高端路由器测试技术 (2010 年度畅销榜NO.46142 )

本书详细介绍了高端路由器的测试方法和测试内容，给出了关于高端路由器测试的最新研究成果以及部分成熟的测试案例，包括测试标准、测试方法、测试规范和测试评价。核心内容是路由协议一致性测试和路由器基准测试。\r\n\r\n 本书叙述清晰，结构明了，可用作计算机网络专业的本科生、研究生的参考教材，也可供测试技术人员和网络工程师参考。 \r\n
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第1章 概述　1 \r\n\r\n 1.1 路由器基础　1 \r\n\r\n 1.1.1 路由器的组成模块　2 \r\n\r\n 1.1.2 路由器的硬件组成　3 \r\n\r\n 1.1.3 路由器的功能　7 \r\n\r\n 1.1.4 路由器与网桥的比较　7 \r\n\r\n 1.2 路由器分类　8 \r\n\r\n 1.2.1 核心路由器　9 \r\n\r\n 1.2.2 企业级路由器　9 \r\n\r\n 1.2.3 接入路由器　9 \r\n\r\n 1.3 高端路由器关键性能指标　10 \r\n\r\n 1.3.1 吞吐量　11 \r\n\r\n 1.3.2 背板能力　11 \r\n\r\n 1.3.3 丢包率　11 \r\n\r\n 1.3.4 时延以及时延抖动　11 \r\n\r\n 1.3.5 突发量能力　12 \r\n\r\n 1.3.6 路由表容量　12 \r\n\r\n 1.3.7 服务质量　12 \r\n\r\n 1.3.8 网管能力　12 \r\n\r\n 1.3.9 可靠性和可用性　12 \r\n\r\n 1.4 网络设备测试国内外研究现状　13 \r\n\r\n 1.5 主要的国际标准组织　15 \r\n\r\n 第2章 测试技术基础　17 \r\n\r\n 2.1 概述　17 \r\n\r\n 2.2 测试技术研究的主要内容　18 \r\n\r\n 2.3 测试评价技术和指标　18 \r\n\r\n 2.4 概率论与统计的一些基本概念　20 \r\n\r\n 2.5 样本和总体　22 \r\n\r\n 2.6 均值置信区间　23 \r\n\r\n 2.7 零均值检验　24 \r\n\r\n 2.8 双系统比较　25 \r\n\r\n 2.8.1 匹配观测值　25 \r\n\r\n 2.8.2 非匹配观测值　26 \r\n\r\n 2.9 置信水平的选择　27 \r\n\r\n 2.10 假设检验和置信区间　27 \r\n\r\n 2.11 单侧置信区间　28 \r\n\r\n 2.12 比例值置信区间　28 \r\n\r\n 2.13 确定样本空间大小　29 \r\n\r\n 2.13.1 确定均值所需样本大小　29 \r\n\r\n 2.13.2 确定比例值所需样本大小　30 \r\n\r\n 2.13.3 比较两个系统所需的样本大小　30 \r\n\r\n 2.14 小结　30 \r\n\r\n 第3章 物理端口测试　32 \r\n\r\n 3.1 概述　32 \r\n\r\n 3.2 以太网端口测试　33 \r\n\r\n 3.2.1 10/100M以太网端口测试　34 \r\n\r\n 3.2.2 1000M以太网端口　36 \r\n\r\n 3.3 SONET/SDH端口测试　50 \r\n\r\n 3.3.1 STM-1端口　51 \r\n\r\n 3.3.2 STM-16端口　54 \r\n\r\n 第4章 网络协议测试　56 \r\n\r\n 4.1 PPP测试　56 \r\n\r\n 4.1.1 PPP概述　56 \r\n\r\n 4.1.2 PPP封装　57 \r\n\r\n 4.1.3 PPP链路操作　58 \r\n\r\n 4.1.4 PPP测试　60 \r\n\r\n 4.2 以太网测试　63 \r\n\r\n 4.2.1 载波监听多址/冲突检测的访问方式（CSMA/CD）　64 \r\n\r\n 4.2.2 以太网协议测试　64 \r\n\r\n 4.3 ATM测试　65 \r\n\r\n 4.3.1 ATM测试的标准　66 \r\n\r\n 4.3.2 ATM信令的一致性和互操作性测试　67 \r\n\r\n 4.4 IP协议栈测试　69 \r\n\r\n 4.4.1 ICMP　69 \r\n\r\n 4.4.2 IGMP　73 \r\n\r\n 4.4.3 IP及数据报的转发　74 \r\n\r\n 4.4.4 IP地址　74 \r\n\r\n 4.4.5 数据报的分段与重组　76 \r\n\r\n 4.4.6 IP数据报的包头　76 \r\n\r\n 4.4.7 路径MTU发现　80 \r\n\r\n 4.4.8 子网　80 \r\n\r\n 4.4.9 转发算法　80 \r\n\r\n 4.4.10 本地交付的判定　82 \r\n\r\n 4.4.11 下一跳地址的决定　83 \r\n\r\n 4.4.12 包过滤　86 \r\n\r\n 4.4.13 转发控制　86 \r\n\r\n 4.4.14 状态变化　86 \r\n\r\n 4.5 传输层测试　87 \r\n\r\n 4.5.1 UDP协议　87 \r\n\r\n 4.5.2 传输控制协议　87 \r\n\r\n 4.6 小结　88 \r\n\r\n 第5章 路由协议测试　90 \r\n\r\n 5.1 概述　90 \r\n\r\n 5.2 RIP协议测试　93 \r\n\r\n 5.2.1 RIP协议概述　93 \r\n\r\n 5.2.2 RIP协议一致性测试　99 \r\n\r\n 5.3 OSPF协议测试　105 \r\n\r\n 5.3.1 OSPF协议概述　105 \r\n\r\n 5.3.2 OSPF协议一致性测试　111 \r\n\r\n 5.4 BGP协议测试　115 \r\n\r\n 5.4.1 BGP协议概述　116 \r\n\r\n 5.4.2 BGP协议操作机制　121 \r\n\r\n 5.4.3 BGP协议一致性测试　123 \r\n\r\n 5.5 MPLS协议测试　128 \r\n\r\n 5.5.1 MPLS基本概念　129 \r\n\r\n 5.5.2 MPLS基本工作过程　131 \r\n\r\n 5.5.3 MPLS性能测试　131 \r\n\r\n 第6章 高层应用测试　135 \r\n\r\n 6.1 网络管理测试　135 \r\n\r\n 6.1.1 网络管理的发展历程　135 \r\n\r\n 6.1.2 网络管理的现状　136 \r\n\r\n 6.1.3 网络管理的功能　136 \r\n\r\n 6.1.4 网络管理系统的组成　138 \r\n\r\n 6.1.5 SNMP网络管理模型　138 \r\n\r\n 6.1.6 SNMPv1协议　140 \r\n\r\n 6.1.7 SNMPv2协议　143 \r\n\r\n 6.1.8 路由器网络管理测试　144 \r\n\r\n 6.2 服务质量测试　152 \r\n\r\n 6.2.1 IP QoS需求　153 \r\n\r\n 6.2.2 IP QoS的定义　153 \r\n\r\n 6.2.3 QoS测试　154 \r\n\r\n 6.3 安全测试　156 \r\n\r\n 6.3.1 审查和查账跟踪　156 \r\n\r\n 6.3.2 配置控制　157 \r\n\r\n 6.3.3 安全功能测试　157 \r\n\r\n 6.4 小结　158 \r\n\r\n 第7章 整机测试　159 \r\n\r\n 7.1 概述　159 \r\n\r\n 7.2 基准性能测试　160 \r\n\r\n 7.2.1 吞吐率　161 \r\n\r\n 7.2.2 延迟　164 \r\n\r\n 7.2.3 丢失率　170 \r\n\r\n 7.2.4 突发量　172 \r\n\r\n 7.2.5 系统恢复　173 \r\n\r\n 7.2.6 系统重启　176 \r\n\r\n 7.3 可靠性测试　178 \r\n\r\n 7.4 鲁棒性测试　179 \r\n\r\n 7.5 小结　181 \r\n\r\n 附录A 常用路由器测试设备　182 \r\n\r\n 附录B 高端路由器产品测试报告实例　191 \r\n\r\n 附录C 缩略语和术语　198 \r\n
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伴随着世界经济格局在世纪之交的大调整和新技术革命带来的更大的挑战, 网络经济, 特别是与Internet相关的经济, 已经成为知识经济时代的主要模式. 互联网络成为加快和改变人类信息与知识流通的巨大推动力, 信息高速公路的出现更是消除了地域和时间上的差异, 成为各种经济行为的基础. 同时, 随着Internet网络技术的飞速发展, 各种形式的网络应用深入到干家万户的日常生活中, 人们对主要的网络互连设备的性能. 网络安全性以及稳定性的期望越来越高.

作为IP网络的核心, 路由器技术, 特别是高性能路由器技术已经成为当前网络领域研究的热点和重点, 越来越多的研究机构和商业团体开始重视路由器技术的发展.

在我国, 虽然路由器技术起步较晚, 但是也已经取得了可喜的成绩. 具有自主知识产权的高端路由器于2001年初的问世, 不仅标志着我们的网络领域已经赶上了国际上的最高水平(某些指标甚至已经是国际领先水平), 也极大地激起了网络科研工作者和业界的自豪感与使命感, 业界人士已经开始广泛关注路由器技术. 为了满足广大网络工作者以及在校学生的需求, 受同仁委托, 我们组织编写了这套“路由器新技术丛书”.

本丛书以路由器技术为主线, 涉及到Internet路由方方面面的知识和技能, 包括路由器的原理与设计. 路由器的测试. 路由协议和MPLS技术等众多领域. 丛书共有以下5本：

1. 《Internet路由结构分析》

2. 《路由器原理与设计》

3. 《高端路由器测试技术》

4. 《新型的骨干网路由平台——MPLS》

5. 《组播路由协议设计及应用》

本套丛书的作者大都是在网络领域从事研究与工程实践的技术人员, 他们对路由器以及相关技术有深入的研究, 广大读者可以从他们的实践中汲取很多其他途径很难获取的经验和知识.

相信本套丛书会为那些想深入学习高级网络技术的广大技术人员. 工程人员以及相关专业的在校学生带来难得的惊喜.

近几年来, 网络技术的发展非常迅速, 网络带宽也在飞速增加. 几个国际上领先的网络公司已经能够在广域的SDH上, 以2. 5Gbit/s的速率传输IP报文. 现已有10G bit/s接口的高端路由器也已经从实验室走向商用.

我们有幸参与了国家“863—300”核心路由器的研究工作. 在核心路由器的研制过程中, 我们发现, 所面临的最大问题之一就是测试技术资料的匮乏. 在实际设计. 开发过程中所需要的各种测试数据, 成为推动工程前进的重要动力. 但是, 国内对高端路由器的研制刚刚开始, 所有的工作都要从头做起, 而所需要的测试数据更是凤毛麟角. 在美国的普通工程中一般测试人员的工作比例占30％—40%而对于高技术和高附加值的项目, 测试人员的工作量甚至可以占整个工程的60％以上. 而在国内的研究机构, 对测试的重视程度还有所欠缺. 结合工程实践, 我们在信息产业部电信传输研究所测试工程师的帮助下, 制定了详细的测试计划, 完成了核心路由器项目所需要的各项测试内容. 这里我们把所参与和所做过的测试工作总结出来, 供大家参考和交流.

本书以高端路由器技术为主, 介绍路由器的测试方法, 全书共分7章. 作为引言, 第1章介绍了路由器的基础知识和一般分类方法, 给出了高端路由器的关键技术指标. 第2章着重介绍测试技术的基础. 从第3章开始讨论具体的测试细节. 第3章介绍物理端口测试, 包括以太网端口和SONET／SDH端口测试. 第4章介绍网络协议的测试, 包括PPP协议的测试. 以太网协议的测试. ATM信令的测试及整个IP协议栈的测试. 第5章主要介绍了三种最常用的路由协议(RIP. OSPF和BGP)的测试, 在本章最后简单涉及了MPLS协议测试的一些基本知识. 第6章从产品的可用性这一角度, 着重介绍了网管的测试. QoS测试和安全测试. 第7章介绍高端路由器整机测试的主要内容, 包括基准测试, 可靠性测试以及鲁棒性测试. 最后在附录中给出了常用的路由器测试设备以及AVICI高端路由器产品的一份测试报告. 由于路由器技术, 特别是高端路由器技术涉及的领域繁多, 所以高端路由器测试技术更是比较复杂, 在一本书里不可能给予完整的介绍和阐述. 我们只希望本书能够为我国网络技术的发展与普及做出微薄贡献, 其他未能涉及的领域请参阅相关书籍和网络资源.

本书参考了大量的网络书籍以及学术论文, 还有很多信息来源于论坛. 国际上一些网络设备公司的技术支持中心和一些国际性标准化中心组织的公开文档.

在国家“863—300”核心路由器项目的测试和验收期间, 与Agilent中国公司的梁勇高级工程师. 信息产业部电信传输研究所的卢彧. 魏亮. 袁琦. 武静和吴江等同志的讨论, 为本书积累了大量的素材, 在此对他们的帮助一一表示感谢.

本书由白建军和王乐春组织编写, 第1章和第4章的部分小节由白建军执笔, 其余各章由王乐春和夏建东执笔, 最后由龚正虎教授审阅和定稿. 书中大部分插图和图表都由张锐绘制.

由于水平所限, 加上时间仓促, 书中欠妥乃至错误之处在所难免, 恳请广大读者批评指正.

作者

2002年3月