一种通信节点真实业务转发功能测试方法和系统

摘要

本发明为一种通信节点真实业务转发功能测试方法和系统。该方法为通过客户端运行真实业务的主机与通信节点之间设置的协议转换单元，使客户端运行真实业务的主机发起真实业务时，所述通信节点在测试时转发的业务为真实业务。该系统包括：客户端运行真实业务的主机、协议转换单元、通信节点和应用服务端运行真实业务的主机。这样所述的通信节点在测试时转发的业务为真实IP业务或PPP业务。该方法使得通信节点无需全网环境即可独立进行全系统端到端的业务测试与演示；具有投入小、成本低、测试范围全面、测试效率高等优点，从而弥补了现有技术的不足。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及网关GPRS支持节点和分组数据业务节点真实业务转发功能测试方法，具体地讲是一种通信节点真实业务转发功能测试方法。

背景技术

网关GPRS支持节点(GGSN)是全球移动电信系统(GPRS/UMTS)的核心网设备，提供了无线分组域核心网与分组数据网(例如Internet)的关口功能，在手机和internet上的主机或路由器之间，起到承载和转发IP业务报文的作用。GGSN在GPRS/UMTS网络中的位置如图1所示，其对外接口如图2所示。

GGSN产品在正式交付运营商之前，需要经过系统设计验证(SDV)、系统集成测试(SIT)等一系列测试。其中，SDV、SIT往往需要在设备制造商的实验室进行。这些测试活动要对GGSN产品的所有功能特性和性能进行充分的验证和测试。

对GGSN转发手机IP业务报文功能特性的测试，以及对GGSN的内容计费和Qos等与被转发IP报文密切相关的功能特性的测试，通常的方法是：通过设备制造商自己开发的测试工具，或商用仪表，如K1297、Smartbits等，或商用软件，如Sniffer、NetXRay等，模拟与GGSN接口的设备：在Gn接口模拟无线核心网的业务GPRS支持节点(SGSN)设备，构造并发送上行的GTP(GPRS隧道协议)数据报文；在Gi接口模拟internet上的主机或路由器，构造并发送下行IP数据报文。然后观察所述GGSN是否正确地将上行报文转发到了所述Gi接口，将下行报文转发到了所述Gn接口。在所述Gn接口构造的上行数据报文的封装格式一般为：“L2/IP/UDP/GTP/IP/数据”(为简化文字描述，使用“/”符号表示协议报文的协议分层。报文中，“/”左侧的协议栈层次低于其右侧协议栈的层次。另外，L2指任意的链路层协议封装，比如，可以是以太网封装)，其中，被“GTP”层封装的“IP/数据”层报文仿真了手机用户的实际IP业务报文。在所述Gi接口构造的下行数据报文的封装格式一般为：“L2/IP/数据”，其中，“IP/数据”层报文次仿真了internet上的主机或路由器的实际IP业务报文。在所述Gn接口构造的上行数据报文封装中，被GTP承载的“IP/数据”报文也是由测试工具、仪表、软件构造的，或来源于几个简单的真实IP应用的报文，比如PING程序(一种测试网络连通性的软件工具)的报文。使用这种仿真的Gn接口对IP业务报文进行测试有以下缺点：很难完全模拟现网上实际的各式各样的真实IP业务报文，无论是报文长度及其变化、IP报文的业务种类(比如FTP、HTTP、VOD、Email等等)、还是报文发送速率等，无法发现只有特定应用业务才会触发的GGSN转发功能中存在的缺陷；更无法切实感受到GGSN的数据转发功能对真实IP业务的影响，比如，GGSN转发报文时短暂的延时和轻微的丢包，会导致VOD演示业务出现显著的播放停顿，让人立即认识到存在问题。但在没有全网设备的实验室测试环境中，短暂的延时和轻微的丢包也不会引起测试人员的关注。

目前为了解决上述测试方法中存在的问题，搭建CPRS/UMTS的全网测试环境，购置包括手机、NodeB、无线网络控制器(RNC)、归属位置寄存器(HLR：Home Location Register)、SGSN等设备在内的全网设备。所有设备正常运行且正确配置后，通过手机上的应用程序，比如internet浏览器，启动真实IP业务，通过观察应用程序的执行是否正常来判断GGSN的数据转发功能是否正确。这种测试方法缺点是投入大，成本高，并且往往存在各种资源限制，比如手机的数量等等，导致测试活动及范围受限，不完全适合在SDV、SIT等阶段的实验室测试中开展。

对GGSN处理PPP(PPP：Point-to-Point Protocol)信令、IP数据报文功能特性的测试，通常的方法是：通过设备制造商自己开发的测试工具，或商用仪表，如K1297、Smartbits等，或商用软件，如Sniffer、NetXRay等，模拟与GGSN接口的设备：在Gn接口模拟无线核心网的SGSN设备，构造并发送上行的GTP数据报文(分为GTP/PPP信令和GTP/PPP/IP数据)；在Gi接口模拟internet上的主机或路由器，构造并发送下行IP数据报文。然后观察GGSN处理PPP信令报文的能力，是否正确地将上行的PPP+IP数据报文剥离掉PPP头，将IP数据转发到了Gi接口，将下行报文加上PPP封装转发到了Gn接口。

在Gn接口构造的上行数据报文的封装格式一般为：“L2/IP/UDP/GTP/PPP/IP/数据”，其中，被“GTP”层封装的“PPP/IP/数据”层报文仿真了手机用户的实际PPP业务报文。

在Gi接口构造的下行数据报文的封装格式一般为：“L2/IP/数据”，其中，“IP/数据”层报文仿真了internet上的主机或路由器的实际IP业务报文。这种测试方法存在以下缺陷：在Gn接口构造的上行数据报文封装中，被GTP承载的“PPP/IP/数据”和“PPP信令”报文也是由测试工具、仪表、软件构造的。使用这种仿真的Gn接口对PPP业务报文进行测试，很难完全模拟现网上实际的各式各样的真实PPP业务报文，无论是PPP所承载的IP报文长度及其变化、IP报文的业务种类(比如FTP、HTTP、VOD、Email等等)、还是报文发送速率、等等，从而无法发现只有特定应用业务才会触发的GGSN转发功能中存在的缺陷；同时也达不到测试GGSN和不同操作系统PPP协议栈的兼容性的目的。

目前为了解决上述测试方法中存在的问题，搭建GPRS/UMTS的全网测试环境，购置包括手机、NodeB、RNC、HLR、SGSN等设备在内的全网设备。所有设备正常运行且正确配置后，通过手机上的应用程序，比如拨号程序，启动PPP业务，观察拨号程序的响应情况。待拨号成功后，启动IP业务程序，比如IE、FTP，来启动PPP承载IP业务，通过观察应用程序的执行是否正常来判断GGSN的数据转发功能是否正确。这种方法的缺点是：投入大，成本高，并且往往存在各种资源限制，比如手机的数量等等，导致测试活动及范围受限，不完全适合在SDV、SIT等阶段的实验室测试中开展。

如图9和图10所示，CDMA2000(一种第三代移动通信标准)分组子系统的网络参考模型包括基于简单IP的网络参考模型和基于移动IP的网络参考模型两种。其中分组数据服务节点(PDSN：Packet Data Serving Node)位于分组核心网与CDMA2000无线接入网之间，负责管理用户状态，转发用户数据，并为移动终端分配IP地址。

如图9所示，基于简单IP的分组核心网络主要包括分组数据服务节点(PDSN：Packet Data Serving Node)、远端认证拨号接入服务(RADIUS：Remote Authentication Dial In User Service)服务器等。RADIUS服务器位于分组核心网中，主要完成认证、授权和计费的功能，代理RADIUS服务器负责转发拜访RADIUS服务器和归属RADIUS服务器之间的认证和计费信息。

如图10所示，基于移动IP的分组子系统除了包括PDSN和RADIUS服务器之外还应包括归属代理(HA：Home Agent)。HA负责向用户分配IP地址，将分组数据通过隧道技术发送给移动用户，并实现PDSN之间的宏移动管理。同时，PDSN还应增加拜访代理(FA：Foreign Agent)的功能，负责提供隧道出口，并将数据解封装后发往移动台。

PDSN产品在正式交付运营商之前，需要经过性能及压力等方面的一系列测试。对PDSN进行性能及压力方面的测试，以及进行服务质量(QoS：Qualityof Service)效果、流量抖动等的测试，通常的方法是：设备厂家自己开发测试工具，模拟手机激活及上下行数据转发，以此来完成PDSN性能及压力方面的测试。但是使用此方法进行测试存在以下缺点：测试工具的功能往往局限于模拟手机激活，构造几个普通IP数据包测试PDSN是否可以正常转发；很难完全模拟现网上实际的各式各样的真实IP业务报文，无论是报文长度及其变化、IP报文的业务种类(比如FTP、HTTP、VOD、Email等等)、还是报文发送速率等等，从而无法发现只有特定应用业务才会触发的PDSN转发功能中存在的问题；并且测试效果较差。

目前为了解决上述测试方法中存在的问题，在实验室搭建CDMA2000的全网测试环境，购置手机、RADIUS服务器、分组控制功能(PCF：Packet ControlFunction)、归属位置寄存器(HLR：Home Location Register)、路由器等设备，网络搭建完成后利用手机结合全网环境对PDSN进行功能测试。这种测试方法缺点是投入大，成本高，并且往往存在各种资源限制，比如手机的数量等等，只能对PDSN进行一下简单功能的测试，无法进行性能、压力及异常流程的测试；不适合设备厂家的产品测试。

发明内容

本发明提供了一种通信节点真实业务转发功能测试方法和系统，其中所述通信节点为网关GPRS支持节点和分组数据业务节点。

通过该方法使GGSN无需全网环境即可独立进行全系统端到端的业务测试与演示；对GGSN支持内容记费、QOS等与被转发业务密切相关的功能特性进行高效率的测试，可以方便地进行GGSN与各种业务类型、各种操作系统的兼容性等测试，具有投入小、成本低、测试范围全面、测试效率高等优点，从而弥补了现有技术的不足。

通过该方法使PDSN无需CDMA2000全网环境的情况下进行真实业务的测试，既可以对现网丰富的IP业务进行测试，又可以进行充分的压力与性能测试，具有投入小、成本低、测试范围全面、测试效率高等优点，从而弥补了

现有技术的不足。

本发明为一种通信节点真实业务转发功能测试方法，该方法通过客户端运行真实业务的主机与通信节点之间设置的协议转换单元，使客户端运行真实业务的主机发起真实业务时，所述通信节点在测试时转发的业务为真实业务。

所述的通信节点为网关GPRS支持节点。

所述的通信节点为分组数据业务节点。

所述的协议转换单元至少具有两个接口，其中一个接口连接客户端运行真实业务的主机，另一接口连接所述网关GPRS支持节点的Gn接口。

所述的协议转换单元能够与多个客户端运行真实业务的主机相连接，从而对所述的网关GPRS支持节点的多用户转发功能进行测试。

所述客户端运行真实业务的主机为客户端运行真实IP业务的主机。

对网关GPRS支持节点的转发功能进行测试时，步骤包括：

所述的协议转换单元向所述的网关GPRS支持节点的Gn接口发起GTP隧道激活请求；

所述的客户端运行真实IP业务的主机发起真实IP业务，向所述协议转换单元发送上行真实IP业务报文；

所述的协议转换单元接收到该真实IP业务报文后，将该报文转换为GTP报文发送到所述网关GPRS支持节点的Gn接口；

同样，所述的协议转换单元接收到下行的GTP报文后，将其转换为IP报文发送给所述客户端运行真实IP业务的主机。

在所述的客户端运行真实IP业务的主机发起真实IP业务，向所述协议转换单元发送上行真实IP业务报文步骤中，包括：

所述的客户端运行真实IP业务的主机与所述协议转换单元通过链路层规程，获取所述协议转换单元与所述客户端运行真实IP业务的主机所连接的接口的硬件地址；

所述的客户端运行真实IP业务的主机得到所述的硬件地址后，向所述的协议转换单元发送上行真实IP业务报文。

所述IP业务报文封装为L2/IP/数据；所述GTP报文封装为：L2/IP/UDP/GTP/IP/数据。

将IP业务报文转换为GTP报文，步骤为：

剥离IP业务报文的链路层封装；

为所述去掉链路层封装的IP业务报文加上L2/IP/UDP/GTP封装；

将GTP报文转换为IP业务报文，步骤为：

剥离GTP报文的L2/IP/UDP/GTP封装；

为所述去封装报文加上链路层封装。

所述的协议转换单元与多个运行真实IP业务的主机相连接时：

在所述的协议转换单元内部实现GTP隧道上下文表，保存不同GTP隧道的信息；并根据本端分配的TEID建立哈希索引表，用于根据下行GTP报文头的TEID或TID字段，快速查找匹配的表项；

同时在所述的上下文表中，保存不同的运行真实IP业务的客户端主机的包括硬件地址和IP地址在内的信息；并根据运行真实IP业务的客户端主机的IP地址建立哈希索引表，用于根据上行的IP报文源IP地址快速查找匹配的上下文表项。

所述客户端运行真实业务的主机为客户端运行真实PPP业务的主机，对所述网关GPRS支持节点的PPP协商或PPP数据传输进行测试。

在对网关GPRS支持节点的转发功能进行测试时：

在所述客户端运行真实PPP业务的主机上运行拨号程序；

所述协议转换单元在所述运行真实PPP业务的主机和所述网关GPRS支持节点建立一条虚拟物理链路；

虚拟物理链路建立后，所述客户端运行真实PPP业务的主机与所述网关GPRS支持节点各自向对方发起PPP真实业务；

所述协议转换单元接收到该PPP业务报文后，将该报文转换为GTP报文，所述GTP报文为PPP信令报文或PPP承载的IP数据报文，然后发送到所述网关GPRS支持节点的Gn接口；

同样，所述协议转换单元接收到下行的GTP报文后，将该报文转换为PPP业务报文发送给所述运行真实PPP业务的主机。

所述协议转换单元在所述运行真实PPP业务的主机和所述网关GPRS支持节点建立一条虚拟物理链路，步骤为：

所述协议转换单元探测到所述客户端运行真实PPP业务主机的物理层指令后，向所述网关GPRS支持节点的所述Gn接口发起GTP隧道激活请求；

所述协议转换单元在GTP隧道建立过程中同时建立与所述客户端运行真实PPP业务的主机的物理层连接。

所述物理层为PPPoE，所述协议转换单元在所述运行真实PPP业务的主机和所述网关GPRS支持节点建立一条虚拟物理链路，步骤为：

所述协议转换单元发送PADI(PPPoE Active Discovery Initiation，PPPoE激活发现初始化)报文开始与所述协议转换单元的PPPOE服务器模块进行PPPOE协议的协商，建立PPPOE会话；

所述协议转换单元在收到PADI报文后，判断该客户端已经配置为模拟手机进行GGSN真实业务测试后，回应PADO(PPPoE Active Discovery Offer，PPPoE激活发现应答)，进一步进行PPPOE协商；

所述协议转换单元向所述网关GPRS支持节点的Gn接口发起GTP隧道激活请求，为后续的真实PPP业务包提供GTP隧道；

所述网关GPRS支持节点在收到协议转换单元该GTP隧道激活请求时，回应GTP隧道激活应答；

所述客户端运行真实PPP业务的主机向所述协议转换单元发送PADR(PPPoE Active Discovery Request，PPPoE激活发现请求)包；

所述协议转换单元在GTP隧道建立后同时又收到所述客户端运行真实PPP业务的主机发送的PADR包，回应PADS(PPPoE Active Discovery Session，PPPoE激活发现会话)。

所述IP业务报文封装为L2/IP/数据；PPP信令报文封装为：

L2/IP/UDP/GTP/PPP信令；PPP承载的IP数据报文封装为：

L2/IP/UDP/GTP/PPP/IP/数据。

将PPP业务报文转换GTP报文，步骤为：

根据物理层信息查找相应的GTP隧道；

根据GTP隧道信息为PPP业务报文加上L2/IP/UDP/GTP封装；

将GTP报文转换为PPP业务报文，步骤为：

根据已建立的隧道信息，剥离GTP报文的L2/IP/UDP/GTP封装。

所述的协议转换单元能够与多个客户端运行真实业务的主机相连接，从而对所述的分组数据业务节点的多用户转发功能进行测试。

所述的协议转换单元能够支持多个分组数据业务节点建立R-P(PDSN与PCF之间)连接。

所述客户端运行真实业务的主机为安装有以太网承载PPP(PPPoE：PPPOver Ethernet)拨号软件的客户端运行真实业务的主机。

对所述分组数据业务节点的PPP协商进行测试，步骤为：

在所述客户端运行真实业务的主机上拨号成功；

所述客户端运行真实业务的主机发起真实PPP业务；

所述协议转换单元接收到所述真实PPP业务报文后，将该报文转换为GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)报文，并发给所述分组数据业务节点；

同样，所述协议转换单元接收到所述分组数据业务节点发来的GRE报文后，将该报文转换为PPP业务报文发送给所述客户端运行真实业务的主机。

将所述分组数据业务节点与一应用服务端运行真实IP业务的主机相连接，对所述分组数据业务节点的PPP数据传输进行测试，步骤包括；

在所述客户端运行真实业务的主机上拨号成功；

所述客户端运行真实业务的主机发起真实PPP业务；

所述协议转换单元接收到所述真实PPP业务报文后，将该报文转换为GRE报文，并发给所述分组数据业务节点；

同样，所述协议转换单元接收到下行的GRE报文后，将该报文转换为PPP业务报文发送给所述客户端运行真实业务的主机。

在所述客户端运行真实业务的主机上拨号成功，步骤为：

在所述客户端运行真实业务的主机上运行拨号程序；

所述客户端运行真实业务的主机与协议转换单元协商建立PPPoE会话；

同时，所述协议转换单元与所述分组数据业务节点协商建立A10(PCF与PDSN之间通过A11信令建立的会话)连接，其中，PCF：Packet ControlFunction，分组控制功能；A11：PCF与PDSN之间的信令；

所述PPPoE会话和所述A10连接均建立成功。

所述客户端运行真实业务的主机与协议转换单元协商建立PPPoE会话，步骤为：

所述客户端运行真实业务的主机发送PADI报文，与所述协议转换单元的PPPoE服务器进行PPPoE协议的协商，建立PPPoE会话；

所述协议转换单元在收到PADI报文后，判断该客户端已经配置为模拟手机进行PDSN真实业务测试后，回应PADO(PPPoE Active Discovery Offer，PPPoE激活发现应答)，进一步进行PPPoE协商。

所述协议转换单元与所述分组数据业务节点协商建立A10连接，步骤为：

所述协议转换单元向所述分组数据业务节点发起A10注册请求；

所述分组数据业务节点在收到A10注册请求后，回应A10注册响应。

所述PPPoE会话和所述A10连接均建立成功，步骤为：

所述客户端运行真实业务的主机向所述协议转换单元发送PADR包；

所述协议转换单元在所述A10连接建立后，并且又收到所述运行真实业务的主机发送的PADR包，给所述客户端运行真实业务的主机回应PADS。

所述PPP业务报文封装为：物理层/PPPoE/PPP信令；所述IP业务报文封装为：物理层/链路层/IP/数据；所述GRE报文封装为：物理层/R-P/PPP信令。

所述PPP业务报文封装为：物理层/PPPoE/PPP/IP/数据；所述IP业务报文封装为：物理层/链路层/IP/数据；所述GRE报文封装为：物理层/R-P/PPP/IP/数据。

将PPP业务报文报文转换为GRE报文，步骤为：

剥离PPPoE报文头；

加上物理层/R-P封装；

将GRE报文转换为PPP业务报文报文，步骤为：

剥离物理层/R-P封装；

加上PPPoE报文头。

所述的协议转换单元中配置所述客户端运行真实业务的主机的物理地址。

所述协议转换单元维护所述客户端运行真实业务的主机物理地址与所述分组数据业务节点R-P地址的对应表；

所述协议转换单元根据对应关系确定客户端运行真实业务的主机与相应的所述分组数据业务节点建立连接，并将数据转发给相应所述分组数据业务节点。

一种通信节点真实业务转发功能测试系统，包括：

客户端运行真实业务的主机，用于发起真实业务；

一协议转换单元，用于进行协议转换；

所述通信节点，通过所述协议转换单元与所述客户端运行真实业务的主机耦合；

应用服务端运行真实IP业务的主机，与所述的通信节点连接，用于为所述客户端运行真实业务的主机提供服务。

所述的通信节点为网关GPRS支持节点。

所述的通信节点为分组数据业务节点。

所述客户端运行真实业务的主机为客户端运行真实IP业务的主机或客户端运行真实PPP业务的主机。

所述的客户端运行真实业务的主机为多个。

所述协议转换单元至少具有两个接口，其中一个接口连接所述客户端运行真实业务的主机，另一个接口连接所述网关GPRS支持节点的Gn接口；

连接所述Gn接口的所述协议转换单元的接口对业务GPRS支持节点进行模拟；

所述网关GPRS支持节点的Gi接口与所述应用服务器端运行真实IP业务的主机相连接。

所述的协议转换单元能够支持多个分组数据业务节点建立R-P连接。

本发明使得GGSN无需全网环境即可独立进行全系统端到端的业务测试与演示；如果GGSN支持内容计费、Qos等与被转发业务密切相关的功能特性，则为其功能、性能测试提供了高效率的测试方法；可以非常方便地进行GGSN与各种业务类型、各种操作系统的兼容性测试，不至于互通性问题到网上才被发现；数据通信中丰富的协议测试工具可通过BRIDGE应用于GGSN测试(诸如经由Gn口的多播协议/路由协议等)；使得GGSN中的经由Gn口的大量数通协议测试手段问题迎刃而解、省却大量工作量；可以跨越空中接口的带宽瓶颈，直接对GGSN进行端到端业务应用的压力测试；并可方便地进行qos效果、流量抖动等测试。

本发明使得GGSN无需全网环境即可独立进行全系统端到端的PPP业务测试与演示；如果GGSN支持内容计费、Qos等与被转发业务密切相关的功能特性，则为其功能、性能测试提供了高效率的测试方法；可以非常方便地进行GGSN与各种操作系统PPP协议栈的兼容性测试，包括各种PPP协商选项和压缩算法，不至于互通性问题到网上才被发现。

附图说明

图1是网关GPRS支持节点在GPRS/UMTS网络中的位置示意图；

图2是网关GPRS支持节点的接口示意图；

图3是本发明实施例1中使用协议转换单元进行测试时的测试系统图；

图4是本发明实施例1中使用协议转换单元进行测试时测试系统的协议栈层次图；

图5是本发明实施例1中使用协议转换单元进行测试时的控制与数据流程图；

图6是本发明实施例2中使用协议转换单元进行测试时的测试系统图；

图7是本发明实施例2中使用协议转换单元进行测试时测试系统的协议栈层次图；

图8是本发明实施例2中使用协议转换单元进行测试时的控制与数据流程图；

图9是分组数据业务节点在基于简单IP网络中的位置示意图；

图10是分组数据业务节点在基于移动IP网络中的位置示意图；

图11是本发明实施例3中使用协议转换单元进行测试时的测试系统图；

图12是本发明实施例3中使用协议转换单元进行测试时的流程图；

图13是本发明实施例3中使用协议转换单元进行测试时测试系统的协议栈层次图。

具体实施方式

实施例1

下面参照附图3、4、5详细说明本发明一种网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法和系统的有益实施例。

如图3所示，本实施例的网关GPRS支持节点真实IP业务转发功能测试系统包括客户端运行真实IP业务的主机TE1、被测试设备网关GPRS支持节点GGSN、应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer和在所述客户端运行真实IP业务的主机TE1和网关GPRS支持节点GGSN之间搭建一个协议转换单元BRIDGE，用来替换从手机到SGSN的所有网络设备；

所述客户端运行真实IP业务的主机，其硬件可以是提供至少一个网口的任意计算机设备。比如：台式机、笔记本电脑、SUN工作站等等；其软件可以是支持TCP/IP协议栈的任意操作系统。比如：windows98/NT/2000/XP、Solaris、Linux等等。测试时由所述客户端运行真实IP业务的主机TE1上的应用程序发起真实IP业务，进行测试；

所述协议转换单元BRIDGE有两个接口A和B；所述A接口与所述客户端运行真实IP业务的主机TE1连接，对于所述客户端运行真实IP业务的主机TE1来说，所述A接口是一个网关(路由器的一个端口)，所述客户端运行真实IP业务的主机TE1发往所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer的所有真实IP业务报文都要经过A接口；所述协议转换单元BRIDGE的所述B接口与所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口连接，对于所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN，所述B接口就是SGSN；

所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口与无线核心网的SGSN设备连接，所述Gn接口侧的SGSN设备在本测试系统中由所述协议转换单元BRIDGE的B接口仿真；所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN的Gi接口与internet的主机或路由器连接，所述Gi接口侧的运行真实IP业务的主机或路由器由所述运行真实IP业务的主机AppServer代替；

所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer作为真实IP业务的服务器端，为所述运行真实IP业务的主机TE1上运行的真实IP业务客户端提供服务。

在TE1上配置：到AppServer的路由的下一跳为BRIDGE的A接口地址；在AppServer上配置：到TE1的路由的下一跳为GGSN的Gi接口地址；GGSN进行了正确的业务配置和路由配置。

如图5所示，所述网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法步骤如下：

所述的协议转换单元向所述的网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口发起GTP隧道激活请求，为后续的真实IP业务包提供GTP隧道；

所述的客户端运行真实IP业务的主机TE1与所述协议转换单元BRIDGE通过链路层规程，本实施例中采用以太网的ARP协议流程，获取所述协议转换单元与所述客户端运行真实IP业务的主机TE1所连接的接口A的硬件地址，步骤为客户端运行真实IP业务的主机TE1向所述的协议转换单元的A接口发起ARP请求，所述的协议转换单元在收到ARP请求后向所述的客户端运行真实IP业务的主机TE1发送硬件地址在内的ARP应答消息，即所述A接口IP地址对应的硬件地址；

所述的客户端运行真实IP业务的主机TE1获知所述A接口的硬件地址后，向所述的协议转换单元发送上行真实IP业务报文，所述报文的目的IP地址为所述的应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer，所述报文封装为：MAC/IP/数据；

所述的协议转换单元接收到该真实IP业务报文后，剥离二层以太报文封装；然后根据源IP地址查找相应的GTP隧道，根据GTP隧道信息为所述去掉以太网封装的真实IP业务报文加上“MAC/IP/UDP/GTP”封装；其中，源以太网地址填充为所述协议转换单元的B接口的硬件地址，源IP地址填充为所述协议转换单元的B接口的IP层地址；目的以太网地址填充为所述网关GPRS支持节点的Gn接口的硬件地址，目的IP地址填充为所述网关GPRS支持节点的Gn接口的IP地址；然后，所述协议转换单元将加完封装的GTP报文发送到所述网关GPRS支持节点的Gn接口，所述报文封装为：MAC/IP/UDP/GTP/IP/数据；

所述的网关GPRS支持节点根据已建立的GTP隧道信息和自身的路由等配置信息，转发上行的GTP报文，从Gi接口发出的报文为IP报文，所述报文封装为：L2/IP/数据；

所述应用服务端运行真实IP业务的主机收到客户端所述运行真实业务的主机发来的上行真实IP业务报文后，向客户端运行真实业务的主机发送下行的IP业务报文，所述报文封装为：L2/IP/数据；

所述的网关GPRS支持节点根据已建立的隧道信息和自身的路由等配置信息，转发下行的IP报文，从Gn接口发出的报文为GTP报文，所述报文封装为：MAC/IP/UDP/GTP/IP/数据；

所述的协议转换单元BRIDGE的B接口接收到下行的GTP报文后，根据已建立的隧道信息，剥离GTP报文的MAC/IP/UDP/GTP封装，再为所述去封装的报文加上以太网封装；其中，目的以太网地址为所述客户端运行真实IP业务的主机TE1的硬件地址，源以太网地址为所述协议转换单元BRIDGE的与所述客户端运行真实IP业务的主机TE1连接的A接口的硬件地址。

本实施例所述的网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法，所述协议转换单元BRIDGE可以同时支持多个客户端运行真实IP业务的主机TE1的连接从而对所述被测试设备GGSN的多用户转发功能进行测试，步骤如下：

将协议转换单元BRIDGE与多个运行真实IP业务的主机连接；

在所述的协议转换单元内部实现GTP隧道上下文表，保存不同GTP隧道的信息；并根据本端分配的TEID(对应GTPv0；或者TID，对应GTPv1)建立哈希索引表，用于根据下行GTP报文头的TEID或TID字段，快速查找匹配的表项；

同时在所述的上下文表中，保存不同的运行真实IP业务的客户端主机的信息，包括但不限于硬件地址和IP地址；并根据运行真实IP业务的客户端主机的IP地址建立哈希索引表，用于根据上行的IP报文源IP地址快速查找匹配上下文表项。

本实施例所述的网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法，当所述协议转换单元激活GTP隧道时，采用静态分配地址方式分配IP地址，其步骤为：

在转发上行的真实IP业务报文时，剥离以太网封装，并且保持原有IP报文的内容；

在转发下行的GTP报文时，剥离MAC/IP/UDP/GTP封装，并且保持原有IP报文的内容。

本实施例所述的网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法当所述协议转换单元激活GTP隧道时，所述网关GPRS支持节点采用动态分配地址方式分配IP地址，其步骤为：

将运行真实业务的主机IP地址预先保存在GTP隧道上下文中；

在激活该GTP上下文，将记录分配到的IP地址也保存到该GTP隧道上下文中；

所述协议转换单元在转发上行的真实IP业务报文时，剥离以太网封装，并使用所述分配到的IP地址替换上行真实IP业务报文的源IP地址字段，重新计算相关校验和字段；

所述协议转换单元在转发下行的GTP报文时，剥离MAC/IP/UDP/GTP封装，并使用所述保存的运行真实业务主机的IP地址替换下行IP业务报文的目的IP地址字段，并重新计算相关校验和字段。

采用本实施例所述的方法使得被测试设备网关GPRS支持节点GGSN无需全网环境即可独立进行全系统端到端的业务测试与演示；如果GGSN支持内容计费、Qos等与被转发业务密切相关的功能特性，则为其功能、性能测试提供了高效率的测试方法；使用所述方法可以非常方便地进行GGSN与各种业务类型、各种操作系统的兼容性测试；数据通信中丰富的协议测试工具可以通过BRIDGE应用于GGSN测试(如经由Gn接口的多播协议/路由协议等)；使得GGSN中的经由Gn接口的大量数通协议测试手段问题迎刃而解、省去大量工作量；可以跨越空中接口的带宽瓶颈，直接对GGSN进行端到端业务应用的压力测试；并可方便地进行Q_OS效果、流量抖动等测试。

实施例2

如图6、7所示，本实施例的网关GPRS支持节点PPP业务转发功能测试设备包括客户端运行真实PPP业务的主机TE2、被测试设备网关GPRS支持节点GGSN、应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer和在所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2和网关GPRS支持节点GGSN之间搭建一个协议转换单元BRIDGE，用来替换从手机到SGSN的所有网络设备；

所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2硬件可以是提供至少一个网口的任意计算机设备，比如：台式机、笔记本电脑、SUN工作站等等；软件可以是支持PPPOE和TCP/IP协议栈的任意操作系统。比如：windows98/NT/2000/XP、Solaris、Linux等等。测试时，所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2作为真实PPP业务的客户端，由TE2上的应用程序发起真实PPP业务，进行测试；

所述协议转换单元BRIDGE有两个接口；它一个接口连接所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2，简称为A接口；所述协议转换单元BRIDGE与所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2之间的连接是支持PPP链路层协议的物理层，可以是：串口、ISDN、PPPoE、PPPoA。本实施例采用PPPoE连接。

对于所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2来说，A接口是一个PPPOE_SERVER端，TE2发往所述网关GPRS支持节点GGSN的所有真实PPP业务报文都打上PPPOE封装发往A接口；所述协议转换单元BRIDGE的另一个接口连接被测试的网关GPRS支持节点GGSN设备的Gn接口，简称为B接口；对于所述网关GPRS支持节点GGSN来说，B接口就是SGSN；

所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口与无线核心网的SGSN设备连接，所述Gn接口侧的SGSN设备在本测试系统中由所述协议转换单元BRIDGE的B接口仿真。所述网关GPRS支持节点GGSN的Gi接口与Internet的主机或路由器连接，所述Gi接口侧的主机或路由器由所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer代替；

所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer，硬件可以是提供至少一个网口的任意计算机设备，比如：台式机、笔记本电脑、SUN工作站等等；软件可以是支持TCP/IP协议栈的任意操作系统，比如windows98/NT/2000/XP、Solaris、Linux等等。测试时，所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer作为真实IP业务的服务器端，为所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2上运行的真实IP业务客户端提供服务。

在AppServer上配置：到TE2路由的下一跳为GGSN的Gi接口地址；GGSN进行了正确的业务配置和路由配置。

如图8所示，所述网关GPRS支持节点IP业务转发功能测试方法步骤如下：在客户端运行真实PPP业务的主机TE2上运行拨号程序，与所述协议转换单元BRIDGE建立PPPOE连接，待连接建立后，TE2才发起真实的PPP业务；TE2首先发送PADI(有关PPPOE，可以参考RFC2516)报文开始与BRIDGE的PPPOE_Server模块进行PPPOE协议的协商，建立PPPOE Session；

所述协议转换单元BRIDGE在收到PADI报文后会判断该客户端是否已经配置为模拟手机进行GGSN真实业务测试，判断方法为PADI报文中的源MAC是否在测试工具脚本中配置；如果已经配置，则回应PADO，进一步进行PPPOE协商；

同时所述协议转换单元BRIDGE向网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口发起GTP隧道激活请求，为后续的真实PPP业务包提供GTP隧道；如果没有配置则PADI报文直接丢弃，不做进一步处理；

所述网关GPRS支持节点GGSN在收到协议转换单元BRIDGE向GGSN的Gn接口发起GTP隧道激活请求时回应GTP隧道激活应答；

所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2向自己选择的PPPOE_SERVER端(某个协议转换单元)发送PADR包；

所述协议转换单元BRIDGE在GTP隧道建立后同时又收到所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2发送的PADR包，会给TE2回应PADS后表明PPPOE通道与GTP隧道均已经建立成功，此时所述协议转换单元BRIDGE就在客户端运行真实PPP业务的主机TE2和所述网关GPRS支持节点GGSN建立了一条虚拟通道；

所述协议转换单元BRIDGE接收到该真实PPP业务报文后，剥离二层以太网报文封装和PPPOE封装；然后，根据源以太网地址查找相应的GTP隧道，如果GTP隧道可用，根据GTP隧道信息为刚刚去掉以太网封装和PPPOE封装的PPP业务报文加上MAC/IP/UDP/GTP封装；其中，源以太网地址填充为所述协议转换单元BRIDGE的B接口硬件地址，源IP地址填充为所述协议转换单元BRIDGE的B接口的IP地址；目的以太网地址填充为所述网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口的硬件地址，目的IP地址填充为所述网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口的IP地址；然后，所述协议转换单元BRIDGE将所述加封装的GTP报文发送到所述网关GPRS支持节点GGSN的Gn接口；报文封装为：MAC/IP/UDP/GTP/PPP信令或MAC/IP/UDP/GTP/PPP/IP/数据；

所述网关GPRS支持节点GGSN根据已建立的隧道信息和自身的路由等配置信息，根据从所述协议转换单元BRIDGE接收到的的报文作相应的处理，如果是PPP信令报文，则通过发送下行的PPP协商报文与所述客户端运行真实PPP业务的主机进行PPP协商，报文封装为：MAC/IP/UDP/GTP/PPP信令；如果是PPP承载的IP数据报文，则转发上行的GTP报文，从Gi接口发出的报文为IP报文。报文封装为L2/IP/数据；

作为真实PPP承载IP业务的服务器端，所述应用服务端运行真实IP业务的主机AppServer收到所述客户端运行真实PPP业务的主机T2E发来的上行真实IP业务报文后，也会向TE2发送下行的IP业务报文，报文封装为L2/IP/数据；

所述网关GPRS支持节点GGSN根据自身的路由等配置信息和已建立的隧道信息，转发下行的IP报文，但是还得加上PPP以及底层GTP隧道封装，从Gn接口发出的报文为GTP报文；报文封装为：MAC/IP/UDP/GTP/PPP/IP/数据；

所述协议转换单元BRIDGE的B接口接收到下行的GTP报文后，根据已建立的隧道信息，剥离GTP报文的MAC/IP/UDP/GTP封装，再为被剥离封装的PPP数据报文加上以太网封装和PPPOE封装；其中，目的以太网地址为所述客户端运行真实PPP业务的主机TE2的硬件地址，源以太网地址为所述协议转换单元BRIDGE的A接口的硬件地址。

本实施例所述的网关GPRS支持节点PPP承载IP业务转发功能测试方法，所述协议转换单元BRIDGE可以同时支持多个客户端运行真实PPP业务的主机TE2的连接从而对所述被测试设备网关GPRS支持节点GGSN的多用户转发功能进行测试，步骤如下：

将协议转换单元BRIDGE与多个运行真实PPP业务的主机TE2连接；

在所述的协议转换单元内部实现GTP隧道上下文表，保存不同GTP隧道的信息；并根据本端分配的TEID(对应GTPv1；或者TID，对应GTPv0)建立哈希索引表，用于根据下行GTP报文头的TEID或TID字段，快速查找匹配的表项；

同时在所述的上下文表中，保存不同的运行真实PPP业务的主机的信息，包括但不限于硬件地址；并根据运行真实PPP业务的主机的硬件地址建立哈希索引表，用于根据上行的PPP报文快速查找匹配的上下文表项。

采用本实施例所述的方法使得GGSN无需全网环境即可独立进行全系统端到端的PPP业务测试与演示；对GGSN支持内容记费、Q_OS等与被转发业务密切相关的功能特性进行高效率的测试；可以方便地进行GGSN与各种操作系统PPP协议栈的兼容性测试，包括各种PPP协商选项和压缩算法；具有投入小、成本低、测试范围全面、测试效率高等优点，从而弥补了现有技术的不足。

实施例3

下面参照附图11、12、13详细说明本发明一种分组数据业务节点真实业务测试方法和系统的有益实施例。

如图11所示，本发明实施例的分组数据业务节点真实业务测试系统，包括客户端运行真实业务的主机PC1、被测试设备分组数据业务节点PDSN、应用服务端运行真实IP业务的主机PC2和在所述客户端运行真实业务的主机PC1和所述分组数据业务节点之间搭建一个协议转换单元，用来替换从手机到PDSN的所有网络设备；

所述客户端运行真实业务的主机PC1可以是台式计算机、笔记本电脑、服务器等，并安装有PPPoE客户端拨号软件，测试时由所述客户端运行真实业务的主机PC1上的应用程序发起真实业务，进行测试；

所述协议转换单元一端与所述客户端运行真实业务的主机PC1连接，另一端与所述被测试设备分组数据业务节点PDSN的一端连接，所述协议转换单元进行PPPoE与A11协议之间的转换，完成了利用安装有PPPoE拨号软件的PC1模拟手机进行PDSN真实业务测试功能。

所述被测试设备分组数据业务节点PDSN的另一端与所述应用服务端运行真实IP业务的主机PC2连接，所述应用服务端运行真实IP业务的主机IP作为真实IP业务的服务器端，为所述运行真实IP业务的主机PC1上运行的真实业务客户端提供服务。

如图12、图13所示，本发明实施例中使用协议转换单元进行测试时的流程图和测试系统的协议栈层次图。

模拟手机激活过程，即所述客户端运行真实业务的主机PC1与所述分组数据业务节点PDSN的PPP协商进行测试，步骤为：

在所述客户端运行真实业务的主机上运行拨号程序；

所述客户端运行真实业务的主机PC1发送PADI报文开始与与所述协议转换单元的PPPoE服务器进行PPPoE协议的协商，建立PPPoE会话(具体协商过程可以参见RFC2516中关于PPPoE协议的描述)；

所述协议转换单元在收到PADI报文后会判断该客户端是否已经配置为模拟手机进行PDSN真实业务测试，判断方法为PADI报文中的源MAC地址是否在测试工具脚本中配置。如果已经配置，则回应PADO，进一步进行PPPoE协商；

同时会模拟PCF与与所述分组数据业务节点PDSN协商建立A10连接，步骤为：

所述协议转换单元向所述分组数据业务节点发起A10注册请求；

所述分组数据业务节点在收到A10注册请求后，回应A10注册响应。

所述客户端运行真实业务的主机PC1向所述协议转换单元发送PADR包；

所述协议转换单元在所述A10连接建立后，并且又收到所述客户端运行真实业务的主机PC1发送的PADR包，给所述客户端运行真实业务的主机PC1回应PADS，表明所述PPPoE会话和所述A10连接均建立成功。此时进入PPP协商阶段，

所述客户端运行真实业务的主机发起真实PPP业务，报文封装为物理层/PPPoE/PPP信令；

所述协议转换单元接收到所述真实PPP业务报文后，将所述客户端运行真实业务的主机PC1侧的PPP报文去掉PPPoE报文头，封装上GRE报文头，即物理层/R-P，并发给所述分组数据业务节点PDSN，报文封装为：物理层/R-P/PPP信令；

同样，所述协议转换单元接收到所述分组数据业务节点发来的PPP协商报文(即GRE报文)后，将该报文去掉GRE报文头后加PPPoE报文头后，发送给所述客户端运行真实业务的主机PC1，报文封装为物理层/PPPoE/PPP信令。

从外部看实际上，PPP协商是在所述客户端运行真实业务的主机PC1与PDSN之间进行的，PPP协商成功与否取决于PPPoE客户端和PDSN测试，测试工具仅负责透传。

手机激活成功后，即在所述客户端运行真实业务的主机PC1上就可以进行网页浏览、FTP、TELNET、PING等真实业务操作了。模拟实际业务操作过程，即，所述客户端运行真实业务的主机PC1与所述分组数据业务节点PDSN的PPP数据传输进行测试，步骤为：

在所述客户端运行真实业务的主机上运行拨号程序；

所述客户端运行真实业务的主机PC1发送PADI报文开始与与所述协议转换单元的PPPoE服务器进行PPPoE协议的协商，建立PPPoE会话(具体协商过程可以参见RFC2516中关于PPPoE协议的描述)；

所述协议转换单元在收到PADI报文后会判断该客户端是否已经配置为模拟手机进行PDSN真实业务测试，判断方法为PADI报文中的源MAC地址是否在测试工具脚本中配置。如果已经配置，则回应PADO，进一步进行PPPoE协商；

同时会模拟PCF与与所述分组数据业务节点PDSN协商建立A10连接，步骤为：

所述协议转换单元向所述分组数据业务节点发起A10注册请求；

所述分组数据业务节点在收到A10注册请求后，回应A10注册响应。

所述客户端运行真实业务的主机PC1向所述协议转换单元发送PADR包；

所述协议转换单元在所述A10连接建立后，并且又收到所述客户端运行真实业务的主机PC1发送的PADR包，给所述客户端运行真实业务的主机PC1回应PADS，表明所述PPPoE会话和所述A10连接均建立成功。

所述客户端运行真实业务的主机发起真实PPP业务，所述PPP业务为PPP数据传输，报文封装为物理层/PPPoE/PPP/IP/数据；

所述协议转换单元接收到所述真实PPP业务报文后，判断该用户对应的A10连接是否建立，如果建立会将该数据报文去掉PPPoE报文头，加上GRE封装后转发给所述分组数据业务节点PDSN，报文封装为物理层/R-P/PPP/IP/数据；

所述分组数据业务节点PDSN将该报文去掉GRE、PPP报文头后，转发该报文至应用服务端运行真实IP业务的主机PC2，从所述分组数据节点PDSN发出的报文为IP业务报文，报文封装为：物理层/链路层/IP/数据；

所述应用服务端运行真实IP业务的主机PC2收到上行真实IP业务报文后，发送下行的IP业务报文；

所述分组数据业务节点PDSN转发下行的IP报文，从所述分组数据业务节点发出的报文为GRE报文；

所述协议转换单元接收到下行的GRE报文后，判断该用户对应的PPPoE会话是否已经建立，如果建立会剥离GRE头，封装上PPPoE报文头，发送给所述客户端运行真实业务的主机PC1，报文封装为：物理层/PPPoE/PPP/IP/数据。

所述协议转换单元可以支持多个客户端运行真实业务的主机，确定所述客户端运行真实业务的主机是否合法的依据是：所述的协议转换单元中配置所述客户端运行真实业务的主机的物理地址。

所述协议转换单元可以支持和多个所述分组数据业务节点PDSN建立连接，一个实验室环境下一般只需安装一个协议转换工具即可；所述协议转换单元维护一张所述客户端运行真实业务的主机物理地址与所述分组数据业务节点R-P地址的对应表；

所述协议转换单元根据对应关系确定客户端运行真实业务的主机与相应的所述分组数据业务节点建立连接，并将数据转发给相应所述分组数据业务节点。

通过上述方法和系统，使PDSN无需CDMA2000全网环境的情况下进行真实业务的测试，既可以对现网丰富的IP业务进行测试，又可以进行充分的压力与性能测试，具有投入小、成本低、测试范围全面、测试效率高等优点，从而弥补了现有技术的不足。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。