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w s d l 实现一致性声明文稿的设计与实现 摘要 网络管理接口一致性测试包括通信协议一致性测试、信息模型一致性测试和 管理功能一致性测试。其中，信息模型一致性测试是检验管理系统或被管设备与 管理信息模型的规范是否保持一致的必要手段。实现一致性声明( i c s ) 是确定 接口信息模型一致性测试内容和构造相关测试用例的主要依据，并且经验证的实 现一致性声明也是以后多厂商间互连互通时的重要参考资料。因此，实现一致性 声明文稿( i c sp r o f o r m a ) 对信息模型的一致性测试具有重要意义。 w e bs e r v i c e 网络管理接口作为网络管理接口的一个重要发展方向，对该接 口的一致性测试是保证基于w e bs e r v i c e 技术的网络管理系统之间“互联、“互 通 、“互操作一的重要手段。考虑到w e bs e r v i c e 网络管理接口已经出现，对其 的测试需求也已提上议事日程，但是现阶段相应的测试技术还不成熟，没有定义 和使用规范化的测试文稿，在测试执行过程中，测试的质量和可信度都很难控制。 因此，迫切需要为w e bs e r v i c e 网络管理接口的信息模型一致性测试定义一套标 准化的i c s 文稿。 本文在借鉴n u _ t 关于i c s 文稿的设计方法的基础上，通过分析w s d l 的 文法规则，并结合w e bs e r v i c e 网络管理接口的一致性测试需求，提出了基于 w s d l 的i c s 文稿，包括w s d l1 1 和w s d l2 0 两个版本，为w e bs e r v i c e 网 络管理接口的一致性测试提供了一种标准依据。然后，根据基于w s d l 的i c s 文稿的需求，研制开发了一种i c s 文稿自动生成系统。目前，该系统已经在北京 邮电大学网络管理研究中心投入使用。此外，本文还解决了w s d l 解析、x m l s c h e m a 解析和i c s 文稿格式定制的技术难题，并第一次创造性的提出了基于i c s 文稿的索引树技术，完善了r r u - t 关于i c s 文稿的定义方法。 关键词：网络管理接口w s d l 信息模型一致性测试i c s 文稿 d e s i g na n d 胛l e n 三_ n t p 汀i o no fw s d li cs p r o f o r m a a bs t r a c t 1 1 l ec o n f o r m a n c e t e s t i n g f o rn e t w o r k m a n a g e m e n t i n t e r f a c ei n c l u d e s c o n f o r m a n c et e s t i n go fc o m m u n i c a t i o np r o t o c o l ，i n f o r m a t i o nm o d e la n dm a n a g e m e n t f u n c t i o n s a m o n gt h e m ，i n f o r m a t i o nm o d e lc o n f o r m a n c et e s t i n gi san e c e s s a r ym e a n s t oc h e c kw h e t h e rt h em a n a g e m e n ts y s t e mo rt h em a n a g e dd e v i c e sc o n s i s tw i t t lt h e s t a n d a r do ft h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e l t h ei m p l e m e n t a t i o nc o n f o r m a n c e s t a t e m e n t ( i c s ) i sam a i nb a s i st od e c i d et h et e s tc o n t e n t so fi n t e r f a c ei n f o r m a t i o n m o d e lc o n f o r m a n c et e s t i n ga n dt oc o n s l r d c tt h er e l a t e dt e s tc a s e s m o r e o v e r , t h e v e r i f i e di c si sa n i m p o r t a n tr e f e r e n c e f o rl a t e ri n t e r c o n n e c t i o na n di n t e r - c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n tm a n u f a c t u r e r s t h e r e f o r e , i c sp r o f o r m ah a sg r e a t s i g n i f i c a n c et ot h ei n f o r m a t i o nm o d e lc o n f o r m a n c et e s t i n g w e b s e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c ei sa ni m p o r t a n td e v e l o p m e n t d i r e c t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e ，t h ec o n f o r m a n c et e s t i n gf o rw h i c hi sa n i m p o r t a n t m e a n st oe n s u g e i n t e r c o n n e c t i o n ， i n t e r c o m m u n i c a t i o n a n d i n t e r o p e r a t i o n b e t w e e nd i f f e r e n tw e b s e r v i c e - b a s e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m s n o ww e b s e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c eh a sb e e na p p l i e di np r a c t i c e , a n dt e s t o ft h ei n t e r f a c eh a sb e e np l a c e do nt h ea g e n d a h o w e v e r , t h er e l a t e dt e s tt e c h n o l o g y h a sn o tb e e nr e a c h e dm a t u r i t y , a n dt h e r ei sn os t a n d a r dt e s tp r o f o r m ad e f i n e do ru s e d i np r a c t i c a lt e s t s i nt h ep r o c e s so fe x e c u t i n gt h et e s t ，i ti sd i f f i c u l tt oc o n t r o lt h et e s t q u a l i t ya n dr e l i a b i l i t y t h u s ，d e f i n i n gas u i to fs t a n d a r di c sp r o f o r m af o ri n f o r m a t i o n m o d e lc o n f o r m a n c e t e s t i n go fw 曲s e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c eb e c o m e sa n u r g e n tn e e d i nt h i sp a p e r , o nt h eb a s i so f d r a w i n gl e s s o n sf r o mn u - tm e t h o d o l o g y f o ri c s p r o f o r m a , a c c o r d i n gt oa n a l y s i so fw s d ls y n t a xr u l e s ，a n dc o m b i n e 谢mt h e c o n f o r m a n c et e s t i n gr e q u i r e m e n t so fw e b s e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e , f i n a l l y , w ep r o p o s e dt h ew s d l - b a s e di c sp r o f o r m a i ti n c l u d e st w ov e r s i o n s ：w s d l 1 1a n dw s d l2 0 ，w h i c hc o u l dw e l l s a t i s f i e dt h ei n f o r m a t i o nm o d e lc o n f o r m a n c e t e s t i n gr e q u i r e m e n t so fw e b s e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e t h e n , a c c o r d i n g t ot h er e q u i r e m e n t so fw s d l - b a s e di c sp r o f o r m a , w ed e s i g n e da n dd e v e l o p e da n l u sp r o t b m aa u t o m a t i cg e n e r a t i n gs y s t e m ，w h i c hh a s a l r e a d yb e e nu s e di nn e 咖r k m a n a g e i i l e n tr c s e a r e hc e n t e ro f b e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s t sa n dt e l e c o m m u l l i c a t i o 璐 b e s l d e s ，w ea l s oc l e a r e du pt e c h n i q u ei s s u e so fw s d l p a r s 吨m 劬o d ，x m ls c h 锄a p a r s l n gm e t h o da n dc u s t o m i z es t y l eo fi c sp r o f o r m a m a t ，sm o r e ，i ti sm e 6 r s tt i m e t h a tt h e1 1 1 d e xt r e e t e c h n o l o g yo fi c sp r o f o r r n ai sp r o p o s e d ，w l l i c hi sa p e r f e c t i o no f i t u tm e t h o d o l o g yf o ri c s p r o f o r m 巩 k e yw o r d s ：n e t w 。r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c ew s d li n 硒强a t i o nm 。d e l c o n f o r m a n c et e s t i n gi c sp r o f o r m a i l l 英文缩写英文全拼 缩略词 a s n 1a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e a x i o ma x i so b j e c tm o d a l c m i pc o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c o l c o r b ac o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e d o md o c u m e n to b j e c tm o d e l d t dd o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n f s mf i n i t es t a t em a c h i n e g d m o g u i d e l i n e sf o rd e f i n i t i o no fm a n a g e do b j e c t s h t t p h y p e r t e x tt r a n s p o r tp r o t o c o l i d li n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e i c s i m p l e m e n t a t i o nc o n f o r m a n c es t a t e m e n t n ui n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o i l su n i o n m e p m e s s a g ee x c h a n g ep a t t e r n m m m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e m o c s m a n a g e do b j e c tc o n f o r m a n c es t a t e m e n t n m s n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m o m c o p e r a t i o n & m a i n t e n a n c ec e n t e r r e l a xn g r e g u l a rl a n g u a g ef o rx m l n e x tg e n e r a t i o n s m i s 仃u c t u r eo fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s m t p s i m p l em a i lt r a n s f e rp r o t o c o l s n m p s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l s o a p s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l t c p t r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c o l u m lu n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e w s d lw e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e x m l e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 5 2 中文 抽象语法定义1 a x i s 对象模型 公共管理信息协议 公共对象请求代理结构 文档对象模型 文档类型定义 有限状态自动机 管理对象定义标准 超文本传输协议 接口定义语言 实现一致性声明 国际电联 消息交换模式 管理信息库 管理对象一致性声明 网络管理系统 操作维护中心 下一代x m l 规则语言 管理信息结构 简单邮件传输协议 简单网络管理协议 简单对象访问协议 传输控制协议 统一建模语言 w e b 服务描述语言 可扩展标记语言 独创性声明 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 吼j 卑立卫 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年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 1 1研究背景 第一章前言 随着网络技术的发展，网络规模不断扩大，网络管理系统的种类和数量也不 断增加。如何快速部署网络管理系统，如何加强各系统间的互通和合作，如何降 低运维成本成为业内关注的热点。由此，对网络管理接口也提出了新的需求：首 先，具有较强的灵活性和扩展性，能够满足被管理网络规模和管理业务增长的需 要；其次，具有良好的易用性和与其它系统的互操作性；再者，接口简单，管理 成本低，可以及时提供有竞争力的业务。 在现阶段，网络管理的应用环境是一个典型的多厂商设备环境，在多厂商设 备环境下，多种网络管理接口并存、同一种网络管理接口的网络管理协议差异性、 同一种网络管理接口的网络管理信息模型差异性等问题一直是困扰网络管理应 用的难题【l 】。因此，采用何种方法和技术来提高网络管理接口的适应性是网络管 理研究和应用领域长期以来的未解问题。 w e bs e r v i c e 技术顺应发展需求，是新出现的网络技术中的佼佼者。它采用 基于x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 的接口和通信技术，解决了异构的分 布式计算问题，可以支持所有的平台和应用。不仅如此，它还在现有的各种异构 平台的基础上，构筑一个通用的、与应用无关、语言无关的技术层，各种不同平 台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成，从而将信息和服务在 i n t e m e t 上实现提供和访问，实现跨平台的可互操作性。 由于w e bs e r v i c e 技术具有简单灵活、易于实现、易于扩展、部署成本低等 特点，它的平台无关、松耦合等特性很好的满足了现阶段网络管理接口的需求， 可有效的解决网络规模不断扩大和网络管理系统种类繁多给网络管理带来的问 题。已经成为网络管理系统北向接口( o m c 和n m s 之间接口) 的实现技术之 一。 网络管理接口一致性测试是网络管理研究领域中的一个重要研究方向，它是 解决“同一种网络管理接口的网络管理协议差异性、同一种网络管理接口的网络 管理信息模型差异性【1 】 问题的有效手段。一致性测试是一种对按照某个标准规 范实现的系统与该规范符合程度的测试，主要检验该实现系统对规范中规定的各 种功能和特性的支持程度【4 】。当这种规范是网络管理接口规范时，相应的一致性 测试就称为网络管理接口的一致性测试【2 1 。通过对网络管理接口进行一致性测试 可以保证不同厂商产品的一致性。 w e bs e r v i c e 网络管理接口作为网络管理接口的一个重要发展方向，对该接 口一致性测试是保证基于w e bs e r v i c e 技术的网络管理系统之间“互联、“互通”、 “互操作 的重要手段。同时，为了保证测试的质量和避免测试结果的差异性， 必须要有可遵循的标准的一致性测试方法来指导实际测试。 实现一致性声明( i c s ：i m p l e m e n t a t i o nc o n f o r m a n c es t a t e m e n t ) 是系统实现 单位( 如厂商、研究机构等) 对其按某规范实现的系统与该规范符合程度的一种 声明，其中指明了该系统对规范中各种特性的支持程度和已经实现的能力。i c s 文稿( i c sp r o f o r m a ) 是根据规范的各项一致性需求提出的一套问卷形式的文档， 当系统的实现者根据自己的系统填充这些内容之后，就成为实现一致性声呀4 1 。 如果上述规范是网络管理接口规范，则相应的实现一致性声明就是网络管理接口 实现一致性声明【3 】。 网络管理接口一致性测试包括通信协议一致性测试、信息模型一致性测试和 管理功能一致性测试 4 】。其中，信息模型一致性测试是检验管理系统或被管设备 与管理信息模型的规范是否保持一致的必要手段。网络管理接口的i c s 是确定接 口信息模型一致性测试内容和构造相关测试用例的主要依据，接口测试的范围要 根据i c s 来确定，测试结果要结合i c s 文稿中的一致性需求才能给出最终评判， 并且经验证的i c s 也是以后多厂商间互连互通时的重要参考资料。因此，i c s 文 稿对网络管理接口信息模型一致性测试具有重要意义。 通常，i c s 文稿需要结合某种技术的特点来进行定义，而接口技术都有其接 口描述语言，网络管理接口信息模型一致性测试所针对的是接口描述语言，如 g d m o 、a s n 1 、i d l 等。w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i 0 1 1l a n g u a g e ) 是w e b s e r v i c e 信息模型的描述语言，也是制定w e bs e r v i c e 接口信息模型一致性测试标 准的基础。 目前，w e bs e r v i c e 网络管理接口已经在实际中应用，对其的测试也已提上 议事日程。但是，现阶段相应的测试技术还不成熟，国内外的一些w e bs e r v i c e 测试系统，如p a r a s o f t 的s o a p u i 、m i c r o s o f t 的n e tw e b s e r v i c es t u d i o 等都没 有定义和使用规范化的测试文稿，在测试执行过程中，测试的质量和可信度都很 难控制。因此，迫切需要为w e bs e r v i c e 网络管理接口的信息模型一致性测试定 义一套标准化的i c s 文稿。 综上所述，本论文的研究目标是设计一套标准化的基于w s d l 的实现一致 性声明文稿，并开发实现一个i c s 文稿的自动化生成系统。本论文的研究意义在 于：一方面为w e bs e r v i c e 网络管理接口的信息模型一致性测试提供一种通用的 标准依据，从而满足该接口现阶段的测试需求；另一方面完善i t u t 关于i c s 文稿的定义方法。 2 1 2研究内容 网络管理接口一致性测试是保证网络管理系统“互联 、“互通和“互操作 的主要手段。网络管理接口测试的类型主要有四种：通信协议一致性测试、信息 模型一致性测试、管理功能一致性测试和接口性能测试。其中，信息模型的一致 性测试是在网络管理接口的i c s 文稿的基础上进行，i c s 文稿通常由软件工具根 据接口信息模型自动生成，然后提交给被测用户填写来声明被测系统对接口信息 模型支持的程度，再由测试人员根据i c s 文稿利用测试系统对被测系统进行相应 的测试，i c s 文稿的格式及其自动生成是管理信息模型一致性测试中重要的部组 成分。 本课题将主要针对其中的信息模型一致性测试，并结合w e bs e r v i c e 技术的 具体特征进行研究。主要研究内容分为四个部分： 1 ) 网络管理接口一致性测试的理论、方法和技术 一方面，通过对网络管理接口一致性测试理论和一致性测试方法、技术的研 究，可以加深对网络管理接口一致性测试理论的理解，有利于深入体会i c s 文稿 在网络管理接口一致性测试中的重要作用，从而指导基于w s d l 的i c s 文稿的 设计，弥补自身理论知识的不足，为课题的研究打下坚实的理论基础；另一方面， 通过对信息模型一致性测试理论的研究，可以借鉴已有的技术成果，并在此基础 上指导本课题的研究。 2 ) w s d l 、x m ls c h e m a 的解析技术 w s d l 是w e bs e r v i c e 的信息模型描述语言，也是i c s 文稿的数据源，要正 确输出i c s 文稿，就必须对w s d l 的语法及其解析技术进行研究。x m ls c h e m a 是w s d l 采用的类型定义系统，也是i c s 文稿的重要组成部分。因此，w s d l 、 x m ls c h e m a 的解析技术是本课题的一个重要研究内容。 3 ) i c s 文稿格式定制技术 i c s 文稿格式定制直接关系到接口信息模型一致性测试内容的最终呈现方 式，既要做到简洁清晰，又必须考虑到i c s 文稿的易读性、易用性和i c s 文稿 格式的可扩展性。由于目前已存在的网络管理接口的i c s 文稿都存在或多或少的 缺陷，如易读性差、内容呈现不够清晰等。因此，设计并实现一种通用的i c s 文稿格式定制模块是本课题的另一个重要研究内容。 4 ) 基于w s d l 的i c s 文稿自动化生成系统的实现 通常用于描述管理信息的w s d l 文件都比较长，组织结构复杂，用人工方 式进行工作量极大，且无法保证i c s 文稿的正确性。同时，i c s 文稿符合自动化 生成的必要条件：有形式化的输入、可计算性和合理的算法复杂度。基于上述因 3 素，为了提高分析w s d l 文档的效率和保证生成i c s 文稿的质量，必须实现一 个基于w s d l 的i c s 文稿自动生成系统。 1 3论文期间主要工作 攻读硕士学位期间，本人参加了一些网络管理接口自动化测试软件的开发和 多个大型网络管理系统的测试项目。其中，与本课题相关的项目如下： 1 ) 基于i p v 6 的下一代互联网网络管理平台开发 2 0 0 6 年国家创新基金项目。研究s n m p 、t e l n e t 协议与实现原理，独立 完成t e l n e t 模块c l i e n t 与s e r v e r 的开发，参与系统集成和s n m p 、s y s l o g 、 n e t f l o w 模块的测试。 2 ) 中国移动数据网管二期系统交付测试项目 承担上海东方通信数据网管系统的功能测试和部分性能测试任务，协助测试 记录并提交测试报告。 3 ) 中国联通m 承载网网管系统竞标测试项目 承担中盈优创、神州泰岳等4 个厂家p 承载网网管系统的功能测试、性能 测试任务，协调项目进度，撰写并提交测试报告。 4 ) 中国网通软交换接入设备综合网管( i a d m s ) 测试项目 承担中兴、华为、贝尔、烽火4 个厂家的i a d 综合网管系统的功能测试任 务，负责s n m p 南向接口、w e bs e r v i c e 北向接口的测试任务，协调项目进度， 撰写并提交测试报告。 5 ) w e bs e r v i c e 接口测试系统的开发 研究w e bs e r v i c e 技术、w s d l 语言，解决w s d l 、x m ls c h e m a 解析的技 术难题，独立完成w s d l 实现一致性声明文稿自动生成系统的设计与实现，参 与系统界面设计和测试流模块的开发。 鉴于以上这些项目经验，对网络管理接口，特别是对网络管理接口一致性测 试技术有了较深入的认识和理解。在进行项目的同时，自2 0 0 7 年底以来，作者 结合具体的项目需求，对w e bs e r v i c e 网络管理接口和一致性测试理论进行了深 入系统的研究，并取得了一定的研究成果，于2 0 0 8 年9 月在中国爱尔兰信息通 信技术国际会议( c i i c t 2 0 0 8 ) 上发表e i 检索论文一篇。 1 4论文结构 本论文共分六章，除第一章前言、第六章总结及展望外，第二、三、四章依 次介绍i c s 文稿的原理及研究现状、基于w s d l 的i c s 文稿的总体设计、基于 4 w s d l 的i c s 文稿的详细设计，在此基础上，第五章介绍了基于w s d l 的i c s 文稿自动化生成系统的实现。各章节内容分述如下： ( 1 ) 第一章前言 本章主要介绍本课题的研究背景、主要研究内容和研究意义，简单介绍作者 攻读硕士学位期间的主要工作和本论文的结构。 ( 2 ) 第二章i c s 文稿的原理及其研究现状 本章主要概述网络管理接口一致性测试理论，i c s 文稿的原理和设计原则， 通过对现有i c s 文稿研究现状的分析，指明研究基于w s d l 的i c s 文稿的重要 性和必要性。 ( 3 ) 第三章基于w s d l 的i c s 文稿的总体设计 本章首先对论文的主要研究对象w s d l 进行介绍，然后对设计中遇到的技 术难题“w s d l 解析技术 、“x m ls c h e m a 解析技术”、“i c s 文稿的格式定制 逐一进行分析，并提出解决方法。 ( 4 ) 第四章基于w s d l 的i c s 文稿的详细设计 在第三章的基础上，根据w s d l 语言自身的特点，本章分别设计并给出了 w s d l1 1 的i c s 文稿和w s d l 2 0 的i c s 文稿。其中，对w s d l 不同版本的语 法单元和x m ls c h e m a 的i c s 文稿做了简要的描述。 ( 5 ) 第五章基于w s d l 的i c s 文稿自动化生成系统的实现 基于以上设计和研究成果，本章提出并实现了一种基于w s d l 的i c s 文稿 自动化生成系统，介绍了该系统的结构和用到的关键技术，最后通过一个具体的 实例来验证系统的运行状况。 ( 6 ) 第六章总结及展望 本章是对全文的总结和下一步研究工作的展望。 最后是参考文献和致谢部分。 5 第二章i c s 文稿的原理及其研究现状 2 1 网络管理接口一致性测试理论 网络管理接口一致性测试属于黑盒测试。从测试条件来说，网络管理接口的 测试不属于软件产品内部的测试，而是第三方对产品进行的验证，因此不可能了 解软件的具体实现；从测试目标来说，网络管理接口测试通过测试验证被测网络 管理系统的接口实现与该网络管理接口规范之间的一致性，对软件的具体实现不 做限制；从测试手段分析，在一定的模拟或者实际网络环境下，对被测的网络管 理系统输入必要的测试激励，通过比较被测系统的响应与接口规范所预期的测试 结果的异同，判定被测系统与系统实现者提供的实现一致性声明的符合程度。这 种测试只是根据网络管理接口规范的描述，测试被测系统陈述的一致性行为和被 测系统的实际行为的差异，不能具体指出错误出自源程序的哪一部分，也无法对 错误进行修正【1 9 1 。 在第一章的研究背景中，我们己经对网络管理接口一致性测试的概念和重要 性进行了阐述，在此就不再赘述。下文将对网络管理接口一致性测试的原理进行 分析。 网络管理接口的一致性测试包括通信协议一致性测试、信息模型一致性测试 和管理功能一致性测试三个部分。其中，在网络管理系统的实现中，管理功能被 映射为对一组管理对象的操作，而管理对象在完成具体操作时需要底层网络管理 协议和通信协议原语的支持。因此，协议的一致性是所有一致性的基础，只有底 层协议保持一致性，才能实现系统间“互连 ；在协议保持一致性的前提下，才 能进行信息模型的一致性测试，管理信息模型的实现与管理信息模型规范保持一 致才能实现系统间“互通 ；最后，在信息模型保持一致性的前提下，才可以进 行管理功能的一致性测试，只有当管理功能满足一致性时，网络管理系统间的“互 操作才会真正实现。 通信协议的一致性测试是保证网络管理系统和被管设备互通的基础，它包括 对底层通信协议和高层网络管理协议的测试。一方面，由于国内外对协议测试技 术的研究起步较早，目前相关技术已较为成熟，如果要进行通信协议的测试，只 需要购买相应的仪表就可以实现对通信实体间协议软件的一致性测试；另一方 面，在后续的网络管理接口信息模型一致性测试和管理功能一致性测试中，如果 测试系统和被测系统之间能够正确交互管理信息，也就证明了通信协议和网络管 理协议的一致性。所以，对于网络管理接口测试来说，协议的一致性测试并不作 6 为重点研究内容，而是在协议保持一致性的前提下，研究信息模型的一致性和管 理功能的一致性测试。 信息模型一致性测试用于验证被测用户所提供的网络管理接口与接口规范 的一致性。信息模型一致性测试的测试对象是接口规范的信息模型中定义的管理 对象。管理对象是具体的被管资源的抽象，管理对象之间关联性反映了被管设备 或资源之间关系的动态一致性。 网络管理接口一致性测试包括静态一致性测试和动态一致性测试，静态一致 性测试是对单个管理对象的数据结构和可执行操作进行验证，包括是否支持对象 实例的生成、删除及对象实例相关的各种操作；动态一致性测试是对管理对象定 义中描述的管理对象之间的动态关系以及复杂行为所进行的测试。 通常，信息模型一致性测试遵循如下设计流程，分为测试准备、测试执行、 测试总结三个阶段。如图2 1 所示。 测试执行 测试总结| l 图2 1 信息模型一致性测试流程图 7 备准试测 管理功能一致性测试用于验证网络管理接口所传递的信息是否真正支配网 络的运行，并且正确表达网络资源的具体运行情况。 管理功能测试的测试过程与信息模型一致性测试类似，但在测试过程中，测 试系统必须与具体的物理设备相连。测试系统通过被测系统的管理接口对设备进 行激励( 发送网络管理协议原语) ，使被测系统的管理对象产生相应的反应，然 后观察相应管理对象操作完成后产生的事件报告、对象的状态以及设备的实际运 行状况，来检测被测系统管理接口上的管理对象的状态变化是否正确反映了网络 资源的实际运行状况，是否与管理功能测试规范中所描述的预期结果相符合。测 试系统和设备同时作为测试观察点进行测试结果的分析。 通常，管理功能一致性测试遵循如下设计流程，同样包括测试准备、测试执 行和测试总结三个阶段。如图2 2 所示。 测试准备 测试执行 测试总结 图2 - 2 管理功能一致性测试流程图 2 2i c s 文稿的原理 在上一节，我们已经介绍了网络管理接口一致性测试的理论，并且介绍了网 络管理接口一致性测试的三个组成部分：通信协议一致性测试、信息模型一致性 测试和管理功能一致性测试。其中，信息模型一致性测试是检验管理系统或被管 系统与管理信息模型的规范是否保持一致的必要手段。但是，在实际测试过程中， 由于测试条件、人为等因素的影响，导致测试的质量和可信度很难控制，因此， 为了保证测试的质量和避免测试结果的差异性，需要有可遵循的标准的一致性测 试方法来指导实际测试。 实现一致性声明( i c s ：i m p l e m e n t a t i o nc o n f o r m a n c es t a t e m e n t ) 是系统实现 单位( 如厂商、研究机构等) 对其按某规范实现的系统与该规范符合程度的一种 声明，其中指明了该系统对规范中各种特性的支持程度和已经实现的能力。i c s 文稿( i c sp r o f o r m a ) 是根据规范的各项一致性需求提出的一套问卷形式的文档， 当系统的实现者根据自己的系统填充这些内容之后，就成为实现一致性声呀引。 如果上述规范是网络管理接口规范，则相应的i c s 就是网络管理接口实现一致性 声吲3 1 。 从图2 1 中可以看出，信息模型一致性测试在管理接口的i c s 文稿的基础上 进行。通常遵循以下流程：首先，根据管理接口信息模型生成i c s 文稿；然后， 由被测用户填写该i c s 文稿来声明被测对象( 系统或设备) 对管理接口信息模型 支持的程度；最后，由测试人员根据i c s 文稿利用测试工具对被测对象进行相应 的测试。因此，网络管理接口的i c s 是确定接口信息模型一致性测试内容和构造 相关测试用例的主要依据，接口测试的范围要根据i c s 来确定，测试结果要结合 i c s 文稿中的一致性需求才能给出最终评判，并且经验证的i c s 也是以后多厂商 间互连互通时的重要参考资料。 从上面提到的最根本的目的来讲，i c s 文稿是直接面向接口实现者的。但从 i c s 的内容来看，它与接口一致性测试有着非常密切的关系，在i c s 文稿的基础 上只要稍作补充和修改就可以用来作为测试文档和测试原始记录文档。综合来 讲，对于网络管理接口一致性测试而言，i c s 文稿具有以下的主要意义【2 j ： 1 ) i c s 文稿是指导整个一致性测试过程的基本框架，测试中的其余环节都 要围绕这一环节来进行，它是测试的先导，也是测试的基本依据； 2 ) i c s 中提供了测试所要进行的内容，并且记述了一致性测试需求，在正 式的测试过程中需要对i c s 中提到的内容进行覆盖性测试； 3 ) i c s 文稿除了用于被测单位对其实现系统进行声明之外，略加扩展即可 作为测试原始记录表格，同时也可以作为测试结果评判时的主要参考依据。 9 除此之外，i c s 文稿为管理信息模型一致性测试提供了一种标准依据，同时， 降低t n 试的复杂度和前期投入。基于i c s 文稿的测试可以从文稿中得出预期返 回结果，并且简化了回归测试，有利于测试中不同阶段的并行进行。 2 3i c s 文稿的研究现状 网络管理接口包括通信协议栈、网络管理协议和管理信息模型三部分，当前 已经出现的主要的网络管理接口技术有c m i p 、s n m p 、c o r b a 和x m l ，每种 接口都有其对应的接口描述语言，相应的i c s 文稿标准都已定义。下面对以上四 个网络管理接口的i c s 文稿分别简要介绍。 1 ) 基于c m i p 的网络管理接口的i c s 文稿 基于c m i p 的网络管理接e 1 ，又称为q 3 接口。在此种网络管理接口中，管 理信息模型采用g d m o a s n 1 的方式来进行描述。其中，g d m o 将网络设备及 其中的网络资源抽象为管理对象，并定义了管理的实际内容及其之间的关系和管 理对象之间的继承关系；a s n 1 作为对管理对象属性和动作通知参数的语法描 述，主要用来对属性、参数的语法进行详细定义，以便于计算机对管理信息模型 进行分析和处理。 在玎u tx 7 2 2 1 3 】建议中定义了g d m o 的模板，x 7 2 4 6 建议给出了基于o s i 的管理信息i c s 文稿的定义指南。 2 ) 基于s n m p 的网络管理接口的i c s 文稿 基于s n m p 的网络管理接口在q 3 接i = i 之后发展起来，它的管理信息模型包 括两部分：管理信息结构( s m i ：s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) 和管理信 息库( m i b ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) 。其中，s m i 采用a s n 1 的一个增 强子集，对管理信息的公共结构和一般类型的描述，是m i b 中对象定义和编码 的基础；m i b 存放管理代理中有关配置和性能数据，包含分属不同组的多个数 据对象 基于s m i v 2 的i c s 文稿的设计遵循了r r u t 的i c s 文稿设计方法，并参考 基于g d m o a s n 1 的m o c s 文稿，结合s m i 自身的语法特点，将基于s m i v 2 的i c s 文稿分为六个部分：表支持、行支持、列支持、表索引支持、通知支持和 叶支持文稿，反映了用s m i v 2 描述的管理信息模型的不同内容。 目前，基于s m i v 2 的i c s 文稿已经被采纳为信息产业部通信行业标准【l 。 3 ) 基于c o r b a 的网络管理接口的i c s 文稿 基于c o r b a 的网络管理接口的管理信息模型采用i d l 语言来描述，i d l 和 c + + 语言类似，它采用接口( i n t e r f a c e ) 来定义管理对象类之间的继承，每个接 口可以有属性和操作。i d l 是一种描述语言而不是编程语言，它使对象的描述与 1 0 实现严格分离，使对象可以使用不同的程序设计语言实现，而依然可以互相通信， 从而支持异构的平台。基于i d l 的i c s 文稿针对c o r b a 接口中的可操作部分， 对每一个操作的参数值的进行覆盖性测试，并对可能引发的异常进行验证。 r r u - t x 7 8 1 1 2 】建议给出了基于c o r b a 的网络管理接口i c s 文稿定义指南。 4 ) 基于x m l 的网络管理接口的i c s 文稿 基于x m l 的网络管理接口管理信息模型采用x m l 语言来描述，x m l 的语 法通过d t d 或x m ls c h e m a 来描述。其中d t d 发展较早，当前应用领域比较 广泛，但与x m ls c h e m a 相比其局限性显而易见，文献【9 】中分别设计了这两种 i c s 文稿。 基于d t d 的i c s 文稿由三部分组成：元素支持文稿、属性支持文稿和子元 素支持文稿；基于x m ls c h e m a 的i c s 文稿由六部分组成：元素支持文稿、类 型支持文