網絡設備的可靠性測試研究與實例

成都航空職業技術學院 王 平

1.引言

可靠性是網絡系統永恒的追求。網絡系統的可靠性就像自然界的生態平衡，一旦被打破，需要具備自我恢復的能力。而高可靠性的網絡設備，是網絡系統穩定運行的物質基礎。因此，網絡設備在投入運行前，需要做嚴密的可靠性測試。

目前，從硬件設備角度出發，可靠性測試可以分為兩類。一類是基于行業標準、國家標準的可靠性測試方法，一類是企業設計的可靠性測試方法，下面分別予以分析。

2.基于行業標準、國家標準的可靠性測試方法

產品在生命周期內必然承受很多外界應力，常見的有業務負荷、溫度、濕度、粉塵、氣壓、機械應力等。各種行業標準、國家標準制定者給出了某類產品在何種應用環境下會存在多大的應力等級，而標準使用者要根據產品的應用環境和對質量的要求選定相應的測試條件即應力等級，這個選定的應力等級實質上就是產品測試規格。

在產品的測試階段，必須在實驗室環境下對足夠的測試樣本一一施加相應的應力類型和應力等級，考察產品的工作穩定性。對于網絡設備而言，常見的測試至少包括電磁兼容測試、安規實驗、氣候類環境實驗和機械環境實驗。這些都屬于規格符合性測試，實驗的目的都是模擬產品在生命周期內承受應力類型和應力等級，考察其工作穩定性。

3.企業設計的可靠性測試方法

由于網絡產品的功能千差萬別，應用場合可能是各種各樣的，而各種行業標準和國家標準并沒有指明被測設備在何種工作狀態和配置組合下接受測試，因此在測試設計時可能會遺漏某些測試組合。

比如機框式產品，線卡種類、線卡安裝位置、報文類型、系統電源配置均可靈活搭配，涉及的測試組合會較多，必然會存在比較極端的測試組合。這就需要我們跳出傳統測試規格和測試標準的限制，以產品應用的角度進行測試，保證產品的典型應用組合、滿配置組合或者極端測試組合下的每一個硬件特性、硬件功能都充分暴露在各種測試應力下。這個環節的測試保證了，產品的可靠性才能得到保證。下面我們以包處理器外掛緩存的并行總線測試為例進行具體說明。

為了應對網絡的突發流量和進行流量管理，網絡設備內部的包處理器通常都外掛了各種隨機訪問存儲器（即RAM）用來緩存包。

由于包處理和RAM之間通過高速并行總線互連，一般該并行總線的工作時鐘頻率可能高達800MHZ，且信號數量眾多，拓撲結構復雜，在產品器件密度越來越高的情況下，產品很可能遇到串擾、開關同步噪音等嚴重的信號質量問題。當IC的驅動器同時開關時，會產生瞬間變化的大電流，在經過回流途徑上存在的電感時，形成交流壓降，從而產生噪音噪聲，會影響信號接收端的信號電平判決。為了驗證產品在這種工作條件下是否可靠，必須在被測設備加上一種特殊的測試負荷，即特殊的測試報文。

例如：

如果被測總線為16位寬，要使所有16根信號線同步翻轉，報文內容應該為：

FFFF 0000 FFFF 0000

如果被測總線為32位寬，要使所有32根信號線同步翻轉，測試報文內容應該為：FFFF FFFF 0000 0000 FFFF FFFF 0000 0000

如果被測總線為64位寬，要使所有64根信號線同步翻轉，測試報文內容應該為：FFFF FFFF FFFF FFFF 0000 0000 0000 0000 FFFF FFFF FFFF FFFF 0000 0000 0000 0000

如果報文在設備內部的業務通道同時存在上述位寬的總線，業務測試必須加載上述的報文，開設備在每種報文下是否正常，同時在相應總線上進行信號測試，看信號是否正常。

4.結束語

針對不同的產品形態，硬件可靠性測試項目可能有所差異，但其測試的基本思想是一致的，都是完備分析測試對象可能的應用環境、極限的工作狀態，設法讓產品的每一個硬件特性、硬件功能都一一暴露在各種極限應力下，全方位測試其可靠性。

[1]林師友.關于自動化設備可靠性測試方法的探討[J].企業導報,2011(15).

[2]劉濤.數據網網絡設備網管接口的測試方法和測試軟件設計[J].電信工程技術與標準化,2007(02).