IP網絡中路由器協議的使用
現代化信息標準已經和以前大不相同了。自從統一通信的提出,更是給了企業級的信息化標準劃了一個新的時代。那么其中路由器協議的使用就更為復雜了。網絡設計中,尤其是IP網絡在設計上無法在不到1s的時間內恢復故障,但是,VoIP,IPTV等應用對迅速故障檢測和恢復提出了越來越高的要求。目前作為一項IETF草案標準,雙向轉發檢測(BFD)提供一種檢測鏈路或系統轉發傳輸流能力的方法,提高故障檢測與恢復速度。
從技術上來說,BFD在兩臺路由器上建立會話,用來監測兩臺路由器間的雙向轉發路徑,為上層路由器協議服務。BFD本身并沒有發現機制,而是靠被服務的上層協議通知其該與誰建立會話,會話建立后如果在檢測時間內沒有收到對端的BFD控制報文則認為發生故障,通知被服務的上層協議,上層協議進行相應的處理。
BFD是一種簡單的“Hello"協議,系統之間所建立的會話通道上周期性的發送檢測報文,如果某個系統在足夠長的時間內沒有收到對端的檢測報文,則認為在這條到相鄰系統的雙向通道的某個部分發生了故障。雖然BFD路由器協議相對來說比較簡單,但是是非常新的技術,所以如何對其進行測試是當前路由設備廠商關注的焦點。某企業使用IXIA測試BFD協議的拓撲圖,IXIA支持單跳和多跳Session的測試,另外還有下面的特點:
(1)一個端口可以仿真多個BFD路由器、多個接口和多個Sessions。
(2)支持Asynchronous模式和Demand模式驗證,支持Echo功能。
(3)BFD協議可以單獨應用,實現功能測試和Session容量測試。
(4)BFD協議也可以和BGP4,BGP4+,OSPFv2/v3,ISISv4/v6,EIGRP和PIM-SMv4/v6等路由器協議配合使用。
Graceful Restart(完美重啟)是一種旨在使路由器協議重啟影響最小化的機制,其目的是盡量減少路由器重啟導致的路由抖動,減少路由計算資源和網絡帶寬資源的浪費。各種路由器協議比如OSPF,BGP,ISIS和MPLS協議RSVP-TE和LDP協議都需要支持GR的功能以實現無停止轉發(Non-Stop Forwarding)。
GR機制的核心在于:當某設備的路由器協議重啟時,能夠通知GR Helper在一定時間內將到該設備的鄰居關系和路由保持穩定。在路由協議重啟完畢后,GR Helper協助其進行路由信息同步,在盡量短的時間內使該設備的各種路由信息恢復到重啟前的狀態。在整個協議重啟過程中,網絡路由和轉發保持高度穩定,報文轉發路徑也沒有任何改變,整個系統可以不間斷地轉發IP報文。這個過程即稱為完美重啟。IXIA支持路由器協議和MPLS協議的GR特性,相應遵守的規范如表2所示。測試GR特性相對來說比較簡單,需要支持相應協議的GR特性,驗證被測設備GR特性是否有效。
從原理上來說,QoS所評估的就是網絡傳輸數據包的服務能力。由于網絡提供的服務是多樣的,因此對QoS的評估可以基于不同方面。通常所說的QoS,是對數據包傳輸過程中為延遲、延遲抖動、丟包率等核心需求提供支持服務能力的評估。QoS的類型主要有四種:
(1)802.1p VLAN優先級:位于二層報文頭部,適用于不需要分析三層報頭,而需要在二層環境下保證QoS的場合。
(2)IP優先級:IP Header中的TOS字段有8個Bit,前3個Bit表示的就是IP優先級,取值范圍為0~7。
(3)ToS優先級:IP Header中的TOS字段有8個Bit,第3~6這4個bit表示的是ToS優先級,取值范圍為0~15。
(4)DSCP優先級:定義了4類流量:
加速轉發(Expedited Forwarding,EF)類。確保轉發(Assured Forwarding,AF)類。又分為4個小類,每個小類又分為3個丟棄優先級,可以細分AF業務的等級,AF類的QoS等級低于EF類。兼容IP優先級的類(Class Selector,CS)。從IP ToS字段演變而來,共8類。盡力轉發(Best Effort,BE)類。是CS中特殊一類,沒有任何保證,AF類超限后可以降級為BE類,現有IP網絡流量也都默認為此類。
而QoS優先級重標記功能則通過引入ACL進行流識別,為匹配的報文重新指定優先級。QoS的測試屬于傳統測試項,測試儀表都有比較好的支持,但是對于QoS重標記的測試,相對來說比較復雜,因為從測試的原理上來說,性能測試必須對特定的字段進行追蹤,但是由于QoS被“重新標記"了,所以所追蹤的特定字段也就改變了。目前,只有IXIA所提供的多字段追蹤功能可以對QoS重標記功能進行很好的支持,并且可以和路由交換設備的控制層面測試結合進行。一個QoS優先級可以被被測設備“重新標記"為多個其他優先級,傳統的采用“抓包"分析的方法就顯得無能為力了。
IXIA的多字段追蹤功能特點非常靈活,除了對QoS重標記特性測試很方便實現之外,另外還可以應用于VLAN泄漏,電信級以太網重要的PBB/PBT轉發性能測試等重要特性的測試。目前,多個設備制造商和評測機構都用該特性評估設備的QoS重標記性能和PBB/PBT轉發性能。IXIA領先的路由交換測試方案完全可以滿足和超過客戶對各種最復雜網絡環境仿真的預期,為路由交換設備提供真實的環境和流量仿真,隨著從傳統路由測試向最新路由方法的轉換,隨著用戶對高性能、高密度和高擴展性要求的提高,IXIA最新的Optixia測試平臺和IxNetwork路由交換測試軟件完全可以滿足和超過用戶多樣化的測試需求。