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北京邮电大学硕士毕业论文 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 申请学位 本人签名 处，本人承担一切相关责任。 日期：递 旦：至：! 垒：一 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文( 保密的学位 论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书非保密论文注释z - 本 北京邮电大学硕士毕业论文摘要 e p o n 软件自动化测试平台的设计与实现 摘要 2 l 世纪是信息时代的社会，接入网是国家信息基础设施的发展 重点和关键。为了适应信息社会超大容量、速度、差异化的需求，接 入网朝着“宽带化、无缝化和多元化 发展，d s l 、w i f i 、p o n 等技 术广泛应用，引领着接入网的全面进步。接入技术分为有线接入和无 线接入两大类。有线接入技术包括：d s l 技术、基于h f c 网的c a b l e m o d e m 技术、以无源光网络p o n 技术为代表的光纤接入技术。而其 中e p o n 技术以其高带宽、低成本、适合组播业务传送、易维护、高 可靠性等优势成为光接入网的主流技术，越来越被大规模应用。 由于e p o n 标准用自然文本语言进行描述，因此不同厂商对协议 的理解不同将导致不同的协议实现，从而引起一致性问题。面对 e p o n 产品的大规模商用，一致性测试问题必须得到解决，因此形成 一个可以完成e p o n 多个业务功能的配置，统一协议数据产生和分析 接口、测试用例的管理、测试用例的编写等多个功能的自动化测试平 台就显得十分重要。 文章首先介绍了e p ( ) n 原理、协议一致性测试的概念、及t c l 与t t c n 两种脚本语言。随后对e p o n 软件自动化测试进行需求分 析，从e p o n 协议模型的角度分析了测试能力的需求重点，给出了测 试平台的能力要求。之后介绍了e p o n 软件自动化测试平台的设计与 实现，其中详细描述了测试平台逻辑结构和脚本库组织构架、测试平 台脚本库和w i n p c a p 的开发实现，并给出了实例分析和运行结果分 析。 关键词：e p o n 自动化测试协议一致性 北京邮电大学硕士毕业论文a l ，s 舡翟c t 。_ 。_ 。- 。_ 。- - - 。_ 。- _ _ i r - - - _ _ _ - _ l - - _ _ l _ - - _ _ - _ - - _ 。 】- 、 i ， - 北京邮电大学硕士毕业论文a b s t r a c t d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe p o n s o f t 、a r ea u t o m 【a t e dt e s t i n gp l a t f o r m a b s t r a c t i nt h ea g eo fi n f o r m a t i o n a c c e s sn e t w o r ki so n eo ft h ep r i o r i t i e si n t h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r e t om e e tt h en e e d f o rl a r g ec a p a c i t y , h i 曲s p e e d ，t h ea c c e s sn e t w o r kh a sb e c o m em o r e b r o a d - b a n d e d ，s e a m l e s sa n dd i v e r s i f i e d t h ew i d eu s eo fd s l ，w i - f i ， p o nh a v ep r o p e l l e dt h eo v e r a l lp r o g r e s so ft h ea c c e s sn e t w o r k t h e t e c h n o l o g yo f a c c e s sn e t w o r kc a nb ed i v i d e di n t ot w oc a t e g o r i e s ：w i r e l i n e a c c e s sa n dw i r e l e s sa c c e s s w i r e l i n ea c c e s st e c h n o l o g i e si n c l u d e ：d s l t e c h n o l o g y , h f c b a s e dc a b l em o d e mt e c h n o l o g ya n dp o nt e c h n o l o g y , i nw h i c he p o ne x c e l sa n dh a sb e e nu s e di nal a r g e rm a r k e tb e c a u s ei ti s c o s t - e f f e c t i v e ，e a s i l yr e p a i r a b l ea n dh i g h l yr e l i a b l e b e c a u s ee p o ns t a n d a r di sd e s c r i b e di nn a t u r a ll a n g u a g et e x t ， d i f f e r e n tv e n d e r s d i f f e r e n tu n d e r s t a n d i n g so ft h ea g r e e m e n tw i l ll e a dt o c o n s i s t e n c yp r o b l e m s i no r d e rt or e s o l v et h ec o n f o r m a n c et e s t i n gi s s u e s ， a na u t o m a t e dm u l t i - t a s k i n gt e s t i n gp l a t f o r mt h a th a su n i f i e dp r o t o c o ld a t a g e n e r a t i o na n da n a l y s i si n t e r f a c e ，t e s tm a n a g e m e n t ，t e s tp r e p a r a t i o ne t c i s o f g r e a ti m p o r t a n c e i nt h i sp a p e r , t h ep r i n c i p l e so fe p o n ，t h ec o n c e p to fp r o t o c o l c o n f o r m a n c et e s t i n g ，a n dt w os c r i p tl a n g u a g e st c la n dt t c nw e r ef i r s t i n t r o d u c e d ，f o l l o w e db yt h ea n a l y s i so ft h en e e df o ra u t o m a t e dt e s t i n go f e p o ns o f t w a r e i nt h es e c t i o no fd e s i g n i n ga n dv i r t u a l i z a t i o no ft h i s p l a t f o r m ，t h el o g i c a ls t r u c t u r ea n dt h eo r g a n i z a t i o no fs c r i p tl i b r a r yw e r e d e s c r i b e di nd e t a i la sw e l la st h ed e v e l o p m e n ta n di m p l e m e n t a t i o no f s c r i p tl i b r a r yf o rt e s t i n gp l a t f o r ma n dw i n p c a p f i n a l l y , s e v e r a lc a s e s w e r eg i v e na n dd i s c u s s e d k e y w o r d s ：e p o n ，a u t o m a t e dt e s t ，p r o t o c o lc o n f o r m a n c e r 三! 塞堡皇奎兰硕士毕业论文a l ，s 嗽t 。_ 。- _ _ - - _ _ - _ - l iil _l： - ， 、| - k i _ 北京邮电大学硕士毕业论文目录 目录 第一章相关理论介绍1 1 1 e p o n 原理1 1 2 协议一致性测试3 1 2 1 协议测试的基本概念3 1 2 2 协议一致性测试理论4 1 2 3 协议一致性测试模型5 1 2 4 协议一致性测试过程。7 i 3 测试脚本语言t c l 与t t c n 。7 1 3 1 t c l 语言介绍8 1 3 2 t t c n 语言介绍8 1 3 3 t c l 与t t 侧之间的比较l o 第二章e p o n 软件自动化测试需求分析l l 2 1 e p o n 软件自动化测试的目标和定位l l 2 1 1 自动化测试的目标l l 2 1 2 e p 州自动化测试的定位1 2 2 2 e p o n 软件自动化测试能力要求 1 2 2 2 1 e p o n 软件自动化测试能力分析1 2 2 2 1 v l a n ( 8 0 2 10 ) 协议一致性测试1 4 2 2 2 f d b ( 8 0 2 3 ) 协议一致性测试1 5 2 2 3 p o r t 既端口工作模式( 8 0 2 3 ) 协议一致性测试。1 5 2 2 4 ig m ps n o o pin g 协议一致性测试 2 2 5 、l 从o i n o ( 8 0 2 1 a d ) 协议一致性测试1 6 2 2 6 t r u n k 链路聚合( 2 1 a d ) 协议一致性测试1 6 2 2 7 s t p ( 8 0 2 1d ) 协议一致性测试1 7 2 2 8 其它协议扩展能力要求1 8 2 3 e p o n 软件自动化测试平台要求l8 第三章e p o n 软件自动化测试平台设计2 0 3 1 测试平台语言2 0 3 2 测试平台整体搭建2 0 3 3 测试平台构架设计2 l 3 3 1 测试平台逻辑结构2l 3 3 2 测试脚本库组织构架设计2 3 第四章e p o n 软件自动化测试平台的实现2 6 4 1 e p o n 软件自动化测试平台脚本库的开发实现2 6 4 1 1 控制台程序简介2 6 4 1 2 自动化测试t c l 脚本实行方案2 6 4 1 3 实例分析2 8 4 2 接收与发送模块的开发实现3 4 4 2 1 win p c a p 网络协议仿真库简介3 5 4 2 2 接收模块的实现3 8 4 2 3 发送模块的实现4 2 北京邮电大学硕士毕业论文 目录 第五章e p o n 软件自动化测试平台运行测试4 8 5 1 e p o n 软件自动化测试平台的运行4 8 5 2 e p o n 软件自动化测试平台运行结果分析5 3 第六章总结与展望5 7 6 1 。 总结5 7 6 2 展望。5 7 参考文献5 9 附录自动化脚本程序6 0 致谢 攻读学位期间发表的学术论文目录6 5 n ， | - 北京邮电大学硕士毕业论文第一章相关理论介绍 1 1 e p o n 原理 第一章相关理论介绍 e p o n 同a p o n 、g p o n 一样也是下行传输技术采用时分复用，上行传输采 用t d m a 。e p o n 与a p o n 、g p o n 的本质区别或者说e p o n 的技术本质表现 在：在传输媒质层上采用千兆以太网作为传输协议，数据链路层上也是采用以太 网协议。结合图1 1 、1 2 进一步说明e p o n 的技术本质。下行方向的传输与通 常的光千兆以太网物理层传输一样，o l t 发出的是以太网( 信宿为各o n u ) 帧 经过8 8 1 0 b 编码后的连续的比特流；速率为1 2 5 g 聊s ；到达光分路器被分路到 各个支路光纤上，各支路光纤上仍是o l t 发给所有 州的比特流，但信号光功 率幅度由于分路而变小；o n u 接收到o l t 发给所有o n u 的比特流8 8 1 0 b 解码 后根据以太网帧前导码中的l l i d ( 逻辑连接标识) 取出本o n u 的以太网帧送 上层进一步处理。上行方向o l t 授权各o n u 的发送时刻和发送时间的长短，在 o l t 指定的发送时间里o n u 也是发送符合光千兆以太网物理层要求( 除前导码 外) 、速率1 2 5 g b s 的比特流。e p o n 系统的上下行传输是全双工工作的。 图1 - 1h p o n 的下行传输 - l 北京邮电大学硕士毕业论文 第一章相关理论介绍 图1 - 2e p o n 的上行传输 根据i e e e 8 0 2 3 a h 标准，e p o n 的层次结构如图1 3 所示 o 甜 旺f 日程，屺毫 o d e l 洲 c s m _ l c o u w 粥 洲 c 翻旧 u w e r s g i g x 皇 b | tm e d i ai p e 匿x ! n t 曹f r e r e c ea 啦jto p ；t 胃巴 l _ 蠢舅、i u o f 械u 岍 鲢朗- m e d i u md e p e n d e n ti n t e r f a c e p c 8ip h y s i c a l c o o i n gs u “y e r o a m - o p e r a t i o n s 。a d m i n i s t r a t i o i 、i la n d 姒刖m 鲫 n c e p h y1 1 1p h y s i c a ll a y e rd e v i c e o l t - o p t i c a ll i n et e r m i n a t i o n p m atp h y s i c a lm e d i u ma t t a c h m e n t 吣p hy ：翻c l 日) i u m0 曰鼍蚋醒町 图卜3e p o n 的层次结构 其中，l l c ( 逻辑链路控制) 子层负责提供使本地网络层实体与远端对等网 络层实体之间交换协议数据单元( p d u s ) 的服务；o a m 层是i e e e 8 0 2 3 a h 工作 组考虑以太网应用到公网，运营商对网络的运行、维护和管理需求而增加的； m p m c ( 多点m a c 控制) 子层提供对p o n 这样的无源点对多点拓扑的多点接 入控制；m a c 层根据l l c 层所提供的参数对l l c 来的信息进行成帧( 加m a c 2 北京邮电大学硕士毕业论文第一章相关理论介绍 层自己的帧头和差错校验用的帧尾) ；当m a c 层接收到下层传上来的m a c 帧时， 它要检测差错，如没有差错则去掉帧头和帧尾并送往l l c 层，如有差错则丢弃 该帧；调和子层除在通常以太网中的g m i i 接口信号到m a c 信号之间映射外， 在e p o n 中更重要的是在这里要进行点对点仿真( p 2 p e ，p o i n tt op o i n t e m u l a t i o n ) ；g m i i 接口的目的是规范一个清晰的便于实施的划分m a c 层和物理 层的接口；物理编码子层( p c s ) 负责对g m i i 来的数据字节进行8 b 1 0 b 编码 送往p m a 子层、解码p m a 子层来的i o b 码送往g m i i , p m a 子层( 物理媒质 附加子层) 负责并串串并转换；物理媒质相关子层则负责串行比特流的传输， 包括光电电光转换、产生合适的脉冲形状、功率，适当地均衡、判决接收信号 等等。m d i 是光的连接器把信号连接到光线路上【l 】。 与g p o n 技术相比，e p o n 协议简单，对光收发模块的技术指标要求低，所 以系统成本相对较低。由于成本较低、速率高、扩展性好、对数据业务的适配效 率高，能够以较低成本高效率地传送口业务，e p o n 成为目前光纤接入的主要 实现技术之一。目前e p o n 技术已基本成熟，从芯片到设备的产业链较为健全， 国内外有较多的厂家提供e p o n 设备并获得了较大规模的应用。 。 1 2 协议一致性测试 协议一致性测试指：针对某个网络协议的实现，协议测试者依据协议中的具 体说明，通过测试套对被测实体进行测试，验证协议实现i u t ( i m p l e m e n t a t i o n u n d e rt e s t ) 是否与相应的协议标准相一致【2 】。被测系统是一个完全的黑盒子，测 试者只能根据被测系统对输入的响应来分析判断。协议一致性测试是保证一个网 络协议正确实现的关键。 1 2 1 协议测试的基本概念 在测试工作，特别是软件测试中，我们将其分为结构测试和功能测试。结构 测试也称为“白盒测试。白盒测试是一种用于检查代码是否按照预期工作的验 证技术，他把测试对象看作一个透明的盒子，测试人员要了解程序结构和处理过 程，按照程序内部逻辑测试程序，检查程序中的每条通路是否按照预定要求正确 工作。白盒测试的主要特点就是它主要针对被测程序的源代码，测试者可以完全 不考虑程序的功能。 与此相反，功能测试只是依据软件的说明对从外部可以观察到的软件功能进 行测试，所以也称之为“黑盒测试，既被测系统被看作一个黑盒，仅仅通过观 察外部行为来确定软件的功能实现，而不涉及程序的内部结构。功能测试的目的 北京邮电大学硕士毕业论文 第一章相关理论介绍 是根据软件的说明确定软件实现是否达到了要求，因此预先要有一个简洁明确的 软件功能说明。而协议测试属于功能测试，既黑盒测试。 根据i s 0 9 6 4 6 标准的定义，协议测试包括一下三类； ( 1 ) 一致性测试( c o n f o r m a n c et e s t i n g ) ：一致性测试是依据协议的文本描述 对协议的某个实现进行测试，检测协议实现是否符合协议标准： ( 2 ) 互操作性测试( i n t e r o p e r a b i l 时t e s t i n g ) ：检测同一协议的不同实现版本 之间互通能力和互连操作能力； ( 3 ) 性能测试( p c r f o r m a n c et c s t i n g ) ：检测协议实现系统的性能指标( 如数据 传输率、连接时间、执行速度和吞吐量等) 。 仅仅对一个协议实现进行协议一致性测试，不能保证不同协议实现问互通的 成功，我们还需要将n u 放在现实的通信网络环境中测试。在此类测试中，主 要检测一个u 与其它系统之间能否成功互通，因此称为互操作性测试【3 】。 一致性测试和互操作性测试都是功能测试，而性能测试的目的是测试协议实 现的性能参数，并根据这些参数对协议实现的性能做出评价。此外，一致性测试 和性能测试的测试对象都是一个。而互操作性测试的测试对象则是多个协议实 现。三种测试之间同样是有联系的，一致性测试是其它两种测试的基础，只有协 议实现满足一致性需求，对它进行互操作性测试和性能测试才更有意义而性能 测试的结果对互操作性测试也有影响，性能匹配的协议实现之间才能更好地互操 作。 1 2 2 协议一致性测试理论 协议一致性测试的国际标准的建立是从八十年代早期开始，欧洲的许多研究 机构开始在建立标准化的协议一致性测试活动方面进行合作，其目的是制定一个 在o s i 框架内进行协议一致性测试的指导标准。最初的参与者包括法国的a d i ， 德国d a r m s t a d t 的g m d 和英国的国家物理实验室n p l 。这些研究机构在这 之前曾分别关注于一致性测试的不同方面的研究而在9 0 年代，国际标准化组 织提出的关于o s i 参考模型和r r u t 协议进行一致性测试的理论框架和测试方 法的国际标准i s o i e c 9 6 4 6 ( i t u tx 2 9 0s e r i e s ) ，成为协议一致性测试领域里的 一个里程碑。 协议一致性测试理论主要表现在由i s o 制定的协议一致性标准 i s o h e c 9 6 4 6 1 】。这个标准主要针对的是由自然语言描述的协议的测试。在 i s o h e c - 9 6 4 6 中对一致性定义如下。“一个一致性的实现应该满足静态一致性需 求和动态一致性需求，并与协议实现一致性声明( p r o t o c o li m p l e m e n t a t i o n c o n f o r m a n c es t a t e m e n t s ，简称p i c s ) 所声明的功能相符合一。 4 现在p c o ( p o i n t so f c o n t r o la n do b s m v a t i o n ，观察控制点) 所处的位置上。 ( 1 ) 本地测试。测试系统同时扮演l t ( 下层测试体闻l i t ( 上层测试体) 的角色，l t 和u t 和i u t ( 待测实体) 都在本机上，只要使用扩展规范将p c o 分 别映射至u ( n - i ) a s p 和( n ) a s p 上。此方法为简单情况。如图2 1 ( 2 ) 远程测试。无表现型u t 。测试系统扮演l t 的角色，将p c o 映射到 下层测试体提供的服务，即( n - 1 ) a s p 上。 ( 3 ) 分布测试。测试系统同时独立执行在多个测试节点上，节点之间使甩 远程执行器的支持机制互联。对于每个测试节点，除了执行本地的测试脚本之外， 还可以将命令或脚本文件发送到远程节点请求远程节点的执行，相应的可以接收 远程节点的请求执行远程节点发送过来的命令和脚本文件，即使用n 层以上的 p d u 交换进行控制。如图2 2 5 北京邮电大学硕士毕业论文 第一章相关理论介绍 广一一。 t e s t c o o r d i n a t i o n t e s t s y s t e m 圈2 - ! 本地式测试方法模型 s u t 图2 - 2 分布式测试方法模型 c 4 ) 协同测试协同测试也可以用远程执行器机制来实现，但测试系统还 提供另一种机制支持协同测试，即远程p c o 机制。该机制通过某种协议建立本 地测试节点和远程测试节点的连接，在该连接的基础上将远程节点上的p c o 搡 6 j j 一 - 北京邮电大学硕士毕业论文第一章相关理论介绍 作行为都映射到本地的抽象p c o 接口中，测试人员可以像使用本地接口一样透 明地操作远程节点上的p c o ，而本地节点与远程节点的同步与协作隐含在远程 p c o 实现和测试脚本本身的结构上，不需要测试编写者的关心。 1 2 4 协议一致性测试过程 i s 0 9 6 4 6 标准中将协议一致性测试过程分为3 个阶段，分别是： 测试生成( t e s tg e n e r a t i o n ) 。根据协议标准生成抽象测试套，它是独立于所 有的协议实现的，抽象测试集由多个用于不同测试目的的测试序列组成； 测试实现( t e s ti m p l e m e n t a i o n ) ：由抽象测试集产生可执行的测试序列集。 抽象测试集中的抽象测试序列被转变为在一个实际的测试设备或测试系统上可 执行的测试用例。这一阶段需要考虑测试环境与被测协议实现( o u t ) 的具体情 况： 测试执行( t e s te x e c u t i o n ) ：将可执行的测试序列集施加到被测网络协议上， 并对i l j t 的外部响应行为进行观察，记录各条测试序列的执行结果，得到一个 有关肼相对于协议标准一致性的判决，给出协议一致性测试报告p c t r ( p r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t i n gr e p o r t ) i 3 测试脚本语言t o 与t t c n t c l 一种简洁高效的解释脚本语言【4 】，其最初的构想是希望把编程按照基 于组件的方法( c o m p o n e n t a p p r o a c h ) ，即将程序分割成一个个小的、具备一定“完 整”功能的、可重复使用的组件。不同的组件有不同的功能，用于不同的目的， 并可为其它的应用程序所利用。当然，这种语言还要有良好的扩展性，以便用户 为其增添新的功能模块。t c l 是一种可嵌入的命令脚本化语言( c o m m a n ds c r i p t l a n g u a g e ) 。“可嵌入 是指把很多应用有效、无缝地集成在一起。“命令 是指 每一条t c l 语句都可以理解成命令加参数的形式s 命令 参数l 】【参数2 】【参数3 】 参数4 】【参数n1 脚本化是指t c l 为特殊的、特定的任务所设计。但从现在角度看，可以说t c l 是一种集c 语言灵活强大的功能与b a s i c 语言易学高效的风格于一身的通用程 序设计语言。 t t c n 3 ft e s t i n ga n dt e s tc o n tm ln o t a t i o nv a s i o n 3 ) 是新一代的测试语言规 范。是一种标准化的测试描述语言。t t c n 3 语言由e t s i ( 欧洲电信标准局) 制 定、现已被i s o 接纳为国际标准( z 1 4 0 系列) ，该语言力求适应测试需求的不断 变化，为像o d p 、c o r b a 、t i n a 、d c e 等新的软件架构，以及下一代网络协 7 c c + + 过程和函数，可以很容易就在c c + + 应用程序中嵌入t c l ，而且每个应用 程序都可以根据自己的需要对t c l 语言进行扩展。我们可以针对某一特定应甩 领域对t c l 语言的核心命令集进行扩展，加入适合于自己的应用领域的扩展命 令，如果需要，甚至可以加入新的控制结构，t c l 解释器将把扩展命令和扩展 控制结构与固有命令和固有控制结构同等看待。扩展后的t c l 语言将可以继承 t c l 核心部分的所有功能，包括核心命令、控制结构、数据类型、对过程的支 持等。根据需要，我们甚至可以屏蔽掉t c l 的某些固有命令和固有控制结构。 通过对t c l 的扩展、继承或屏蔽，用户用不着象平时定义一种计算机语言那样 对词法、语法、语义、语用等各方面加以定义，就可以方便的为自己的应用领域 提供一种功能完备的脚本语言。 t c l 良好的可扩展性使得它能很好地适应产品测试的需要，测试任务常常 会由于设计和需求的改变而迅速改变，往往让测试人员疲于应付利用t c l 的 可扩展性，测试人员就可以迅速继承多种新技术，并针对产品新特点迅速推出扩 展t c l 命令集，以用于产品的测试中，可以较容易跟上设计需求的变化。 另外，因为t c l 是一种比c c + + 语言有着更高抽象层次的语言，使用t c l 可以在一种更高的层次上编写程序，它屏蔽掉了编写c c + + 程序时必须涉及到的 一些较为烦琐的细节，可以大大地提高开发测试例的速度而且，使用t c l 语 言写的测试例脚本，即使作了修改，也用不着重新编译就可以调用t c l 解释器 直接执行可以省却不少时间。t c l 目前已成为自动测试中事实上的标准。 1 3 2 t t c n 语言介绍 t t c n 是由i s 0 i e c 9 6 4 6 和i t u x 2 9 2 系列所提出的实现o s i 与i t u 协议定义 的一致性测试方法的标准。由于t t c n 集成开发环境i t e x ( i n t e r a c t i v et t c n e d i t o ra n de x e c u t o r ) 能够自动生成a n s ic 的测试代码，因此测试的主要工作 8 北京邮电大学硕士毕业论文第一章相关理论介绍 量集中在利用形式化语言描述测试流程上，这同时避免了由于手工编程可能导致 的错误。测试过程出现的问题可由i t e x 生成相应的测试报告，减少跟踪调试程 序的工作量。并且所有与具体平台相关的代码都被集中在测试的内核中，因此 t t c n 所生成的测试模块可重用性好、容易维护。它支持多个p t c 同时执行，由 m t c 控制整个执行流程。t t c n 与a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o n 1 ) 兼容， a s n 1 属于国际标准i s o i e c 8 8 2 4 系列，是开放系统互联( o s i ) 的关键组成部分 之一。由于两者的兼容性，使t t c n 的应用更加广泛 5 。 然而最初的t t c n 不能设计和描述并行行为，人们很快意识到对t t c n 的并行 能力的扩展的重要性和迫切性。这也是t t c n - 2 出现的直接原因。尽管在t t c n - 2 中做了扩展，但是对于新出现的不同领域的不同种类的测试仍存在很多缺陷和不 足，s t f ( s p e c i a lt a s kf o r c e ) 1 3 3 和e t s l 5 6 从1 9 9 8 年开始研究新版t t c n ，到 2 0 0 0 年1 0 月完成，新版的t t c n 命名为t e s t i n ga n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n v e r s i o n3 ( t t c n - 3 ) 。 t t c n - 3 不但保留了原有t t c n 一2 的良好特性，并且包括满足上述需求的新特 性。一个明显的不同就是t t c n - 2 有两种描述形式，一种是图表形式，一种是与 图表形式等价的机器可执行语言，而t t c n - 3 有通用的核心语言、图表表达形式 及m s c ( m e s s a g es e q u e n c ec h a r t ) 表示语言。 t t c n - 3 分为核心语言( c o r el a n g u a g e ) ，表格表示格式( t a b u l a r p r e s e n t a t i o n ) ，消息序列图( m s c ) 表示格式等多种使用形式。但核心语言是其他 形式的基础，是完整的、独立的，也是t t c n 工具之间的标准交互格式，是其他 格式的语义基础。 t t c n - 3 核心语言是t t c n 一3 最重要的部分。也是t t c n - 3 对t t c n - 2 改进最大 的地方。核心语言的发布，使得t t c n - 3 能够向后兼容，也使得t t c n 一2 开发的测 试集向t t c n - 3 转换变的很容易。图形描述方式是新加的一种开发方式，它主要 采用了消息序列图m s c 的概念。 t t c n - 3 最顶层单元是模块，它内部不能再有子模块。t t c n 一3 模块之间相互 独立，他们可以通过i m p o r t 语义共享数据定义。一个测试套就是一个模块。一 个模块有两部分：定义部分和控制部分。定义部分定义了测试组件、通讯端口、 数据类型、常量、测试数据模板、函数、端口程序呼叫信号、测试例等。控制部 分包含局部变量定义、调用测试例并控制其执行顺序。 t t c n - 3 规范的第五部分t t c n - 3r u n ti m ei n t e r f a c e ( t r i ) 中，对t t c n 一3 测 试系统的概念模型规范进行了描述。t t c n - 3 测试系统由一组具有特定功能的实 体组成。这些实体管理测试的顺序，解释和执行已经编译过的t t c n 一3 代码，实 现和被测系统s u t 的正确通信以及实现外部函数( 在t t c n 一3 模块外面定义，在模 9 北京邮电大学硕士毕业论文第一章相关理论介绍 块中申明为外部函数) 和处理定时器的操作等。t t c n - 3 测试系统分解为测试管理 ( t e s tm a n a g e m e n t ，简称t m ) 、测试执行实体( t t c n - 3e x e c u t a b l e ，简称t e ) 、 s u t 适配器( s y s t e mu n d e rt e s ta d a p t e r ，简称s a ) 和测试平台适配器( p l a t f o r m a d a p t o r ，简称p a ) 。 t t c n - 3 测试系统中的两个主要的接口：t t c n - 3 控制接口( t t c n 一3 c o n t r o l i n t e r f a c e ，简称t c i ) 和t t c n - 3 运行时接口( t t c n - 3r u n t i m ei n t e r f a c e ，简称 t r i ) 。它们分别制定了t m 和t e 之间的接口，和t e 与适配器( s a 和p a ) 之间的接 口。目前，t t c n - 3 规范只对t r i 进行了接口定义，而给予测试工具提供商在测 试系统的实现中很打的灵活性。而一般情况下，t r i 需要由j a v a 或c c + + 等语言 来开发。 t t c n 一3 可以用做多种通信端口上的各种响应系统测试的描述语言。典型的 应用领域是协议测试( 包括移动协议和互连网协议) 、服务测试( 包括增补服务) 、 模块测试、基于平台、a p i s 等的c o r b a 测试。t t c n - 3 并不仅仅局限于一致性测 试，它可用于多种类型的测试，如互操作性测试( i n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n g ) 、 性能测试( p e r f o r m a n c et e s t i n g ) 、鲁棒性测试( r o b u s t n e s st e s t i n g ) 、回归测 试( r e g r e s s i o nt e s t i n g ) 、系统和集成测试( s y s t e ma n di n t e g r a t i o nt e s t i n g 1 3 3 i c l 与t t 侧之间的比较 ， t t c n 是由i s o i e c 9 6 4 6 2 3 和i t ux 2 9 0 系列所提出的实现o s i 与i t u 协议 定义的一致性测试方法的标准，它侧重于用形式化语言描述测试流程，在测试方 法研究中用得比较多；t c l 虽不是规范化的方法，但在工业界，t c l 已成为事实 上的标准。 。 t c l 突出的优点是执行效率高，虽然是解释执行，但大部分代码都是编译好 的机器码。而t t c n 的缺点在于所生成的c 代码未经优化，一般只能适用于对时 间要求不是很严格的协议的测试。 就对复杂协议的描述能力而言，t c l 的描述能力相当于c 语言的描述能力。 t c l 源于c 语言，又能与c 语言无缝组合，具有很强的扩展性，能提供独有的组 件技术。对于许多协议实现的复杂行为的描述，t c l 语言是足够胜任的。 t c l 具有良好的移植性，它本身就是跨平台设计的。这有利于在不同的操作 系统上实现对各种协议的测试。 i o 北京邮电大学硕士毕业论文第二章e p o n 软件自动化测试需求分析 第二章e p o n 软件自动化测试需求分析 2 1 e p o n 软件自动化测试的目标和定位 e p o n 具有简单、廉价、高带宽和长距离传输的优点，因此，人们对它寄予 了很高的期望。e p o n 作为接入端的设备也需要不断满足各种接入业务的需要， 形成一个统一的适合e p o n 测试的测试平台研究显得十分必要。测试平台的功能 是可以完成e p o n 的多个业务功能配置测试自动化，统一协议数据产生和分析接 口、测试用例的管理、测试用例的编写等多个功能。 2 1 1 自动化测试的目标 软件测试可分为手动测试和自动化测试，自动化测试不可能完全替代手工测 试，因为很多数据的正确性、界面是否美观、业务逻辑的满足程度等都离不开测 试人员的人工判断。而仅仅依赖手工测试的话，则会让测试过于低效，尤其是回 归测试的重复工作量对测试人员造成了巨大的压力。 因此，手动测试与自动化测试互为补充，关键是在何时的地方使用合适的测 试手段。 测试用例的衡量因素包括：效率、有效性、执行成本和维护成本。对于一个 测试用例是否应该采用自动化方式实现应该综合考虑这4 个因素。 执行成本与维护成本往往是对立的，自动化测试的测试用例，其执行成本会 比较低，执行次数越多，体现的相对成本越低。但测试脚本的修改、维护所需的 维护成本相对较高。 有效性是对测试效率的一种挑战，自动化测试的测试用例的执行效率往往很 高，但有效性相对有限，能发现的问题不多。然而没有有效性的效率产生不了效 益，这样的效率也没有价值。因此有效性同样是协议一致性测试也是自动测试的 追求的关键 综上所述，本文所述的e p o n 软件自动化测试系统的目标在于： 找准定位：在e p o n 设备软件众多功能中选择适合自动化测试的方式和项目 进行测试，以求最大限度发挥自动化测试的作用。e p o n 自动化测试的具体定位 将在下一小节阐述。 发挥优势：具体包括执行成本优势和效率优势。就执行成本而言要在e p o n 自动化测试平台的设计上保证平台连续多次执行脚本的能力，以最大程度降低执 北京邮电大学硕士毕业论文第二章e p o n 软件自动化测试需求分析 行成本。在效率方面，要注重测试过程的高效连续、方便的进行测试用例的扩展、 剪裁等。针对该自动化测试平台的具体要求，将在后续章节中阐述。 避免劣势：即尽可能降低维护成本和保证有效性。降低维护成本一方面需要 在平台设计上遵循通用性、易操作性、可扩展性的原则，另一方面在自动化测试 脚本的编写方法上也应选择维护成本低的方法，例如数据驱动脚本编写方法、关 键字驱动脚本编写方法等。而在有效性方面，则需要测试脚本拥有良好的且持续 的逻辑判断能力，使自动化测试尽可能完善可靠。对于自动