長，效率較低。
[0005] 現(xiàn)有測試網(wǎng)絡性能方法包括下載測速軟件測試和基于國際通用標準測試，以下分 別說明兩種測試方法的測試原理和測試拓撲。
[0006] 1.下載軟件測試方式
[0007]下載軟件通過下載服務器或互聯(lián)網(wǎng)上的文件達到測速的目的，包含F(xiàn)TP下載方式 和HTTP下載方式，常用的下載軟件包括迅雷、FlashGet等。其測試拓撲圖詳見附圖1。在電腦 上安裝好下載軟件后，連接FTP/HTTP服務器并下載文件，下載軟件實時顯示下載速率達到 測速目的。
[0008] 2.通用標準測試方式
[0009] 常用的性能測試標準包括流量測試、RFC2544測試和Y.1564測試，這里以RFC2544 測試方長度法舉例。RFC2544協(xié)議是RFC組織提出的用于評測網(wǎng)絡互聯(lián)設備的國際標準，后 來被運營商和各廠商逐步用于測試線路性能。他要求對一系列的幀長(64，128,256,512， 768,1024,1280,1518字節(jié))在一定的時間內(nèi)，按一定的數(shù)目進行測試。其主要測試項有吞吐 量(Throughput)測試，時延(Latency)測試，幀丟失(Frame Loss Rate)測試和背靠背測試 (Back-to-back frames)。
[0010] 吞吐量定義:被測設備在不丟包的情況下，所能轉(zhuǎn)發(fā)的最大數(shù)據(jù)流量。通常使用每 秒鐘通過的最大的數(shù)據(jù)包數(shù)或者字節(jié)數(shù)來衡量(MB/S)。其測試方法是:在測試中以一定速 率發(fā)送一定數(shù)量的幀，并計算待測設備傳輸?shù)膸?，如果發(fā)送的幀與接收的幀數(shù)量相等，那么 就將發(fā)送速率提高并重新測試;如果接收幀少于發(fā)送幀則降低發(fā)送速率重新測試，直至得 出最終結(jié)果。
[0011] 時延定義：時延是指一個幀從源點到目的點的總傳輸時間。這個時間包括網(wǎng)絡節(jié) 點的處理時間和在傳輸介質(zhì)上的傳播時間。測量延時的方法是:發(fā)送一個帶有時間戳的幀， 通過網(wǎng)絡后，在接收方將當時的時間和幀所攜帶的時間戳比較，從而得出延時值。為了采用 同一時鐘源，一般要將發(fā)出的幀環(huán)回到發(fā)送方進行比較，因此也稱為雙程延時。RFC2544要 求對延時測試至少需要重復20次，結(jié)果取所有測試結(jié)果的平均值。
[0012] 幀丟失定義:從發(fā)送方成功發(fā)出，而沒有到達接收方的幀的數(shù)目。一般它被顯示為 幀丟失率，即相對于總發(fā)送幀數(shù)目的一個百分比。RFC2544建議首先從最大速率開始，按一 定的步長逐步減少發(fā)送速率，直至連續(xù)兩次無數(shù)據(jù)丟失時的第一次結(jié)果，其中步長最大不 能超過10%。
[0013] 背對背定義：以所能夠產(chǎn)生的最大的速率，發(fā)送一定長度的數(shù)據(jù)包，并不斷改變一 次發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)目，直到被測設備能夠完全轉(zhuǎn)發(fā)所有發(fā)送的數(shù)據(jù)包，這個包數(shù)就是此設 備的背對背值。主要用于衡量具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)能力的被測試設備的最大存貯轉(zhuǎn)發(fā)能力。標準 中要求發(fā)送時間不能小于2秒，建議至少重復50次，結(jié)果取其平均值。
[0014] RFC2544規(guī)范要求各測試項測試流程見附圖2。首先進行吞吐量測試項，當所有幀 長測試完成后開始時延測試項，當所有幀長完成時延測試后開始幀丟失測試項，當所有幀 長完成幀丟失測試后開始背對背測試項，當所有幀長完成背對背測試后整個RFC2544完成 測試，此時可得到最終的性能測試結(jié)果。
[0015] 其測試拓撲一般采用遠端環(huán)回或遠端配合的方式，詳見附圖3。根據(jù)RFC2544測試 流程，RFC2544測試儀發(fā)送測試以太網(wǎng)幀，經(jīng)過待測線路后到達環(huán)回設備，環(huán)回設備將測試 幀環(huán)回并再次經(jīng)過待測線路到達RFC2544測試儀，由RFC2544測試儀統(tǒng)計吞吐量、丟包率、時 延和背對背結(jié)果。
[0016] 不論是下載軟件測試方式或根據(jù)性能測試標準測試方式，均存在一些問題，主要 如下：
[0017] 1)下載軟件必須安裝在電腦上才能進行下載測速，測試結(jié)果受電腦性能影響較 大。下載速率較大時CPU往往無法及時的響應和保存數(shù)據(jù)，因此在線路帶寬較大時測試結(jié)果 偏差較大；
[0018] 2)下載測速軟件遠端必須有下載服務器配合使用，而且無法測試出線路時延值；
[0019] 3)RFC2544測試標準復雜，測試參數(shù)較多，測試步驟復雜，需要使用人員使用之前 熟悉RFC2544標準，對使用人員要求較高；
[0020] 4)RFC2544測試標準測試時間較長，性能測試或線路故障處理效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是基于FPGA高速處理的特性，通過FPGA發(fā)送大流量 PING請求報文并實時接收統(tǒng)計PING響應報文?？焖贉y試鏈路帶寬、丟包率和時延，參數(shù)設置 簡單，用戶易上手操作。
[0022] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：
[0023] 高速PING實現(xiàn)方法，基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實現(xiàn)，包括:請求報文產(chǎn)生模塊， 其連接指令解析模塊，并讀取指令解析模塊傳遞的參數(shù)，據(jù)此組裝PING請求報文；
[0024]指令解析模塊，包括:CHJ指令解析單元，用于將CPU指令解析為FPGA可識別的參 數(shù)，傳遞到FPGA內(nèi)部其他模塊使用；
[0025] FPGA指令解析單元，用于將FPGA內(nèi)部參數(shù)轉(zhuǎn)換為CPU能識別的指令，供CPU實時讀 ?。?br>[0026]其中，所述CPU指令中傳遞到FPGA的參數(shù)，具體包括：用于組裝PING請求報文時需 要的參數(shù)，包括本機MAC地址、PING目的MAC地址、本機IP地址、PING目的IP地址、PING請求報 文幀長；
[0027]用于控制PING請求報文發(fā)送需要的參數(shù)，包括PING速率、PING包數(shù)、PING發(fā)包開 始/停止控制；
[0028]用于判斷PING接收報文是否超時參數(shù)，包括響應超時時間；
[0029]發(fā)送速率控制模塊，其連接以上指令解析模塊，并根據(jù)指令解析模塊輸出的PING 速率、PING發(fā)包數(shù)目參數(shù)，產(chǎn)生PING請求報文封裝使能并輸出到PING請求報文產(chǎn)生模塊；
[0030] 發(fā)送報文切換模塊，連接所述請求報文產(chǎn)生模塊，并將請求報文產(chǎn)生模塊生成的 PING請求報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路；
[0031] 報文接收模塊，用于接收以太網(wǎng)線路PING報文，并對接收PING報文進行解析，并將 解析出的PING報文參數(shù)傳遞給接收統(tǒng)計模塊和響應處理模塊；
[0032]所述接收統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)所述解析出的接收PING報文進行網(wǎng)絡性能評估； [0033]所述響應處理模塊，用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，在需要響 應時產(chǎn)生PING響應報文，并將其發(fā)送給發(fā)送報文切換模塊；
[0034]所述發(fā)送報文切換模塊，將以上PING響應報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路。
[0035]本發(fā)明采取了以上方案以后，利用常用的PING功能，能夠快速地驗證網(wǎng)絡性能及 快速解決網(wǎng)絡故障，即通過FPGA發(fā)送大流量PING請求報文并實時接收統(tǒng)計PING響應報文。 快速測試鏈路帶寬、丟包率和時延，參數(shù)設置簡單，用戶易上手操作，此外，其解決了下載測 速軟件受CHJ性能限制問題，同時由于使用常用的PING測試方法，用戶無需學習專業(yè)的測試 標準即可完成測試，降低了對使用人員要求。
[0036]本方法基于常用的PING功能，并克服了傳統(tǒng)PING只能測試連通性的局限，為用戶 提供能夠快速排查網(wǎng)絡故障，快速測試網(wǎng)絡性能的方法和裝置。該方法參數(shù)設置簡單，用戶 使用方便，快速檢測線路連通性同時準確測試出線路帶寬、丟包率和時延。
[0037] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0038] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點更加明確。其 中，
[0039] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的下載測速軟件測試拓撲示意圖；
[0040] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的RFC2544測試流程示意圖；
[0041 ]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的RFC2544測試拓撲示意圖；
[0042]圖4本發(fā)明高速PING實現(xiàn)方法的FPGA內(nèi)部實現(xiàn)圖；
[0043] 圖5是本發(fā)明單臺裝置配合遠端響應設備使用的實施例示意圖；
[0044] 圖6是本發(fā)明單臺裝置配合遠端環(huán)回設備使用的實施例示意圖；
[0045] 圖7是發(fā)明兩臺裝置配合使用的實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0046]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用 技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0047] RFC2544:由RFC定義的一組測試，RFC2544性能測試，網(wǎng)絡互聯(lián)設備的定標方法。
[0048] Y. 1564: ITU組織推動的一個新的測試標準，基于以太網(wǎng)的安裝、維護公認的測試 方法。
[0049] PING:-個通信協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議的一部分
[0050] MSTP: (Multi-Service Transfer Platform)(基于SDH的多業(yè)務傳送平臺）是指基 于SDH平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié) 點。
[0051 ] IP: (Internet Protocol)網(wǎng)絡之間互連的協(xié)議
[0052] E1:采用同步時分復用技術(shù)將30個語音信道(64KB)和2個控制信道（16kb)復合在 一條2.048Mbit/s的高速信道上
[0053] 其中，具體來說，如圖4所示，高速PING實現(xiàn)方法，基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實 現(xiàn)，包括:請求報文產(chǎn)生模塊，其連接指令解析模塊，并讀取指令解析模塊傳遞的參數(shù)，據(jù)此 組裝PING請求報文；
[0054]指令解析模塊，包括:CHJ指令解析單元，用于將CHJ指令解析為FPGA可識別的參 數(shù)，傳遞到FPGA內(nèi)部其他模塊使用；
[0055] FPGA指令解析單元，用于將FPGA內(nèi)部參數(shù)轉(zhuǎn)換為CPU能識別的指令，供CPU實時讀 ??；
[0056] 其中，所述CPU指令中傳遞到FPGA的參數(shù)，具體包括：用于組裝PING請求報文時需 要的參數(shù)，包括本機MAC地址、PING目的MAC地址、本機IP地址、PING目的IP地址、PING請求報 文幀長；
[0057]用于控制PING請求報文發(fā)送需要的參數(shù)，包括PING速率、PING包數(shù)、PING發(fā)包開 始/停止控制；
[0058]用于判斷PING接收報文是否超時參數(shù)，包括響應超時時間；
[0059]發(fā)送速率控制模塊，其連接以上指令解析模塊，并根據(jù)指令解析模塊輸出的PING 速率、PING發(fā)包數(shù)目參數(shù)，產(chǎn)生PING請求報文封裝使能并輸出到PING請求報文產(chǎn)生模塊； [0060]發(fā)送報文切換模塊，連接所述請求報文產(chǎn)生模塊，并將請求報文產(chǎn)生模塊生成的 PING請求報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路；
[0061 ]報文接收模塊，用于接收以太網(wǎng)線路PING報文，并對接收PING報文進行解析，并將 解析出的PING報文參數(shù)傳遞給接收統(tǒng)計模塊和響應處理模塊；
[0062]所述接收統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)所述解析出的接收PING報文進行網(wǎng)絡性能評估； [0063]所述響應處理模塊，用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，在需要響 應時產(chǎn)生PING響應報文，并將其發(fā)送給發(fā)送報文切換模塊；
[0064]所述發(fā)送報文切換模塊，將以上PING響應報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路。
[0065]其中，具體來說，所述FPGA內(nèi)部參數(shù)包括：
[0066] CPU用于計算PING結(jié)果時需要的參數(shù)，包括:PING請求報文發(fā)包數(shù)目、PING接收正 確報文數(shù)目、PING接收超時報文數(shù)目、PING接收錯誤報文包數(shù)目、PING丟失報文數(shù)目、PING 接收報文最大響應時間、PING接收報文最小響應時間、PING接收報文平均響應時間；
[0067]另外，所述請求報文產(chǎn)生模塊，進一步包括：
[0068]發(fā)送報文封裝單元，用于根據(jù)指令解析模塊輸出的參數(shù)，包括:MAC地址、幀長、IP 地址，結(jié)合發(fā)送速率控制模塊產(chǎn)生的PING請求報文封裝使能組裝PING請求報文；
[0069]為每個PING請求報文插入特有的序列號和時間標簽，供PING統(tǒng)計時丟包檢測及超 時判斷；
[0070] 發(fā)送報文校驗單元，用于為每個PING請求報文計算IP校驗和和ICMP校驗和；為每 個PING請求報文計算CRC32校驗和；
[0071]報文傳遞單元，用于將封裝好的報文輸出并傳遞到所述發(fā)送報文切換模塊。
[0072]此外，所述報文接收模塊中，具體包括：
[0073]接收報文解析單元，用于對接收PING報文進行解析，解析出下級模塊需要使用的 參數(shù)，包括源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、PING報文類別、序列號、時間標 簽；
[0074] 接收報文校驗單元，用于對接收報文進行校驗和計算和校驗，校驗報文IP校驗和 和ICMP校驗和是否正確；
[0075] 對接收報文進行CRC32校驗。
[0076]此外，所述接收統(tǒng)計模塊，具體包括：
[0077]分類統(tǒng)計單元，用于根據(jù)報文接收模塊解析的參數(shù)，對接收PING報文進行分類統(tǒng) 計，統(tǒng)計內(nèi)容包括:正確接收包數(shù)、接收錯誤包數(shù)、丟失包數(shù)、超時包數(shù)、最大響應時間、最小 響應時間、平均響應時間；
[0078]報文匹配單元，用于自動匹配和判斷當前接收PING報文為常規(guī)PING響應報文或是 環(huán)回PING報文；
[0079]其中，常規(guī)PING響應報文匹配條件：當前接收PING報文類型為PING響應報文，且該 報文解析出目的MAC地址與本機MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址一致；
[0080]環(huán)回PING報文匹配條件：當前接收PING報文類型為PING請求報文，且該報文解析 出的源和目的MAC地址均與本機MAC地址一致，源和目的IP地址均與本機IP地址一致；
[0081 ]響應時間計算單元，用于根據(jù)接收PING報文攜帶的時間標簽和當前本地時間計數(shù) 器進行計算，得出該報文響應時間。
[0082]此外，所述請求報文產(chǎn)生模塊，發(fā)送每個PING請求報文時均會將本地時間計數(shù)器 插入報文作為時間標簽；
[0083] 所述響應時間計算單元，用于根據(jù)接收PING報文攜帶的時間標簽和當前本地時間 計數(shù)器進行計算，得出該報文響應時間，具體包括：
[0084] 本地系統(tǒng)時鐘為41.667Mhz，每周期時間為24ns，該時鐘產(chǎn)生一個32bit時間計數(shù) 器，假定為T1，報文攜帶的時間標簽為T2,響應時間TD具體計算公式如下：
[0085] T1>T2,表示本地時間計數(shù)器未溢出，計算公式：
[0086] TD=(T1_T2)*24,單位 ns;
[0087] ΤΙ<T2,表示本地時間計數(shù)器溢出，計算公式：
[0088] TD=(2~32+T1-T2)*24,單位 ns〇
[0089] 此外，還包括:正確接收包數(shù)統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計接收正確包數(shù)，統(tǒng)計條件如下：
[0090] 1)正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0091] 2)報文響應時間小于等于CPU設置的PING響應超時時間；
[0092] 3)CRC32 校驗正確；
[0093] 4) IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確時統(tǒng)計；
[0094]接收錯誤包數(shù)統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計接收錯誤的包數(shù)，統(tǒng)計條件如下：
[0095] 1)正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0096] 2)報文響應時間小于等于CPU設置的PING響應超時時間；
[0097] 3)該報文包含以下任意一種或多種錯誤:CRC32校驗錯誤、IP校驗和錯誤或者ICMP 校驗和錯誤時統(tǒng)計；
[0098]超時包數(shù)統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計接收正確但超時的包數(shù)，統(tǒng)計條件如下：
[0099] 1)正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0100] 2)報文響應時間大于CPU設置的PING響應超時時間；
[0101] 3)CRC32 校驗正確；
[0102] 4) IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確時統(tǒng)計；
[0103] 丟包數(shù)統(tǒng)計單元，用于對丟失包數(shù)進行統(tǒng)計；
[0104] 其中，所述請求報文產(chǎn)生模塊在發(fā)送每個PING請求報文時插入一個序列號，該序 列號由FPGA本地產(chǎn)生，采用一個32bit計數(shù)器，每發(fā)送一個PING請求報文序列號自動加1，因 此相鄰兩個PING報文序列號相差1;
[0105] S1表示截至目前正確接收PING報文最大序列號，S2表示當前接收PING報文序列 號，丟包數(shù)LOSS計算公式如下：
[0106] S2 = S1，表示無丟包，L0SS = L0SS，S1 = S2+1;
[0107] S2>S1，S1 未溢出，表示有丟包，L0SS = L0SS+S2-S1，S1 = S2+1;
[0108] S2>SI，S1溢出時，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減1， L0SS = L0SS-1，S1 = S1;
[0109] S2<S1，S2 溢出，S1 未溢出時，表示有丟包，L0SS = L0SS+2~32+S2-Sl，Sl = S2+l;
[0110] S2<S1，S2未溢出，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減1， LOSS = LOSS-1，S1 = S1〇
[0111] 此外，所述響應時間計算單元，進一步包括：
[0112] 最大響應時間計算子單元，用于進行最大響應時間計算，包括：
[0113] 假定最大響應時間定義為TDMAX，當前報文響應時間為TD，最大響應時間計算方法 如下：
[0114] 初始化時，將TDMAX初始化為零；
[0115] 對接收每個報文TD與TDMAX進行比較，當TD>TDMAX時：TDMAX = TD，測試結(jié)束最終 得到的TDMAX則為最大響應時間；
[0116] 最小響應時間計算子單元，用于進行最小時間計算，包括：
[0117]假定最大響應時間定義為TDMIN，當前報文響應時間為TD，最小響應時間計算方法 如下：
[0118] 初始化時，將TDMIN初始化為最大值；
[0119] 對接收每個報文TD與TDMIN進行比較，當TD<TDMIN時：TDMIN = TD，測試結(jié)束最終 得到的TDMIN則為最小響應時間。
[0120] 平均響應時間:假定定義平均響應時間為TDAVG，所有正確接收報文響應時間累加 和為TDSUM，所有正確接收報文數(shù)目為ΡΚΤ0Κ，當前報文響應時間為TD，平均響應時間計算方 法如下：
[0121] 初始化時，將TDSUM初始化為零；
[0122] 接收每個報文時TDSUM = TDSUM+TD;
[0123] 平均響應時間計算:TDAVG = TDSUM/PKT0K。
[0124] 此外，所述響應處理模塊，用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，并且 產(chǎn)生PING響應報文，接收PING報文響應條件具體包括：
[0125] 1)接收報文為PING請求報文；
[0126] 2)接收PING請求報文目的MAC地址與本機MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址 一致；
[0127] 3)接收PING請求報文源MAC地址與本機MAC地址不一致，源IP地址與本機IP地址不 一致；
[0128] 4)接收PING請求報文CRC32校驗正確，IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確；
[0129] 若當前接收報文滿足以上條件，則該接收報文判別為需要響應，所述響應模塊重 新產(chǎn)生PING響應報文，具體方法如下：
[0130] 1)交換PING請求報文源和目的MAC地址，交換源和目的IP地址；
[0131] 2)將報文類型修改為PING響應報文；
[0132] 3)重新計算ICMP校驗和；
[0133] 4)重新計算CRC32校驗和。
[0134] 此外，所述發(fā)送報文切換模塊，進一步用于接收請求報文產(chǎn)生模塊和響應處理模 塊傳遞的兩路待發(fā)送PING報文，采取先到先出原則，順序發(fā)送兩路報文到線路側(cè)。
[0135] 進一步地結(jié)合實施例對以上裝置的測試方法和流程進行詳細說明，具體來說，本 裝置提供了兩種高速PING測試方法，包括：
[0136] 常規(guī)PING方式和環(huán)回PING方式?？蓱糜诓煌愋途€路，滿足大部分線路連通性 和性能測試需求。
[0137] 1)常規(guī)PING，可適用于IP線路、MSTP線路、E1線路，遠端需要設備響應PING請求報 文，例如電腦、路由器、高速PING測試裝置等，具體測試方法及過程如下：
[0138] A)本端裝置組裝并發(fā)送高速PING請求報文，報文源MAC地址和源IP地址為本機地 址，目的MAC地址和目的IP地址為遠端響應設備地址；
[0139] B)遠端響應設備接收PING請求報文并進行回應，回復PING響應報文；
[0140] C)本端裝置接收PING響應報文并進行統(tǒng)計，自動計算線路帶寬、丟包率和延時等。
[0141] 2)環(huán)回PING，可適用于MSTP線路、E1線路，遠端無需設備響應PING請求，可接入環(huán) 回設備或利用線纜物理自環(huán)，具體測試方法及過程如下：
[0142] A)本端裝置組裝并發(fā)送高速PING請求報文，報文源MAC地址、源IP地址、目的MAC地 址、目的IP地址均為本機地址；
[0143] B)遠端環(huán)回設備或物理線路自環(huán)后，對收到報文不做任何修改并環(huán)回；
[0144] C)本端裝置接收PING請求報文并進行統(tǒng)計，自動計算線路帶寬、丟包率和延時等。
[0145] 其中，本發(fā)明區(qū)別于傳統(tǒng)的PING測試，高速PING需要在連通性測試的同時測試出 線路的帶寬、時延、丟包率等結(jié)果。因此要求能夠發(fā)送大流量的PING請求報文并實時分析統(tǒng) 計大流量的PING響應報文。本方法中基于FPGA高速處理的特性，利用FPGA實現(xiàn)PING請求報 文組裝發(fā)送、PING響應報文接收解析，支持對大流量PING請求報文進行回應，同時提供了環(huán) 回PING測試方案。
[0146] 其中，具體來說:PING請求報文產(chǎn)生和發(fā)送：
[0147] 1)指令解析模塊有兩個功能，一是將CPU指令解析為FPGA可識別的參數(shù)，供FPGA內(nèi) 部其他模塊使用;另一個是將FPGA內(nèi)部參數(shù)轉(zhuǎn)換為CPU能識別的指令，供CPU實時讀??；
[0148] 傳遞到FPGA的參數(shù)包括：
[0149] A)用于組裝PING請求報文時需要的參數(shù)，包括本機MAC地址、PING目的MAC地址、本 機IP地址、PING目的IP地址、PING請求報文幀長等；
[0150] B)用于控制PING請求報文發(fā)送需要的參數(shù)，包括PING速率、PING包數(shù)、PING發(fā)包開 始/停止控制等；
[0151] C)設置PING接收統(tǒng)計響應超時時間；
[0152] 傳遞到CPU的參數(shù)包括：
[0153] A)用于CPU計算PING結(jié)果時需要的參數(shù)，包括PING請求報文發(fā)包數(shù)目、PING接收正 確報文數(shù)目、PING接收超時報文數(shù)目、PING接收錯誤報文包數(shù)目、PING丟失報文數(shù)目、PING 接收報文最大響應時間、PING接收報文最小響應時間、PING接收報文平均響應時間等；
[0154] B)當前FPGA指令參數(shù)；
[0155] 2)PING發(fā)送速率控制模塊根據(jù)指令解析模塊輸出的PING速率、PING發(fā)包數(shù)目等參 數(shù)，產(chǎn)生PING請求報文封裝使能并輸出到PING請求報文產(chǎn)生模塊，達到PING發(fā)送速率控制 及PING指定報文數(shù)目的目的；
[0156] 3)PING請求報文產(chǎn)生模塊用于PING請求報文的封裝和發(fā)送，主要有如下功能：
[0157] A)根據(jù)指令解析模塊輸出的參數(shù)(例如MAC地址、幀長、IP地址等），同時結(jié)合PING 發(fā)送速率控制模塊產(chǎn)生的PING請求報文封裝使能組裝PING請求報文；
[0158] B)為每個PING請求報文插入特有的序列號和時間標簽，供PING統(tǒng)計時丟包檢測及 超時判斷；
[0159] C)為每個PING請求報文計算IP校驗和和ICMP校驗和；
[0160] D)為每個PING請求報文計算CRC32校驗和；
[0161] E)將封裝好的報文輸出并傳遞到下級模塊。
[0162] 4)PING報文接收模塊用于對接收PING報文進行解析，包括PING請求報文和PING響 應報文。主要包含如下功能：
[0163] A)對接收報文進行解析，解析出下級模塊需要使用的參數(shù)。包括源MAC地址、目的 MAC地址、源IP地址、目的IP地址、PING報文類別、序列號、時間標簽等；
[0164] B)對接收報文進行校驗和計算和校驗，校驗報文IP校驗和和ICMP校驗和是否正 確；
[0165] C)對接收報文進行CRC32校驗；
[0166] 5)PING接收統(tǒng)計模塊用于對接收PING報文進行統(tǒng)計，主要功能如下：
[0167] A)根據(jù)PING報文接收模塊解析出的參數(shù)，對接收PING報文進行分類統(tǒng)計。統(tǒng)計內(nèi) 容包括:正確接收包數(shù)、接收錯誤包數(shù)、丟失包數(shù)、超時包數(shù)、最大響應時間、最小響應時間、 平均響應時間；
[0168] B)支持常規(guī)PING統(tǒng)計和環(huán)回PING統(tǒng)計，自動匹配當前接收PING報文為常規(guī)PING響 應報文或是環(huán)回PING報文。匹配條件如下：
[0169] 當常規(guī)PING:接收報文類型為PING響應報文，且該報文解析出目的MAC地址與本機 MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址一致；
[0170]當環(huán)回PING:接收報文類型為PING請求報文，且該報文解析出的源和目的MAC地址 均與本機MAC地址一致，源和目的IP地址均與本機IP地址一致；
[0171] C)響應時間計算:利用PING目的設備端在回應PING請求報文時不會對報文內(nèi)容做 修改的特性，PING請求報文產(chǎn)生模塊在發(fā)送每個PING請求報文時均會將本地時間計數(shù)器插 入報文作為時間標簽。PING接收統(tǒng)計模塊根據(jù)接收PING報文攜帶的時間標簽和當前本地時 間計數(shù)器進行計算，得出該報文響應時間。本地系統(tǒng)時鐘為41.667Mhz，每周期時間為24ns。 并且利用該時鐘產(chǎn)生一個32bit時間計數(shù)器，假定為T1，報文攜帶的時間標簽為T2,響應時 間TD具體計算公式如下：
[0172] 當ΤΙ >T2，表示本地時間計數(shù)器未溢出，計算公式：
[0173] TD=(T1_T2)*24,單位 ns;
[0174] 當T1<T2,表示本地時間計數(shù)器溢出，計算公式：
[0175] TD=(2~32+T1-T2)*24,單位 ns。
[0176] D)正確接收包數(shù)：
[0177] 當正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0178] 當報文響應時間小于等于CPU設置的PING響應超時時間；
[0179] 當CRC32校驗正確；
[0180] 當IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確；
[0181] E)接收錯誤包數(shù)統(tǒng)計：
[0182] 當正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0183] 當報文響應時間小于等于CPU設置的PING響應超時時間；
[0184] 當該報文包含以下任意一種或多種錯誤:CRC32校驗錯誤、IP校驗和錯誤或者ICMP 校驗和錯誤；
[0185] F)超時包數(shù)統(tǒng)計：
[0186] 當正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文；
[0187] 當報文響應時間大于CPU設置的PING響應超時時間；
[0188] 當CRC32校驗正確；
[0189] 當IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確；
[0190] G)丟包數(shù)統(tǒng)計:利用PING目的設備端在回應PING請求報文時不會對報文內(nèi)容做修 改的特性，PING請求報文產(chǎn)生模塊在發(fā)送每個PING請求報文時均會插入一個序列號，該序 列號由FPGA本地產(chǎn)生，采用一個32bit計數(shù)器，每發(fā)送一個PING請求報文序列號自動加1，因 此相鄰兩個PING報文序列號相差1。假設S1表示截至目前正確接收PING報文最大序列號，S2 表示當前接收PING報文序列號，丟包數(shù)LOSS計算公式如下：
[0191 ]當52 = 51，表示無丟包。11)55 = 11)55,51 = 52+1;
[0192] 當S2>S1，S1 未溢出，表示有丟包。L0SS = L0SS+S2-S1，S1 = S2+1;
[0193] 當S2>SI，S1溢出時，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減 1〇LOSS = LOSS-1,S1 = S1；
[0194] 當 S2<S1，S2 溢出，S1 未溢出時，表示有丟包。L0SS = L0SS+2~32+S2-Sl，Sl = S2+l;
[0195] 當S2<S1，S2未溢出，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減 1〇LOSS = LOSS-1，S1 = S1〇
[0196] Η)最大響應時間：假定最大響應時間定義為TDMAX，當前報文響應時間為TD，最大 響應時間計算方法如下：
[0197]當初始化時，將TDMAX初始化為零；
[0198] 當對接收每個報文TD與TDMAX進行比較，當TD>TDMAX時：TDMAX = TD，測試結(jié)束最 終得到的TDMAX則為最大響應時間。
[0199] I)最小響應時間：假定最大響應時間定義為TDMIN，當前報文響應時間為TD，最小 響應時間計算方法如下：
[0200] 當初始化時，將TDMIN初始化為最大值；
[0201] 當對接收每個報文TD與TDMIN進行比較，當TD<TDMIN時：TDMIN = TD，測試結(jié)束最 終得到的TDMIN則為最小響應時間。
[0202] J)平均響應時間:假定定義平均響應時間為TDAVG，所有正確接收報文響應時間累 加和為TDSUM，所有正確接收報文數(shù)目為ΡΚΤ0Κ，當前報文響應時間為TD，平均響應時間計算 方法如下：
[0203]當初始化時，將TDSUM初始化為零；
[0204] 當接收每個報文時TDSUM = TDSUM+TD;
[0205] 當平均響應時間計算:TDAVG = TDSUM/PKT0K。
[0206] 6)PING響應處理模塊用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，并且產(chǎn)生 PING響應報文；
[0207] A)接收PING請求報文響應條件：
[0208]當接收報文為PING請求報文；
[0209] 當接收PING請求報文目的MAC地址與本機MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址 一致；
[0210] 當接收PING請求報文源MAC地址與本機MAC地址不一致，源IP地址與本機IP地址不 一致；
[0211] 當接收PING請求報文CRC32校驗正確，IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確；
[0212] B)若一個接收請求報文判別為需要響應，該模塊還將重新產(chǎn)生PING響應報文，具 體方法如下：
[0213] 當交換PING請求報文源和目的MAC地址，交換源和目的IP地址；
[0214] 當將報文類型修改為PING響應報文；
[0215]當重新計算ICMP校驗和；
[0216] 當重新計算CRC32校驗和。
[0217] 7)發(fā)送報文切換模塊接收兩路待發(fā)送PING報文，分別來自PING請求報文產(chǎn)生模塊 和PING響應處理模塊，采取先到先出原則，順序發(fā)送兩路報文到線路側(cè)。
[0218] 3.界面設置和顯示元素
[0219]本裝置采用軟件和硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)高速PING，由軟件提供高速PING測試需要 的各種參數(shù)，同時讀取高速PING統(tǒng)計結(jié)果并反饋給用戶。軟件提供直觀的圖形化界面，可供 用戶快速修改PING參數(shù)并查詢測試結(jié)果。
[0220] 1)提供用戶的設置項較少，和電腦上PING命令類型，用戶可快速學習并使用。界面 提供設置項如下：
[0221] A)本機IP地址；
[0222] B)本機MAC地址；
[0223] C)PING 目的 IP 地址；
[0224] D)PING 報文幀長；
[0225] E)PING 報文數(shù)目；
[0226] F)PING 速率。
[0227] 2)界面顯示的統(tǒng)計結(jié)果如下：
[0228] A)PING 發(fā)包數(shù)目；
[0229] B)PING正確收包數(shù)目；
[0230] C)PING接收超時包數(shù)目；
[0231 ] D)PING接收錯誤包數(shù)目；
[0232] E)PING丟失包數(shù)目；
[0233] F)PING丟包率，丟包率=丟失包數(shù)目/發(fā)包數(shù)目；
[0234] G)最大響應時間；
[0235] H)最小響應時間；
[0236] I)平均響應時間；
[0237] J)PING發(fā)送速率和PING接收速率。
[0238] 本裝置主要用于快速測試網(wǎng)絡連通性及性能，提供了多種使用方式。
[0239] 1)配合電腦、路由器或服務器等可響應PING請求命令的設備使用。其中，如圖5所 示，采用常規(guī)PING測試方法，主要在遠端沒有配合設備或在線測試線路性能時使用。這種測 試方法環(huán)境搭建簡單，在本端接入高速PING測試裝置PING遠端電腦、路由器或服務器IP地 址等即可完成測試。適用于IP線路、MSTP線路、E1專線等多種線路，同時可在線測試線路性 能，但是受遠端響應設備響應性能影響較大，在線路帶寬較高時測試結(jié)果可能存在偏差，例 如線路帶寬高于100Mbps時。
[0240] 2)配合環(huán)回設備使用，使用說明如圖6所示，采用環(huán)回PING測試方法，主要用于測 試物理線路通道，對遠端配合要求較低，僅需要提供線纜自環(huán)或接入環(huán)回設備即可。測試結(jié) 果不受線路側(cè)設備響應性能影響，可支持線速測試。但是這種測試方法主要用于物理線路 通道測試，例如MSTP專線、E1專線測試。
[0241] 3)兩臺裝置配合使用，使用說明圖如圖7所示，采用常規(guī)PING測試方法，主要用于 帶寬較高的線路，適用于IP專線、MSTP專線、E1專線等線路。需要兩臺高速PING測試裝置配 合使用，由高速PING測試裝置發(fā)送PING請求并響應PING請求命令，可達到線速測試。
[0242] 本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)點：
[0243] 1.操作簡單:該方法參數(shù)設置簡單，和傳統(tǒng)電腦PING命令類似，用戶簡單學習即可 使用；
[0244] 2.測試高效:利用高速PING，在快速檢測線路連通性同時準確測試出線路帶寬、丟 包率和時延，節(jié)省測試時間；
[0245] 3.測試精度高：采用FPGA控制PING流量發(fā)送和響應時間計算。流量精度達到 0 · 001Mbps，時延測試精度達到24ns。
[0246]需要說明的是，對于上述方法實施例而言，為了簡單描述，故將其都表述為一系列 的動作組合，但是本領域技術(shù)人員應該知悉，本申請并不受所描述的動作順序的限制，因為 依據(jù)本申請，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術(shù)人員也應該知 悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本申請 所必須的。
[0247]最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術(shù)人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 高速PING實現(xiàn)方法，基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實現(xiàn)，包括:請求報文產(chǎn)生模塊，其 連接指令解析模塊，并讀取指令解析模塊傳遞的參數(shù)，據(jù)此組裝PING請求報文； 指令解析模塊，包括:CPU指令解析單元，用于將CPU指令解析為FPGA可識別的參數(shù)，傳 遞到FPGA內(nèi)部其他模塊使用； FPGA指令解析單元，用于將FPGA內(nèi)部參數(shù)轉(zhuǎn)換為CRJ能識別的指令，供CRJ實時讀??； 其中，所述CPU指令中傳遞到FPGA的參數(shù)，具體包括：用于組裝PING請求報文時需要的 參數(shù)，包括本機MAC地址、PING目的MAC地址、本機IP地址、PING目的IP地址、PING請求報文幀 長； 用于控制PING請求報文發(fā)送需要的參數(shù)，包括PING速率、PING包數(shù)、PING發(fā)包開始/停 止控制； 用于判斷PING接收報文是否超時參數(shù)，包括響應超時時間； 發(fā)送速率控制模塊，其連接以上指令解析模塊，并根據(jù)指令解析模塊輸出的PING速率、 PING發(fā)包數(shù)目參數(shù)，產(chǎn)生PING請求報文封裝使能并輸出到PING請求報文產(chǎn)生模塊； 發(fā)送報文切換模塊，連接所述請求報文產(chǎn)生模塊，并將請求報文產(chǎn)生模塊生成的PING 請求報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路； 報文接收模塊，用于接收以太網(wǎng)線路PING報文，并對接收PING報文進行解析，并將解析 出的PING報文參數(shù)傳遞給接收統(tǒng)計模塊和響應處理模塊； 所述接收統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)所述解析出的接收PING報文參數(shù)進行網(wǎng)絡性能評估； 所述響應處理模塊，用于判別當前接收的PING請求報文是否需要響應，在需要響應時 產(chǎn)生PING響應報文，并將其發(fā)送給發(fā)送報文切換模塊； 所述發(fā)送報文切換模塊，將以上PING響應報文發(fā)送到以太網(wǎng)線路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述FPGA內(nèi)部參數(shù)包括： CPU用于計算PING結(jié)果時需要的參數(shù)，包括:PING請求報文發(fā)包數(shù)目、PING接收正確報 文數(shù)目、PING接收超時報文數(shù)目、PING接收錯誤報文包數(shù)目、PING丟失報文數(shù)目、PING接收 報文最大響應時間、PING接收報文最小響應時間、PING接收報文平均響應時間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述請求報文產(chǎn)生模塊， 進一步包括： 發(fā)送報文封裝單元，用于根據(jù)指令解析模塊輸出的參數(shù)，包括:MAC地址、幀長、IP地址， 結(jié)合發(fā)送速率控制模塊產(chǎn)生的PING請求報文封裝使能組裝PING請求報文； 為每個PING請求報文插入特有的序列號和時間標簽，供PING統(tǒng)計時丟包檢測及超時判 斷； 發(fā)送報文校驗單元，用于為每個PING請求報文計算IP校驗和和ICMP校驗和；為每個 PING請求報文計算CRC32校驗和； 報文傳遞單元，用于將封裝好的報文輸出并傳遞到所述發(fā)送報文切換模塊。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述報文接收模塊中，具體 包括； 接收報文解析單元，用于對接收PING報文進行解析，解析出下級模塊需要使用的參數(shù)， 包括源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、PING報文類別、序列號、時間標簽； 接收報文校驗單元，用于對接收報文進行校驗和計算和校驗，校驗報文IP校驗和和 ICMP校驗和是否正確； 對接收報文進行CRC32校驗。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述接收統(tǒng)計模塊，具體包 括： 分類統(tǒng)計單元，用于根據(jù)報文接收模塊解析的參數(shù)，對接收PING報文進行分類統(tǒng)計，統(tǒng) 計內(nèi)容包括:正確接收包數(shù)、接收錯誤包數(shù)、丟失包數(shù)、超時包數(shù)、最大響應時間、最小響應 時間、平均響應時間； 報文匹配單元，用于自動匹配和判斷當前接收PING報文為常規(guī)PING響應報文或是環(huán)回 PING報文； 其中，常規(guī)PING響應報文匹配條件：當前接收PING報文類型為PING響應報文，且該報文 解析出目的MAC地址與本機MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址一致； 環(huán)回PING報文匹配條件：當前接收PING報文類型為PING請求報文，且該報文解析出的 源和目的MAC地址均與本機MAC地址一致，源和目的IP地址均與本機IP地址一致； 響應時間計算單元，用于根據(jù)接收PING報文攜帶的時間標簽和當前本地時間計數(shù)器進 行計算，得出該報文響應時間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述請求報文產(chǎn)生模塊，發(fā) 送每個PING請求報文時均會將本地時間計數(shù)器插入報文作為時間標簽； 所述響應時間計算單元，用于根據(jù)接收PING報文攜帶的時間標簽和當前本地時間計數(shù) 器進行計算，得出該報文響應時間，具體包括： 本地系統(tǒng)時鐘為41.667Mhz，每周期時間為24ns，該時鐘產(chǎn)生一個32bit時間計數(shù)器，假 定為T1，報文攜帶的時間標簽為T2,響應時間TD具體計算公式如下： TI>T2,表示本地時間計數(shù)器未溢出，計算公式： TD=(T1-T2)*24,單位 ns; ΤΙ <T2，表示本地時間計數(shù)器溢出，計算公式：7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，還包括:正確接收包數(shù)統(tǒng)計 單元，用于統(tǒng)計接收正確包數(shù)，統(tǒng)計條件如下： 1) 正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文： 2) 報文響應時間小于等于CRJ設置的PING響應超時時間； 3. CRC32校驗正確； 4. IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確時統(tǒng)計； 接收錯誤包數(shù)統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計接收錯誤的包數(shù)，統(tǒng)計條件如下： 1) 正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文； 2) 報文響應時間小于等于CRJ設置的PING響應超時時間； 3) 該報文包含以下任意一種或多種錯誤:CRC32校驗錯誤、IP校驗和錯誤或者ICMP校驗 和錯誤時統(tǒng)計； 超時包數(shù)統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計接收正確但超時的包數(shù)，統(tǒng)計條件如下： 1) 正確匹配當前報文為常規(guī)PING報文或環(huán)回PING報文； 2) 報文響應時間大于CRJ設置的PING響應超時時間； 3. CRC32校驗正確； 4. IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確時統(tǒng)計； 丟包數(shù)統(tǒng)計單元，用于對丟失包數(shù)進行統(tǒng)計； 其中，所述請求報文產(chǎn)生模塊在發(fā)送每個PING請求報文時插入一個序列號，該序列號 由FPGA本地產(chǎn)生，采用一個32bit計數(shù)器，每發(fā)送一個PING請求報文序列號自動加1，因此相 鄰兩個PING報文序列號相差1; S1表示截至目前正確接收PING報文最大序列號，S2表示當前接收PING報文序列號，丟 包數(shù)LOSS計算公式如下： S2 = S1，表示無丟包，L0SS = LOSS，SI = S2+1; S2>S1，S1 未溢出，表示有丟包，L0SS = L0SS+S2-S1，S1 = S2+1; S2>S1，S1溢出時，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減1，L0SS = L0SS-1，S1 = S1; S2<S1，S2溢出，S1 未溢出時，表示有丟包，LOSS = LOSS + 2A32 + S2_ SI, S1=S2+1; S2<SI，S2未溢出，表示無丟包，該報文為亂序報文，需要將本地丟包數(shù)LOSS減1，LOSS = LOSS-1，S1 = S1〇8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述響應時間計算單元，進 一步包括： 最大響應時間計算子單元，用于進行最大響應時間計算，包括： 假定最大響應時間定義為TDMAX，當前報文響應時間為TD，最大響應時間計算方法如 下： 初始化時，將TDMAX初始化為零； 對接收每個報文TD與TDMAX進行比較，當TD>TDMAX時：TDMAX = TD，測試結(jié)束最終得到 的TDMAX則為最大響應時間； 最小響應時間計算子單元，用于進行最小時間計算，包括： 假定最大響應時間定義為TDMIN，當前報文響應時間為TD，最小響應時間計算方法如 下： 初始化時，將TDMIN初始化為最大值； 對接收每個報文TD與TDMIN進行比較，當TD<TDMIN時：TDMIN = TD，測試結(jié)束最終得到 的TDMIN則為最小響應時間。 平均響應時間：假定定義平均響應時間為TDAVG，所有正確接收報文響應時間累加和為 TDSUM，所有正確接收報文數(shù)目為PKT0K，當前報文響應時間為TD，平均響應時間計算方法如 下： 初始化時，將TDSUM初始化為零； 接收每個報文時TDSUM=TDSUM+TD; 平均響應時間計算：TDAVG = TDSUM/PKTOK。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述響應處理模塊，用于判 別當前接收的PING請求報文是否需要響應，并且產(chǎn)生PING響應報文，接收PING報文響應條 件具體包括： 1)接收報文為PING請求報文； 2) 接收PING請求報文目的MAC地址與本機MAC地址一致，目的IP地址與本機IP地址一 致； 3) 接收PING請求報文源MAC地址與本機MAC地址不一致，源IP地址與本機IP地址不一 致； 4) 接收PING請求報文CRC32校驗正確，IP校驗和和ICMP校驗和校驗正確； 若當前接收報文滿足以上條件，則該接收報文判別為需要響應，所述響應模塊重新產(chǎn) 生PING響應報文，具體方法如下： 1) 交換PING請求報文源和目的MAC地址，交換源和目的IP地址； 2) 將報文類型修改為PING響應報文； 3) 重新計算ICMP校驗和； 4) 重新計算CRC32校驗和。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速PING實現(xiàn)方法，其特征在于，所述發(fā)送報文切換模塊， 進一步用于接收請求報文產(chǎn)生模塊和響應處理模塊傳遞的兩路待發(fā)送PING報文，采取先到 先出原則，順序發(fā)送兩路報文到線路側(cè)。11. 一種常規(guī)PING測試方法，基于高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置，該測試方法具體包 括： 高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置組裝并發(fā)送高速PING請求報文，報文源MAC地址和源 IP地址為本機地址，目的MAC地址和目的IP地址為遠端響應設備地址； 遠端響應設備接收PING請求報文并進行回應，回復PING響應報文； 高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置接收PING響應報文并進行統(tǒng)計，計算線路帶寬、丟包 率和延時。12. -種環(huán)回PING測試方法，基于高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置，該測試方法具體包 括： 高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置組裝并發(fā)送高速PING請求報文，報文源MAC地址、源IP 地址、目的MAC地址、目的IP地址均為本機地址； 遠端環(huán)回設備或物理線路自環(huán)后，對收到報文不做任何修改并環(huán)回； 高速PING快速驗證網(wǎng)絡性能裝置接收PING請求報文并進行統(tǒng)計，計算線路帶寬、丟包 率和延時。
【文檔編號】H04L12/26GK105827476SQ201610037222
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】陳剛
【申請人】北京榮達千里科技有限公司