【文章內(nèi)容簡介】 意圖。多端口并行測試管理器（MPTM)單客戶機部件雙端口測試部件雙端口測試部件雙端口測試部件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多服務(wù)器部件被測多端口路由器同步管理接口網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集測試數(shù)據(jù)與同步信息測試數(shù)據(jù)與同步信息測試數(shù)據(jù)與同步信息同步管理接口網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集同步管理接口網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集圖11 多端口路由器分布式同步測試法(MRDSTM）測試示意圖② 為了克服TTCN3難以描述多端口間同步測試缺點，實驗室相關(guān)人員進一步定義了“并發(fā)多端口測試定義語言”（CMPTDL——Concurrent Multiport Test Definition Language）。n CMPTDL是描述并行測試目的、定義并行測試全局變量和數(shù)據(jù)以及“單線程測試宏操作與并行測試線程間同步關(guān)系”的語言。n CMPTDL支持擴展的TTCN3語言，單測試線程的測試描述由擴展TTCN3語言進行（以保持已有的TTCN3描述的單線程測試例可重用性和升級性）。在上述研究工作的基礎(chǔ)上，目前正在開發(fā)以MRDSTM、CMPTDL和擴展的TTCN3為基礎(chǔ)的并發(fā)多端口路由器測試環(huán)境（CMPRTE——Concurrent MultiPort Router Test Enviornment）和制定與路由器內(nèi)相關(guān)協(xié)議的測試控制數(shù)據(jù)（測試集規(guī)劃和測試控制數(shù)據(jù)描述）。如圖12所示，CMPRTE由測試系統(tǒng)（CMPRTS）和測試工具（Test Tool）兩部分組成；CMPRTE又進一步由多端口測試管理器（MRDSTM）和多個物理上獨立的圖11中的雙端口測試部件（即雙端口測試器TPT——TwoPort Tester）組成。圖12中的雙端口測試器可以進一步細化為圖13所示的功能結(jié)構(gòu)：Traverse through test tree, send encoded PDUs to Test Supporting layers, receive PDU from Testing Supporting layers and call Decoder to decode, make decision according to test case, loggingTPTM －TPT ManagerTest Case TraverserE/D – Encoder/DecoderTest Supporter LayersETS ExecutableTest SuiteATS Abstract Test Suite (In TTCN3)“TTCN3 →C →machine code” pilingEn/Decode PDUs of IPv6, RIP, OSPF, ICMP, etc.When testing IPv6：Ethernet/ATM/(PPP + physical layer)/IPv4。When testing Samp。M plane: IPv6/IPv4/UDP/TCPTwoPort Tester Interface to CMPTSLoggingLoggingManmachine interfaceGraphic displayCommandI/O Port 2I/O Port 1主記錄次記錄I/O Port 2Test SystemTest support tools圖13 路由器雙端口測試器內(nèi)部功能框圖及其與支撐工具間的關(guān)系圖12 IPv6路由器并發(fā)多端口測試環(huán)境(CMPTE): 測試系統(tǒng)與測試支撐工具CMPRTMTwoPort Tester 1TwoPort Tester iTwoPort Tester kTwoPort Tester n Router Under Test (RUT)Coordination mands amp。 responsesCoordination mands amp。 responsesTest Data amp。 responsesExecutable testsTest Data amp。 responsesTest Data amp。 responsesTest Data amp。 responsesATS in TTCN3TTCN3 CompilerATS in CMPTTDLCMPTTDL CompilerC CompilerCMPT SystemTest tools圖13中的兩個虛框（單測試列執(zhí)行器Test case traverser和編解碼器（E/D））概念上屬于測試系統(tǒng)的組成部分。但是由于該系統(tǒng)采用了編譯方式，事先將TTCN3語言描述的抽象測試集/例編譯為C代碼，再通過C編譯程序編譯為系統(tǒng)可執(zhí)行測試集/例（Excutable Tests）為了避免可執(zhí)行測試例與編解碼器間進程通信麻煩，通過對C代碼的聯(lián)合編譯，將E/D和Traverser模塊融入可執(zhí)行測試例之中。Test Case Traverser實質(zhì)上是一個測試狀態(tài)表穿越程序，按照測試例規(guī)定，根據(jù)測試事件和所處測試狀態(tài)決定測試器的行為。本論文中反映筆者的工作主要是以SNMPv2為測試對象，規(guī)劃其測試集并采用TTCN3描述相關(guān)的測試例（即圖13中的Abstract Test Suite的描述）。 本研究工作的測試對象SNMPv2簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP（Simple Network Management Protocol）是目前應(yīng)用得最廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。SNMP利用傳送層協(xié)議（UDP）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，因此，它是應(yīng)用層的管理協(xié)議。SNMP是在管理工作站與網(wǎng)絡(luò)管理的對象——通信子網(wǎng)（Subnetwork）中的中繼系統(tǒng)（即路由器、交換機或集線器）之間進行網(wǎng)絡(luò)管理信息的協(xié)議，因此，路由器與網(wǎng)絡(luò)管理工作站都必須實現(xiàn)應(yīng)用層的SNMP。盡管SNMP被命名為“簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議”，協(xié)議本身也較為簡單，但是，為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理的需要（收集設(shè)備相關(guān)信息）需要定義相關(guān)管理信息庫（MIB），遠程網(wǎng)絡(luò)檢測的需要又增加了遠程監(jiān)控功能（RMON – Remote Monitoring），加上經(jīng)過多年的改進和發(fā)展，SNMP已經(jīng)出現(xiàn)了3個版本，所涉及的RFC文本已經(jīng)達到數(shù)十個。因此，對SNMP的學(xué)習(xí)和理解的工作量很大。按照傳統(tǒng)的帶內(nèi)信令控制的觀點：OSI/RM將網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)描述為最高包括網(wǎng)絡(luò)層在內(nèi)的三層協(xié)議實現(xiàn)的設(shè)備。這一觀點并能夠解釋為什么Internet的路由器（網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)）中有包括傳送層和應(yīng)用層在內(nèi)的協(xié)議實現(xiàn)存在。如果采用帶外信令控制的觀點來看待通信子網(wǎng)中的中繼設(shè)備/系統(tǒng)的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)就容易解釋這一矛盾。換言之，通信子網(wǎng)是由兩類信息傳輸與交換平臺組成的，根據(jù)需要，兩個平臺可以有不同的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)。按照這一觀點，Internet的路由器的用戶數(shù)據(jù)傳輸平臺仍為三層結(jié)構(gòu)；而控制與管理信息的傳輸與交換平臺（信控管理平臺）則為包括應(yīng)用層在內(nèi)的5層結(jié)構(gòu)。于是，實現(xiàn)路徑信息交換的協(xié)議（如RIP、OSPF、BGP等）和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）都可以歸屬于信控管理平臺，他們利用某種傳送層協(xié)議（TCP或UDP）傳送相關(guān)的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）。本文介紹的測試技術(shù)的具體測試對象SNMP是路由器中信控管理平臺上的一種應(yīng)用層協(xié)議；工作的重點是有關(guān)SNMP一致性測試的測試集的規(guī)劃和描述技術(shù)，選擇的協(xié)議版本為最新的SNMPv2；相關(guān)測試集的描述是為四川省網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)重點實驗室開發(fā)中測試系統(tǒng)使用的抽象測試控制數(shù)據(jù)。 論文結(jié)構(gòu)組織本論文的后續(xù)章節(jié)主要反映的是筆者所涉及的SNMPv2協(xié)議并行測試的研究工作，后續(xù)章節(jié)的組織結(jié)構(gòu)如下：第2章首先對SNMP，特別是SNMPv2協(xié)議進行了概要的介紹，然后對與SNMPv2有關(guān)的測試技術(shù)進行初步的討論，為后續(xù)章節(jié)的討論奠定基礎(chǔ)。第4章是筆者的主要工作。第3章討論SNMPv2協(xié)議測試集的規(guī)劃原則，并按照歸納的規(guī)劃原則對SNMPv2協(xié)議一致性測試集作出了詳細的規(guī)劃；第4章詳細分析了如何利用TTCN3對SNMPv2協(xié)議定義抽象測試集（ATS）。筆者在該章中，將探討性地將SNMPv2協(xié)議測試分為四種類型：非參數(shù)標量測試、參數(shù)標量測試、列向量逐行測試和列向量抽取測試，分別給出每種測試的測試流程圖和測試實例。最后，第5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)的主要工作包括以下幾個方面：① 學(xué)習(xí)和了解路由器基本測試法（穿越測試法、回繞測試法）以及實驗室提出的分布式多端口同步并行測試法，參與與雙端口測試系統(tǒng)的開發(fā)有關(guān)的討論，為深入理解路由器測試技術(shù)奠定基礎(chǔ)。② 較深入地學(xué)習(xí)和分析了與SNMP相關(guān)的網(wǎng)管協(xié)議集，重點是與SNMPv2相關(guān)的協(xié)議集（SNMPvMIBII、RMONRMON2），為SNMPv2測試集的規(guī)劃做準備。③ 以SNMPv2為對象提出了通用測試集框架，為抽象測試集的描述奠定了基礎(chǔ)。④ 學(xué)習(xí)和掌握TTCN3測試控制數(shù)據(jù)描述語言，并使用該語言描述了SNMPv2測試集中的大部分測試例，并通過了編譯程序的語義檢查（由于目前實驗室的雙端口測試器的開發(fā)工作尚未完成，因此未能進行編譯并用于實際的測試）。Internet的SNMP系列協(xié)議除與管理信息傳輸相關(guān)的協(xié)議本身外，還有與管理信息庫（MIB）和遠端監(jiān)測（RMON）相關(guān)的文本，經(jīng)過近20年的發(fā)展，相關(guān)協(xié)議已經(jīng)更新為第3代，所涉及的RFC數(shù)量超過20個。因此，本碩士論文中有關(guān)“通用測試集規(guī)劃”和“測試例描述”的研究和由此產(chǎn)生的與SNMPv2相關(guān)的SNMPv2通用測試集和部分測試例描述仍然是初步的。但筆者相信，由于SNMP系列協(xié)議的復(fù)雜性和測試技術(shù)涉及面較廣，筆者的工作對后續(xù)的研究工作者借鑒。第2章 SNMPv2及測試技術(shù) 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP及SNMPv2 SNMP歷史的簡短回顧簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP Simple Network Management Protocol）的前身是由J. Davin等提出的“簡單網(wǎng)關(guān)監(jiān)控協(xié)議”（SGMP Simple Gateway Monitoring Protocol）[51]。 1988年，Internet活動指導(dǎo)委員會（IAB，即Internet Activities Board）通過RFC1052提出了制訂Internet的網(wǎng)絡(luò)管理標準的建議，并指導(dǎo)IETF建立了兩個新的網(wǎng)絡(luò)管理工作組：MIB工作組和SNMP擴展工作組。MIB工作組的責(zé)任是定義管理信息庫（MIB，即Management Information Base）和所需的管理要素；SNMP擴展工作組的任務(wù)是在SGMP的基礎(chǔ)上，按照相關(guān)文件界定的需求，在保持與MIB工作組的工作一致的基礎(chǔ)上，制訂簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。MIB工作組于1988年8月公布的兩個備忘錄，分別定義了管理信息結(jié)構(gòu)（SMI）[52]和管理對象（Managed Object）[53]；同期，SNMP擴展工作組則發(fā)布了SNMP文本[54]。1990年5月發(fā)布的更新版本[5558]成為后來被稱為SNMPv1的正式文本。1993年4月，IETF在第1版的簡單網(wǎng)管協(xié)議（SNMPv1）的基礎(chǔ)上發(fā)布了有關(guān)第2版的簡單網(wǎng)管協(xié)議（SNMPv2）的一系列文本[5971]，1996年12月，IETF對SNMPv2定稿的文本為RFC 1902～1910。SNMPv1和SNMPv2并未定義管理信息格式，SNMPv2定義一個與SNMPv1類似的管理信息格式。SNMPv3在前兩個版本的基礎(chǔ)上試圖提供一個更完整的通用體系結(jié)構(gòu)，于是重新定義了SNMP管理信息格式，支持管理信息的安全和訪問控制，也允許將來用戶按照該體系結(jié)構(gòu)擴充用戶模塊。IETF在1998年進一步制訂了一系列與此相關(guān)的文本[7186]，并在1999年將部分文本更新為RFC2570～2578，即迄今為止最新的SNMPv3系列文本。網(wǎng)絡(luò)管理具有5個方面的功能：故障管理、配置管理、安全管理、性能管理、計費管理。一個好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以對各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其軟件資源進行有效的監(jiān)視、解釋和控制，達到網(wǎng)絡(luò)可靠、安全和高效運行的目的。網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的一個重要部分。路由器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)管理在路由器應(yīng)用中起著非常重要的作用，它直接關(guān)系到路由器是否好用，用戶的實用性是否友好，甚至關(guān)系到路由器的市場前景。本項工作的任務(wù)就是對于Internet路由器管理協(xié)議SNMP進行協(xié)議測試。SNMP協(xié)議經(jīng)歷了SNMPvSNMPv2和SNMPv3三個版本。SNMPv1提供了最小但功能強大的一套方法，使用簡單的SMI、MIB和協(xié)議來直接監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)元素。SNMPv1的一個明顯缺陷就是監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)困難，對SNMPv1的一個重要改進是RMON MIB——一套簡單的管理對象。SNMPv2為SNMPv1提供了功能增強，并且只作很少的改動，從RMON中整合一些概念，包括警告和事件定義，以及使用狀態(tài)列對象來使行的創(chuàng)建和刪除操作更方便。為了彌補安全性，開發(fā)了SNMPv3，用來把安全特性整合到包括SNMPv1或SNMPv2功能的整體功能中去。SNMPv2協(xié)議技術(shù)已經(jīng)相對成熟，并得到廣泛應(yīng)用，從上面可以知道：SNMPv2協(xié)議是在SNMPv1協(xié)議缺陷改進基礎(chǔ)上發(fā)展起來。因此本研究的重點是SNMPv2協(xié)議測試。SNMPv3等于SNMPv2加上安全管理，至于網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議安全方面的測試作者留作后續(xù)研究工作。 SNMP的應(yīng)用模式——客戶機/（多）服務(wù)器模式網(wǎng)絡(luò)管理的功能將覆蓋故障管理、配置管理、安全管理、性能管理、計費管理等方面。一個好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以對各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其軟件資源進行有效的監(jiān)視、解釋和控制，達到使網(wǎng)絡(luò)能夠可靠、安全和高效運行的目的。Internet的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議稱為“簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議”(SNMP Simple Network Management Protocol），是目前應(yīng)用得最廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議