关于软交换设备性能测试基础知识

　　软交换设备已经成为组网中不可或缺的硬件设施，这里我们主要介绍关于软交换设备性能测试方面的知识，软交换性能测试中常用的测试方法和组网方式，以及如何应用各种方案测试软交换设备不同的功能；阐述了如何利用软交换测试中的关键指标和参数分析性能测试中的结果，以及如何运用其他各种手段，分析故障原因。

　　1 软交换测试概述

　　软交换作为NGN/VoIP网络中的核心设备，具有接口丰富、协议复杂、性能要求高等特点，因此也成为设备制造商和运营商进行实验室测试或网络验收测试的关注焦点。软交换设备一般处于网络的中心位置，与PSTN互通需要SIGTRAN接口，与中继媒体网关互通需要H.248控制接口，与IP终端互通需要sip/H.323/mgcp/H.248接口，与其他软交换互通需要sip/sip-I/sip-T/BICC接口。这其中的任何一个接口出现问题，都将成为制约系统性能的瓶颈，严重的时候甚至造成NGN/VoIP网络瘫痪。因此，软交换性能的高低，成为运营商考察NGN系统好坏与否的关键指标。

　　基于上述原因，如何在一个复杂的网络环境中，有效地验证软交换设备的各个接口功能的性能及稳定性，成为NGN/VoIP测试领域一个重要的研究课题。思博伦通信长期关注于通信领域的测试技术，凭借强大的研发团队和多年的现网测试经验，为客户提供完善的软交换系统测试方案，成为运营商和设备商NGN领域测试的必然选择。

　　2 软交换常见测试方法

　　软交换设备作为一个复杂的核心控制设备，可供选择的测试方法也多种多样。常见的测试方法按不同分类方式，有以下几种：

　　单节点全包围测试

　　单节点全包围测试一般用于验证单个设备是否存在性能瓶颈。通过测试仪表仿真该节点周围的所有接口，模拟出该设备周围的所有网络环境，从而杜绝其他设备对测试环境造成的影响，精确验证被测设备的性能。仪表通过Sigtran(M2UA或者M3UA)协议仿真信令网关，通过H.248协议仿真中继网关，通过sip/H3.23/H.248/MGCP等协议仿真IP Phone，然后模拟从PSTN往IP网络侧的大量语音呼叫，实现对中间软交换设备的性能测试。

　　多个网元互通测试

　　这种测试一般用于在一定的、可控的环境内，对由多个节点组成的有限系统做性能测试，用于发现各个网元之间的互通问题，确定在互操作过程中是否有新的性能问题引入。例如，运营商在部署VoIP网络时，有可能会采用A厂家的软交换和B厂家的接入网关设备，如何确认这两家的设备在一起互通时没有性能上的问题？这时可以采用仪表仿真接入网关下面的模拟线终端，往网关和软交换侧发起呼叫，再由软交换将呼叫路由回网关再到终端。通过这种方式，由仪表发起成千上万的呼叫经过接入网关和软交换设备，可以有效地验证这两种设备在互通的时候有没有性能和稳定性问题。

　　端到端系统测试

　　端到端系统测试一般用于对一个完整的系统进行功能及性能验证，或针对运营网络的分布式测试。如图2所示，一般将仪表部署于系统或网络中的不同分支节点，仿真系统中涉及的各种不同终端，然后不同终端之间发起大量的呼叫进行测试。通过这种方式，不仅可以验证系统性能，甚至可以对网络端到端的时延、网络传输质量进行测试。

　　最大同时会话能力测试

　　最大同时会话能力测试一般用于测试被测设备在某一个特定时间能够同时保持的会话数目。相对于BHCA和CPS，最大会话保持数也是一项重要的指标。这种测试一般通过仪表仿真一定数目的呼叫，然后将呼叫保持时间设置的足够长，观察在一定的时间段内，这些同时保持的话务有没有掉话、异常中断等各种情况。体现在呼损数值上，不能超过万分之一。

　　稳定性测试

　　稳定性测试一般用于验证系统长时间稳定运行，无故障处理话务的能力。一般通过仪表仿真占系统一定负荷的话务量(如系统最大能处理CPS的80%)，然后将每个呼叫的保持时间设置为现网平均呼叫保持时间（如2~3min），要求系统稳定运行至少24h，有时甚至超过48h以上，呼损率不能超过万分之一。

　　长时间通话测试

　　长时间通话测试一般用于验证系统处理超长时间通话的能力。这类测试一般不要求很高的性能，往往使用仪表仿真几十路的语音呼叫，将每一路的呼叫保持时间设置为至少24h以上，观察测试过程中有无掉话、异常中断、语音异常等现象。另外，还会观察软交换设备对于这种超长话单产生的精确程度、有无话单丢失、时长计费是否准确等现象。

　　过载保护测试

　　软交换一般都具有过载保护功能，当话务量超过最大负荷或者系统CPU负荷已经到达100％时，主动拒绝后续的呼叫，避免过量的呼叫占用系统资源造成系统瘫痪。过载保护测试用于验证软交换系统遇到突发话务流量超过系统最大负荷时，有效控制话务，避免系统瘫痪的能力。这类测试一般通过仪表逐级、逐量地仿真系统话务负荷，例如分别仿真占系统80%，100%，120%的话务量，要求系统在80%，100%负荷的时候呼损率不应超过万分之一，在120％话务量的时候，可以允许有大量的呼损，但是每秒钟成功接续的呼叫数应该维持在系统可以处理的最大CPS左右，另外不能有系统瘫痪、板卡重启、消息没有响应等现象发生。

　　CDR准确性测试

　　CDR准确性测试用于验证软交换系统在处理大量呼叫的同时，生成的话单的准确性。一般通过仪表仿真大量的呼叫，维持一段时间（例如几个小时以上）。然后在测试结束后，对比仪表统计给出的话单总数和软交换系统给出的话单总数，检查软交换有无掉话单的现象。一般要求话单差错率不能超过万分之一。

　　3 关键参数统计及性能测试结果分析

　　软交换设备因为其接口多、协议丰富、性能高等原因，成为NGN测试领域中最为复杂的一个被测设备，因此测试涉及的统计指标也多种多样。如何从复杂的测试数据中，过滤观察关键的测试参数、有效地分析性能测试结果的好坏、检查出系统存在的性能瓶颈等，将是本节中我们将要探讨的内容。

　　（1）BHCA/CPS/呼损率等关键指标的统计与分析

　　在软交换设备性能测试中，BHCA/CPS与呼损率是两个很重要的相互关联的指标。我们进行大量的测试就是为了找出在没有呼损或者呼损率小于规定值(如万分之一)的时候系统最大能支持的BHCA/CPS。一般使用2分法去精确查找出系统的无故障平衡点。这时候如果加上软交换设备系统的CPU和内存占有率的观察，则可以帮助测试人员更加方便地判断系统负荷是否已经到了瓶颈。一般随着仪表产生的BHCA/CPS的逐渐增高，系统在接近性能瓶颈的时候，往往伴随着CPU占有率或者内存占有率的突然陡增，并接近最大值；如果这个时候呼损大量增加，则可以很确定地判断是由于系统负荷到了瓶颈造成大量呼损而并不是由于网络等其他原因。

　　（2）信令时延统计对于性能测试的重要性

　　信令时延是考察软交换系统对于信令消息处理快慢程度的一项指标，在查找系统无故障平衡点的时候，该指标的统计也是非常重要的一项考察内容。对于VoIP信令来讲，信令时延主要包括Response Time，Post Dial Delay，Call Setup Time，Tear Down Time几项具体的指标。