实现协议栈自动化测试.docx

协议栈自动化测试研究西电捷通安全测试研究 【摘 要】协议栈的自动化测试缺乏通用工具和方法，西电捷通公司通过自主研发配套的协议测试框架，并嵌入Python脚本，实现了协议栈自动化测试。 【关键词】网络安全协议栈；自动化测试；Python脚本软件的自动化测试正在成为软件测试领域一个非常重要的趋势，很多软件公司正在或已经在企业测试团队内部实施软件自动化测试流程和框架，即便如此，业界目前对协议栈的自动化测试一直缺少合适的通用测试工具和方法。不同协议栈具有不同的应用方式和使用场景，其所使用的测试工具和方法、测试重点也是不同的，所以被测协议栈无法直接采用已有的自动化测试工具和方法。为了能更好地测试网络安全协议栈，西电捷通公司根据自主研发的IP安全可信技术（Trust of IP Security，TISec）协议栈的特点，设计了自动化测试框架，并在测试框架中嵌入脚本程序，实现了TISec协议栈的自动化测试。1.TISec协议栈测试特点分析TISec技术基于自主提出的三元对等安全架构（Tri-element Peer Architecture，TePA），通过双向鉴别、加解密、密钥管理、隧道等一系列创新技术，构建网络任意两个节点之间逻辑链路的安全、可信连接，同时具有跨共享网络或公共网络的身份鉴别、加解密和封装专用网络的扩展能力。TISec应用拓扑结构如下图：图1 TISec应用拓扑结构该协议分别在TISec主机A和主机B上运行服务端和客户端，然后通过主机A和主机B的通信过程来体现协议功能。西电捷通自主研发的针对该协议的测试框架作为协议运行的载体，使协议在该框架上运行来验证协议功能的实现，并通过执行Python脚本来实现协议的自动化测试。从TISec协议文本中提取支持协议运行的关键因素，即安全关联参数（Security Association Parameter，SAP）来构成协议配置文件，要保证协议在主机上运行，则必须能正确解析配置文件，协议配置文件的格式和内容如下图所示。 图2 协议配置文件由上述配置文件可以看出，配置文件中每一个参数的改变即可作为一个检测协议的测试用例来运行，每改一次参数，测试框架都要重新运行；因每个用例涉及的配置项多，所以组合起来用例数量巨大，而且程序代码一旦修改，则需要对用例进行回归测试。2.TISec协议栈的自动化测试执行过程TISec协议栈的自动化测试执行过程如下图：图3 TISec协议栈自动化测试流程图分别在服务端和客户端进行配置文件的解析，服务端解析完成后会给客户端发送等待信号，客户端解析完成后则触发服务端进行通信，对于通信中的异常用例执行的结果则写入Log文件中，对于正常用例执行完成后，服务端和客户端终止各自当前协议进程后重复解析、通信、终止进程的过程，直至遍历完全部配置参数。3.协议栈的自动化测试实现原理首先解析协议配置文件，协议配置文件中除去一些基本固定参数外，协议运行时的可变安全关联参数多达9个，每个可变参数有28个可变值，为保证测试的全面和完整，将每个参数的取值排列组合后的SAP集合数量非常巨大，再加上还要检测协议在IPv4和IPv6环境的运行情况，导致用例数量巨大。在测试框架中利用Python语言编写脚本程序，将用例集合模型用计算机程序语言进行实现，利用程序对用例进行筛选和遍历，很大程度上方便了测试，即使协议程序代码修改，也能很快进行回归测试，达到了自动化测试的目的。Python实现配置参数遍历主程序如下图：图4 Python实现配置参数遍历以下是脚本中部分处理模块： 模拟人工修改配置文件模块，该模块主要对配置文件中协议功能参数进行修改； 模拟人工执行协议运行命令模块，该模块将自动启动人工输入的协议启动命令； 模拟人工协调两端运行状态模块，该模块主要用于协调服务端和客户端同步通信； 模拟记录异常问题模块，当用例执行异常时，该模块进行Log记录。4.总结针对协议栈的测试，西电捷通安全测试研究团队通过设计合理的测试框架，采用合适的测试方法，将程序脚本嵌入到自主研发的协议测试框架中运行，有效地实现