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路由器和交换机是Internet的关键中继设备,它们在通信子网中转发网络层的口报文或数据链路层的帧。路由器或交换机内的协议实现是否符合相关标准必须通过“一致性测试”(Conformance Testing)进行评价。而它们的可量化参数(吞吐率、转发时延、抖动和数据丢失率等),由于直接关系到网络提供的服务质量,也必须通过测试方法对其性能进行评价。对路由器/交换机性能的评价,除了需要良好的测试方法去模拟设备正常与极端情况下的工作环境和能够控制测试环境的测试系统外,还需要合理的评价指标体系,即所谓“测试度纲”(Test Metrics)。测试度纲定义测试过程中注入被测对象的输入的数据格局(数据到达率及其分布规律),即概率分布、输入数据流之间关系的控制和协调以及输入/输出数据间的转发规律,这就是本论文研究的主题。本项目的研究背景是四川省网络通信技术重点实验室有关“多端口路由器并发穿越测试法”研究和分布式测试系统的开发。IETF对路由器和交换机的性能评价的文本包括RFC1242、1944、2544、2285和2889,其中RFC2544和2889为最新的标准。但是,在相关RFC中有关路由器和交换机的测试“度纲”(Metrics)主要覆盖了端口间数据流均匀分布情况,即是在假定任意输入端口的数据将均匀地转发到所有输出端口的特定情况下的部分性能参数。换言之,它们未考虑更一般的一些非均匀转发情况。RFC2285、2889也仅仅对部分网状流量情况(包括多输入瞬时指向同一输出端口时严峻的交换状况)提出了建议。此外,相关标准中并未明确界定应当如何测试抖动之类的参数。这就是本硕士论文提出进一步研究中继系统的测试度纲的动因。笔者以三类典型的输入数据流(即恒速率流(CBR-Constant Bit Rate)、变速率流(VBR-Variable Bit Rate)和可用速率流(ABR-Available Bit Rate))为基础,利用OPNET进行非均匀转发的仿真实验。实验结果表明:对三类数据流均匀转发与非均匀转发时路由器的典型性能参数差异极大,因此,必须扩展IETF现有的性能评测度纲,以便对路由器和交换机进行全面的性能评价。本项研究的结果导致了对IETF性能测试度纲的扩展,为实验室正进行的路由器性能测试控制数据的定义提供了参考,也为向IETF提供建议改进路由器性能评测体系提供参考和奠定了基础。