IXIA IP测试平台和测试方案介绍

摘要　介绍了IXIA公司统一IP测试平台的各个重要组成部分，包括高性能机框、测试模块和应用软件；在上述平台上实现的2~7层测试方案，包括路由、MPLSVPN，电信级以太网，IPTV，应用层业务性能与信息安全，语音和IMS测试等，总结了IXIA产品的特点和优势。
1  引言
美国IXIA公司（纳斯达克上市公司，代号XXIA）是高性能IP网络测试解决方案的全球一流提供商，100%专注于开发IP测试解决方案。有很多客户朋友想系统了解IXIA IP测试平台和所提供测试方案的最新进展，在这里做一介绍。
2  IXIA统一化平台
IXIA统一化平台有三部分组成：机框、测试模块和软件，三部分有机结合构成了目前最为完整的2~7层IP测试方案。图1是IXIA整体测试方案的示意。

图1  IXIA 2~7层整体测试方案
2.1  机框
IXIA机框有两种类型：机架式和便携式，可以根据测试应用和端口数量的需要具体选择。
机架式机框Optixia XM12（见图2）是目前业界性能最高和支持测试应用最为广泛的IP测试平台，适合多端口、多用户在实验室里同时使用。因具有下面的特点而受到市场的关注，特别是IXIA现有用户的青睐。

图2  Optixia XM12测试机框
（1）测试模块、测试软件甚至以前的测试配置都可以完全兼容，并且性能大大提高，提高了测试效率并最大化地保护投资。
（2）全面支持Aptixia的各种应用，单一平台完成2~7层测试。
（3）高速背板连接、模块化的软硬件设计、清晰的LCD状态实时显示，运行状态一目了然。
（4）支持测试模块的热插拔，为测试带来方便。
便携式机框Optixia XM2有着和XM12一样的特点，但是灵活性较强，适合需要经常外出测试时使用。Optixia XM2见图3。

图3  OptixiaXM2测试机框
2.2  测试模块
IXIA 100％专注于IP测试领域，提供的产品都以IP技术为核心。所以相应测试模块都以10/100/1000M，10G以太网接口为主。当然也提供ATM，POS，PoE（Power over Ethernet）等接口类型以满足多样的测试需求。其中，千兆模块应用最为广泛，IXIA千兆测试模块有多种类型满足不同用户的测试需要，在这里重点介绍两种模块LSM1000XMV16和ASM1000XMV12。
LSM1000XMV16是目前业界惟一能提供高性能2~7层测试的高密度测试模块（见图4）。该测试模块有下面的特点：

图4  LSM1000XMV16 高性能测试模块
（1）端口密度高：一块测试板块能够同时提供16个10/100/100M电口和16个100/1000M光口（双介质接口类型）。
（2）性能指标高：在2~3层路由协议的仿真上，两个测试端口就可以同时仿真电信级核心路由器的路由拓扑。其他厂家可能需要超过10个测试端口才能达到类似的性能。
●800eBGP Peers并通告300k条路由；
●68OSPF Adjacencies并通告10k条路由；
●22OSPFv3 Adjacencies并通告1k条路由；
●4PEs并通过550k VPN路由；
●50iBGP4+Peers并通告10k条路由。
所以，该测试模块是核心路由设备测试的首选。上面的测试数据在第三方测试实验室Isocore Lab得到充分验证和认可。详细评测报告可参见下面的链接：
http://www.isocore.com/reports/ITD-12099-IsocoreIxiaXMVScalabilityTestReport1.6.pdf。
在4~7层应用协议的仿真上，HTTP Connection Rate每个端口可以达到15k，HTTP Goodput（有效吞吐量）每个端口可以超过950Mbit/s，性能随着端口数量的增加而线性增加。并且每个测试端口都可以仿真客户端或者服务器端。
ASM1000XMV12（见图5）是目前业界惟一能产生和分析10G应用层线速流量的测试模块，该测试模块有三种工作模式。

图5  ASM1000XMV12
●非聚合模式：12个10/100/1000Mbit/s电口和12个100/1000M光接口提供2~7层的测试功能。
●千兆聚合模式：通过交换矩阵可以将12个端口的PCPU任意聚合，提高每端口的4~7层处理能力。
●万兆聚合模式：将12个千兆口的PCPUs通过交换矩阵聚合到万兆端口上，产生10G应用层线速流量。这也是最典型最常用的应用模式，用于高性能10G防火墙、高性能应用网关和DPI等应用层设备的性能测试。图6是万兆聚合的示意。

图6  ASM1000XMV12万兆聚合示意
2.3  测试软件
（1）Aptixia IxNetwork
Aptixia IxNetwork是测试交换机、路由器、DSLAM、BRAS等2~3层转发设备的旗舰工具，通过模拟上百万的路由和可到达的主机，产生上百万的数据流量，实现对被测设备控制层面和数据平面相结合的压力测试，同时可以对控制层面与数据平面的性能进行实时分析。支持的主要协议包括：BGP，BGP+，MBGP；OSPFv2/v3，OSPFv3；BFD；ISISv4/v6，ISISv6；RIP，RIPng；L2MPLSVPN，VPLS(LDP和BGP Based)；L3MPLSVPN，MulticastVPN，MulticastVPNv6；LDP，RSVP-TE；IGMPv1/v2/v3，MLDv1/v2，PIM-SMv4/v6；STP，RSTP，MSTP，PVST+，RPVST+；EIGRP；DHCPv4/v6；PPPoX，L2TP，802.1x，802.1x withNAC(L2NAC)，EAPoUDP(L3NAC)；Ethernet OAM，CFM，（IEEE802.3ah，IEEE802.1ag）ITU.Y1731。
主要特性有：
●易于使用的协议向导，模拟互联网级路由拓扑结构，迅速准确地测定网络设备的路由容量。
●强大的流量向导，可以按照模拟的网络和主机，生成数百万的数据流量。
●灵活的测试调度功能，可以实时模拟拓扑结构的动态抖动和变化；测定网络收敛的性能。
●Application Traffic(HTTP，POP3，SMTP，Voice，Video等)over Routes的QoE测试。
●RFC2544基准测试方法Over Routing的基准性能测试。
●“白盒子”测试方法（通过SNMP实时获取被测设备信息）。需要说明的是，所有Aptixia应用程序都支持该特性，在测试过程中实时观察被测设备的运行状态。
●“流检测”功能可以从海量的流中实时找出“最好”或“最差”性能的流，大大提高测试效率。
●“多字段追踪”功能可以方便实现VLAN泄漏、QoS重标记等重要特性的性能测试。
（2）Aptixia IxLoad
Aptixia IxLoad是用于评估语音、数据、视频三合一网络和设备以及信息安全设备性能的专业工具。IxLoad模拟IPTV和三合一网络服务的用户以及相关协议，确保用户的体验质量(QoE)。支持的协议包括：
●数据类（Data）协议
——TCP连接数性能测试；
——HTTP(1.0/1.1)及Web服务器功能测试；
——SSLv2，SSLv3，TLSv1；
——FTP；
——E-mail协议（POP3，IMAP，IMAP）；
——RTSP/RTP；
——Telnet；
——DNS；
——LDAP；
——DHCP Client；
——TFTP Client；
——私有协议的有状态捕捉回放AppReplay；
——SSH Client；
——Radius Client；
——P2P协议（BitTorrent，eDonkey，Kazaa，FastTrack，Gnutella等）。
●Vulnerability Attacks和DDoS攻击。
●语音（VoIP）：SIP，MGCP。
●视频（Video）
——IGMPv1/v2/v3，MLDv1/v2协议支持的Broadcast TV，测试频道切换时间，I帧加入延迟（I-Frame Join Latency）和视频质量MDI，MOS_V和PEVQ；
——RTSP/RTP协议下的VoD；
——Microsoft IPTV(MSTV)测试支持。
●网络层的接入方式：IP接入包括VLANs（802.1Q，Q-in-Q，802.1p）等支持，PPPoE接入，IPSec接入，DHCP（包括Option82）接入。
（3）Aptixia IxAutomate
Aptixia IxAutomate是自动化测试套件集，可以实现常见测试例的快速设置，支持的测试套件包括：
●2~3层数据平面转发测试：RFC2544（已更新至2007最新测试规范，增加IPv4/v6测试特性），RFC2889，高级交换特性测试(VLAN，Data Integrity，Sequence Checking，Error Handling，etc.)，QoS测试，IPv4/v6 Tunneling，Broadband Performance，LACP，MEF14测试套件。
●路由协议：BGP4/BGP4+，OSPFv2/v3，ISISv4/v6。
●组播：RFC3918 IP Multicast(IGMPv1/v2/v3，MLDv1/v2)。
●MPLS：LDP，RSVP-TE，L2VPN(Martini)，L3VPN(RFC2547)，VPLS。
●桥接协议（Bridging）：STP/RSTP。
●4~7层：RFC3511（防火墙性能测试）。
（4）Aptixia Test Conductor
Aptixia Test Conductor是不需要编写脚本就可以实现自动化测试的管理工具，是一个综合的IXIA和第三方测试应用程序和设备管理平台。主要特点包括：
●部署不需要进行大量的人员培训，没有任何编程经验的测试工程师都可以完成复杂的测试。
●是一个软件产品，不包含任何新硬件投入，用户只要已经拥有了IXIA的各种测试设备和测试工具就可以快速部署测试和回归测试。当然，如果没有IXIA的相关设备，也可以在Test Conductor上运行任何的第三方测试脚本或者测试程序，利用Test Conductor强大回归测试功能进行完整的测试。
●是一个新一代的测试管理平台，它在本质上和自己开发的测试平台没有任何冲突，它完成的主要是进行大量的回归测试中的配置和管理功能。
●具有一个强大的DUT配置模块，可以从多种接口类型连接的DUT上记录和重放DUT的配置指令。方便用户配置，实现图形化到脚本的一键转化，用户再也不用编写复杂的TCL配置脚本来配置DUT。
●运行调度器，它使用一个Outlook类型的日历方便用户定义调度时序，测试可以按照顺序执行或者并行执行的方法使得测试资源得到最大的优化利用。
●包括DUT在内的各种资源获取的实时数据可以完成一些扩展功能，如使用这些数据进行计算和判定测试成功与否，测试完毕后，自动E-mail通告测试结果。
●整合了Mercury Quality Center，用户可以在QC中开始停止和检测回归测试，所有的测试结果也会上传保存在QC中。
3  IXIA IP测试方案
IXIA的上述统一化测试平台配合相应的测试工具可以实现完整的2~7层测试方案，能够实现的测试主要有：
（1）2~3层转发设备的流量分析与测试；
（2）路由器、交换机、MPLS测试；
（3）Edge Router/Switch/DSLAM组播测试；
（4）电信级以太网（Carrier Ethernet）测试；
（5）宽带接入设备（BRAS，DSLAM）测试；
（6）PON系统性能和业务验证测试；
（7）信息安全产品（防火墙、IDS/IPS、垃圾邮件网关和NAC认证设备等）测试；
（8）IPSec网关性能测试；
（9）SSLVPN测试；
（10）IPTV设备和网络测试；
（11）语音/IMS性能测试；
（12）新业务验证以及网络端到端测试；
（14）各种应用服务器性能测试；
（15）DPI（深度数据包检测）设备测试；
（16）家庭网关/e-home终端测试；
（17）WLAN产品测试；
（18）Wi-Fi手持终端性能测试；
（19）协议一致性测试（Conformance Test）测试；
（20）自动化测试。
3.1  路由和MPLS测试方案
路由和MPLS是IP最核心的技术，也是IXIA测试平台应用最广泛的测试领域。IXIA高性能测试平台和测试模块、旗舰测试软件IxNetwork为测试提供了保证。相应的测试特性已经在前面的IxNetwork软件介绍中已有提及，在这里不再详细介绍，图7是IXIA所提供的Muticast VPN测试示意。

图7  Multicast VPN测试示意
3.2  电信级以太网（Carrier Ethernet）测试方案
IXIA也是领先的电信级以太网测试提供商，是MEF，IETF，ITU的重要成员，是北电网络电信级以太网生态系统（Carrier Ethernet Ecosystem）的关键IP测试供应商(参见链接：http://www.ixiacom.com/news_and_events/press_releases/display.php?skey=157)。主要特性包括：
（1）支持MEF9和14。是Iometrix Lab推荐的测试工具，完全根据相应测试规范编写；
（2）OC48/192 RPR，LCAS，GFP等特性支持；
（3）Q-in-Q，PBB/PBT支持；
（4）VPLS/MPLS，T-MPLS支持；
（5）Ethernet OAM/CFM，ITUY.1731支持。
3.3  IPTV测试方案
IXIA目前在IPTV测试领域处于绝对领先的地位，全球已超过有200个IPTV用户（参见链接：http://www.ixiacom.com/news_and_events/press_releases/display.php?skey=151），主要特性包括：
（1）频道切换时间测试，I-Frame Join Latency测试；
（2）基于每个视频流质量测试-MDI，MOS_V；
（3）视频质量的Full-Reference分析（PEVQ）；
（4）视频质量的主观与客观结合的评定方式；
（5）网络视频流质量的实时监测（Passive Video Monitoring）和视频质量分析；
（6）MPEG2/MPEG4/H.264/AVC-1 over MPEG2 TS over RTP/UDP；
（7）MPEG2/MPEG4/H.264/AVC-1 over RTP/UDP；
（8）Microsoft IPTV的测试；
（9）VoD和视频服务器的性能测试（BTV和VoD）；
（10）IGMP/MLD交换机和IP DSLAM的测试；
（11）IP机顶盒(STB)和Cable Modem的测试；
（12）Triple Play网络的QoE性能测试。
3.4  应用层业务性能与信息安全测试方案
用户体验质量测试（QoE）是当前测试的热点之一，所有这些测试都要以实际业务仿真为基础，IXIA目前支持最为广泛的应用层协议（详细参见IxLoad产品介绍）。图8是业务性能测试示意，主要特点包括：

图8  应用层业务性能测试示意
（1）Data(HTTP，FTP，SMTP，P2P)，Video(IGMP，MLD，RTSP)，Voice(SIP，MGCP)等协议的QoE测试。
（2）支持各种应用层协议的IPv4，IPv6版本。
（3）支持AAA/RADIUS，DNS，DHCP，LDAP等服务器的性能测试。
（4）产生恶意流量实现信息安全设备的性能测试，包括防火墙、IDS/IPS、垃圾邮件网关、内容检测设备、IPSec网关和SSL VPN等。
（5）IP，PPPoE，IPSec，DHCP等灵活多样的接入方式。
（6）脉冲、泊松、突发、步进、线性增加等多种真实业务流量模型设置。
3.5  语音和IMS测试方案
IXIA在同一平台上提供领先的VoIP和IMS测试，主要特点包括：
（1）SIP，MGCP每个语音呼叫的语音质量评定（MOS）。
（2）视频电话（Video Phone）的仿真与性能测试。
（3）多种语音压缩编码的支持，包括最新的AMR和iLBC的支持。
（4）IMS用户平面测试。
（5）以IP性能测试为目标（大量UE仿真和CSCF测试）。
（6）完整的TLS和IPSec测试功能（IMS的安全测试）。
3.6  IXIA产品特点和优势
IXIA产品得到用户广泛的认可，主要得益于产品有下面的特点和优势：
（1）真正的2~7层测试平台：测试模块的每个端口在产生2~3层的流量（包括协议和普通流量）的同时，还可以产生具有状态的（Data，Voice，Video）4~7层应用层的流量；这是IXIA平台的最大特点。
（2）基于端口的多用户操作，每个端口都有独立的CPU和内存，性能指标高并且可以大大提高使用效率；这是IXIA产品在技术上的最大优势。
（3）开放式结构和自动化操作：每个测试端口都运行有标准的Linux协议栈，可以根据客户需要方便集成新技术，并提供“所见即所得”的自动化测试脚本；这样可以使IXIA测试平台的使用效率最大化。
（4）高端口密度并行稳定测试：IXIA产品已经在用户实验室得到验证，同时支持1500个GE端口的测试；一个机框最多40个用户同时执行不同的操作可以长时间稳定运行。
4  结束语
用户关心的2~7层IP相关测试，包括功能测试、性能测试和一致性测试，都可以在IXIA统一化的测试平台上十分方便地实现。IXIA提供的真正2~7层测试平台，有效地保护了用户投资，提高了使用效率。
作为多个领先设备制造商的第一IP测试仪表供应商，IXIA会继续在同一测试平台上继续大量的投入研发新技术，与我们的客户共同发展，推动IP测试技术的向前发展。