（计算机软件与理论专业论文）模型驱动的3g网管接口测试系统的设计与实现.pdf

声明 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：主串鍪趾日期：j 型生l 关于论文使用授权的说明 本人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) 本学位论文 本人签名： 本授权书。 日期： 矽户沈 导师魏二毕l 日期一 、，“ 丫ijl 1 i 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接f - - i 测试系统的设计与实现 模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 摘要 传统的网管接口一致性测试方法中所使用的测试系统，通常都是 针对某个具体的网管接口规范或者网管接口实现技术设计和编码实 现的，网管接口模型的改变或新网管接口实现技术的引入都将导致原 来的测试系统失效，必须重新修改测试系统代码。随着3 g 网络管理 需求的不断变化，以及网络管理接口实现技术的多样化发展，3 g 网 管接口规范一直处于频繁更新演进的状态，这给3 g 网管接口一致性 测试的开展带来了很大的困难，传统的网管接口一致性测试实现方法 己不能满足要求。因此，选择合适的网管接口测试方法，设计并实现 一套适应于3 g 网管接口管理需求变化和接口实现技术多样化发展的 网管接口测试系统，对于促进3 g 网管接口一致性测试的开展具有十 分重要的现实意义。 本文通过对模型驱动架构和模型驱动测试的相关知识学习，结合 对3 g 网管接口模型的分析，将模型驱动的软件测试方法引入到3 g 网管接口一致性测试中，从3 g 网管接口模型导出接口测试模型，利 用接口测试模型的转换和重用减少3 g 网管接口标准频繁演进给3 g 网管接口一致性测试带来的影响。基于上述思想，本文在分析3 g 网 管接口测试系统需求的基础上，设计并最终实现了模型驱动的3 g 网 管接口测试系统。该测试系统针对3 g 网管接口模型的特点，采用技 术无关模型层转换和技术相关模型层转换相结合的测试模型动态生 成方法，分别利用接口设计模型和接口分析模型自动生成测试用例模 型和半自动构建测试场景模型，并提供了灵活的基于模型驱动的测试 目标定义模板自动生成、测试任务自动调度执行、测试结果自动评判 和测试报告自动生成等一系列的自动化测试功能，为3 g 网管接口一 致性测试提供了一套可适应3 g 网管需求变化和接口实现技术多样化 发展的自动化测试解决方案。 关键词：模型驱动网管接口测试3 g 测试系统 1 j y - ， 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t t a t i o no f m o d e l d r i v e nt e s t i n gs y s t e mf o r3 g n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e a b s t r a c t s i n c et h et e s ts y s t e mi nt r a d i t i o n a ln e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e c o n f o r m a n c et e s t i n gi sd e s i g n e da n dc o d e da c c o r d i n gt os p e c i f i cn e t w o r k m a n a g e m e n ts p e c i f i c a t i o n o ri n t e r f a c e t e c h n o l o g y ,c h a n g e s o f s p e c i f i c a t i o n so ri n t r o d u c t i o n so fn e wi n t e r f a c et e c h n o l o g i e sw i l lr e s u l ti n t h ef a i l u r e si ni ta n dn e e d so fr e c o d i n g w - i t hc o n t i n u o u sc h a n g e si n3 g n e t w o r km a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t sa n dd i v e r s ed e v e l o p m e n ti nn e t w o r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c et e c h n o l o g i e s ，s p e c i f i c a t i o n s o f3 gn e t w o r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c eh a v eb e e ni nf r e q u e n te v o l u t i o n s ，w h i c hb r i n g g r e a tc h a l l e n g e st op e r f o r mt h ec o n f o r m a n c et e s t i n g d e s i g n i n ga n d i m p l e m e n t i n ga l la p p r o p r i a t en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c et e s ts y s t e m ， w h i c hi sa d a p t i v ef o rr e q u i r e m e n tc h a n g e sa n dm u l t i - t e c h n o l o g yi so f g r e a ts i g n i f i c a n c e b a s e do nt h ei d e a so fm o d e ld r i v e n a r c h i t e c t u r e ( m d a ) a n d m o d e l - d r i v e nt e s t i n g ( m d t ) ，a n d 也ea n a l y s i so f3 gn e t w o r ki n t e r f a c e m o d e l s ，t h i sp a p e ra p p l i e sm o d e l - d r i v e nt e s t i n gm e t h o dt ot h e3 g n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c ec o n f o r m a n c et e s t i n g t h ec o r et h o u g h to f t h i sm e t h o di st od e r i v et h ei n t e r f a c et e s tm o d e l sf r o mt h e3 gn e t w o r k i n t e r f a c em o d e l s w i t ht h et r a n s f o r m a t i o n sa n dr e u s e so ft e s tm o d e l st h e i m p a c t sf r o ms p e c i f i c a t i o n sc h a n g e sa n dt e c h n o l o g i c a li n n o v a t i o n sc a nb e m i n i m i z e d o nt h ea n a l y s i so fr e q u i r e m e n t s ，am o d e l d r i v e nt e s t i n g s y s t e m f o r 3gn 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 s d e s i g n e d a n d i m p l e m e n t e d f o rt h ec h a r a c t e r so f3 gn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e m o d e l s ，t h i st e s t i n gs y s t e md e r i v e st e s tc a s em o d e lf r o mi n t e r f a c e a n a l y s i sm o d e la u t o m a t i c a l l yw i t ht r a n s f o r m a t i o ni np l a t f o r ms p e c i f i c m o d e l ( p s m ) 1 e v e la n dt e s ts c e n a r i om o d e lf r o mi n t e r f a c ed e s i g nm o d e l s e m i - a u t o m a t i c a l l yw i t ht r a n s f o r m a t i o ni np l a t f o r mi n d e p e n d e n tm o d e l l i 、k ( p i m ) l e v e l a st h i st e s t i n gs y s t e ma l s op r o v i d e sas e r i e so fa u t o t e s t i n g f u n c t i o n ss u c ha st e s t i n gt a r g e tt e m p l a t e sa u t o g e n e r a t i o n ，t e s t i n gt a s k s a u t o e x e c u t i o n ，t e s t i n g r e s u l t s a u t o - j u d g m e n t ，t e s t i n g r e p o r t s a u t o g e n e r a t i o na n ds oo n ，i tc a nb ea na u t o t e s t i n gs o l u t i o na d a p t i v ef o r r e q u i r e m e n tc h a n g e s a n dm u l t i - t e c h n o l o g y k e yw o r d s ：m o d e ld r i v e n ，n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c et e s t i n g ， 3 g , t e s ts y s t e m i i i 、 k 北京邮电大学硕士学位论文 模型驱动的3 g 网管 目录 模型驱动的3 g 罔管接口测试系统的设计与实现 摘要 目录 第一章引言 i l 1 1研究背景1 1 2研究内容2 1 3研究生期间一t = 作2 1 4论文结构3 第二章模型驱动的测试方法 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 第三章 3 1 3 2 5 模裂驱动架构m d a 5 模型驱动测试m d t 7 网管接口建模方法论m i s m 9 模型驱动的测试方法在3 g 网管接口测试中的应用1 0 d 、结1 3 模型驱动的3 g 网管接口测试系统需求分析 系统应用场景分析，1 5 系统功能需求分析1 6 3 2 j测玉魂考键篓一j 8 ，2 2 荔亭，彦g 謦箩j l ! 壅2 口 3 2 ，癀9 筐希正尹磊矛者巳醴一2 j 3 2 4 捌谢圬恸删学鸳篓刀 3 2 5 测试场景模型管理2 3 3 2 6接口力云黼葶理刀 3 2 7黝栩勿亭管理“ 3 2 8 删讨臼蓉謦理2 6 ，2 9 莳攘鳓黝痧躇理2 7 3 2 j d 瘼矿去撒告j l ! 吞呈2 8 3 3 系统非功能性需求分析2 9 3 4 j 、结3 0 第四章模型驱动的3 g 网管接口测试系统设计与实现。 4 1技术实现路线3l 4 2 系统实现的关键技术3 2 4 2 1基于模挚驱动的开放式自动化测试管理框架3 2 4 2 2接口模型韵溺试模型的分析翻转换技术3 3 4 2 3 测讨自动纪巍痧或术3 4 i v 北京邮电大学硕二t 学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 t 2 4 4 3 4 3 1 4 3 2 4 3 3 4 4 t 4 1 4 4 2 系统设计与实现3 6 功百学麓赞搀矿与霉玩筘 鬏锈甥确争群式彳6 系统r 萨垸穆锣 系统测试5 1 抛铽坶劈5 1 搠怯黝手2 穷j 2 4 5d 、l ；占! i ：； 第五章结束语 5 1 论文工作总结5 4 5 2 问题和展望5 4 第六章参考文献 第七章致谢。 第八章攻读学位期间发表的学术论文目录 v 靳 5 9 北京邮电人学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 1 1 研究背景 第一章引言 随着3 g 牌照的发放，我国的第三代移动通信进入实质性的大规模建设时期， 各电信运营商在加快建设3 g 网络的同时，也在积极建设3 g 的综合网络管理系 统。3 g 综合网络管理系统是网络级的管理系统( n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ， n m s ) ，可对由不同设备厂商设备组成的3 g 网络进行统一管理。依据通信行业 标准y d t1 5 8 4 - 2 0 0 7 2 g h z 数字蜂窝移动通信网网络管理通用技术要求的建 议，3 g 综合网络管理系统主要通过连接各设备厂商的网元管理系统( e l e m e n t m a n a g e m e n ts y s t e m e m s ) 北向接1 2 1 实现其管理功能【l j 。3 g 网管接口标准化是 电信运营商建设的n m s 与不同设备厂家提供的e m s 之间进行信息交换和协同 工作的基础。为了满足电信运营商对3 g 网络集中管理、维护的需求和避免重蹈 2 g 时代网管接口“七国八制 的混乱局面【2 】，3 g p p 采用i t u t 提出的网管接口 定义方法论( m a n a g e m e n t i n t e r f a c es p e c i f i c a t i o nm e t h o d o l o g y , m i s m ) p j ，对n m s 和e m s 问的网管接口进行了标准化建模，制定了一系列的3 g 网管接口规范【4 j 。 作为网管接口标准化工作的一个重要环节，3 g 网管接口的一致性测试是确 保3 g 网管接口规范被遵守和网管接口两端的n m s 与e m s 互操作能力的重要手 段【5 1 。在进行e m s 网管北向接口的一致性测试时，测试系统扮演仿真管理系统 的角色，发送网管请求对扮演代理系统角色的被测系统进行激励，接收被测系统 的响应并检查返回消息中的网管信息是否与预期结果一致【6 1 ；在进行n m s 网管 南向接口的一致性测试时，测试系统扮演仿真代理系统的角色，接收和响应来自 扮演管理系统角色的被测系统的接口操作请求，检查被测系统发送的请求消息格 式是否与标准要求一致，以及被测系统呈现的网管信息是否与预期结果一致。传 统的网管接口一致性测试方法中所使用的测试系统，通常都是针对某个具体的网 管接口规范或者网管接口实现技术设计和编码实现的，网管接口模型的改变或新 网管接口实现技术的引入都将导致原来的测试系统失效，必须重新修改测试系统 代码。然而随着3 g 网络管理需求的不断变化，以及网络管理接口实现技术的多 样化发展，3 g 网管接1 2 1 规范一直处于频繁更新演进的状态，这给3 g 网管接口 致性测试的开展带来了很大的困难。 因此，选择合适的网管接口测试方法，设计并实现一套适应于3 g 网管接口 管理需求变化和接口实现技术多样化发展的网管接口测试系统，对于促进3 g 网 管接口一致性测试的开展具有十分重要的现实意义。 北京邮电大学硕士学位论文 模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 1 2 研究内容 随着电信级网络管理系统等大型软件系统复杂度的不断激增、软件需求的快 速变化和软件实现技术更新周期的缩短，软件系统文档和代码的维护工作变得越 来越困难。为了使得软件系统能够平滑演进和易于重用，国际标准化组织o m g 在2 0 0 1 年提出了模型驱动架构( m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ，m d a ) 来改进软件 开发的模式【_ 刀。m d a 将软件系统的模型分离为平台无关的模型( p l a t f o r m i n d e p e n d e n tm o d e l ，p i m ) 和平台相关的模型( p l a t f o r ms p e c i f i cm o d e l ，p s m ) ，同 时又通过模型转换规则将它们统一起来，以这样的方式来试图摆脱需求变更和技 术革新带来的困境，并实现软件设计层次的交换与重用【s 1 。 随着模型驱动思想在软件设计和开发领域的广泛应用，将模型驱动思想引入 到软件测试中也成为了近年来软件测试领域的研究热点。模型驱动测试 ( m o d e l - d r i v e nt e s t i n g , m d t ) 就是将m d a 的思想引入到软件测试领域后的产 剜9 】。正如可以通过构建p i m 以及从p i m 到p s m 和p s m 到系统代码的模型转 换来驱动软件开发一样，也可以通过构建平台无关的测试模型( p l a t f o r m i n d e p e n d e n t t e s tm o d e l ，p i t ) 以及从p i t 到平台相关测试模型( p l a t f o r ms p e c i f i c t e s tm o d e l ，p s t ) 和p s t 到测试代码的模型转换来驱动软件测试。 3 g p p 在进行3 g 网管接口的标准化建模过程中，采用了i t u t 提出的m i s m 方法论。该方法论将网管接口建模的过程分为用户需求、分析和设计三个阶段，7 在用户需求和分析阶段只关注对网管接口的网络管理需求建模，而不考虑接口实 现技术，定义的是与具体网管接口实现技术无关的模型，在设计阶段再将技术无 关的模型映射为与具体网管接口实现技术相关的模型。该方法论与o m g 提出的 m d a 有着极大的相似性。因此，我们可以将模型驱动的软件测试方法应用到3 g 网管接口一致性测试中来，以降低管理需求变化和接口实现技术革新给3 g 网管 接口一致性测试带来的影响【l o 】。 本文根据3 g 网管接口测试的特点，结合对模型驱动的网管接口测试方法的 研究，设计并实现了一套模型驱动的3 g 网管接口测试系统。该测试系统可利用。 3 g 网管接口规范中定义的接口模型导出测试模型，以测试模型驱动3 g 网管接 口的一致性测试，从而有效的解决了3 g 网管接口规范频繁演进所带来的问题。 1 3 研究生期间工作 攻读硕士学位期间，本人学习并掌握了有关网管接口测试的基本原理、方法 和技术，并实际参与了一系列网管接口测试工作和网管接口测试系统研发工作， 主要包括： ( 1 ) 模型驱动的3 g 网管接口测试系统研发项目 2 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 作为项目负责人和主要研发人员，针对3 g 网管接口一致性测试的特点，分 析调用3 g 网管接口测试系统需求、设计并实现模型驱动的3 g 网管接口测试系 统。 ( 2 )基于i p v 6 的下一代互联网网络管理测试平台研发项目 作为项目负责人和主要研发人员，调研下一代互联网网络管理测试平台的系 统需求，设计并实现了基于i p v 6 的下一代互联网网络管理测试平台中的多接口 协议测试工具集。 ( 3 )中国移动t d s c d m a 网管接口测试项目 作为项目负责人和参与者，先后组织参与了中国移动t d s c d m a 厦门规模 网络网管测试、中国移动t d s c d m a 扩大规模网络网管测试和中国移动 t d s c d m a 二期招标网管测试。承担了针对中兴、鼎桥、华为、爱立信等厂家 o m c 北向接口的信息模型一致性测试、功能一致性测试和网络资源模型测试， 协调项目进度，撰写测试报告，总结和汇报测试总体情况。 ( 4 )中国联通o s s w c d m a 网综合网管系统与网元管理系统间接口测 试项目 作为项目负责人制订了中国联通o s s w c d m a 网综合网管系统与网元管理 系统间接口测试方案，组织测试项目实施，总结和汇报测试总体情况。 ( 5 )中国联通g p r s 网网管接口测试项目 作为项目负责人和参与者，制定测试方案，协调项目进度，并承担了爱立信 和阿尔卡特的o m c 北向接口信息模型一致性测试、功能一致性测试。 ( 6 )中国联通g s m 软交换网管接口测试项目 作为项目负责人和参与者，制定测试方案，协调项目进度，并承担了中兴和 诺基亚的o m c 北向接口信息模型一致性测试、功能一致性测试。 ( 7 )中国移动数据网管二期交付测试项目 作为项目负责人和参与者，制定测试方案，协调项目进度，并承担了神州泰 岳的数据网管系统功能测试和性能测试。 在开展上述项目同时，基于对模型驱动的软件测试方法和3 g 网管接口一致 性测试的研究，本人撰写的论文“模型驱动的3 g 网管北向接口测试方法 已被 将于2 0 1 0 年7 月召开的软件工程与服务科学国际学术会议( i c s e s s2 0 1 0 ) 采纳。 此外，本人还因向国际电信联盟( i t u t ) 提交文稿工作所做的突出贡献，于2 0 0 7 年度获中国通信标准化协会中国标准创新贡献奖一等奖。 1 4 论文结构 论文共分为六章，系统阐述了模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实 北京邮电大学硕十学位论文 模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 现。具体内容安排如下： 第一章引言，介绍了论文的研究背景、研究内容、研究生期间的工作及论 文结构。 第二章介绍了模型驱动架构和模型驱动测试的相关背景知识，结合对网管 接口建模方法论的分析，提出了模型驱动的软件测试方法在3 g 网管 接口测试中的应用思路。 第三章在分析3 g 网管接口测试系统应用场景的基础上，详细分析了模型驱 动的3 g 网管接口测试系统的功能性需求和非功能性需求，为测试系 统设计与实现提供了依据。 第四章明确了测试系统的技术实现路线和实现的关键技术，详细阐述了系 统功能模块和数据存储格式的设计与实现，并描述了使用模型驱动 的3 g 网管接口测试系统进行3 g 网管接口一致性测试的工作流程。 第五章对本文进行全面总结，给出本文所取得的成果，并指出继续研究的 方向。 4 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 第二章模型驱动的测试方法 2 1 模型驱动架构m d a 随着软件系统复杂度的不断激增、软件需求的快速变化和软件实现技术更新 周期的缩短，软件系统的维护工作变得越来越困难。为了使得软件系统能够平滑 演进和易于重用，国际标准化组织o m g 在2 0 0 1 年提出了一套应用模型技术进 行软件系统开发的方法论框架和标准体系：模型驱动架构( m o d e ld r i v e n a r c h i t e c t u r e m d a ) 。m d a 的主要目标是通过架构性的分离来实现软件系统的轻 便型、互操作性和可重用性。它将软件系统的模型分离为平台无关模型( p l a t f o r m i n d e p e n d e n tm o d e l ，p i m ) 和平台相关模型( p l a t f o r ms p e c i f i cm o d e l ，p s m ) ，同时 又通过模型转换规则将它们统一起来，以这样的方式来试图摆脱需求变更和技术 革新带来的困境，并实现软件设计层次的交换与重用。 m d a 的总体结构如图2 1 所示。 f 魏嘲随 m o t e 。 图2 - 1m d a 的总体结构 m d a 的核心是o m g 定义的建模标准，包括u m l 、c w m 和m o f 。m d a 依据这些标准为企业级应用建立独立于实现技术的平台无关模型p i m 。在m d a 核心的外层，是m d a 对各种实现技术平台( 如c o r b a 、x m f x m l 、n e t 、j a v a 及w e bs e r v i c e 等) 的支持。在这个层次上，平台无关模型被转换成为与各个 平台技术特性相关的平台相关模型，并进而在平台上实现。在更外的一层中， m d a 定义了一系列被称之为普适服务( p e r v a s i v es e r v i c e s ) 的公共基础服务为 北京邮电大学硕：b 学位论文 模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 其应用程序提供运行环境，如目录服务、事件处理服务、事务服务、持久性服务、 安全服务等。在m d a 的最外层，代表m d a 可以应用在各种不同的领域环境中， 诸如金融、电子商务、电信、医疗保健、运输、航空和制造等领域。 m d a 的基本思想是一切都是模型，软件的生命周期是以模型为载体，并由 模型转换来驱动的。平台无关模型p i m 是对系统高层次的抽象，其中不包括任 何与实现技术相关的信息，是对需求的建模；平台相关模型p s m 是与特定平台 相关的模型，是应用具体实现技术后的模型。这使得m d a 成为需求和技术之问 的杠杆，它们各自的改变都可以是相互独立的，不会造成商业逻辑和实现技术的 紧密藕合，同时m d a 又可以通过模型转换来弥补它们之间的鸿沟，从而保护我 们的投资【1 1 1 。更重要的是，不同的模型代表了对系统不同层次的抽象，从不同的 视角来看待要开发的软件系统。将高层次的p i m 转换到p s m 的能力提升了抽 象的层次，使得开发人员能够更加清晰地了解系统的整个架构，而不会被具体的 实现技术所“污染，同时对于复杂系统，也减少了开发人员的工作量。 p l a t f o r m ：p l a t f o r m i n d e p e n d e n t ： s p e c i f i c v i e w p o i n t ! v i e w p o i n t 图2 - 2m d a 的三个视角和模型 如图2 2 所示，m d a 提供了计算无关的视角( c o m p u t a t i o ni n d e p e n d e n t v i e w p o i n t ，c i v ) 、平台无关的视角( p l a t f o r mi n d e p e n d e n tv i e w p o i n t ，p i v ) 和平台 相关的视角( p l a t f o r ms p e c i f i cv i e w p o i n t ，p s v ) 三种视角来看待开发的软件系统。 c i v 关注系统的需求和环境，对应需求捕获阶段的概念性描述。p i v 关注系统的 操作，它与任何平台无关，对应分析阶段的规约性描述。p s v 也关注系统的操作， 但它是基于某个特定平台的，对应设计阶段的规约性描述。三种视角分别对应 m d a 框架中三种模型。 计算无关模型( c o m p u t a t i o ni n d e p e n d e n tm o d e l ，c i m ) ：从c i v 视角来描 述特定领域面临的问题、系统需求的模型，代表软件生命周期中的需求 6 鎏 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接 j 测试系统的设计与实现 模型。 平台无关模型( p i m ) ：从p i v 视角来描述系统的平台无关操作的模型， 代表软件生命周期中的分析模型。 平台相关模型( p s m ) ：从p s v 视角描述系统的平台相关操作的模型， 代表软件生命周期中的设计模型。一个p i m 可以被映射成为多个p s m 。 m d a 的核心价值在于借助于模型转换规则和合适的工具，c i m 可以转换为 p i m ，p i m 也可以转换成多个与平台和实现技术相关的p s m ，而这些p s m 则都 可以最终转换为实现代码。 m d a 为我们的软件开发过程带来了以下改进： 生产效率的提高：在m d a 中，开发者的焦点集中在平台无关模型p i m 的开发上，开发所需的平台相关模型p s m 是根据特定的模型转换规则集 由p i m 自动或半自动转换得到。这样，p i m 开发者的工作量减少了，无 需再关注设计与平台技术相关的细节；在p s m 建模和代码编写层次，开 发者的工作量也减少了很多，因为大量的工作已可以借助合适的工具依 据p i m 自动完成了。开发者可以将更多的注意力转移到p i m 的定义上， 得以更多关注用户的需求及业务功能需求，使得用户能够更快的获得所 需的功能。 可移植性的增强：m d a 框架下的可移植性是由平台无关模型p i m 来实 现的，p i m 自身是独立于相关技术平台的，同一个p i m 可以被转换成多 个不同平台上的p s m 。在p i m 层次上定义的所有东西都是可以跨平台移 植的，当然可移植程度取决于我们能够使用的自动转换工具。 软件质量的保证：在m d a 框架下使用一种单一的平台无关模型来生成 和导出系统的大部分代码可以极大地降低人为错误的发生。 此外，m d a 还有其它更多的优势，如对新技术的快速包容、平台无关性、 领域相关性、降低开发成本和缩短开发周期等等。 目前，m d a 得到了业界的广泛认同，各行各业均己应用m d a 作为软件系 统开发的指导框架，如国际电信管理领域的权威组织t m f 已利用m d a 方法论 提出了新一代运营支撑系统( n e x tg e n e r a t i o no p e r a t i o n a ls u p p o r ts y s t e m s ， n g o s s ) 的标准框梨1 2 】。 2 2 模型驱动测试m d t 随着模型驱动思想在软件设计和开发领域的广泛应用，将模型驱动思想引入 到软件测试中也成为了近年来软件测试领域的研究热点。模型驱动测试 ( m o d e l d r i v e nt e s t i n g , m d t ) 就是将m d a 的思想引入到软件测试领域后的产 7 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 物。正如可以通过构建p i m 以及从p i m 到p s m 和p s m 到系统代码的模型转换 来驱动软件开发一样，也可以通过构建平台无关测试模型( p l a t f o f i ni n d e p e n d e n t t e s tm o d e l ，p i t ) 以及从p i t 到平台相关测试模型( p l a t f o r ms p e c i f i ct e s tm o d e l ， p s t ) 和p s t 到测试代码的模型转换来驱动软件测试【1 3 1 。 m d t 的主要目标是通过支持测试资源的重用来缩短测试周期。通过对测试 过程的抽象，m d t 将测试设计与测试执行相分离，使得测试人员可以专心于测 试模型的设计，而将繁重的测试执行工作如测试脚本的创建与执行、测试结果的 评判与回收、测试报告的编写等留给测试工具来自动完成。采用m d t 方法不但 可以通过测试模型的构建为用户提供更加清晰、准确和系统的测试设计，还可以 利用测试模型的复用和转换有效保护测试设计成果，减少需求变化和技术更替带 来的测试用例维护工作【1 4 】。 此外，m d t 还提供了一种实现测试自动化的思路：利用m d a 框架下的软 件分析设计模型( p i m 或p s m ) 通过模型转换导出m d t 框架下的测试模型( p i t 或p s t ) ，再将测试模型转换为测试代码对系统代码进行测试。 ：t e s t i n g ： 图2 - 3 模型驱动框架下软件开发模型和测试模型关系示意图 如图2 3 所示，将m d a 框架下的软件开发模型转换成m d t 框架下的测试 模型可以通过两条途径来实现。 p i m 层转换：在软件系统分析阶段完成p i m 的建模后，直接基于u m l 分析模型将p i m 转换为p i t ，如基于u 2 t p 形式化语言的测试模型。 p s m 层转换：在软件系统设计阶段完成p i m 到p s m 的映射后，基于转 换规则将p s m 转换为p s t 。 在第一条种途径中，开发模型到最终测试实现的转换环节较多，在各转换环 节中需要补充额外的测试约束，导致模型转换的自动化程度降低。在第二条途径 中，直接基于具体技术平台相关的开发设计模型转换成为基于相应技术平台的 分析阶段的工作独立于具体设计的要求，其任务是根据需求阶段的结果，定 义管理的对象、对象的属性、对象间的关系以及对象所支持的操作。 设计阶段的目标是生成一个基于具体实现技术的接口规范。在设计阶段，依 据需求和分析阶段的结果，基于特定的网络管理框架和接口技术，将需求和分析 结果映射为具体的管理信息模型描述，如基于o s i 的c m i p 管理框架采用 g d m o a s n 1 描述，基于c o r b a 的网络管理框架则采用i d l 描述。 m i s m 建模方法论的思想如图2 - 4 所示，是一种独立于实现技术的可溯源的 建模方法。 图2 - 4m i s m 网管接口建模方法 在进行网管接e l 建模时，用户需求阶段和分析阶段的工作与具体管理框架、 建模技术无关，只有在设计阶段，才采用具体的技术设计满足分析阶段成果的信 息模型。设计阶段可采用的技术是多种的，包括c m i p g d m o 、c o r b a i d l 、 9 北京邮电大学硕士学位论文 模型驱动的3 g 网管接口测试系统的设计与实现 s n m p s m i 、s o a p w s d l 等。3 g p p 在依据m i s m 方法定义3 g 网管北向接口 的设计阶段，就已经分别采用了c o r b a 和s o a p 两种接口实现技术定义了相应 的解决方案集。 在网络管理接口建模中无论采用何种实现技术进行模型设计，都应遵循以下 一些基本原则，以保证设计所得的信息模型的可用性。 管理信息模型设计应简单而实用，便于实现，以满足需求为目标。 管理信息模型应尽量完备，完全覆盖需求阶段的管理任务，对分析阶段 的成果的映射尽量做到不失真和全覆盖。 管理信息建模应尽量多层次的重用。对于相似的管理资源、功能、事务 流程，应重用已有的相关标准或其中的管理对象，以使信息模型简化。 管理信息建模应具可扩展性。由于供应商设备有各自的特色特点，业务 需求和管理需求不断变化，管理信息模型设计应采用可扩展、灵活扩充 的方式，能够让设备供应商呈现其私有的、各色的信息，能够满足快速 增长和变化的各种需求。 2 4 模型驱动的测试方法在3 g 网管接口测试中的应用 3 g 网管接口测试的依据是采用m i s m 方法制定的3 g p p t s 3 2 系列规范。如 上一节所述，m i s m 方法将网管接口规范的制定过程划分为用户需求、分析和设 计三个阶段，在用户需求和分析阶段只关注对网管接口的网络管理需求建模，而 不考虑接口实现技术，定义的是与具体网管接口实现技术无关的模型，在设计阶 段再将技术无关的模型映射为与具体网管接口实现技术相关的模型。该方法与 m d a 存在着比较大的相似性。m i s m 用户需求阶段定义的接口管理需求模型可 以看作是m d a 框架中的c i m ，m i s m 分析阶段定义的接口分析模型可以看作是 m d a 框架中的p i m ，m i s m 设计阶段定义的接口设计模型可以看作是m d a 框 架中的p s m 。因此，我们可以将模型驱动的软件测试方法应用到3 g 网管接口一 致性测试中来，以降低3 g 网络管理需求变化和接口实现技术多样化发展给3 g 网管接口一致性测试带来的影响。 在分析如何通过定义模型转换规则和设计模型转换模块从3 g 网管接口模型 导出接口测试模型前，应先分析一下3 g 网管接口模型的特点。定义3 g 网管接 口模型的3 g p pt s 3 2 系列规范包括用户需求阶段制定的规范、分析阶段制定的 规范和设计阶段制定的规范。 ( 1 )用户需求阶段制定的规范 3 g p p 在用户需求阶段制定的规范中定义的主要内容是使用自然语言描述的 3 g 网管接口管理需求模型。 l o 北京邮电大学硕士学位论文模型驱动的3 g 网管接【| 测试系统的设计与实现 ( 2 )分析阶段制定的规范 3 g p p 将分析阶段制定的规范命名为信息服务( i n f o r m a t i o ns e r v i c e ，i s ) ，定 义了包括描述被管对象的信息对象类( i n f o r m a t i o no b j e c tc l a s s ，i o c ) 和i o c 的 属性、操作、事件通知在内的管理实体模型，以及描述管理实体间关系和交互的 应用场景模型【1 5 。2 3 】。管理实体模型和应用场景模型共同组成了3 g 网管接口分析 模型。i s 中i o c 属性的定义内容包括属性名称、属性描述、读访问限定、写访 问限定和合法值范围；i o c 操作的定义内容包括操作名称、操作描述、操作限定、 输入参数列表、输出参数列表、前置条件、后置条件和操作异常，操作异常的定 义又包括触发异常的条件、异常时的返回和异常的退出状态；i o c 事件通知的定 义内容包括通知的名称、通知描述、通知限定、通知参数、触发通知前的状态和 触发通知后的状态。3 g p p 对i s 的描述采用的是u m l 和自然语言相结合的方式。 管理实体模型中的i o c 的描述使用的是u m l 类图，而对i o c 属性、操作和事 件通知的描述使用的是自然语言；应用场景模型中管理实体之间的交互关系使用 的是u m l 序列图和状态转移图来描述的。 ( 3 )设计阶段制定的规范 3 g p p 将设计阶段制定的规范命名为解决方案集( s o l u t i o ns e t ，s s ) ，主要内 容包括以自然语言描述的分析模型到设计模型的映射表和以具体网管接口实现 技术相对应形式化语言描述的接口设计模型。到目前为止，3 g p p 已经定义了2 套解决方案集，分别是以i d l 描述的c o r b as s 和以w s d l 描述的s o a ps