【文章內(nèi)容簡介】 式多端口同步并發(fā)測試系統(tǒng)展開了研究工作和系統(tǒng)開發(fā)工作,同時也是進一步為實驗室研究的“單物理層用戶數(shù)據(jù)傳輸平臺體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)”(SUPANET － Single physical layer Userdata transfer Platform Architecture Network) [42]交換設(shè)備的測試作準備。 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)通信重點實驗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)計與研發(fā)上，在研發(fā)的過程中，同時對相關(guān)的技術(shù)展開研究。針對現(xiàn)有的多端口路由器測試技術(shù)中存在的問題，筆者所在實驗室提出了“分布式多端口同步并行穿越測試法”(DMSPTTM Distributed Multiport Synchronized ParallelTTM)，并定義了并發(fā)多端口測試定義語言（CMPTDL－Concurrent Multiport Test Definition Language） [1415]。DMSPTTM是基于以下應(yīng)用需求提出的： 新的方法必須具備在多個端口的測試過程進行同步與協(xié)調(diào)能力，以○ 1便嚴格控制并行測試的過程。 支持對復(fù)雜的并行測試過程分解為并行測試過程的同步與協(xié)調(diào)和單○ 2個/單對端口的測試過程，以便簡化并行測試的描述和最大限度地利用已有的單個/單對端口的測試集。 物理上能夠?qū)⒉⑿袦y試管理設(shè)備與便攜或可移動的單個/ 單對端口測○ 3試器相分離，從而實現(xiàn)用物理上獨立的相對便宜的多個設(shè)備組成測試能力更強的多端口同步并行測試系統(tǒng)。西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 5 頁被 測 路 由 器單 個 /單 對 端 口測 試 器 1 單 個 /單 對 端 口測 試 器 i 單 個 /單 對 端 口測 試 器 n測 試 數(shù) 據(jù)分 布 式 多 端 口 同 步 并 行 管 理 器同 步 協(xié) 調(diào)命 令測 試 數(shù) 據(jù)測 試 數(shù) 據(jù)響 應(yīng) 響 應(yīng)響 應(yīng) 響 應(yīng)同 步 協(xié) 調(diào)命 令同 步 協(xié) 調(diào)命 令響 應(yīng)單 個 /單 對 端 口 測 試 系 統(tǒng) 響 應(yīng)圖 13 DMSPTTM 測試法示意圖圖 13 即為 DMSPTTM 測試法的簡單描述。 本論文研究的小背景——路由器雙端口測試器路由器雙端口測試系統(tǒng)(RTPT – Router TwoPort Tester)是路由器分布式多端口同步并發(fā)測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)測試部件。它既能夠作為分布式路由器的多端口并發(fā)測試系統(tǒng)的底層測試器，也可以作為一個獨立的路由器雙端口測試系統(tǒng) [16]。圖 14 就是路由器雙端口測試系統(tǒng)的簡圖。從圖中可以看出，路由器雙端口測試器主要由路由器雙端口測試管理器、測試支撐工具和測試數(shù)據(jù)組成。其中測試支撐工具包括圖中所示的單測試例執(zhí)行器(Test Case Traverser)、支撐層適配模塊(即 PDU 裝/拆模塊)、測試支撐層協(xié)議實現(xiàn)和編譯器。筆者的工作就是圍繞路由器雙端口測試管理器展開的。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)對雙端口或單個端口進行測試。所以在進行路由器雙端口測試管理器的設(shè)計時，就要兼顧路由器雙端口測試器的這兩個特點。在路由器雙端口測試管理器中，有一個重要模塊——雙端口測試器與分布式多端口同步并行路由器測試系統(tǒng)的接口，該模塊是雙端口測試系統(tǒng) 單測試例執(zhí)行器 ○ 2（Test Case Traverser）圖 14 路由器雙端口測試例系統(tǒng)簡圖 支持層適配模塊 （裝拆被測層○ 3PDU） RTPTM (Router Two○ 1Port Test Manager):路由器雙端口測試管理器A. 用戶接口模(User Interface Module): 用戶操作界面＋圖形化測試過程動態(tài)顯示模塊+ 系統(tǒng)初始化模塊可執(zhí)行測試集：ETS –Executable Test Suite + Encoder/Decoder：靜態(tài)與動態(tài)測試例、組選擇）測試集、測試組選擇測試例選擇與測試同步信息、測試例指派與分發(fā)、測試例結(jié)論測試例調(diào)用、已編碼的 PDU融入測試例中的PDU 解碼器中。果分析與測試報告生成模塊 測試支持層協(xié)議實現(xiàn)：○ 41) 測試 IPv6：為 IPv4 或數(shù)據(jù)鏈路層2) 測試應(yīng)用層：UDP3) 信控平面與用戶平面聯(lián)合測試：都需要并發(fā)測試配置命令、同步、測試中間結(jié)果……被測 PDU流、命令流和測試結(jié)論記錄。支持層 PDU數(shù)據(jù)流記錄模塊：測試后進行分析用。至分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)抽象測試集（用 TTCN3語言描述）TTCN→C 編譯C→機器代碼編譯DE西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 7 頁與路由器分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)間通信的橋梁。兩者之間的通信使進行分布式多端口同步并行測試的各個雙端口測試器可以同步協(xié)調(diào)工作，同時也使分布式多端口同步并行測試管理器可以匯總各個雙端口測試器的測試結(jié)果 [16]。避開分布式多端口同步并行測試技術(shù)不談，就雙端口測試器本身來說，目前就這方面的研究與設(shè)計主要是針對某一特定測試任務(wù)來進行的 [2223]，當(dāng)測試任務(wù)改變時往往需要重新設(shè)計、開發(fā)測試系統(tǒng)。這使測試系統(tǒng)缺乏靈活性和通用性。因此在設(shè)計雙端口測試系統(tǒng)時，其設(shè)計目標包括：既能夠作為路由器分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的底層測試器，也可以作為一個獨立的路由器雙端口測試系統(tǒng)；既能夠?qū)β酚善髦械膯蝹€協(xié)議實現(xiàn)進行測試，也能夠在多個協(xié)議的配合下進行聯(lián)合測試；既支持穿越測試法，也支持回繞測試法；既支持按事先確定的測試例執(zhí)行順序進行測試，也具備根據(jù)測試例執(zhí)行結(jié)果，動態(tài)地選擇執(zhí)行測試例，即根據(jù)協(xié)議特點和測試例執(zhí)行結(jié)果跳過不需要再執(zhí)行的測試例。雙端口測試管理器是雙端口測試系統(tǒng)的核心組成部分。它對上實現(xiàn)測試終端（雙端口測試器）和分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的通信；對下完成系統(tǒng)配置、測試例執(zhí)行管理、測試過程監(jiān)視和記錄、測試過程管理控制、初步測試報告的生成；在停止測試的狀況下，進一步為人工分析測試結(jié)果和形成最終的測試報告提供支持。整個測試系統(tǒng)的各模塊在測試管理器的管理下，有序協(xié)調(diào)的進行工作。綜上所述，筆者對雙端口測試管理器的研究與設(shè)計為整個系統(tǒng)的實現(xiàn)打下了良好基礎(chǔ)。 論文的組織結(jié)構(gòu)本論文的后續(xù)章節(jié)內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)如下：第 2 章針對雙端口測試系統(tǒng)的特點，介紹路由器雙端口測試系統(tǒng)的三大部件：測試支撐工具、編/解碼器與支撐層適配模塊、雙端口測試管理器。第 3 章主要介紹筆者對雙端口測試管理器的各個功能模塊的設(shè)計。這是開發(fā)雙端口測試管理器的基礎(chǔ)。第 4 章探討對測試例執(zhí)行的管理。一方面探討了測試例執(zhí)行管理的一般西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 8 頁性方法；另一方面以 IPv6 基本描述協(xié)議和 RIPng 協(xié)議的測試例執(zhí)行管理為例，分別探討了對單狀態(tài)和多狀態(tài)協(xié)議測試例執(zhí)行的管理方法。第 5 章探討了雙端口測試系統(tǒng)與分布式多端口同步并行路由器測試系統(tǒng)的接口設(shè)計，提出了兩個測試系統(tǒng)之間通信的辦法。最后，第 6 章在對論文工作進行總結(jié)的基礎(chǔ)上，對后續(xù)研究工作進行了分析和展望。 作者的工作與論文的貢獻作者在西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)省重點實驗室承擔(dān)的主要工作是對路由器雙端口測試管理器的研究與開發(fā)并探討了雙端口測試系統(tǒng)與上層分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的通信方法。作者的主要工作包括以下幾個方面：對路由器雙端口測試管理器的各個功能模塊進行了詳細設(shè)計；○ 1針對測試例執(zhí)行管理設(shè)計了測試例執(zhí)行規(guī)則表（Testcase Executing Rules ○ 2Table TERT） ，提出了測試例執(zhí)行管理的一般性方法；以 IPv6 基本描述協(xié)議和 RIPng 協(xié)議的測試例執(zhí)行管理為例，探討了對單○ 3狀態(tài)和多狀態(tài)協(xié)議測試例執(zhí)行的管理方法；探討了雙端口測試系統(tǒng)與分布式多端口同步并行路由器測試系統(tǒng)之間通○ 4信的辦法西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 9 頁第 2章 IP路由器雙端口測試系統(tǒng)功能模塊簡介 路由器雙端口測試系統(tǒng)的簡介路由器雙端口測試系統(tǒng)在分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)中身兼兩職。既是分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)測試模塊，也可以作為獨立的測試工具使用。因此在對其進行設(shè)計時，既要考慮到它與上層測試管理器的通信，也要考慮其作為獨立測試系統(tǒng)所應(yīng)具備的能力。圖 21 描述的是路由器雙端口測試系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程。從圖中可以看出，測試例執(zhí)行開始從分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)接收測試數(shù)據(jù)和測試命令測試管理模塊生成測試例執(zhí)行序列，初始化系統(tǒng)測試管理模塊指示執(zhí)行測試序列中第一個測試例漫游器執(zhí)行測試例，編/解碼器裝配數(shù)據(jù)和支撐層適配模塊收發(fā)數(shù)據(jù)測試管理器將已執(zhí)行測試例脫離執(zhí)行序列，判斷執(zhí)行序列是否為空測試執(zhí)行序列不為空測試結(jié)束測試執(zhí)行序列為空日志記錄模塊記錄被測 PDU 流和支撐層 PDU 流向分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)發(fā)送測試數(shù)據(jù)圖 21 路由器雙端口測試系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第 10 頁雙端口測試系統(tǒng)的測試工作是從分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)接收測試初始化數(shù)據(jù)和測試命令開始，至所有的測試例執(zhí)行完畢而結(jié)束。期間，雙端口測試系統(tǒng)還需要完成對測試例執(zhí)行進行管理、記錄測試數(shù)據(jù)、向分布式多端口同步并行測試系統(tǒng)發(fā)送測試數(shù)據(jù)等工作。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)是整個分布式系統(tǒng)測試的基礎(chǔ)；同時它自己也有用戶界面，因此用戶可以直接使用雙端口測試例系統(tǒng)對路由器的單個或一對端口進行測試。通過執(zhí)行不同測試例，雙端口測試系統(tǒng)可以靈活的進行不同的測試任務(wù)。通過對測試例執(zhí)行的管理，雙端口測試例系統(tǒng)可以優(yōu)化測試，提高系統(tǒng)工作效率。 路由器雙端口測試系統(tǒng)功能模塊簡介 測試支撐工具測試支撐工具由圖 14 中的測試定義語言 TTCN3 的編譯器和 C 編譯器組成。TTCN3 是 ISO9646 定義的半形式化描述語言 TTCN(Trees and Tabular Combined Notation)的改進版。TTCN3 [17]被重新解釋為“Testing and Test Control Notation Version 3”的縮寫，它在同一測試系統(tǒng)引入了多個并行的測試控制單元和單元間同步的概念。為了適應(yīng)多端口同步并行測試，實驗室開發(fā)組還定義了并發(fā)多端口測試描述語言（Concurrent MultiPort Test Definition LanguageCMPTDL） [49]。這樣，就整個分布式系統(tǒng)來說，測試支撐工具還應(yīng)該包括 CMPTDL 的編譯器 [18]。TTCN3 描述的測試例雖然具有標準性、通用性和不同開發(fā)者定義的測試例可互換等優(yōu)點，但 TTCN3 描述的測試例尚不能直接在測試系統(tǒng)中運行，必須通過解釋或編譯的方式才可以轉(zhuǎn)換為機器代碼。出于對未來高速路由器的多端口同步并行測試考慮，對測試例執(zhí)行效率要求較高，因此在筆者涉及的測試系統(tǒng)開發(fā)中采用了編譯方式 [19]。在編譯器中還整合了一個功能模塊——單測試例執(zhí)行器(Traverser) 。單測試例執(zhí)行器主要是在收到測試管理器執(zhí)行何測試例的命令后，具體負責(zé)驅(qū)動一個測試例中每一個測試步的執(zhí)行。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，實現(xiàn)被測 PDU 和支撐層 PDU 雙向數(shù)據(jù)翻譯轉(zhuǎn)換的工具。它們一方面將被測PDU 流編碼成相應(yīng)支撐層環(huán)境所能識別的支撐層 PDU，另一方面將來自支撐層的 PDU 進行相應(yīng)的協(xié)議解碼，并配合收發(fā)數(shù)據(jù)包模塊實現(xiàn)可執(zhí)行測試集所描述的測試系統(tǒng) PDU 數(shù)據(jù)流動，同時也為各項 PDU 數(shù)據(jù)流記錄、測試結(jié)果分析提供數(shù)據(jù)接口 [20]。這里特別需要說明的是編譯器、編解碼器與支撐層適配模塊，在概念上是獨立的功能模塊，但在系統(tǒng)的實際設(shè)計與開發(fā)中是被聯(lián)合編譯進“可執(zhí)行測試例”(ETC – Executable Test Case)之中的。 在雙端口測試例管理器看來，每一個測試例都按照的一個命名規(guī)則編譯成了一個函數(shù)，執(zhí)行一個測試例只要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)就可以了。而所有的可執(zhí)行測試例作為一個函數(shù)庫，成為測試系統(tǒng)代碼實現(xiàn)的一部分。 雙端口測試管理器路由器雙端口測試管理器是測試系統(tǒng)的核心部件，同時也是筆者研究與開發(fā)的對象。它在整個分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)測試終端和分布式多端口同步并行測試管理器的通信；獨立出與分布式系統(tǒng)，測試器自身也可以使路由器雙端口測試系統(tǒng)成為一個完整的測試系統(tǒng)。筆者根據(jù)其功能，把雙端口測試管理器劃分為以下功能模塊：? 用戶接口模塊? 測試管理模塊? 測試集/組/例管理模塊? 日志記錄模塊? 測試結(jié)果分析與測試報告生成模塊? 與分布式多端口同步并行測試管理器接口? 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫本章是關(guān)于雙端口測試系統(tǒng)的介紹，所以雙端口測試管理器各功能模塊的詳細設(shè)計，將留在下一章介紹，這里不再贅述。西