【正文】 ......................................... 69 內(nèi)部收益率、投資利潤率、投資回收期的計(jì)算和評估 .................................... 69 項(xiàng)目風(fēng)險分析 ..................................................................................................... 69 政策風(fēng)險 .................................................................................................. 69 技術(shù)風(fēng)險 .................................................................................................. 70 市場風(fēng)險 .................................................................................................. 70 人才風(fēng)險 .................................................................................................. 71 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析 ................................................................................. 71 八、資金申請報(bào)告附件 ............................................................................................... 73 C NGIXXXX:下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議測試和分析設(shè)備 項(xiàng)目資金申請報(bào)告 — — 1 一、 項(xiàng)目的背景和必要性 國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢 IP 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、維護(hù)和故障診斷面臨著巨大的挑戰(zhàn)：網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大、組成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備越來越復(fù)雜、在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)越來越龐大、網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)越來越多。如何對網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)本身進(jìn)行性能，可靠性和穩(wěn)定性評估， 是 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中 要重點(diǎn)解決的 問題。網(wǎng)絡(luò)測試儀表作為網(wǎng)絡(luò)測試的主要工具，在網(wǎng)絡(luò)測試中發(fā)揮著不可或缺的作用。進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)的測量，同時為評估網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供依據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)測試儀表是輔助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身研究和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的必要工具，它作為尖 端的高技術(shù)產(chǎn)品直接反映了一個國家的 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展 水平，世界 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 強(qiáng)國都具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試儀表的研發(fā)能力和產(chǎn)品推廣能力。 測試儀表的發(fā)展情況 當(dāng)前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備在網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用 市場上己經(jīng)占有非常重要的位置， 并 保持比較高的速度發(fā)展 。在這些廠商的測試儀產(chǎn)品中，一般采用了以下幾項(xiàng)主要技術(shù) :分布式多處理器技術(shù) 、 實(shí)時分布式操作系統(tǒng) 、 高速網(wǎng)絡(luò)接口 、 大型路由協(xié)議仿真 、 網(wǎng)絡(luò)流量仿真。這些產(chǎn)品可以提供基本性能、 IP 多播、 QoS 等方面的測試，一般都提供了方便易 用 的用戶界面和強(qiáng)大的編程接口。同時多個獨(dú)立的測試儀可以進(jìn)行堆疊。絕大多數(shù)的測試儀都可以支持典型的不同速率不同類型的接口，接口速率從 155M 到目前最大的 40G， 支持 Ethemet、 POS 和 ATM 協(xié)議 。為了提高速度，像 TCP 和 UDP 的 Checksum 等功能也都采用了硬件 進(jìn)行 計(jì)算。例如 Spirent 的 Avlanche 和 IXIA 的 IxLoad 測試軟件可以支持 47 層 Web 性能測試，適用于 Web 交換機(jī)、 Web 服務(wù)器、 Web 服務(wù)器負(fù)載均衡系統(tǒng)和防火墻等設(shè)備的性能測試。它的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與優(yōu)化軟件功能還可以對骨干路由器的 metrics 進(jìn)行統(tǒng)計(jì) ， 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)單向的時延、包丟失率、包抖動等性能 指標(biāo)， 實(shí)現(xiàn)對核心 IP 網(wǎng)絡(luò) 的監(jiān)測 。對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分析，如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分布、流量大小分布等，可用于 ISP 的網(wǎng)絡(luò)管理。 相對于國外的性能測試設(shè)備，目前國內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)測試方面的基礎(chǔ)還很薄弱，還沒有形成系統(tǒng)性的產(chǎn)品。例如，針對 AVS 的測試等 都需要網(wǎng)絡(luò)測試測試儀表廠商的參與， 國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)測試儀表的研究 起步較晚，難以實(shí)現(xiàn)一步跨越。測試儀表的研發(fā)涉及到測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件板卡設(shè)計(jì)、測試軟件等方面，在硬件設(shè)計(jì)中，需要實(shí)現(xiàn)高精度的時間戳，用于數(shù)據(jù)包的精確時間控制，實(shí)現(xiàn)高性能字符串匹配，用于數(shù)據(jù)內(nèi)容分析， 這些關(guān)鍵技術(shù)在國際上已經(jīng)有了比較深入的研究。隨著網(wǎng)絡(luò)鏈路速率提升，對時間戳精度要求越來越高，以千兆以太網(wǎng)鏈路為例，要能區(qū)分相鄰 64 字節(jié)數(shù)據(jù)包時間戳精度至少要達(dá)到600ns。當(dāng)前的測量儀表達(dá)到 10Gbps 的速度，必須要有穩(wěn)定和精確的時間戳。節(jié)點(diǎn)利用 NTP 協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)上時間服務(wù)器同步，通過估算數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上往返延遲 ，計(jì)算節(jié)點(diǎn)時鐘與時間服務(wù)器時鐘偏差從而完成時鐘校時。提高基于 NTP 協(xié)議進(jìn)行時鐘同步的精度的一個辦法是結(jié)合時間戳計(jì)數(shù)器（ TSC）， 使用 CPU 的 TSC 寄存器 對時鐘進(jìn)行校準(zhǔn) ?；谝蕴W(wǎng)的硬件時鐘同步技術(shù) SynUTC，利用硬件產(chǎn)生時間戳，并將時間戳信息寫入同步數(shù)據(jù)包；各節(jié)點(diǎn)利用同步數(shù)據(jù)包中時間戳信息調(diào)整 本地時鐘實(shí)現(xiàn)同步，其同步誤差 可以達(dá)到 100ns。 IEEE 1588 精密時間協(xié)議（ PTP）是網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的時間同步標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)驗(yàn)表明，硬件實(shí)現(xiàn)的 PTP 同步精度可達(dá) 233ns ，但是由于同步數(shù)據(jù)包在交換機(jī)或路由器中處理時延不確定導(dǎo)致同步結(jié)果不穩(wěn)定。 通過硬件來實(shí)現(xiàn)精確的時間同步是網(wǎng)絡(luò)測試儀表中的首選方案，項(xiàng)目組提出了基于預(yù)測的時鐘同步算法 PCS，可以實(shí)現(xiàn) 100ns 以內(nèi)的精度控制，和 GPS結(jié)合起來，可以實(shí)現(xiàn)分布式的高精度時間同步。 字符串匹配得到了非常深入的研究，在算法上可以分為 2 種： 以AC 算法及 其改進(jìn)型為代表的非跳躍式算法，以 BM 算法及其改進(jìn)型、 KMP 算法、 MWM 算法等為代表的跳躍式算法。國內(nèi)外在這方面做了深入研究，例如采用現(xiàn)場可編程邏輯器件（ FPGA）來設(shè)計(jì)專用電路，實(shí)現(xiàn)高速率下的字符串匹配，采用并行、可擴(kuò)展、低延遲的結(jié)構(gòu)，通過并行流水技術(shù)，將處理流程進(jìn)行細(xì)粒度劃分， FPGA 運(yùn)行在 340MHz 下能達(dá)到 11Gbps 的吞吐量，或者采用可編程的并行處理器結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)專門的預(yù)處理和搜索功能部件。 項(xiàng)目組 在串匹配方面有著很深入的研究，從大規(guī)模字符集的串匹配到 FPGA上的匹配都有高性能的解決方案。 協(xié)議 一致性 測試研究現(xiàn)狀 協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)通訊的基石，當(dāng)前協(xié)議標(biāo) 準(zhǔn)是用自然語言描述的，實(shí)現(xiàn)者對于協(xié)議的不同理解將會導(dǎo)致不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)過程中也會由于設(shè)計(jì)和編碼而產(chǎn)生錯誤因此對協(xié)議實(shí)現(xiàn)進(jìn)行測試是非常必要的，一致性測試檢查實(shí)現(xiàn)是否符合協(xié)議規(guī)范，互操作性測試用于檢驗(yàn)不同設(shè)備之間的互通性。 隨著形式化技術(shù)的迅速發(fā)展，協(xié)議的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)和測試都有了很大進(jìn)展，通過形式化描述技術(shù)，協(xié)議測試與協(xié)議工程學(xué)中其它領(lǐng)域有機(jī)地結(jié)合起來在八十年代初期開始，歐洲的許多研究機(jī)構(gòu)開展了深入的協(xié)議測試研究，并開始進(jìn)行合作，以建立協(xié)議測試的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，作 為工作的成果， ISO－ 9646 詳細(xì)的定義一致性測試，使得一致性測試得到很大的推廣。 由于協(xié)議測試的技術(shù)復(fù)雜性和龐大開銷，一般是協(xié)議實(shí)現(xiàn)者和協(xié)議用戶力所不能及的事情 ， 進(jìn)行獨(dú)立于生產(chǎn)者和用戶的第三方測試是常采用的方法 。 國內(nèi)外都正在為正在到來的 IPv6 做準(zhǔn)備，各大廠商正在研究、開發(fā)和應(yīng)用各種支持 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 。 當(dāng)前國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu) 和公司都在開展 IPv6 有效性測試研究和應(yīng)用 。 在 6Bone 上，開發(fā)商們放置它們新的主機(jī)和路由器軟件，研究者觀測基于 IPv6 協(xié)議的路由協(xié)議、基于 IPv6 協(xié)議的地址分配和其他管理程序，檢驗(yàn) IPv6 協(xié)議的各種功能 。 這樣的觀測在 IPv6 未成型時起了非常大的作用，但是這樣的觀測不能代替對設(shè)備的嚴(yán)格測試，尤其是當(dāng) IPv6 的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定下來時，需要在開發(fā)階段和產(chǎn)品投入使用前進(jìn)行嚴(yán)格測試 。 下面簡要介紹這些測試研究 。目前 IOL宣布已經(jīng)為 70 多個廠商的計(jì)算機(jī)通信產(chǎn)品驗(yàn)證了互操作性和 /或一致性，其測試范圍幾乎覆蓋了全部計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。 該實(shí)驗(yàn)室 所公布的 IPv6 一致性測試集是用自然語言描述的，測試覆蓋并 不是很完備。 該計(jì)劃同 KAME 工程和 USAGI工程密切合作，其中 KAME計(jì)劃是日本七個公司為 BSD開發(fā)免費(fèi) IPv6和 IPsec 協(xié)議棧的項(xiàng)目， USAGI 是日本許多組織為 Linux 開發(fā)高質(zhì)量 IPv6 協(xié)議棧的項(xiàng)目 。 TAHI 重視靈活性，采用 Perl 腳本語言來定義測試?yán)?。 當(dāng)前 TAHI 正和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商開展合作，為各種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品提供一致性和互操作性測試。 其對 IPv6 的測試主要集中在互操作性測試 方面， 對 Dec、 Sun、MS、 Bay Network、 Telebit、 Cisco 等的 IPv6 產(chǎn)品進(jìn)行了互操作性測試，并為 IPv6試驗(yàn)床 6BONE 提供了一個監(jiān)測平臺 ， 但沒有做 IPv6 協(xié)議一致性測試方面的工作。 “IPv6 Ready”認(rèn)證是 IPv6論壇為了推動 IPv6 在全球的發(fā)展，對數(shù)據(jù)設(shè)備所進(jìn)行的測試認(rèn)證。 “IPv6 Ready”全球認(rèn)證行動將極大地促進(jìn) IPv6 應(yīng)用類產(chǎn)品的豐富與完善，使 IPv6 產(chǎn)業(yè)鏈更加完整，加速 IPv6 在全球的商用部署進(jìn)程。 目前， “IPv6 ready”標(biāo)識行動實(shí)施機(jī)構(gòu)主要包括美國 UNHIOL 、歐洲ETSI 、中國 XX 互連 (BII Group)以及日本 TAHI/v6PC 等。 “IPv6 Ready”第一階段屬于基本測試：鼓勵每一個組織部署 IPv6 ，通告大家關(guān)于設(shè)備、服務(wù)的互通性和一致性情況； “IPv6 Ready”第二階段屬于完全測試：根據(jù) IPv6 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查和保設(shè)備與服務(wù)的互通性和一致性，并增加了一些指標(biāo)的增強(qiáng)特性測試。而隨著 IPv6C NGIXXXX:下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議測試和分析設(shè)備 項(xiàng)目資金申請報(bào)告 — — 7 應(yīng)用的進(jìn)一步推廣深入，業(yè)界對 IPv6 產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格，但 “IPv6 Ready Phase1”認(rèn)證主要是對 IPv6 的基本功能進(jìn)行評價。 “IPv6 Ready Phase2”認(rèn)證由國際權(quán)威的日本 TAHI 組織和美國UNHIOL實(shí)驗(yàn)室共同制定測試規(guī)格，由全球 IPv6 論壇審核通過，并且得到全球主要 IPv6 測試組織的一致支持，而且還是全球范圍 IPv6 產(chǎn)品獲得 “IPv6 Ready Phase2”認(rèn)證通過的唯一官方標(biāo)準(zhǔn)。 除了研究機(jī)構(gòu)外，一些商業(yè) 測試儀 公司已經(jīng)開始為 IPv6 設(shè)備提供測試服務(wù)， Agilent 公司已經(jīng)向用戶提供 IPv6測試服務(wù)； Ixia 公司 提供了 能夠同時測試 IPv6 和 IPv4的測試儀；與 TAHI計(jì)劃關(guān)系密切的 Yokogawa 公司也提供對 IPv6 的商業(yè)測試服務(wù)。 協(xié)議測試已經(jīng)不僅僅是對產(chǎn)品研制開發(fā)的一種支持手段，而且已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一個重要分支，對測試技術(shù)的研究不僅將直接影響到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，也將直接影響到世界網(wǎng)絡(luò)市場的競爭和發(fā)展。 在國內(nèi)外的專利技術(shù)數(shù)據(jù)庫中，總的說來，關(guān)于 IPv6 一致性測試和互操作性測試方面的研究成果不多，并且集中于 IPv6 的主干協(xié)議。 這些協(xié)議并非僅是原有協(xié)議的擴(kuò)展，它們具有各種新的特性， IPv6 的網(wǎng)絡(luò)是一個分布式的、異構(gòu)的、結(jié)構(gòu)和行為都非常復(fù)雜的系統(tǒng)需要對測試?yán)碚?、方法和技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的探索和總結(jié)，才能有效的解決 IPv6 協(xié)議的測試問題。一個好的測試集描述法不僅有利于提高測試執(zhí) 行的自動化程度，也有利于測試開發(fā)人員手工開發(fā)測試用例。其中， TTCN 因?yàn)槠渫怀龅膶y試的支持能力，易于被測試人員理解和使用而成為協(xié)議測試中廣泛使用的測試集描述法。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 在其ISO/IEC9646 中定義了 TTCN1，后來被 ITUT 接收為標(biāo)準(zhǔn) 。靜態(tài)說明 部分專用于協(xié)議的靜態(tài)信息描述，如協(xié)議數(shù)據(jù)格式、參數(shù)值、控制觀測點(diǎn)、定時器、變量等的描述。 TTCN1 在當(dāng)時被大量地應(yīng)用，出現(xiàn)了很多 TTCN 工具，如法國 VERILOG 公司的 Object，瑞典Telelogic 公司的 ITEX 等工具軟件。 但是隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，各種新型協(xié)議和應(yīng)用對測試描述能力的要求也越來越高，原有的測試描述語言 TTCN2 逐漸顯露出不足之處：缺乏動態(tài)配置能力、沒有同步通信能力、應(yīng)用范圍過窄等。 TTCN3 現(xiàn)已作為 ITUT Rec. 系列發(fā)布。 TTCN3 打破了 TTCN 一致性測試的局限，能適應(yīng)更廣泛的測試需求，如互操作性測試、性能測試、系統(tǒng)測試和集成測試等。 隨著 TTCN 語言的不斷完善，相應(yīng)的測試系統(tǒng)也不斷地更新。這些商用工具大多可以集成編輯、編譯和運(yùn)行功能，支持 TTCN3 以上版本的基本語言要素，支持以 UML序列圖為基礎(chǔ)的圖形化測試說明。 Telelogic 公司是一家一直致力于 TTCN 支持工具研發(fā)的 公司，擁有 TTCN1 和 TTCN2 的相關(guān)工具。 OpenTTCN 公司對 TTCN 工具的研究也很有歷史。 Da 公司