手把手带你玩转以太网Switch测试

也没了

随着无人驾驶以及影音娱乐域在汽车领域应用的不断发展，汽车以太网越来越被汽车行业熟知与应用。汽车以太网和传统的CAN总线有很大的不同，其中最为直观的差别体现在网络拓扑上，CAN的拓扑形式为总线型，而以太网大多采用的是以交换机为中心的星型或树型拓扑。因此相比传统的CAN测试，就多了一种需要测试的设备类型——Switch。本文将教大家如何进行Switch测试。

在讲Switch的测试之前，首先来了解一下什么是Switch。
Switch，即交换机，Switch在传统以太网中是一个必不可少的设备，主要工作在OSI模型的第二层，即数据链路层，基本功能如下：
基于MAC地址完成报文的转发和过滤
基于端口完成MAC地址表的学习
支持VLAN（虚拟局域网络）

◆◆测试内容&测试规范◆◆

现在大家已经了解了Switch的基本功能，那Switch的测试究竟需要测什么内容呢，我们接下来继续聊一下Switch的具体测试内容和其测试规范。
Switch测试主要包括Switch功能测试和Switch性能测试。其中Switch功能测试在Open Alliance TC8和Open Alliance TC11中定义,Switch性能测试在RFC2544和RFC2889中定义。具体测试规范如下表所示。



并不是所有的以太网节点都需要进行Switch的测试，下面我们介绍一下Switch测试针对的测试对象是什么。
Switch测试对象为集成了Switch的ECU,如网关,AVM,HU等。现在如果我们手里有了一个以太网节点，我们就能根据它是否集成了Switch来判断它是否需要进行Switch测试。那么如果该节点集成了Switch，我们就可以直接进行测试了吗？答案是否定的，TC8 Layer2的测试中，涉及到了针对Switch的一些配置操作。在Switch测试之前，需要了解待测件的如下配置方式，方可正常进行测试。
Switch端口认证以及取消端口认证的方式
Switch的port disable实现方式
Switch ARL表的读取、写入和删除方式
Switch的帧过滤计数器（Frame Filter Counter）的读取方式

◆◆测试工具◆◆
现在我们来介绍一下Switch测试的测试工具。
Switch测试硬件为Spirent C50。

STC中包含基础软件包流量发生器和分析仪，用于基于每个端口生成流量并进行流量分析。
流量发生器支持的功能包括：
基于端口（每端口的速率）、Burst、流（每个流的速率）、定时的帧传输模式
从60-10240的最小/最大帧大小（w/CRC）
每3.43秒1包至线速的101%最小/最大Tx速率
实时Tx流调整，更改速率和帧长设置，而无需停止流量发生器或分析仪的真正互动、因果分析
如图所示，为STC流量创建界面。

STC流量分析仪支持的功能包括：
高级实时按流统计功能，实时跟踪每个接收到的数据流35次以上，其中包括：
1、实时丢失和高级排序
2、时延：平均值，最小值，最大值和短期平均值；第一/最后一帧到达时间戳
3、时延模式：LILO（RFC 4689定义的转发延迟），LIFO（RFC 1242定义的存储与转发设备）和FIFO（RFC 1242定义的位转发设备）
4、数据完整性：IP校验和，TCP / UDP校验和，帧CRC，嵌入式CRC和PRBS位错误
数据包捕获
1、每个端口4 MB（通过CPU RAM每个帧的前128字节）
2、用于扩展协议支持的有状态捕获/回放

本文简单介绍了Switch测试的测试内容、测试标准、测试对象、测试工具和TC8测试具体的测试执行过程。大家要注意的是TC8和TC11测试规范之间的区别。TC11规定了汽车以太网交换机芯片级的要求，适用于芯片供应商。TC8测试假定了交换机芯片，PHY等其他组件已经验证完毕，针对的是汽车以太网Switch实体是否可以正确的配置和运行。当然，在以上介绍的测试是可以在STC中实现自动化测试的，但是考虑到不同的待测件Switch的配置不可能完全相同，所以在测试不同的待测件时，自动化测试的复用性无法确定，具体还需要在测试中进行详细评估。关于TC8 Layer2 的测试内容，我们就介绍到这里。对于TC8 Layer2的自动化测试，以及TC11,RFC2544和RFC2889的测试内容，在后面的文章中会给大家一一介绍，敬请期待！