（计算机软件与理论专业论文）面向通信软件的自动化测试平台的研究与实现.pdf

南京邮电学院硕上研究生学位论文 摘要 摘要 近年来，信息技术的飞速发展，使软件产品应用到社会的各个领域，软件的质量成为 人们关注的焦点。软件测试是保证软件质量的重要手段，已经引起了人们的重视。开发如 今的应用程序的开发和测试人员都面临缩短开发周期和减少软件项目资源的挑战。再者， 许多的测试是无法用手工来完成的。自动化测试技术是解决这些问题的较好方法之一，也 是目前软件测试的一个研究热点。自动化测试不仅可以减少测试人员的重复劳动，在一定 程度上改善测试的工作质量，而且可以提高测试效率。 本文在介绍移动通信网的知识和自动化测试及其工具的基本原理的基础上，详细阐述 了面向通信软件的自动化测试平台的设计与具体实现。本文提出了自动化测试平台设计的 基本原则，可作为自动化测试平台进一步改进的指导原则。接着，本文重点叙述了测试平 台的总体设计及各子系统的详细设计，自动化测试平台在具体实现中所采用的关键技术， 提出了自动化测试程度的度量标准，该标准为通信软件各种业务测试中自动化测试的实现 和评价提供了理论依据，具有极大的实用价值。最后利用该测试平台对被测软件进行测试， 并给出了数据分析。 本自动化测试平台在企业内部实际使用中获得了开发和测试人员的一致好评，减轻了 他们的测试负担，提高了测试效率。该测试平台达到了最初的设计目标，具有重要的理论 价值和实用价值。 关键词：自动化测试，测试平台，测试工具，通信软件，七号信令系统 南京邮电学院硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t i nr e c e my e a r s ，州t 1 1t 1 1 er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f b n n a t i o nt e c h n o l o g y s o f t 、a r ep m d u c t s a r e 印p l i e dt om a n yf i e l d si ns o c i e t y ，s os o r w a r eq u a l i t yi st h ef o c u so fa t t e n t i o n s o f c w a r et e s ti s a ni m p o r t a n tm e a l l st oe n s u r es o r w a r eq u a l 时s o f t w a r ed c v e l o p e r sa n dt e s t e r sb u i l d i n g t o d a y sa p p l i c a t i o n sf a c et h ec h a l l e n g eo fd o i n gs o 谢t h i na ns m n k i n gs c h e d u l ea n dw i t h d e c r e a s i n gs o r w a r ep r o j e c tr e s o u r c e s f l l n h e m l o r c ，m a n yt e s t sc a nh a r d l yb ee x e c u t e dm a n u a l l y a u t o m a t i ct e s ti so n ew a yt os o l v e 吐1 e s ep m b l e m s ，w h i c hi sak e yf o c u so fs o f t w a r et e s tc u r r e m l y a u t o m a t i ct e s tw i l ln o to n l yr e d u c er e p e a t e dw o r ka n di m p r o v ew o r k i n gq u a l i t yt os o m ee x t e m ， b u ta l s oi n c r e a s et h ee f f l c i e n c yo f t e s t s b a s e do nt 1 1 ci n h d d u c t i o no ft h ek n o w l e d g eo fm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n d 血e p r i n c i p l eo fa u t o m a t i ct e s ta r l di t st o o l s ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st 1 1 ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f a u t o m a t i ct e s t i n gp l a t f o m lf o rt e l e c o m m u n i c a t i o ns o f t w a r ei nd e t a i l s i tp r e s e n t s 吐l eb a s i c p r i n c i p l eo ft h ed e s i g no fa u t o m a t i ct e s t i n gp 1 砒f o r r n ，w h i c hc a i ld i r e c tf u r m e ri m p r o v e m e mo f a u t o m a t i ct e s t i n gp l a t f o m t h e ni tc o v e r sp r e l i m i n a r yd e s i g na 1 1 dd e t a i l e dd e s i g no ft e s t i n g p l a t f o na sw e l ia sk e yt e c h n i q u ea d o p t e di nt h ei m p l e m e m a t i o no ft e s t i n gp l a t f o m ，p r e s e m s m e a s u r e m e n ts t a i l d a r do fa u t o m a t i ct e s tw h i c hp r o v i d e st h e o r e t i c a lb a s i so fi m p l e m e m a t i o na n d e v a h l a t i o no fa u t o m a t i ct e s ti na l lk i n d so fs e r v i c et e s t sf o rt e l e c o m n l u n i c a t i o ns o r w a r ea n dh a s g r e a tp r a c t i c a lv a l u e t h et e l e c o m m u n i c a t i o ns o f h a r ew a st e s t e do nt h et e s t i n gp l a m ) m d a t a a n a l y s i sh a sb e e ns h o w n m a i l ys o r w a r ed e v e l o p e r sa n dt e s t e r sa p p r e c i a t em et e s t i n gp l a t f b m lw h i c he a s e st h e i r t e s t i n gb u r d e na n di m p r o v e st e n ge 伍c i e n c y i th 船g r e a t t l l e o r c t i c a l 觚dp r a c t i c a lv a l u e k e y 帅r d s ：a u t o m a t i ct e s t ，t e s t i n gp l a t f b m ，t e s t i n gt 0 0 1 ，t c l e c o m m u n 玉c a t i o ns o f t 、a r e s i g l l a l l i n gs y s t e mn o 7 i i 南京邮电学院颀士研究生学位论文 缩略词 缩略词 a n u c c c s c s c g t h l r i e t f i g w i n a p i s p i s u p m a p m s m t p o m a p p s p s i d p s n u m p s t n s c c p s s n t c a p t c p 缩略词 英文全称 a c c e s sn e t w o r ku n i t c a l lc o n t r 0 1 c e l ls 协t i o n c e l ls t a t i o nc o n t r o l l e r g 1 0 b a lt i t l e h o m el o c a t i o nr e g i s t e r i n t e m e te n g i n e e r i n g1 h s kf o r c e i n t e r c o 皿e c t e dg a t e w i y i m e l l i g e n t n e t 、v o r ka p p l i c a t i o n p a n i n t e m l e d i a t es e r v i c ep a r t i s d nu s e r p a r t m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t m o b i l es t a t i o n m e s s a g et r a n s f c rp a r t o p e r a t i o n m a i n t e l l a l l c e a n d a d m i n i s t r a t i o np a n p e r s o n a ls t a t i o n p e r s o n a ls t a t i o ni d e m i f i c a t i o n p e r s o n a ls t a t i o nn u m b e r p u b l i cs w i t c h e d t e l e p h o n e n e t 、v o r k s i g l l a l i n g c o 衄e c t i o nc o n t r o l p a n s u bs y s t e mn u m b e r t ca p p l i c a t i o np a n t 瑚s f e rc o n 缸o lp r o t o c o l v 译文 接入网络单元 呼叫控制 基站 基站控制器 全局码 归属位置寄存器 i n t e m e t 工程任务组 互连网关 智能网应用部分 中间服务部分 i s d n 用户部分 移动通信应用部分 移动台 消息传递部分 操作、维护和管理部分 手机终端 移动台识别号 移动台用户号码 公共电话交换网 信令连接控制部分 子系统号 事务处理能力应用部分 传输控制协议 南京邮电学院硕士研究生学位论文 缩略词 t u p u d p u _ p v l r t e l e p h o n eu s e rp a r t u s e rd 砒a g r a mp m t o c o l u s e r p a n s i tl o c a t i o nr e g i s t e r v l 电话用户部分 用户数据报协议 用户部分 拜访位置寄存器 南京邮电学院学位论文独创性声明 l y 7 6 5 3 3 2 本人声明所呈交的学位论文是我个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的 地方外，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 含为获得南京邮电学院或其它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。 研究生签名：盘查蜩日期：婴兰! 乡 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。沦文的公布( 包括刊登) 授权_ 南京邮电学院研究生部办理。 研究生签名：杰奎缝导师签名：乏叟垂蒸日期：型竺! 南京邮电学院硕士研究生学位论文 l 言 引言 课题背景： 近年来，为了满足客户的需求，软件的功能不断地增多和完善，软件的规模越来越庞 大，软件的结构日趋复杂，这必然对包括软件开发在内的软件生命周期各阶段工作带来挑 战。如何更好地迎接挑战，高效率、高质量地开发、测试、发布一个软件产品，是摆在每 一个软件工作者面前的艰巨任务。同时，随着软件产品在各行各业的应用和普及，软件产 品的丰富和软件生产厂商的激烈竞争，人们对软件的质量更加重视。低质的软件除了不能 给客户提供承诺的服务，从而使得客户的满意度下降外，有时还会造成灾难性的后果，这 些都会使提供该软件的公司信誉受损、在竞争中落败甚至受到法律的惩罚。软件测试是有 r 1 1 效保证软件质量的可靠手段，软件测试的作用日见突出。人们虽然对软件开发的研究较 多，成果也很丰厚，但是，对于软件测试尤其是自动化测试的研究还不够深入，其成果还 不能令人满意。软件测试的实践性很强，目前还缺乏足够多的理论指导，有待人们对它进 行深入的研究，形成更多科学的理论，以便能更好地指导我们的软件测试实践活动。在软 件测试的研究中，一个重要的方向是自动化软件测试工具的研究。利用测试工具来减轻测 试人员的重复、枯燥劳动，在一定程度上改善测试的工作质量，生产出可靠的软件产品， 可以产生极大的效益。有些测试用手工来完成是很困难和不现实的，如基于c l i e n t s e r v e r 的压力测试或者是基于w e b 系统的测试，此时使用测试工具是非常必要的。 课题来源及本人工作： 本文所涉及的课题来源于本人在中兴通讯公司实习时所完成的项目，其项目名称为 “自动化测试平台的研究与实现”，目标是研究和实现一种测试平台来测试公司的移动通 信网中的网络侧软件，以减轻测试人员的枯燥、乏味的重复劳动，使得他们把宝贵的时间 和精力投入到更有创造性的测试活动中去。该平台必须具有良好的可扩展性，便于以后在 平台的基础上增添新的协议测试工具雨不需要改动平台软件，减少维护成本和工作量。该 平台还必须具有一定的自动化程度，可以在没有外界干预的情况下自动执行大量的测试任 务，以提高测试效率。 作为项目组成员之一，本人参加这个项目的设计和开发工作达一年之久。在整个项目 研究实现期间，本人对该项目所涉及的相关背景、目前研究现状和国外主流测试工具的原 南京邮电学院埙t 研究生学位论文引言 理与实现技术进行了深入的研究，并与项目组其它成员协力合作，共同实现了该测试平台。 本人独立完成了该平台中的关键模块“模拟a n u ”和“模拟t u p ”的设计和实现，并与其 它成员合作完成了关键部分“流程编辑部分”的设计与实现，之后利用该测试平台进行了 自动化测试的有益尝试，取得了感性的认识和宝贵的经验，为后续的自动化测试打下了良 好的基础。该测试平台在公司内部的推广使用中获得了广大开发和测试人员的一致好评， 达到了预期的设计目标。 本文组织： 本文在深入研究自动化软件测试的基础上，分析了目前流行的典型的测试工具。然后 利用n o ，7 信令系统和移动通信网体系结构的知识，对被测试软件的特点进行分析，总结 出设计和开发自动化测试平台的基本原则。再根据上述工作的结论给出测试平台的设计方 案和具体实现，提出了测试自动化程度的度量标准。并利用该测试平台对被测软件进行测 试。最后，给出了数据分析。 本文共分为四个章节，组织如下： 第一章，介绍通信网n o 7 信令系统和移动通信网体系结构。 第二章，介绍自动化软件测试的理论。 第三章，介绍自动化软件测试工具的原理和分类。 第四章，介绍了测试平台的研究背景和要求，详细阐述在移动通信网软件测试中的测 试平台的设计原理及具体实现，并对测试平台开发中关键技术问题的解决做了重点说明， 还给出了利用该测试平台进行自动化测试实践得出的实验数据，并对实验结果进行了分 析。 最后，总结了所做的工作，同时给出了不足的地方和今后工作的主要方向。 2 - 南京邮电学院硕t 研究生学位论丈 第一章n o 7 信令系统和移动通信网体系结构 第一章n o 7 信令系统和移动通信网体系结构 1 1n o 7 信令系统原理 为了保证通信网的正常运行，完成网络中各个部分之间信息的正确传输和交换，以实 现两个用户之间的通信，必须要有完善的信令方式。信令方式是通信网中各个交换局在完 成各种呼叫接续时赝采用的一种通信语言，是通信网的神经中枢。信令系统的工作方式和 效率直接影响到通信的效率和可靠性，是人们对通信网研究的个及其重要的方向。信令 系统经过不断的发展和完善，到今天已经能很好地满足我们的需要。当然，目前通信网正 向下一代网络演进，网络结构越来越复杂，这促进了信令系统的迸一步发展和完善。 1 1 1n o 7 信令系统的特点 信令系统按照信令传送的通路和话路之间的关系可以分为随路信令系统和共路信令 系统。随路信令是指用传送话音信息的通路来传送与该话路有关的各种信令，或某一信令 通路唯地对应于一条话路( 信道) 。而共路信令是将传送信令的通路和传送话音的通路 分开，即把各电话接续通路中的各种信令集中在一条双向的信令链路上传送。随路信令系 统存在一些缺点：信令的传送速度不高，信息容量有限，传递与呼叫无关的信令信息能力 有限，在通话期间不能传送信令，由于犬多数系统都是按照每话路配备信令设备的，造成 信令设备控制复杂价格昂贵。早期的通信网都使用随路信令，但是随路信令存在的缺点使 得它无法满足现代通信网对信令系统的要求。为了更好地满足通信网的发展需要，人们研 究和实现了共路信令系统。 r 口1 n o 7 信令系统作为一种标准化的共路信令系统，具有以下特点”。： 1 针对数字通信网的特点而设计，能在数字通信网中发挥最大的通信效率。 2 适用范围广，能传送维护管理、移动性管理、呼叫控制信令和处理机之间事务处 理信息。 3 可靠性得到了极大的提高，提供了有效办法使信令按正确顺序传送而不致丢失或 重复。 由于n o 7 信令系统具有以上特点，采用模块化结构，支持广泛的业务，使得它在数 1 南京邮电学院顾七研究生学位论文第一章n o7 信令系统和移动通信网体系结构 字移动通信网中获得了广泛使用，目前的g s m 网络中主要使用n o 7 信令。 1 1 - 2n o 7 信令系统的功能结构 n o 7 信令系统是一个专用的计算机系统，按照分层结构的思想设计，分为四级结构， 与o s i 的七层模型存在一定的对应关系。 r 0 1 n o 7 信令系统的四级结构可分为消息传递部分m t p 和用户部分u p 。m t p 提供一 个可靠的传递系统，只负责消息的传递。用户部分是为各种电信业务应用而设计的功能模 块，完成信令消息的生成、解释、语法检查，根据不同的应用，有不同的用户部分。电话 用户部分处理电话网中的呼叫控制信令消息，信令连接控制部分提供无连接和面向连接业 务，对m t p 提供了附加功能。它们体现了n o 7 信令系统对不同应用的适应性和可扩充性。 图1 1 是n o 7 信令系统的分层结构图以及与o s i 模型的关系，下面对其中常用的层次进行 些介绍： m t p 的功能是在用户部分之间提供可靠的信令信息传输。它可以细分为三级： 第l 级是信令数据链路级。该级对应于o s i 模型的物理层，定义了信令数据的物理、 电气、功能特性以及和其它数据链路的连接方法，提供全双工的双向传输通道，由一对传 输速率相同、传输方向相反的数据通道组成，透明传输二进制比特流，即在它上面传输的 数据不能有任何的改变。目前利用p c m 系统的个时隙，在每个方向的传输速率是 6 4 k b i “s 。 第2 级是信令链路功能级。该级对应于0 s i 模型的数据链路层。其功能是利用第l 功 能级共同实现两个直接相连的信令点之间信令消息的可靠传输。由于两个信令点之间的数 据链路会存在一定的误码，而7 信令系统是不允许消息编码有任何差错，必须在数据 链路存在误码可能的情况下，由信令链路功能级来保证信令消息的无差错传输。信令链路 r q l 功能主要具有一下功能： 1 信令单元定界：利用标志码作为信令单元的开始和结束，结束的标志码通常又是 下一个信令单元的开始标志码。 2 信令单元定位：是与定界相关的一个过程，如果在接收端收到不允许在信令单元 内出现的比特码型或信令单元长度过长时，就认为失去定位，要舍弃所收到的信令单元， 并由信令单元差错率监视过程负责处理。 3 初始定位：用于信令链路首次启动或发生故障后恢复时所使用的过程。初始定位 南京邮电学院硕= 匕研究生学位论文 第一章n o7 信令系统和移动通信网体系结构 过程包括空闲、未定位、已定位、验收周期、验收完成投入使用5 个阶段。初始定位过程 包括四个状态：s i o ：失去定位，s i o s ：业务中断，s i e ：紧急定位，s i n ：正常定位。 第7 第4 第3 第2 第l 图1 1n o 7 信令系统结构 4 差错检测和校正：差错检测采用循环冗余校验码( c r c ) 的方法，差错校正提供两 种方法：基本差错校正方法和预防循环重发校正方法。前者适用于传输时延小于1 5 m s 的 场合，后者适用于传输时延大于1 5 m s 的场合。 5 流量控制：当信令链路上的信令负荷超过允许值时，启动流量控制过程，把此事 件通知远端，如果远端所设定时器超时，则判定此信令链路故障，并向第三功能级报告。 6 信令链路的误差监视：误差监视有两种，一种是信令单元出错率监视过程，另一 种是定位出错率监视过程。前者在信号链路正常状态下使用，后者用于信令链路初次启动 投入使用或故障恢复进行定位中的差错统计。 第3 级是信令网功能级，通过对信令网的路由和性能的控制保证消息能可靠地传递， r 1 为所有信令链路所共用。信令网功能级分为信令消息处理和信令网管理两部分。信令消 息处理功能的作用是保证某个信令点的用户部分发出的信令消息能可靠地传送到所要传 送的目的信令点的同类用户部分。在信令消息传递过程中，如果源信令点和目的信令点不 e 南京邮电学院硕士嵇f 究生学位论文第一章n o 7 信令系统和移动通信嘲体系结构 是直联的，就需要经过信令转接点转接，在转接过程中，经常需要进行路由选择，即在多 条信令路由中选择一条合适的路由。信令消息处理由消息识别、消息分配、消息路由组成。 消息识别是识别收到消息的目的地，区分目的地是本信令点还是其它信令点。如果是本信 令点，就把消息送到消息分配部分。如果不是，就把消息送到消息路由部分。消息分配是 对目的地为本信令点的消息进行处理，根据消息中的业务信息八位位组( s 1 0 ) 的值来确 定所属的用户部分，再传递给相应的用户部分。消息路由是根据信令消息中的目的信令点 编码和信令链路选择码，选择一条合适的信令链路将信令消息发送出去，使其正确到达目 的信令点。信令网管理的目的是在信令网发生故障时使信令网重新组合，或在拥塞情况下 控制网络负荷。它由信令业务管理，信令链路管理和信令路由管理组成。 越来越多的网络业务需要在远端节点间传送端到端与呼叫电路无关的控制信息，而单 纯的m t p 只能提供与电路有关的业务，已经不能满足通信网的发展需要。为解决这一问题， 在不修改m t p 的前提下，引入了信令连接控制部分( s c c p ) 来弥补消息传递部分的不足。 r s c c p 和m t p 一3 共同位于o s i 的网络层。s c c p 具有以下功能：1 附加的寻址能力；s c c p 具有子系统号( s s n ) ，以便在一个信令点内识别更多的用户。2 地址翻译功能：s c c p 的地 址是全局码( g t ) 、信令点编码( s p c ) 和子系统编码的组合。s c c p 能将g t 翻译成d p c + s s n 和新的g t 的组合，以便m t p 能利用这个地址来传递消息。3 提供无连接业务和面向连 接的业务。 随着电信业务需求的推动和电信业的发展，电信网中产生了多种不同的应用，例如： 闭合用户群( c u g ) ，信令网的维护和运行管理( 0 l a p ) ，被叫付费，v p n 等智能网业务，移 动应用( m a p ) 等。这些应用的一个共同特点是交换机需要与网管中心的数据库相关联。在7 号信令系统中专门提供的协议事务处理能力( t c ) 协议可以满足以上各种应用的需要 r 1 。“事务”( t r a n s a c t i o n ) 也可称为“对话”，泛指两个网络节点之间任意的交互过程。 t c 由事务处理能力应用部分( t c a p ) 及中间服务部分( i s p ) 两部分组成。其中，t c a p 的功能 对应于0 s i 的第7 层，i s p 对应于o s i 的第4 6 层。如果t c 用户要求传送的数据量小而实 时要求严格，则t c 仅包含t c a p ，直接利用s c c p 的无连接服务( o 、l 类) 传送数据；如 果t c 用户要求传送的数据量大而实时要求较低，安全性要求较高，则，r c 将利用s c c p 的 有连接服务( 2 、3 类) 传送数据。因为目前i t u t 仅仅是研究制定了前一种t c 协议而未 考虑i s p 协议的制定，因此，目前t c 与t c a p 具有相同的含义。t c 由成分子层和事务处理 子层组成。成分子层基本功能是处理成分，即传送远端操作及响应的协议数据单元和作为 任选的对话部分信息单元。一个成份对应于一个操作的执行请求或操作的执行结果。事务 6 南京邮电学院硕士研究生学位论文第一章n o7 信令系统和移动通信刚体系结构 处理子层完成对本端成份子层用户和远端事务处理子层用户之间通信过程的管理。 移动应用部分( m a p ) 是公用陆地移动网在网内和网间进行互连的一个功能单元。m a p 规范给出了移动网在使用七号信令系统时所必需的信令功能，以便提供移动网必需的业务 如话音和非话音业务。g s m 的m a p 规范制定了数字蜂窝移动通信网的移动业务交换中心、 位置寄存器、鉴权中心及设备识别寄存器等实体之间的移动应用部分的信令，其中包括了 f r 消息流程、操作定义、数据类型、错误类型及具体的编码。m a p 是7 号信令系统的应用 层协议，是事务处理部分的用户。m a p 的功能主要是为g s m 各网络实体之间为完成移动台 的自动漫游功能而提供的一种信息交换方式。目前m a p 信令的传输是以i t u t 的7 号信令 系列技术规范为基础的，实际上m a p 信令的交换也可基于其它符合o s i 网络层标准的网络。 这样，网络运营公司就可以根据本地实际情况，混合匹配使用各种协议，以满足其需要。 具体的m a p 业务消息在t c a p 消息中以成份的形式存在，一般来讲，m a p 业务的消息类型和 t c a p 成份中的操作码一一对应，而在消息传递过程中，一个消息对应一个调用识别，一个 调用识别在其m a p 对话过程中是唯一的，通过区分调用识别，可以将一个成份“翻译”成 对应的m a p 业务消息。移动应用部分定义了以下几类信令过程：位置登记和删除、补充业 务的处理、支持短消息业务、鉴权、用户管理、路由过程、频道切换、操作和维护、国际 移动设备识别管理。 电话用户部分( t u p ) 是m t p 一3 的用户，利用7 号信令系统的消息传递部分来传送电 话接续时局间的信令信息。电话用户消息的内容是在消息信令单元中的s i f 字段中传送的， r 7 电话用户消息主要分为路由标记、标题码和信令信息三部分。消息传递部分根据路由标 记来选择信令链路，而电话用户部分根据路由标记来识别该信令消息与哪个呼叫有关。标 题码用来说明消息的类型。信令消息则用来传送相应信令消息的参数。电话用户部分属于 7 号信令系统的应用层协议，对应于o s i 模型的第7 层。 i s d n 用户部分( i s u p ) 的基本结构和格式与前面介绍的t u p 、s c c p 有一定的相似之处， 在此不再赘述。图1 1 中的o m a p 、i n a p 因本文未涉及到，故不做介绍。 1 2 移动通信网结构 z x p c s 系统是中兴通讯股份有限公司结合成熟的交换机技术、领先的接入网技术和日 本市场成熟的p h s ( 个人便携电话系统) 技术研制成功的的个人便携通讯系统。它和g s l 移动通讯网的网络结构中的网元大部分是相同的，其功能也大同小异，其结构如图1 2 所 南京邮电学院硕士研究生学位论文第一章n o7 信令系统和移动通信网体系结构 示。1 2 图中的i g w 在功能上相当于g s l 中的m s c ，而a n u 则是该网络中所独有的。z x p c s 网络中的c 、d 、e 接口采取和g s m 中相应接口相同的协议，属于标准接口。而i g w 和a n u 之间的a 接口、i g w 和v l r 之间的b 接口是内部自定义接口，其所用的协议是非标准的。 下面对这些接口和网元进行一些介绍。 1 2 1 移动网结构 图1 2z x p c s 移动网的结构 1 手机终端( p s ) ：是用户使用的终端设备，和移动网之间实现无线通信。 2 基站( c s ) ：是无线收发单元，是用户与c s c 之间的通信传输中继站，c s 与手机之间 的无线链路采用基于r c rs t d 一2 8v e r 2 标准的p h s 技术。 3 基站控制器( c s c ) ：基站控制器c s c 通过e 1 方式与接入单元a n u 连接，c s c 的主要 功能是将c s 的q 9 3 l 信令呼叫经过a n u 发送到i g w 中，同时将i g w 的信令广播到相应基 站处理。 4 接入网单元( a n u ) ：提供内部接口与i g w 相连，使用户通过本地网进行话音的呼入呼 出控制，提供对网络设备的操作维护功能。 5 互连网关( i g w ) ：是对位于其覆盖区内的手机终端进行控制、交换的功能实体，也是 移动通信系统与公用电话网( p s t n ) 、数字公用陆地蜂窝移动系统( p l 州) 及其它网络的 接口。它提供话路管理、话路接续及移动性管理、本地数据库管理、操作维护等管理平台 所需的集中监控通道、计费的功能。 r 南京邮电学院硕士研究生学位论文第一章n o 7 信令系统和移动通信网体系结构 6 拜访位置寄存器( v l r ) ：是一个数据库，用来存储所有与当前在其管理区域内活动的 手机终端有关的数据，如用户号码、用户当前所在的位置区、能向用户提供的服务等。在 实际的实现中，v l r 和i g w 同属于一个物理实体，即广义的i g w 。上面第5 条所说的i g w 是狭义的。 7 归属位置寄存器( h l r ) ：h l r 存储网络中所有移动用户的信息，包括用户的标识、用 户的位置区信息及用户的服务类别等。 1 2 2 网络信令接口 此处只介绍本文涉及到的几个接口，对于其余的不作叙述。 1 a 接口：接入网单元( a n u ) 和互连网关( i g w ) 之间的接口。该接口是自定义接口， 应用层的信令消息直接打包后在m t p 一3 的s i f 字段内传送。而g s m 中基站控制器和移动 交换中心之间的a 口是一个标准接口，应用层信令遵循标准协议，这一点是和z x p c s 移动 网不相同的。 2 b 接口：i g w 和拜访位置寄存器( v l r ) 之间的接口。该接口也是一个自定义接口， 应用层的信令消息直接打包后在m t p 一3 的s i f 字段内传送。而g s m 中的m s c 和v l r 之间 的b 口是一个标准接口，应用层信令遵循标准协议，与z x p c s 移动网不相同。 3 c 接口：i g w 和归属位置寄存器( h l r ) 之间的接口，i g w 通过该接口向h l r 查询 用户的鉴权信息，查询被叫手机的选路信息，以便确定接续的路由。该接口采用n o 7 信令 的移动应用部分( m a p ) 的规程。 4 d 接口：v l r 和h l r 之间的接口。该接口主要用来传送有关移动用户的位置更新信息 和选路信息。该接口采用m a p 规程。 5 e 接口：不同的i g w 之间的接口。该接口主要功能是传送控制两个i g w 之间话路接 续的局间信令。采用电话用户部分( t u p ) 或i s d n 用户部分( i s u p ) 的信令规程。 i g w 和固定电话网( p s n q ) 之间的信令一般是采用n o 7 信令系统，也可采用其它信 令系统。如果采用n o 7 信令时，采用电话用户部分( t u p ) 或i s d n 用户部分( i s u p ) 的 信令规程。 1 2 3i g w 软件结构 i g w 数字移动交换系统是一个综合的分布式处理网络，实行模块化、层次化相结合的堤 计原则，层次之间为单向调用，采用原语方式，而同层次各模块间采用消息接口方式，强 - 9 一 南京邮电学院领士研究生学位论文第一章n o 7 信令系统和移动通信网体系结构 调模块的独立性和模块间接口的通用性，i g w 的软件结构也遵循这一原则，由一系列功能 子系统构成。各个子系统相对独立，系统之间采用消息机制进行通信。而各个子系统又可 以细分为多个功能模块。在本文中，沿用公司的命名规范，把运行在移动交换系统中移动 交换机上的软件称为前台软件，而把运行在移动交换系统中微机上的软件称为后台软件， 这点和普通的叫法正好相反。本文下面所涉及到的地方都是使用此类命名规范，不再单独 说明。i g w 软件系统主要由运行支撑子系统、数据库管理子系统、信令子系统、移动用户 子系统和操作维护子系统构成。系统层次结构如图卜3 所示： 各子系统的功能如下： 1 运行支撑子系统：又分为操作系统、控制子系统、装载子系统、文件管理子系统 等部分，向上层应用程序提供一个虚拟机环境，包括内存管理、进程调度、任务管理等功 能模块。 2 信令处理子系统：包括随路信令处理功能、7 号信令m t p 2 、m t p 3 、s c c p 、t u p 、i u s p 、 t c a p 等处理功能。 图l 一3i g w 软件结构 3 移动用户子系统：包括移动用户的基本交换功能、完成消息交互和m a p 的各项业 务功能、切换处理和补充业务功能、移动性管理和安全性管理功能，并完成与p s t n 等公 网、专网之间的信令转换，与a n u 的接口处理。 4 操作维护子系统：操作维护子系统的软件结构分为前台模块、服务器模块与客户 端模块，其中，服务器模块承担各网元与客户端之间的消息转发与数据存储的功能，是整 南京邮电学院颤士研究生学位论文第一章n o 7 信令系统和移动通信网 奉系结构 个操作维护子系统的核心。操作维护子系统结构图如图1 4 所示。 操作维护子系统的前台模块是运行在i g w 的主处理器中，为操作维护子系统对网元的 访问提供接口，并同时收集各网元的统计信息、故障信息以及其它信息。 操作维护子系统的服务器模块是运行在操作维护服务器上，完成对各个操作维护台以 及前台的管理，并完成对统计、故障信息以及其它操作维护信息的存储。 操作维护子系统的客户端模块是运行在操作维护台上( 即客户端) ，是操作维护与操作 员的人机界面，可以完成操作维护的功能设置、数据的显示与历史信息的查询等操作。 操作维护子系统包括权限管理、数据配置、计费管理、信令跟踪、业务观察等功能模 块。其中，信令跟踪模块能对特定的7 号链路、中继电路、m a p 信令、及a n u 的自定义接 口操作信令进行跟踪，用来分析发送和接收信令的正确性。业务观察模块能同时观察多个 用户的呼入和呼出、当前状态、当前事件、前一状态、前一事件、接续过程中的各种时长、 被叫号码，以及呼叫失败的各种原因等数据。 图l 一4 操作维护子系统结构 信令跟踪和失败观察功能在后续的内容中将会涉及到。 5 数据库管理子系统：在操作系统基础上，独立于应用程序的数据库系统，采用面 向对象的关系数据模式组织管理数据，主要包括数据表的定义、描述、操作、维护等方面， 能方便灵活地提供和进行系统数据配置、提供呼叫路由选择、号码分析、数据的配置和维 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第一章n 0 7 信令系统和移动通信网体系结构 护等功能，并且对用户数据及其它信息进行存储和管理，为移动用户子系统提供高效而可 靠的数据服务。该子系统运行在各交换模块上。它为业务层、信令层、系统再启动、系统 测试以及话务统计等提供数据上的支持与协助，完成相应的功能，同时做一些数据库自身 维护工作，以保证数据库前后台、主备机的完整性和一致性。 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章自动化软件测试 第二章自动化软件测试 目前，软件管理人员和开发人员面临要求缩短开发周期和减少软件项目资源的压力， 同时，许多软件项目的交付日期超过了软件交付的最后期限，从而影响到软件的市场竞争 力和公司的产品声誉。这些令人头疼的问题，如果想得到较好的解决，其中一个行之有效 的办法是在软件项目内引入自动化测试技术 8 j 。 2 。1 自动化软件测试的定义 软件测试技术研究的一个重要方向是如何找到好的测试用例，以便发现尽可能多的缺 陷。对测试用例的好坏衡量标准有四个。第一个是有效性：是否能发现缺陷，或至少可能 发现缺陷；第二个是可仿效性：一个测试用例是否可以测试多项内容，因而减少了测试用 例的数量 第三个是经济性：测试用例的执行、分析和调试是否经济：第四个是修改性： 每次软件修改后对测试用例的维护成本。对这几个特性存在相互牵制的一面，是需要权衡 的。有的测试用例的执行、分析很容易，在软件修改后对测试用例的维护也很简单，但是 这种测试用例往往只能测试单项内容，即可仿效性较差。高的经济性和修改性可能会导致 较差的可仿效性， 所谓自动化软件测试就是执行用某种程序设计语言编写的自动测试程序，模拟手动测 试的步骤，控制被测试软件的运行，完成全自动或半自动测试。测试技术和自动测试技术 r 0 之间是存在区别的。测试技术研究的主要问题有：测试如何发现尽可能多的缺陷，测试 应该是高效率的，占用时间尽可能少且开销小。测试技术可能对测试的四个衡量标准都有 影响，而自动化测试技术只对测试的经济性和修改性有影响。无论自动化程度有多高，如 果测试本身是失败的，那么测试结果也将是毫无意义的。自动测试通常要比手工测试经济 得多，其开销只是手工测试的一小部分。自动测试的方法越好，长期使用获得的收益就越 大 1 0 。 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章自动化软件测试 2 2 自动化软件测试的前期工作 要开展软件测试自动化，要进行大量的工作。但是首要的是要明确测试工作需要自动 r 1 1 化什么，经过多年的实践，人们得出了些自动化软件测试的标准1 ： 1 自动化回归测试 软件测试自动化所获得的好处来自于自动化测试工具的重复使用，在回归测试中使用 自动化技术能获得极大的效益。软件测试自动化的开发和设计人员需要自动化那些在软件 的每个版本中都要重复进行的测试。 2 自动化需要多次重复执行的测试 自动化测试在重复使用中远胜于手工测试，所以应该尽早在重复执行的测试中映入自 动化测试技术。 3 自动化已经实现的手工测试用例 在对软件测试实现自动化前，通常已经有了许多实现了的手工测试用例，从中选择可 以自动化的测试用例进行自动化。 4 自动化对稳定的应用进行测试 在自动化对某一个应用的测试之前，首先应该确定该应用是否是稳定的。对于将来经 常要改动的应用进行自动化是没有必要的。因为应用的频繁改动会导致自动化测试工具代 码的改动和测试脚本的改动，这样的代价太大，往往会超过手工测试的代价，所以应该只 自动化稳定应用的测试。 5 自动化没有时间依赖性的测试 不要自动化与复杂的时间问题相关联的测试。自动化一个与复杂的时间问题相关联的 测试的工作量是自动化不具备时间依赖性的测试的工作量的许多倍，并且最后的结果往往 很难满足测试的要求。自动化测试工具的开发人员必须清楚地认识到：如果一个测试很难 自动化，就应该把它留给手工测试。1 0 0 的自动化不是追求的目标，把些过于复杂的 测试仍然用手工方式来实现是合理的。 6 合理限制自动化的范围 自动化的比例不是越高就越好，更不应该追求1 0 0 的自动化。过大追求自动化的范 围只会取得适得其反的后果。软件测试自动化的开发人员应该在一个合理的可以进行自动 化的范围内投入精力和资源，在自动化测试推广和取得效果后，再逐步扩大测试自动化的 范围。 南京邮电学院硕上研究生学位论文第二章自动化软件测试 由于自动化软件测试并不是十全十美的，存在许多局限性，因此自动化测试并不适合 所有的项目。以下情况不适合自动化测试 1 2 | ： 1 测试很少运行 开发自动化工具和设计自动化测试用例是需要大量的时间的。只有大量地重复执行自 动化测试用例才会带来可观的效益，如果测试很少运行，手工测试的时间就会大大小于自 动化测试的时间，就没必要引入自动化测试。 2 美观、声音、易用性测试 需要由人的感觉器官进行判断的美观、声音、易用性测试，工具无能为力，只能由人 来完成。 3 项目周期很短的项目 这类项目的测试周期必然也很短，就不值得花精力去投资自动化测试，否则好不容易 建立起来的自动化测试脚本得不到再次利用，这是不可取的。 4 软件不稳定 如果软件不稳定，这些不稳定因素就会导致自动化测试的失败。只有当软件达到相对 的稳定，自动化测试才能正常开展。 5 业务规则复杂的对象 业务规则复杂的对象，就有许多复杂的逻辑关系、运算关系，工具是很难测试的。 6 定制型项目( 一次性