【導讀】本文的技術(shù)背景是自IPV6出現(xiàn)以來就引起全球關(guān)注的路由器測試技術(shù)。封裝在IPv4或者同時支持IPv4和IPv6的路由器將在一段時間內(nèi)并存。因此，四川省網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)重點實驗室。開展了多端口測試技術(shù)的研究。該系統(tǒng)采用兩層的體系結(jié)構(gòu)，上層是一個作為多端口測試管理。采用穿越測試法或者回繞測試法。測試組、測試例的規(guī)劃與描述。筆者的貢獻總結(jié)如下：

　　

【正文】 試（用于判斷被測對象是否符合相關(guān)的協(xié)議標準）、互操作性與仲裁測試（用于判斷實現(xiàn)相同協(xié)議的路由器間是否能夠互通及 互通的程度，分析不能互通的原因及責任方）、性能測試（獲取平均值、上 /下限值等可量化的性能參數(shù)），因此，測試集的劃分按性質(zhì)劃分是一種合理的方法。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。 2. 測試組 /子組的劃分原則 —— 根據(jù)測試集性質(zhì)和子功能劃分 測試組 /子組是測試集內(nèi)的下級測試例組合，如果一個組過大或測試性質(zhì)上有更細的劃分需要，可在測試組內(nèi)設(shè)置測試自組。針對不同的測試集，測試組的規(guī)劃原則也應(yīng)有所不同。 ? 一致性測試集內(nèi)測試組 /子組的劃分原則 鑒于 BGP 是有狀態(tài)的協(xié)議，因此，按照協(xié)議狀態(tài)或協(xié)議測試狀態(tài)來劃分測試是組 /子組是一種合理的選擇。這樣可以通過測試組 /子組確定該狀態(tài)的可達性和在該狀態(tài)下協(xié)議實現(xiàn)的行為符合相關(guān)的協(xié)議文本的規(guī)定。 ? 性能測試集內(nèi)測試組 /子組的劃分原則 協(xié)議一致性測試主要根據(jù)測試需求按照協(xié)議的功能來劃分測試組；互操作測試集的劃分應(yīng)主要按照被測協(xié)議實現(xiàn)的典型的互聯(lián)配置來規(guī)劃測試組；而性能測試主要按性能指標實現(xiàn)測試組的劃分（如吞吐量、時延等）。測試組可根據(jù)需要進一步增加。 3．測試例的規(guī)劃原則 測試例是測試集、組、子組的 基本單元，每個測試例具有最基本的測試目標。測試例內(nèi)部可進一步可劃分為測試步（ Test Step）是為實現(xiàn)測試例的測試目標的子階段的描述。 4．測試步的劃分原則 測試步（ Test Step）的引入除了從測試例分段描述的需要出發(fā)外，也出自對代碼重用性的考慮。一般來說，它的規(guī)劃主要存在以下三種情況： 按報文格式的字段劃分測試子組，其測試例的規(guī)劃主要按各字段的有效取值和無效取值劃分。 按協(xié)議功能劃分測試子組，其測試例的劃分有幾種情況：一是按功能的有效情況和無效情況劃分測試例；二是繼續(xù)劃分子功能，將之作為測試例。 西南交通大學碩士研究生學位論文 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)的測試例。 圖 測試集層次結(jié)構(gòu)示意圖 BGP4 測試集的規(guī)劃原則 1. BGP 一致性測試集的規(guī)劃 協(xié) 議 一 致 性 測試 [31] 就是通過測試執(zhí)行活動來檢查測試實現(xiàn)（ IUTImplement Under Test）是否符合協(xié)議規(guī)范的要求。協(xié)議一致性測試是一種黑盒測試，它不涉及協(xié)議實現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只考慮其外部可觀測的行為是否符合協(xié)議規(guī)范要求。通過觀察具體實現(xiàn)在不同的環(huán)境和條件下的反應(yīng)，然后檢查這些反應(yīng)是否與標準文本規(guī)定的一致，進而得出 某種實現(xiàn)是否與標準文本相一致的結(jié)論。筆者將 BGP 一致性測試集規(guī)劃為四個測試組：狀態(tài)機測試組、路由更新測試組、錯誤處理測試組以及 BGP 擴展測試組 [28]。 作為具有多個狀態(tài)的 BGP，狀態(tài)機的測試是一致性測試集規(guī)劃中的重要組成部分，對 BGP 進行狀態(tài)機測試首先要仔細的分析 BGP 相關(guān)的 RFC 文本，確定 BGP 協(xié)議各狀態(tài)及狀態(tài)變遷事件等。從 BGP 多個狀態(tài)變遷中，篩選出對測試有意義并可測的狀態(tài)變遷作為測試目的。對于 BGP 狀態(tài)機的測試一般采用按照協(xié)議狀態(tài)來劃分測試組，根據(jù)狀態(tài)的不同輸入產(chǎn)生的不同處理來規(guī)劃每個小測試子組下的 測試例。 BGP 除了要進行協(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 BGP 報文頭以及 BGP 的各類報文體中字段取值出錯情況 BGP 路由器做出的反應(yīng)的測試。對于每個字段取值的測試將按照字段取值有效值和無效值（或錯誤值）來劃分測試例。 BGP 的主要功能就是和鄰接 BGP 路由器交換網(wǎng)絡(luò)可達性信息，這個過程就是通過路由更新報文的發(fā)送來完成的。因此路由更新的測試是 BGP 一致性測試的重要組成部分。路由更新的測試子組主要包括 Update 報文中網(wǎng)絡(luò)可西南交通大學碩士研究生學位論文 第 17 頁 達性信息（ NLRI， Network Layer Reachability Information）的屬性、路由選擇以及內(nèi)外部更新測試。屬性測試包括公認屬性的測試以及可選屬性的測試，根據(jù)測試要求的不同以及被測系統(tǒng)的實現(xiàn)情況，對可選屬性的測試可以挑選。路由選擇指的是 BGP 路由器收到的新的路由消息后，在廣播路由以前， BGP根據(jù)本地策略信息庫中所定義的策略對存儲在 AdjRIBIn 中的路由進行選擇。路由選擇的輸出為一些通告給所有對等體的路由。已選擇的路由將被存儲在本地的 AdjRIBOut 信息庫。 BGP 在發(fā)展的過程中加入了不 少的擴展，最為典型的就是多協(xié)議擴展，擴展后的 MPBGP 可以為多種協(xié)議傳遞消息，其中對 IPv6 的擴展是當前實現(xiàn) NGN 的首選域間路由協(xié)議。對 BGP 協(xié)議實現(xiàn)的擴展測試就包括了針對IPv6 的多協(xié)議擴展，以及能力協(xié)商 [32]、反射路由器 [33]等擴展。 2. BGP 互操作性測試集規(guī)劃原則 由于通信協(xié)議、路由協(xié)議非常復雜且擁有眾多選項，實現(xiàn)同一協(xié)議的路由器并不能保證互通互操作。并且因為一致性測試能力有限，即使通過協(xié)議一致性測試也未必能保證完全實現(xiàn)協(xié)議。從而有必要對 BGP 路由器進行進一步的測試。 互操作性測試 (InterOperability Testing)就是檢測同一協(xié)議的不同實現(xiàn)之間或同一協(xié)議（如 BGP4 與 BGP4+）不同版本實現(xiàn)之間互通能力和互連操作能力，即 考察一個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是否能在一個由不同廠家的多種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品互連的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中很好地工作，如驗證路由器與 Cisco 產(chǎn)品的互操作，交換機與Cisco、 3Com、 Lucent、 Intel 等的互操作等 ，因此互操作測試集的定義 有 其必要 性和重要性。 互操作測試實際上是將一致性測試中所用的儀表替換成需要與之互通互操作的設(shè)備，選擇一些重要且典型的互連方式配置，觀察兩設(shè)備是否能按照預(yù)期 正常工作。因此 BGP 互操作性測試集就是依據(jù)這些典型的 BGP 互聯(lián)方式來進行規(guī)劃。 3. BGP 性能測試集規(guī)劃原則 路由器是 IP 網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，其性能的好壞直接影響 IP 網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)可擴展性。 性能測試（ Performance Testing）是對協(xié)議實現(xiàn)或系統(tǒng)的性能指標進行檢測。路由器的性能測試指標一般包括：端口 吞吐量 、設(shè)備吞吐量、幀突發(fā)量、時延 、 丟包率 等，因此路由器的性能測試集主要以性能指標的劃分作為規(guī)劃的依據(jù)，而針對不同性能指標的測試例的規(guī)劃可能要 考慮 到 幀格式 、 幀長 、西南交通大學碩士研究生學位論文 第 18 頁 路由更新 、 多端口測試 等因素 。 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。例如路由表容量、路由協(xié)議收斂時間等指標。 BGP4 一致性協(xié)議測試集規(guī)劃 在仔細閱讀并分析了 BGP4 以及相關(guān)的協(xié)議后，筆者按照上文探討的協(xié)議一致性測試集規(guī)劃的原則，將 BGP4 協(xié)議一致性測試集分為以下幾個測試組： BGP 基本信息處理測試組、 BGP 協(xié)議狀態(tài)機測試組、 BGP 錯誤處理測試組、 BGP 擴展測試組。 下表就是 BGP 一致性測試集中定義的四個測試組對應(yīng)表，詳細的 BGP一致性測試集的測試例表請見附錄一。 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 報文錯誤 GBGP4ConErrorGS11 Update 報文錯誤 GBGP4ConErrorGS12 其它測試 GBGP4ConErrorGS13 4 擴展測試 GBGP4ConExten 多協(xié)議擴展 GBGP4ConExtenGS14 路由反射 GBGP4ConExtenGS15 能力協(xié)商 GBGP4ConExtenGS16 聯(lián)邦 GBGP4ConExtenGS17 團體 GBGP4ConExtenGS18 BGP 基本信息處理測試組規(guī)劃 路由信息的交互和處理在 BGP4 狀態(tài)機進入 Established 狀態(tài)之后進行的，在 Established 狀態(tài)下 BGP4 實體將收到包含路由信息的 Update 報文和保持連接的 KeepAlive 報文，只有在發(fā)生錯誤的情況下 BGP4 才會響應(yīng)一個西南交通大學碩士研究生學位論文 第 19 頁 Notification 報文，協(xié)議狀態(tài)返回到 Idle 狀態(tài)，在不出錯以及路由器不重起的情況下表現(xiàn)在協(xié)議狀態(tài)機上的是 BGP4 在 Established 狀態(tài)上的自環(huán)，而此時BGP 協(xié)議實體正在和鄰接 BGP 實體進行路由信息的交互與處理。 圖 BGP 協(xié)議 Update 報文格式 路由信息的交互與處理因為不涉及到狀態(tài)的變遷，因此 BGP 的 協(xié)議狀態(tài)機測試無法描述這些功能和特性。筆者將 BGP 路由信息更新作為一個單獨的測試組來規(guī)劃，該組的測試內(nèi)容包括以下幾個方面：對 Update 報文各個字段的取值測試，測試 BGP4 路由選擇，以及測試內(nèi)部更新和外部更新。 1. 路徑屬性測試 對公認強制（ wellknown mandatory attribute）屬性的測試主要包括：檢查被測 BGP 路由器是否可以正確無誤的轉(zhuǎn)發(fā) ORIGIN 屬性為 IGP（或 EGP、INCOMPLETE）的 Update 報文而不是更改它；檢測被測 BGP 路由器是否可以正確轉(zhuǎn)發(fā)帶有 NEXT_HOP 的 Update 報文；檢查被測 BGP 路由器是否會錯誤的接受一個將下一跳設(shè)置為被測 BGP 路由器本身的 Update 消息；檢測被測 BGP 路由器向外部 BGP 實體轉(zhuǎn)發(fā) Update 報文時是否無誤的將自己的AS 號碼加入，同時檢測它向內(nèi)部 BGP 實體轉(zhuǎn)發(fā) Update 報文時是否多余的加上自己的 AS 號碼等。 對公認自決屬性（ Wellknown Discretionary Attribute）的測試主要包括：給被測 BGP 實體設(shè)置 Local_Pref，測試 BGP 發(fā)送（或轉(zhuǎn)發(fā)）路由更新消息時能否正確的區(qū)分內(nèi)部 BGP 和外部 BGP。 對可選 屬性的測試主要包括以下一些測試目的：測試 BGP 路由器在向外部 BGP路由器轉(zhuǎn)發(fā) Update報文的時候是否將 MULTI_EXIT_DISC屬性去掉； AGGREGATOR、測試 BGP 路由器向外部 BGP 實體轉(zhuǎn)發(fā) Update 報文時是否可以做到不更改或刪去 ATOMIC_AGGREGATE 等。 2. 路由選擇測試 BGP 執(zhí)行各種路由選擇的過程主要是基于各種屬性值。當面對到同一目西南交通大學碩士研究生學位論文 第 20 頁 的地的多個路由時， BGP 將選擇最好的路由。 BGP 路由器選擇最好的路由的規(guī)則主要有：選擇本地優(yōu)先級最大的路由，如果下一條不能到達，這個路由將要忽略掉（ 所以要有一個到下一跳的IGP 路由）；如果路由的本地優(yōu)先相同，優(yōu)先選擇本地始發(fā)的路由；如果 AS路徑長度相同，優(yōu)選較低起點類型的路由（其中 IGP 低于 EGP， EGP 低于INCOMPLETE）；如果起點類型相同，優(yōu)選具有最低 MED 的路由；如果路由具有相同的 MED，優(yōu)選 AS 中最短內(nèi)部路徑到達目的地的路由（通過最短路徑到 BGP 的 NEXT_HOP）；如果內(nèi)部路徑相同， BGP 路由器的 ID 號可以打破平衡，優(yōu)選從 BGP 路由器來的具有最低路由器 ID 的路由。 BGP 路由選擇的測試就按照上面說討論的 BGP 路由器選擇最好路由的規(guī)則來進 行規(guī)劃設(shè)計以及描述。 3. 內(nèi)、外部更新 內(nèi)部更新進程是發(fā)布路由信息到本地自治系統(tǒng)的 BGP 鄰接點。當 BGP路由器從本地自治系統(tǒng)其他的 BGP 路由器收到 Update 報文，它不應(yīng)該再分配 Update 報文中的路由信息到本地自治系統(tǒng)的其他 BGP 路由器。當 BGP 路由器收到領(lǐng)結(jié)自治系統(tǒng)的 BGP 路由器的新的路由，如果發(fā)生下列情況， BGP路由器應(yīng)該將路由信息轉(zhuǎn)發(fā)到本地自治系統(tǒng)的 BGP 路由器：本地