【正文】 學(xué)碩士研究生學(xué)位論 文 第 II 頁 Abstract The technique background of this dissertation is router testing, which has drawn worldwide attention since IPv6 came into view. To enable a smooth transition from IPv4 to IPv6, routers supporting IPv4 only, IPv6, and IPv6 encapsulated in IPv4 will coexist for some time, and this plicates router testing. Moreover, existing testing methods such as Loopback Test Method (LTM) and Transverse Test Method (TTM) are not catered for testing modern routers with multiports. All these considerations have stimulated the research activity on multiport testing at Sichuan Network Communication Key Laboratory (SCNet Lab). With the new MDSPTTM (Multiport Distributed Synchronized Parnell Transverse Test Method) introduced at SCNet Lab, a MultiPort Router – Distributed Concurrent Test System (MPRDCTS) is under development. An MPRDCTS takes twolayer architecture: at the top layer, a PC acts as the MultiPort Test Manager (MPTM) and at the bottom layer, multiple TPTs (TwoPort Testers) to test a pair of ports with either LTM or TTM. Testing is governed by a test system through execution of test control data。 IPv6 通過采用 128 位的地址空間替代IPv4 的 32 位地址空間來擴(kuò)充互聯(lián)網(wǎng)的地址容量，使得 IP 地址在可以預(yù)見的時期內(nèi)不再成為限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的一個因素； IP 報(bào)頭的簡化有利于提高 IP 處理效率，報(bào)頭中增加流標(biāo)識字段，有利于針對應(yīng)用數(shù)據(jù)流提供不同的服務(wù)；在安全性、服務(wù)質(zhì)量及移動性等方面也收到更多的重視。 支持IPv6 的域內(nèi)動態(tài)路由協(xié)議 已經(jīng) 有： RIPng[3]、 OSPFv3[4]等 協(xié)議 ； 支持 IPv6 的域間路由協(xié)議主要是 BGP4+[56]等。 我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展需要大量的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，特別是路由器和交換機(jī)產(chǎn)品，而過去由于我國自身缺少檢測手段，對外國產(chǎn)品只能全盤接受。 Inter 作為全球性的網(wǎng)絡(luò)，它根據(jù)管理域的不同將整個網(wǎng)絡(luò)劃分為若干各自治系統(tǒng)（ AS – Autonomous System） [52]。因此， 它 采用的算法 既不是基于純粹的鏈路狀態(tài)算法，也不是基于純粹的距離向量算法。這正是實(shí)驗(yàn)室研究分布式同步并行 測試技術(shù)和開發(fā)多端口同步并行測試技術(shù)的主要著眼點(diǎn)和研究價值之所在。這就是本課題的具體研究背景。涉及的路由協(xié)議有 RIPng、 OSPFv3 以及 BGP4+，該系統(tǒng)的測試配置比較靈活、自動化程度較高，但該系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)描述沒有采用標(biāo)準(zhǔn)測試定義語言 TTCN[10]，因此其測試集缺少可比性，也難以移植到其他測試系統(tǒng)之中。 從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始我國也逐步開始涉足網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試技術(shù)的研究以及協(xié)議測試系統(tǒng)的開發(fā)。為此，筆者進(jìn)行了針對 BGP協(xié)議的并發(fā)多端口路由器測試技術(shù)的研究。 第 5 章在分析了 BGP 協(xié)議與其它協(xié)議的相互作用的基礎(chǔ)了闡述了 BGP與其他協(xié)議進(jìn)行聯(lián)合測試的意義，并針對具體的情況給出了相關(guān)的測試?yán)? ○ 5 首 次用 CMPTDL 語言進(jìn)行了 BGP－ 4 同步并行測試?yán)拿枋觯⑻岢隽诉M(jìn)一步改進(jìn) CMPTDL 語言的建議，為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步完善 CMPTDL 語言提供了參考。 RFC1654:第一個 BGP4 規(guī)范。 它的主要功能就是與其他的 BGP 系統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息（ NLRI － Network Layer Reachable Information）。但是，采用帶外信令控制的概念來審視 Inter，則可以將它視 為具有三層用戶數(shù)據(jù)傳輸平臺和 五 層信控管理平臺的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) [48], 因此，對 BGP 等協(xié)議在通信子網(wǎng)中的位置就容易進(jìn)行解釋了?；ヂ?lián)網(wǎng)就是使用這種路由的實(shí)例，因?yàn)樗啥鄠€ AS（或稱管理域）構(gòu)成，眾多的研究機(jī)構(gòu)、公司以域的角色一起構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)提供了 AS 間路由的實(shí)例。在貫穿 AS 環(huán)境中， BGP 通信既不源自 AS 內(nèi)，目的也不在該 AS 內(nèi)的節(jié)點(diǎn)， BGP 必須與 AS 內(nèi)使用的路由協(xié)議交互以成功地通過該 AS 傳輸 BGP 通信。 BGP 的這種機(jī)制可以減少路由器的計(jì)算西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 7 頁 量以及降低傳輸 BGP 報(bào)文的通信量。另外，在自治系統(tǒng)里面還有一類負(fù)責(zé)路由更新消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的反射路由器。例如，當(dāng)需要對路由器進(jìn)行定量測試時，如果僅對一對端口進(jìn)行觀測，雖然能獲得該對端口處于滿負(fù)載時的性能，但該狀態(tài)對整個路由器來說仍處于輕負(fù)載狀態(tài)。這只有進(jìn)行多端口進(jìn)行并發(fā)測試才能實(shí)現(xiàn)。 如圖 所示， ISO 9646 建議的回繞測試方法（ LTM）進(jìn)行測試時，測試器將測試數(shù)據(jù)的目的地址填為測試器的地址，被測路由器收到該數(shù)據(jù)時，西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 8 頁 會做出相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)文并將該測試數(shù)據(jù)返回到測試器，因此，這種測試方法稱為回繞測試法。實(shí)際上，在實(shí)際的協(xié)議測試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以將兩個測試器置于同一測試系統(tǒng)之中，兩個測試器分別使用不同的 IP 地址，便很容易實(shí)現(xiàn)對這兩個 IP 路由器端口的嚴(yán)格控制下的測試，也容易實(shí)現(xiàn)測試器 1 和 2 之間的協(xié)調(diào)。 BGP 路由器實(shí)質(zhì)上是包括應(yīng)用層協(xié)議在內(nèi)的信令控制平面和管理平面的協(xié)議集， BGP 路由器建立在 TCP之上， BGP 既要和對等 BGP 實(shí)體進(jìn)行路由信息的交互，也要完成用戶數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)工作。因此， 基于以上分析，作者開展了對 BGP4 路由器的多端口并發(fā)測試技下層服務(wù)提供者 測試器2 測試器1 中繼系統(tǒng) 圖 穿越測試法 下層服務(wù)提供者 中繼系統(tǒng) 下層服務(wù)提供者 測試器 圖 回繞測試法（內(nèi)部繞回） 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 9 頁 術(shù)的研究工作?！胺植际讲l(fā)多端口路由器測試系統(tǒng)” [24]（ DCMRTS – Distributed Concurrent Multiport Router Test System）是兩級結(jié)構(gòu)的測試系統(tǒng)，適用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試中心對多端口路由器的全面功能測試與性能評估。 并發(fā)多端口測試管理器的主要功能是對下級的多個雙端口測試器進(jìn)行控制、協(xié)調(diào)與管理，在并發(fā)多端口測試器中執(zhí)行的是由并發(fā)測試定義語言（ CMPTDL）描述生成的測試控制數(shù)據(jù)，測試器根據(jù)測試執(zhí)行情況選擇并執(zhí)行新的測試?yán)?，最終完成多端口并發(fā)測試報(bào)告的生成。 responses Executable Tests Test Data amp。因此，圖 CMPTS總體上是面向測試中心的分布式并發(fā)多端口路由器測試系統(tǒng)；此時， TPT 是作為 CMPTS 的下級測試器。 由 CMPTDL 和 TTCN3 兩種語言描述的測試數(shù)據(jù)編譯后形成的“ C”代碼，經(jīng)過 C 編譯最終形成可執(zhí)行測試集 (ETS Executable Test Suite)。 TTCN 是在協(xié)議一致性測試方法和框架（ CMTF － Conformance Testing Methodology and Framework）標(biāo)準(zhǔn)（ ISO/IEC 9646）的第三部分定義的。 TTCN3 并不局限于一致性測試，它可以用于許多其他種類的測試，如互操作性測試、健壯性測試、回歸測試、系統(tǒng)和集成測試。 多端口并行測試描述語言 CMPTDL 在上節(jié)（ ） 我們介紹了形式化描述語言 TTCN，發(fā)展至今 TTCN 已經(jīng)形成其第 3 個版本 —— TTCN3。 BGP 路由器以及其他的一些中繼系統(tǒng)的并發(fā)多端口性能測試既需要描述定量數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量和速率），也需要描述端口間的測試進(jìn)程時間關(guān)系，實(shí)時性要求高。 CMPTDL 可應(yīng)用于基于并發(fā)系統(tǒng)（尤其是分布式系統(tǒng)）的一致性測試、性能測試和互通性測試。 為了提高系統(tǒng)的靈活性， CMPTDL 除了系統(tǒng)提供的基本函數(shù)外，允許用戶自定義新函數(shù)，因而凡定義過而可重用的測試?yán)驕y試步作為用戶定義的新函數(shù)，將它們放到一個函數(shù)－測試?yán)龑?yīng)表中，以提高了代碼的利用率和增加功能的靈活性和可擴(kuò)展性。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 14 頁 第 3 章 BGP4 測試集總體規(guī)劃 BGP4 測試集規(guī)劃的意義 BGP4 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化測試由兩個工作部分組成 , 即 BGP4 協(xié)議測試控制數(shù)據(jù)定義（ Test Definition）和 BGP4 協(xié)議測試系統(tǒng)（ Test System）建立。因此，測試控制數(shù)據(jù)的描述在協(xié)議測試中具有十分重要的意義。隨著協(xié)議測試技術(shù)的不斷發(fā)展 , 測試控制數(shù)據(jù)定義技術(shù)[27]也成為了近年來相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。針對 BGP－ 4 測試，筆者協(xié)議測試控制數(shù)據(jù)劃份為以下幾個測試集： BGP 協(xié)議一致性測試集、 BGP 互操作性與仲裁測試集和 BGP 性能測試集。這樣可以通過測試組 /子組確定該狀態(tài)的可達(dá)性和在該狀態(tài)下協(xié)議實(shí)現(xiàn)的行為符合相關(guān)的協(xié)議文本的規(guī)定。測試?yán)齼?nèi)部可進(jìn)一步可劃分為測試步（ Test Step）是為實(shí)現(xiàn)測試?yán)臏y試目標(biāo)的子階段的描述。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 16 頁 基 于狀態(tài)劃分的主要按各輸入事件、輸出事件、狀態(tài)變遷、狀態(tài)處理等劃分相應(yīng)的測試?yán)?。筆者將 BGP 一致性測試集規(guī)劃為四個測試組：狀態(tài)機(jī)測試組、路由更新測試組、錯誤處理測試組以及 BGP 擴(kuò)展測試組 [28]。 BGP 除了要進(jìn)行協(xié)議狀態(tài)變遷的測試，同時還有非狀態(tài)測試，錯誤處理測試組就是一種非狀態(tài)測試組， BGP 錯誤處理測試主要包括檢驗(yàn) BGP 報(bào)文頭以及 BGP 的各類報(bào)文體中字段取值出錯情況 BGP 路由器做出的反應(yīng)的測試。路由更新的測試子組主要包括 Update 報(bào)文中網(wǎng)絡(luò)可西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 17 頁 達(dá)性信息（ NLRI， Network Layer Reachability Information）的屬性、路由選擇以及內(nèi)外部更新測試。已選擇的路由將被存儲在本地的 AdjRIBOut 信息庫。并且因?yàn)橐恢滦詼y試能力有限，即使通過協(xié)議一致性測試也未必能保證完全實(shí)現(xiàn)協(xié)議。因此 BGP 互操作性測試集就是依據(jù)這些典型的 BGP 互聯(lián)方式來進(jìn)行規(guī)劃。 但路由器區(qū)別于一般簡單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，在性能測試時還應(yīng)該加上路由器特有的性能測試。 表 BGP 一致性測試集測試組 /子組劃分表 序號 測試組名稱 測試子組 測試子組編碼 1 基本信息處理 GBGP4ConBasic 間接、直接連接 GBGP4ConBasicGS1 基本參數(shù)測試 GBGP4ConBasicGS2 路徑屬性測試 GBGP4ConBasicGS3 內(nèi)、外部更新 GBGP4ConBasicGS4 路由選擇測試 GBGP4ConBasicGS5 2 協(xié)議狀態(tài)機(jī)測試 GBGP4ConFSM ICA GBGP4ConFSMGS6 OpenSent GBGP4ConFSMGS7 OpenConfirm GBGP4ConFSMGS8 Established GBGP4ConFSMGS9 3 錯誤處理測試 GBGP4ConError 消息頭錯誤 GBGP4ConErrorGS10 Open 報(bào)文錯誤 GBGP4ConErrorGS11 Update 報(bào)文錯誤 GBGP4ConErrorGS12 其它測試 GBGP4ConErrorGS13 4 擴(kuò)展測試 GBGP4ConExten 多協(xié)議擴(kuò)展 GBGP4ConExtenGS14 路由反射 GBGP4ConExtenGS15 能力協(xié)商 GBGP4ConExtenGS16 聯(lián)邦 GBGP4ConExtenGS17 團(tuán)體 G