【正文】 測試管理器（RMPTM – Router MultiPort Test Manager） ，下層為路由器雙端口測試器（RTPT – Router TwoPort Tester） 。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 I 頁西 南 交 通 大 學(xué)研 究 生 學(xué) 位 論 文路由器雙端口測試管理器研究與開發(fā)西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 I 頁Classified Index: TP393Southwest Jiaotong UniversityMaster Degree ThesisRESEARCH AND DEVELOP ON TWOPORT TEST SYSTEM UNDER ROUTER DISTRIBUTED MULTIPORT SYNCHRONIZED PARALLEL TESTJuly 2022Grade: 2022 Candidate: Yang YangAcademic Degree Applied for: MasterMajor: Computer ApplicationSupervisor: Prof. Zeng Huashen西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 I 頁摘 要本論文的研究背景是路由器測試技術(shù)。所有這些就是四川省網(wǎng)絡(luò)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（SCNet Lab）提出 “分布式多端口同步并行穿越測試法” （DMSPTTM ）和開發(fā)“ 多端口路由器分布式并發(fā)測試系統(tǒng)”（MPRDCTS ）的直接背景。本文所反映的工作重點(diǎn)是關(guān)于 RTPT 的“雙端口測試管理器” （RTPTM）的研究與開發(fā)技術(shù)。C、討論了路由器雙端口測試系統(tǒng)與上層管理器的通信問題，為今后分西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 II 頁布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的開發(fā)奠定了初步的基礎(chǔ)。NGI （NextGeneration Inter） [23]就是在這一背景下產(chǎn)生的。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 2 頁路由器實(shí)質(zhì)上是由包括應(yīng)用層協(xié)議在內(nèi)的信令控制平面和管理平面的協(xié)議集和只有 3 層結(jié)構(gòu)的用戶數(shù)據(jù)傳輸平面構(gòu)成的，因此相關(guān)的測試也必須包括分別對兩個(gè)平面的協(xié)議進(jìn)行 Conformance 測試?，F(xiàn)有的測試描述語言，包括歐洲的擴(kuò)展描述語言 TTCN3 在內(nèi)，都沒有提供一個(gè)完整的描述這類并發(fā)性的機(jī)制。僅就 IPv6 協(xié)議本身的測試工作來看，目前國外的現(xiàn)有工作大體可分為兩大類：單項(xiàng)測試系統(tǒng)開發(fā)和在現(xiàn)有 IPv4 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上建立 IPv6 的互通性（Interoperability）測試環(huán)境（即采用在 IPv4 之上利用隧道方式（Tunneling ） [41]進(jìn)行測試） 。該專案的基本思想是：以現(xiàn)有的 IPv4網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對 IPv6進(jìn)行“隧道” （Tunneling）測試 [24]。前者可以美國 NIST（原 NBS）為代表，該研究所的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（ITL ）從 70年代末開始從事 OSI協(xié)議的 conformance test系統(tǒng)研究，主要采用技術(shù)為機(jī)內(nèi)測試法（Local Test Method）和分布式測試法（Distributed Test Method ） ，前一種方法測試功能強(qiáng)，但實(shí)施困難，只適合作為系統(tǒng)自我調(diào)試；后一種方法測試設(shè)備間的同步問題未得到解決。從所發(fā)表文章來看，中科院項(xiàng)目IPv6CTS雖然能實(shí)現(xiàn)多端口測試，文中并未明確提出新的并行、并發(fā)測試方法。此外，北京郵電大學(xué)的 IPv6研究小組 [9]、蘭州大學(xué) IPv6試驗(yàn)床 [10]也涉足建立試驗(yàn)系統(tǒng)和有關(guān)測試研究，主要采用的是基于IPv4的測試。清華大學(xué)從近年發(fā)Comment [ZHX4]: 前面似乎未提到TTCN3,如何此處得出“綜上所述”的結(jié)論？Comment [ZHX5]: 什么問題？為什么有聯(lián)系到 SUPANET?西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 4 頁表的文章看，其工作主要是基于形式化技術(shù)研究 [13]，有關(guān) IPv6路由器的測試的文章中提到多端口并行測試問題，但對如何解決并發(fā)性問題尚無文章。 分布式多端口同步并行穿越測試法和相關(guān)測試系統(tǒng)在解決上述問題的過程中，四川省網(wǎng)絡(luò)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室把主要的工作重心放在分布式多端口同步并發(fā)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)上，在研發(fā)的過程中，同時(shí)對相關(guān)的技術(shù)展開研究。 物理上能夠?qū)⒉⑿袦y試管理設(shè)備與便攜或可移動(dòng)的單個(gè)/ 單對端口測○ 3試器相分離，從而實(shí)現(xiàn)用物理上獨(dú)立的相對便宜的多個(gè)設(shè)備組成測試能力更強(qiáng)的多端口同步并行測試系統(tǒng)。圖 14 就是路由器雙端口測試系統(tǒng)的簡圖。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 6 頁 本論文研究對象——雙端口測試管理器路由器雙端口測試器是路由器分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)測試部件，一方面它是實(shí)現(xiàn)分布式多端口同步并行測試的基礎(chǔ)，另一方面它也可以脫離分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)對雙端口或單個(gè)端口進(jìn)行測試。支持層 PDU數(shù)據(jù)流記錄模塊：測試后進(jìn)行分析用。這使測試系統(tǒng)缺乏靈活性和通用性。整個(gè)測試系統(tǒng)的各模塊在測試管理器的管理下，有序協(xié)調(diào)的進(jìn)行工作。這是開發(fā)雙端口測試管理器的基礎(chǔ)。最后，第 6 章在對論文工作進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，對后續(xù)研究工作進(jìn)行了分析和展望。因此在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮到它與上層測試管理器的通信，也要考慮其作為獨(dú)立測試系統(tǒng)所應(yīng)具備的能力。作為分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)中的測試端，雙端口測試系統(tǒng)是整個(gè)分布式系統(tǒng)測試的基礎(chǔ)；同時(shí)它自己也有用戶界面，因此用戶可以直接使用雙端口測試?yán)到y(tǒng)對路由器的單個(gè)或一對端口進(jìn)行測試。TTCN3 是 ISO9646 定義的半形式化描述語言 TTCN(Trees and Tabular Combined Notation)的改進(jìn)版。TTCN3 描述的測試?yán)m然具有標(biāo)準(zhǔn)性、通用性和不同開發(fā)者定義的測試?yán)苫Q等優(yōu)點(diǎn)，但 TTCN3 描述的測試?yán)胁荒苤苯釉跍y試系統(tǒng)中運(yùn)行，必須通過解釋或編譯的方式才可以轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 11 頁 編解碼器和支撐層適配模塊編解碼器和支撐層適配模塊（如圖 14 所示）是銜接可執(zhí)行測試集，實(shí)現(xiàn)被測 PDU 和支撐層 PDU 雙向數(shù)據(jù)翻譯轉(zhuǎn)換的工具。而所有的可執(zhí)行測試?yán)鳛橐粋€(gè)函數(shù)庫，成為測試系統(tǒng)代碼實(shí)現(xiàn)的一部分。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 12 頁第 3章 路由器雙端口測試系統(tǒng)管理器設(shè)計(jì) 雙端口測試系統(tǒng)管理器的功能模塊組成在路由器雙端口測試系統(tǒng)中，除了雙端口測試管理器外，還有許多其他功能模塊，如何讓各個(gè)模塊融合在一起協(xié)調(diào)工作？在大多數(shù)測試活動(dòng)中，執(zhí)行的測試?yán)h(yuǎn)超過一個(gè)，如何對這些測試中執(zhí)行的測試?yán)M(jìn)行合理管理？這些問題都是路由器雙端口測試系統(tǒng)管理器設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的問題。用戶接口模塊和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是基于雙端口測試系統(tǒng)可以作為獨(dú)立測試系統(tǒng)的考慮。 雙端口測試系統(tǒng)管理器的功能模塊設(shè)計(jì) 用戶接口模塊如上節(jié)所述，在雙端口測試系統(tǒng)中設(shè)計(jì)用戶接口模塊，主要是基于該測試系統(tǒng)能夠自成獨(dú)立系統(tǒng)的考慮，同時(shí)它的設(shè)計(jì)與開發(fā)，也為上層分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)中用戶接口的設(shè)計(jì)提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。測試控制菜單：包括 “新建測試” 、“開始測試” 、 “中止測試”命令。 “中止測試”命令用于測試過程中強(qiáng)行中止測試。幫助菜單：提供幫助系統(tǒng)和軟件版本號。因?yàn)榻?jīng)編譯器編譯形成的可執(zhí)行測試?yán)峭ㄓ脺y試?yán)?，對于具體的測試環(huán)境并不能預(yù)知。這些測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括各測試?yán)龍?zhí)行結(jié)果、被測 PDU 數(shù)據(jù)流、支撐層 PDU 數(shù)據(jù)流等“測試數(shù)據(jù)顯示模塊”用于在用戶界面顯示測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。測試管理模塊的主體功能是協(xié)調(diào)系統(tǒng)各模塊工作；調(diào)度各測試?yán)凑者m當(dāng)順序執(zhí)行?！皽y試?yán)龍?zhí)行模塊”用于調(diào)度測試?yán)膱?zhí)行。有關(guān)與測試?yán)龍?zhí)行管理的具體方法，是雙端口測試管理器中主要需要解決的問題之一，因此有關(guān)于測試?yán)龍?zhí)行管理的規(guī)則，筆者在本章之后，將用一個(gè)專門的章節(jié)進(jìn)行討論。此外，實(shí)際測試中可能出現(xiàn)測試結(jié)果的正確與否與支撐層的行為有關(guān)的情況，這就是為什么保存支撐層 PDU 數(shù)據(jù)流 的原因?！皽y試結(jié)果分析模塊”從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀出每個(gè)測試?yán)龍?zhí)行結(jié)果的記錄，分析測試結(jié)果，得出測試結(jié)論，交用戶接口模塊，通過用戶界面顯示。圖 34 所描述的就是測試結(jié)果分析與測試報(bào)告生成模塊的數(shù)據(jù)流圖。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 18 頁測試結(jié)果分析與測試報(bào)告生成模塊測試結(jié)果分析模塊測試報(bào)告生成模塊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用戶接口模塊圖 34 測試結(jié)果分析與測試報(bào)告生成模塊數(shù)據(jù)流圖與分布式多端口同步并行測試管理器接口主要負(fù)責(zé)和上層的分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)管理器進(jìn)行通信。有關(guān)于在與分布式多端口同步并行測試管理器接口模塊中，兩個(gè)測試系統(tǒng)之間具體是如何進(jìn)行通信的將在后繼的章節(jié)中給予詳細(xì)介紹。靜態(tài)數(shù)據(jù)在測試過程中始終不會(huì)變化，它就像軟件的代碼一樣，作為測試系統(tǒng)軟件的一部分。Comment [ZHX7]: 一段文字成為 “圖”不合適！西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 20 頁第 4章 測試?yán)龍?zhí)行管理前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在分布式多端口同步并行路由器測試系統(tǒng)中，測試工作主要是通過執(zhí)行相關(guān)測試?yán)齺磉M(jìn)行的。在測試?yán)木唧w執(zhí)行者——雙端口測試器中，由雙端口測試系統(tǒng)管理器具體對測試?yán)膱?zhí)行進(jìn)行管理。按照系統(tǒng)開發(fā)各小組之間的約定，負(fù)責(zé)編譯器開發(fā)的小組把每個(gè)測試?yán)幾g成一個(gè)函數(shù)，并以用該測試名作為該函數(shù)的名稱。通用測試集與測試方法無關(guān)，抽象測試?yán)c測試方法有關(guān)，但 RTPT不能執(zhí)行，只有可執(zhí)行測試?yán)拍転?RTPT所用。在實(shí)際的測試過程中，測試管理器根據(jù)用戶的選擇逐個(gè)執(zhí)行相關(guān)測試?yán)?，?yīng)該執(zhí)行那個(gè)測試?yán)驼{(diào)用那個(gè)測試?yán)鶎?yīng)的函數(shù)。這就是測試?yán)陔p端口測試器中執(zhí)行的過程。編號的作用是：1)在生成靜態(tài)測試?yán)龍?zhí)行序列時(shí)，西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 22 頁確定每個(gè)測試?yán)谛蛄兄械奈恢茫?)在進(jìn)行測試?yán)龍?zhí)行動(dòng)態(tài)管理時(shí)，指示后繼測試?yán)膱?zhí)行。例如，測試?yán)?G1_GS1_BV001 的測試目的是將 IPv6 的版本號字段置為 6 后進(jìn)行一致性測試。表 4－2 測試?yán)龍?zhí)行規(guī)則表舉例編號 測試?yán)?測試目標(biāo) 測試結(jié)果 執(zhí)行結(jié)果處理 下一執(zhí)行 測試?yán)齪ass被測路由器可正確識別 IPv6版本號字段0002fail被測路由器無法確識別 IPv6版本號字段00020221 G1_GS1_BV001IPv6 的版本號字段置為 6，進(jìn)行一致性測試 inconc 無法判斷被測路由器對 IPv6版本號字段的識別情況0002需要說明的是，當(dāng)結(jié)果為 inconc 時(shí)，表示在某些情況下，由于各種原因，造成了不能作結(jié)論(inconclusive)這種結(jié)果。為了解決這個(gè)問題并方便指示測試?yán)膱?zhí)行，筆者在雙端口測試器的開發(fā)中采用的策略是將測試?yán)龍?zhí)行規(guī)則表的信息讀入到一個(gè)雙向循環(huán)鏈表中。圖 42 為構(gòu)成測試序列的一個(gè)雙向循環(huán)鏈表節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。 char name[30]。 char inconc_result[50]。 struct testcase *pre。這樣再根據(jù)每個(gè)測試?yán)木幪枺瓷虬褱y試?yán)龍?zhí)行規(guī)則表中的相關(guān)記錄一一寫入到測試?yán)龍?zhí)行序列中。完成以上工作后，測試管理器就讓該測試?yán)墓?jié)點(diǎn)脫離測試執(zhí)行序列。第一個(gè)問題：在測試?yán)龍?zhí)行序列節(jié)點(diǎn)中指示后繼測試?yán)龍?zhí)行的成員是 int pass_next、int fail_next、int inconc_next，這三個(gè)成員存儲(chǔ)的是測試?yán)木幪枴Ｔ谘h(huán)體中，如何用一條語句就執(zhí)行名字各不相同的函數(shù)？為了解決這兩個(gè)問題，在開發(fā)中筆者采取的是使用兩個(gè)中間函數(shù)來解決這兩個(gè)問題。第二個(gè)問題的解決復(fù)雜一些。verdict ExecuteFunctions( char *p){ if(strcmp(p,G1_GS1_BV001)==0)return G1_GS1_BV001()。 if(strcmp(p,G1_GS2_BV002)==0)return G1_GS2_BV002()。 if(result = pass) { p = temp。 } else if(result = fail) { p = temp。 } else if(result = inconc) { p = temp。 }}圖 44 測試管理器測試?yán)龍?zhí)行部分西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 26 頁圖 44 的代碼中，head 是測試執(zhí)行序列的頭指針，p 和 temp 是指向測試執(zhí)行序列節(jié)點(diǎn)的指針，p 指向當(dāng)前的執(zhí)行的測試?yán)?jié)點(diǎn)，temp 作為臨時(shí)的指針，該指針指向的節(jié)點(diǎn)由 NodeOut 函數(shù)從測試執(zhí)行序列中刪除。 單狀態(tài)協(xié)議測試?yán)膱?zhí)行管理上一節(jié)介紹了雙端口測試管理器中測試?yán)龍?zhí)行的一般性策略，但是如何西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 27 頁確定測試?yán)木幪?，即如何確定測試?yán)跍y試集中執(zhí)行的先后次序？這是因?yàn)樾纬勺畛醯臏y試?yán)龍?zhí)行序列時(shí)是依據(jù)測試?yán)木幪杹砼哦y試?yán)谛蛄兄械捻樞?。因此性能測試的測試?yán)g聯(lián)系不大，耦合度小，所以在性能測試中，測試?yán)膱?zhí)行順序?qū)y試?yán)Y(jié)果影響不大，測試?yán)?