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电信网络管理系统的测试研究与实现 摘要 电信网络管理系统是保证电信网络稳定、高效、安全运行的重要 支撑手段。随着电信网络管理系统应用程度的不断加深和应用范围的 不断扩大，人们对电信网络管理系统的质量要求也在不断提高，而对 电信网络管理系统的测试是保证电信网络管理系统质量的关键因素。 因此，从理论和实践的角度对电信网络管理系统的测试方法进行研究 意义重大。 本文首先分析电信网络管理系统的自身特点，并结合这些特点借 鉴已有的软件测试流程和测试方法，提出了电信网络管理系统的一套 测试方法。该方法确定了电信网络管理系统的测试流程，并对该流程 中的主要阶段进行了描述，重点论述了单元测试阶段、集成测试阶段 和系统测试阶段应该采取的测试方法。然后，本文介绍了运用该方法 对中国电信长途电话交换网网管系统进行实际测试的过程，并分析了 测试的效果。实践证明，该方法能有效地发现并定位电信网络管理系 统实现过程中存在的诸多方面的问题。这些问题的发现和解决使得电 信网络管理系统的可靠性、性能以及易用性都得到了较大的提高。最 后，本文提出了电信网络管理系统的测试领域中一些有待研究的问 题。 关键词：电信网络管理t m n 测试方法测试策略测试点 r e s e a r c ha n di m p l e t 江e n t 厶l t i o n o ft e l e co m m u n i c a t i o nn e t w o r k m 睑n a g e m e n ts y s t e mt e s t i n g a b s t r a c t t n m s ( t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ) i s a l l i m p o r t a n tm e t h o dt oa s s u r eas t a b l e ，e f f i c i e n ta n ds a f et e l e c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k w i 也t h ew i d eu s eo f 删s t h er e q u i r e m e n to ni t sq u a h t yi s e n h a n c i n gr a p i d l y t e s t i n gi sak e yf a c t o rt oe n s u r e t h eq u a l i t yo f 删s ， s ot h er e s e a r c ho nt e s tm e t h o df o rw 闯si nb o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l t e r m si sn e c e s s a r y 一 t h ef o r m e rp a r to ft h i sp 即e rp r e s e n t san e wa p p r o a c ht ot e s t 删s a f t e rt h o r o u g h l ya n a l y z e dt h ep r e s e n ts o l , w a r et e s t i n gm e t h o d o l o g y , t e s t f l o w sa n dt h ec h a r a c t e r so f 卫闯s 田矗sm e t h o dd e m o n s t r a t e st h et e s t f l o wo f 即蝴s a n d 也ed e s c r i p t i o nf o c u s e so nt h et e s tm e t h o du s e di n u n i tt e s t i n gp e r i o d ，i n t e g r a t i o nt e s t i n gp e r i o da n ds y s t e mt e s t i n gp e r i o d t h el a t t e rp a r to ft h ep a p e rs h o w sap r a c t i c a la p p l i c a t i o nb a s e do nc h i n a t e l e c o ml o n g d i s t a n c es w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m i th a sb e e np r o v e dt h a tt h i sm e t h o dc a nl o c a t ev a r i o u sp r o b l e m s i nt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so ft 】叼s e f f e c t i v e l y t h er e l i a b i l i t y c a p a b i l i t ya n ds i m p l i c i t yo f ，玎叼sw i l lb em u c hi m p r o v e di fw eg i v ea p r o p e rs o l u t i o nt ot h el o c a t e dp r o b l e m s s o m ea s p e c t st h a tn e e df u r t h e r i n v e s t i g a t i o na r em e n t i o n e d a tt h ee n d k e y w o r d s ：t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n t t e s tm e t h o dt e s ts t r a t e g yt e s tp o i n t 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： 甄、秸 日期：塑堑：墨鲨 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：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 喜会薹耄! 二二量娶塞蓦雾： 押6 三z g 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 1 1 研究背景 第1 章前言 随着电信技术与计算机技术的不断发展，以及电信网业务种类、数量和要求 的急剧增加，电信网正变得越来越庞大和复杂。正是由于电信网规模的发展，网 络的运行、管理和维护成本日益升高j 因此，为更好地管理网络，最大限度地利 用电信网络资源，降低运营成本，提高网络的运行质量和效率，向用户提供良好 的服务，需要建设高质量的电信网络管理系统。 在电信网规模不断膨胀，复杂性日益提高的同时，电信网管系统自身也日益 庞大、复杂，分布式管理成为电信网络管理的必然趋势。对这类大型、复杂、分 布式的电信网管系统，如何保证其质量和可靠性，以及对己有的电信网管系统进 行扩充和升级之后如何继续保持其质量和可靠性，已经成为当前网络管理领域所 面临的问题。对电信网管系统的测试是保证其质量和可靠性的关键因素，也是对 其需求分析、软件设计和编码的复审。在电信网管系统研发或升级的过程中引入 高质量的测试技术，可以大幅度地提高系统的质量和可靠性。 目前，网管领域对电信网管的研究主要集中在网络管理框架、网络管理方法 论和网管接口等方面，而软件工程对测试的研究主要集中在基础理论和测试自动 化等方面，对电信网管系统的测试研究得不多，本文将在对一般软件系统测试和 电信网管系统测试的共性和个性进行比较的基础上，给出电信网管系统测试的特 点和方法，对其测试的方法和技术进行研究。同时，结合中国电信长途电话交换 网网管系统的实际测试介绍测试的实现过程以及测试的效果。 1 2 论文思路和结构 本文总结了作者对电信网管系统测试的研究工作和从事电信网管系统测试 工作的经验，在借鉴一般软件测试方法和测试模型的基础上，提出了电信网管系 统的测试方法，然后介绍这套测试方法在中国电信长途交换网网管系统的实际测 试中的实现过程和测试效果。 将普遍的测试理论应用在特殊的电信网管系统的测试中，这是本论文的构思 的主线。首先，研究电信网管系统的测试需借鉴目前已经存在的成功的软件测试 研究成果。其次，电信网管系统有区别于其他软件系统的特殊性，例如：庞大复 杂的管理对象、多厂商多设备的运行环境、分布式的软件环境等，这些特点会带 来测试条件的重现变得复杂，集成测试难度加大等问题。所以，本论文的最终目 的是制定出一个有利于提高电信网管系统测试效率的测试方法。而在测试方法的 研究上，主要研究测试模型和测试技术的选取、测试过程的制定、测试用例的设 计以及测试环境的搭建等方面。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 第一章介绍电信网管系统测试方法研究的背景和论文的思路。 第二章对电信管理网的概念和现有的一般软件测试理论进行综述，并简要介 绍中国电信长途电话交换网网管系统，然后在分析电信网管系统特点的基础上提 出电信网管系统的测试需要解决的问题。 第三章首先提出电信网管系统的测试模型，接着按照电信网管系统在软件生 命周期中的不同测试阶段研究相应的测试方法，这些阶段包括单元测试阶段，集 成测试阶段和系统测试阶段，这一系列测试方法组成电信网管系统的测试方法。 第四章将第三章中提出的电信网管系统的测试方法应用在中国电信长途电 话交换网网管系统的实际测试中，并分析测试效果。 第五章提出电信网管系统的测试研究中本文所未解决的问题。 1 3 研究生期间工作 本人在研究生期间主要从事电信网管系统的测试理论和实践方面的研究工 作，并且还参与了一系列电信网络管理系统项目的实际测试工作，进行的主要工 作如下： ( 1 ) 通过对电信管理网( t ) 原理和一系列电信网管系统实现方法的研究， 分析电信网管系统的自身特点。 ( 2 ) 研究软件测试理论和测试技术，结合电信网管系统的自身特点，分析电 信网管系统测试有别于其他软件系统测试的特殊性：并研究各种测试模 型、测试方法、i 测试工具的优缺点。 ( 3 ) 借鉴现有的软件测试流程和测试方法，结合电信网管系统测试有别于其 他软件系统测试的特殊性，研究电信网管系统的测试流程，并对流程中 的主要阶段进行研究，重点研究了单元测试阶段、集成测试阶段和系统 测试阶段应该采取的测试方法，最终提出了一套电信网管系统的测试方 法。 ( 4 ) 作为测试小组主要成员，完成了中国电信长途电话交换网网管系统、中 国电信本地电话交换网网管系统、中国电信网络资源管理系统的测试设 计与实现，主要完成了测试环境、测试用例、测试工具的设计与实现， 并在测试工作实施以后对测试结果进行分析，从而为研究得出的电信网 管系统测试方法的有效性提供了实践依据。 经过以上的理论研究和工作实践，对电信网管系统有了更深入的理解，比较 全面的掌握了电信网管系统的测试方法、测试工具、测试流程等相关测试技术， 为论文的研究工作提供了理论依据和实际经验。 2 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 2 。1 电信管理网t m n 概述 第2 章综述 t m n 是t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n tn e t w o r k 的简称，是国际电联i t u t 借鉴o s i 中有关系统管理的思想及技术，为管理电信业务而定义的结构化网络体 系结构。 t m n 为电信网和业务提供管理功能并提供与电信网和业务进行通信的能 力。它的基本思想【1 】是提供一个有组织的体系结构，实现各种运营系统( o s ) 以及 电信设备之间的互连，利用标准接口所支持的体系结构交换管理信息。从而为管 理部门和厂商在开发设备以及设计管理电信网络和业务的基础结构时提供参考。 t m ：n 的复杂度是可变的，从一个运营系统与一个电信设备的简单连接，到多种 运营系统和电信设备互连的复杂网络。 t m n 的基本原理【l 】之一就是使管理功能与电信功能分离。如图2 1 所示， t m n 在概念上是一个单独的网络，网络管理者可以从有限的几个管理节点上与 电信网相通，以发送和接收管理信息，控制它的运营。t m n 可以利用电信网的 一部分来提供它所需要的通信。集中式的管理和分布式的处理是t v t 2 q 的突出特 点。_ ： ： 2 1 1 t ：m n 的逻辑分层 图2 1t m n 和电信网的关系 t m n 主要从三个方面界定电信网络的管理，即管理层次【2 】、管理功z f | - q 匕5 【3 1 和管 理业务【4 。这一界定方式被称为t m n 的逻辑分层体系结构。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 们n 管 理 分 层 管理业务举例 分 图2 - 2t m n 管理层次、管理功能和管理业务之间的关系 2 1 1 1 t m n 的管理层次 t m n 的逻辑分层将管理功能针对不同的管理对象映射到五个管理层浏2 】： 事务管理层，业务管理层，网络管理层，网元管理层和网元功能层。较高层次的 管理层利用较低层次的管理层提供的管理功能实现本层的管理功能。 ( 1 ) 事物管理层 事物管理是最高的逻辑功能层，负责总的业务与网络事物，由支持整个企业 决策的管理功能组成。如产生经济分析报告、质量分析报告、任务和目标的确定 笙 寸o ( 2 ) 业务管理层 业务管理主要处理业务的合同事项，以及与下面的网络管理层、最高层事物 管理层的交互等，包括业务提供、业务控制与监测以及与业务相关的计费处理。 ( 3 ) 网络管理层 网络管理从全网的角度对管理域内的网络进行管理，提供网上的管理功能， 管理网络资源，控制可用的网络容量和能力，提供合适的服务质量，并就网络性 能、使用和可用性与上面的业务管理层交互。 ( 4 ) 网元管理层 网元管理是指对一个或多个网元进行管理，如交换机、复用器等的远端操作 维护、设备软件、硬件的管理等，并在上面的网络管理层和下面的网元功能层之 间提供协调功能。 ( 5 ) 网元功能层 按照t m n 的标准，将所有被管设备抽象成网元，网元功能层是由众多的网 元构成，其功能是负责网元本身的基本管理。 4 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 2 1 1 2t m n 的管理功能 在管理功能上，t m n 定义的五大管理功能【3 】为：性能管理，故障管理，配 置管理，计费管理和安全管理。五大管理功能在每一管理层次上都存在，但各层 的侧重点不同。这与各层定义的管理范围和对象有关。 ( 1 ) 性能管理 性能管理是对电信设备的性能和网络的有效性进行评价，并提出评价报告的 一组功能。主要作用是收集各种统计数据用于用于监视或校正网络、网络单元和 设备的状况和性能，并帮助规划和分析，性能管理功能包括：性能监测功能，负 荷管理和网路管理功能和服务质量观察功能： ( 2 ) 故障管理 故障管理是对电信网的运行状况异常和设备安装环境异常进行监测、隔离和 校正的一组功能。它包括告警监视，故障定位，测试等三个方面的功能。 ( 3 ) 配置管理 配置管理涉及对网络的实际安排，包括对网元的配置、业务的投入和开停等 进行管理，对网络的状态进行管理。配置管理功能包括：保障功能，状况和控制 功能，安装功能。 ( 4 ) 计费管理 计费管理可以测量网络中各种业务的使用：隋况和使用的费用，并对电信业 务的收费过程提供支持。从网元中收集用户的资费数据，形成用户帐单。这项功 能要求数据传输非常有效，而且要有冗余数据传送能力，以保证计费信息的准确。 ( 5 ) 安全管理 安全管理主要提供对网络及网络设备进行安全保护的能力。主要有接入及用 户权限的管理，安全审查及安全告警处理。 2 1 2 t m n 的体系结构 i t u t 从三个方面定义了t m n 的体系结构【1 】【5 】【6 】，即功能体系结构，信息 体系结构和物理体系结构。它们分别体现在管理功能块的划分、信息交互的方式 和网管的物理实现。 2 。1 2 1 t m n 的功能体系结构 功能体系结构是从逻辑上描述t m n 内部的功能分布。引入了一组标准的功 能块和可能发生信息交换的参考点。整个t m n 系统即是各种功能块的组合。其 中包括工作站功能( w s f ) ，操作系统功能( o s f ) ，中介功能( m f ) ，适配功能 ( q a f ) 以及网路单元功能( n e f ) 等功能块。参考点是功能块的分界点( 接口) 。 北京1 8 口电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 图2 - 3t m n 功能块与参考点 操作系统功能( o s f ) 主要对管理信息进行处理，以便支持、控制各种管理 功能的实现。 中介功能( m f ) 介于操作系统功能( o s f ) 与网路单元功能( n e f ) ( 或适 配功能q a f ) 之间，起协调或中介作用。它按操作系统功能( o s f ) 的要求。对 来自网路单元功能( n e f ) ( 或适配功能q a f ) 的信息进行适配、过滤和压缩等 处理。 适配功能( q a f ) 用来将不具备标准t m n 接口的网路单元功能( n e f ) 连 接至t m n 接口与非t m n 接口之间的转换。 工作站功能( w s f ) 为管理信息的用户提供一种解释t m n 信息的手段。起 功能包括终端的安全接入和注册。识别和确认输入，格式化和确认输出等。 参考点确定了不同的管理功能块间的边界。它实际上是表示两个管理功能块 之间进行信息交换的概念上的一个点。t m n 内有三类不同的参考点，即：q 参 考点，f 参考点，x 参考点。 2 1 2 2t m n 的信息体系结构 t m n 的信息结构主要用来描述各功能实体之间交换的不同类型的管理信 息，体现在以下几个方面：管理层次模型，管理信息模型和管理组织模型。 ( 1 ) 管理层次模型 广义的网络管理不仅包括对网络本身的管理，还包括对网络上的业务、运营 商的活动等的管理。为了便于对范围广泛的管理对象进行有效的分析、管理和操 作，i t u t 提出了t m n 的分层管理模型。 ( 2 ) 管理信息模型 管理信息模型是对网络资源及其所支持的管理活动的抽象表示。t m n 中采 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 用而向对象技术进行信息的建模，被管理的网络资源被抽象为被管对象( m a n a g e d o b j e c t 简称m 0 ) 。这里资源可以泛指一切被管理的物理和逻辑对象，诸如系统、 设备、部件、通信协议、应用程序和网络服务等。所谓的信息模型可以简单地看 作一组相关m o 的集合，其实质是一种管理信息的组织方式。 被管对象的定义涉及以下主要方面： 被管对象的可见属性 可施加于被管对象的操作 被管对象对管理操作或其它触发条件( 如f - j 限条件) 的反应 被管对象可发出的通知，如事件和告警上报 ( 3 ) 管理组织模型 j 管理组织模型描述了t m n 的结构和管理层内以及管理层间的t m n 功能， 它主要规定了管理应用进程担任角色的能力，以及角色间的关系。管理进程可以 作为管理者( 管理应用层) 担任控制角色，也可以作为代理( a g e n t ) 担任被控角色。 管理者的任务是发送管理和控制命令，并接收代理的响应和通知；代理的任务是 直接管理被管对象，响应管理的管理请求、并发送反应被管对象状态和行为的通 知给管理者。 慧避开放系缝 图2 4 管理者、代理和管理对象之间的关系 2 。1 2 3t m n 的物理体系结构 物理体系结构是为实现t i v l n 的功能所需的各种物理实体的组织结构。t m n 功能的实现依赖于具体的物理体系结构，从功能体系结构到物理体系结构存在着 映射关系。物理体系结构中的一个物理块实现了功能体系结构中的一个或多个功 能块，一个接口实现了功能体系结构中的一组参考点。其中包括如下物理实体： 运行系统o s ( o p e r a f i n gs y s t e m ) ，网络单元n e ( n e t w o r ke l e m e n t ) ，q 适配器 q a ( q ad a p t e r ) ，工作站w s ( w o r ks t a t i o n ) ，协调设备m d ( m e d i a t i o nd e v i c e ) 和数 据通信网d c n ( d a t ac o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ) 。上述物理实体之间的接口为q 接 口( 又分为q 3 和q x 接口) 、f 接1 3 和x 接1 3 。 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 图2 - 5 t m n 物理体系结构 运行系统o s 主要完成o s f 功能，即实现管理应用功能，同时也可完成w s f 和q a f 功能。 工作站w s 是执行w s f 功能的设备，主要完成f 参考点信息与g 参考点显 示格式间转换，即完成t m n 内部信息描述方式与人机接口表示形式间转换功能。 用户通过w s 接入t m n 。 协调设备m d 是执行m f 功能的设备，主要完成q 适配器或非t m n 网元和 运行系统之间的协调，有时也能提供q a f ，w s f 甚至o s f 功能。 q 适配器q a 完成运行系统与非t m n 网元之间的接口适配，即q a f 功能。 n e 由执行n e f 的电信设备和支撑设备组成，也可以按照实际需要完成其它 功能，最常见的是完成m f 功能。 数据通信网d c n 是t m n 内完成d c f 功能的通信网，为t m n 的物理实体 间提供信息传递服务，只提供o s i 参考模型的下三层功能，第4 层以上的信息 交换功能由物理实体间完成。d c n 可以由不同类型的通信子网互联而成，如公 用电话网，d d n ，x 2 5 ，专线网络，i s d n ，l a n 或s d hd c c 等。 2 2 中国电信长途电话交换网网管系统简介 中国电信长途电话交换网网管系统是国讯科技有限公司设计开发的针对长 途电话交换网进行管理的系统。 该系统采用两级结构，包括全国网管中心系统和省级网管中心系统。全国网 管中心系统将负责管理全网内的d c l 、d c 2 层面的长途交换机，全网内的网关 局交换机，所有本地网的重大告警报告。各省网管中心系统将负责管理本省内的 d c l 、d c 2 层面的长途局，省内所有网关局，省内本地网的重大告警报告，并且 负责向全国网管中心系统转发本省内长途局的1 5 分钟话务报告和网关局的1 小 时话务报告、长途局和网关局的重大交换机告警报告、省内本地网的重大话务告 警和交换机告警报告。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 2 2 1 总体设计思想 ( 1 ) 参照t m n 标准，全面采用先进的面向组件的方法论。 ( 2 ) 按照代理服务器一客户端分层组织程序，使系统具有灵活的分布特性。 ( 3 ) 系统各个模块可以独立运行，互相之间有明确定义的接口。 ( 4 ) 二次开发和与其他网管系统的平滑互联。 ( 5 ) 充分利用原系统中的主机、接口机设备，以及其它网络设备。 ( 6 ) 对新增功能，尽可能采用独立的软件模块结构，便于以后系统功能扩展。 2 2 2 系统硬件架构和软件架构 2 2 。2 1 硬件架构 该系统硬件架构如图2 - 6 所示，整个系统为两级星型结构：全国网管中心系 统和南方各省网管中心系统，北京网管中心系统以及北方网管中心系统。 南方各省网管中心系统，北京网管中心系统以及北方网管中心系统连接本地 网管系统和接口机，主要负责管采集省内交换机数据并上发全国网管中心系统， 同时下传全国网管中心系统的指令信息；全国网管中心系统接收省网管中心系统 上发的数据进行管理和分析，同时向省网管中心系统下传指令信息。 全国网管中心系统和南方各省网管中心系统，北京网管中心系统以及北方网 管中心系统之间通过全国d c n 连接，南方各省网管中心系统和接口机以及本地 ：网管中心系统之间通过省内d c n 连接，北京网管中心系统和接口机之间通过城 域网连接，北方网管中心系统和接口机之间通过省际d c n 连接。全国网管中心 系统，南方各省网管中心系统，北京网管中心系统，北方网管中心系统内的计算 机设备分别由各自独立的局域网连接。 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 全国网管中心系统 南方各省网管中心 北京网管中心系统北方网管中心系统 一一一 i i| 本地网管中心系统 _ mm m 篙熬i i l甜0 接h 。 关i = l 局交关口局交d c l d c 2 长d c l d c 2 长长途交关口局d c l d c 2 长d c l d c 2 长 换机1换机n途交换机1途交换机n 换机 交换机途交换机n途交换机n 2 2 2 2 软件架构 图2 - 6 系统硬件架构示意图 该系统遵循t m n 标准，采用代理层( a g e n t ) j 艮务层( s e r v e r ) 客户端( c l i e n t ) 三层结构，基于多用户操作系统u n i x 、t c p i p 网络协议、s y b a s e 企业级关系数 据库管理系统等技术平台。系统软件架构如图2 7 所示： l o 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 图2 7 系统软件架构示意图 c l i e n t 主要是图形用户界面，运行在w i n d o w s 平台。包括：实时监视、操作 维护、业务分析系统、自身监控、综合告警显示屏等图形用户界面。 s e r v e r 采用u n i x 环境，包括以下部分： 通信平台：基于c m i p 协议，采用h p o v d m 中间件； 应用s e r v e r ：完成系统提供的应用服务，包括配置管理、性能管理、故障管 理、安全管理； a g e n t 支持u n i x 环境，负责处理网管系统与交换网元设备的信息交互，包 括以下部分： 网管代理报告分析端口管理：负责处理与交换设备的连接、接收并处理话 务和告警报告、与交换设备的命令交互、来自客户端的部分观察请求： 自身监控代理：作为系统自身监控服务的代理运行在本系统配置的计算机设 备上，获取本系统自身监控信息： 接口机系统( s m a r t m d ) 作为网管系统的数据源，主要完成从交换机端口采 集话务和告警报告，并将对交换机的操作指令通过控制口发送给交换机。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 全国网管中心系统并不直接接入网元，而是通过代理进程与各省网管中心系 统进行通信，通过省网管中心系统的城市代理进程与网元进行通信。 2 2 3 系统功能 该系统除了提供t m n 建议的性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等 功能外，同时结合中国电信网管工作的实际情况，提供网络化的集中操作维护、 统一的接入设备和接入手段、高性能的数据库服务接口、自动的系统自身监控手 段、丰富的外部系统接口、自适应交换机版本升级的机制。 全国网管中心系统和省级网管中心系统共有的功能： 配置及资源管理管理长途交换机和所有网关局的资源信息，包括电路 群、目的码、交换机软硬件配置、电路、路由数据、信令链路、信令点 编码、号码资源等。 实时性能管理对网络、网络单元进行性能监视，采集相关的性能表征 参数，评价网络和网络单元的状态和有效性，支持网络分析和网络规划。 业务分析管理完成各类话务数据查询、分析、汇总和服务质量的观察， 并将结果以报表形式输出。 故障管理通过实时采集交换机输出的各类告警报告，经过数据映射、 过滤和存储，用列表、颜色和声音向操作人员提示有关告警信息和告警 统计信息。 安全管理主要包括用户注册登记和用户操作权限管理，保障系统能够 正常、安全、可靠运行。 话务控制其目标是在最有效利用网路资源的前提下最大限度地疏通 呼叫。有利于改善业务质量及增加网路收益，并可在总体上提高网路的 运行指标。 集中操作维护通过操作维护终端对长途交换机进行集中维护，如局数 据修改、话务控制等。 运行维护管理辅助运行维护部门更好得完成日常运行维护工作。它包 括制定作业计划，建立作业工单，将作业工单派送到相关部门，并跟踪 作业工单执行情况；通过值班管理考核维护人员。 信息发布和w e b 查询发布各类报表、重大告警信息、配置信息、工 单执行状况，以及考核情况，并提供w e b 查询和下载功能。 系统管理为了保障系统正常运行的自动维护程序。它包括：系统状态 监视、用户状态监视、数据库管理、数据有效性检查、软件分发、数据 存储等功能。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 路由数据管理。对d c i 、d c 2 长途交换机进行集中路由数据管理。 省级网管中心系统特有的功能： 本地网数据查询通过访问本地网数据库，查询重大告警及话务数据。 分权远程终端省级网管中心系统的管理员可以增加远程用户，并对其 操作权限、可管理的网络资源等加以限制，使得远程终端用户在有限的 范围内进行操作。 全国网管中心系统特有的功能： 路由计算管理一针对d c i 层面的长途交换机进行路由模拟、路由优化， 并根据计算结果，给出电路配置建议。 数据仓库管理基于历史数据，对网管数据进行分析、数据挖掘，用以 提供分析依据和决策支持。 2 3 电信网管系统的特征分析 电信管理网管理的对象是一个存在多种技术、多种结构、多类设备的复杂的 电信网，不但要管理被管网络本身，还要管理网络提供的业务；不但要单独管好 各类网，还要具备良好的互操作性，能够综合各级各类网管系统；不但要管理好 当前的网络，还要能适应通信网不断扩展的要求。复杂的管理对象，繁多的网管 需求注定了电信网管系统本身的庞大和复杂。 ( 1 ) 电信网管系统功能复杂。 电信网管系统的管理范围非常广泛，它包括网络运行状况的管理( 如实时性 能管理、故障管理、集中操作维护等) 、基础设施管理( 如配置及资源管理) 、运 行网络的电信企业各种事务和业务的管理( 运行维护管理、集中操作维护) ，总 之，和电信运营有关的一切事务都属于网络管理的范围。每一项管理功能的实现 也非常复杂，可能要涉及到多个管理系统，一个管理系统中的多个模块，并且必 须处理好相应被管资源的从电信网到电信网管系统的过渡。有些功能的实现将要 求随管理地区、时间以及不同类型、不同厂商、不同版本的设备动态定义。 随着电信设备和电信网络不断的更新换代，用户对电信网管系统的功能需求 也在不断的扩充，不同的用户对电信网管系统有不同的需求，同样的用户也会不 断扩展电信网管系统的管理功能的需求，这就导致了电信网管系统必须在原有系 统的基础上不断的扩充新功能才能满足用户的需求。 ( 2 ) 分布式体系结构。 电信网管系统是一个管理电信网的计算机网，它可以成为一个由分布于不同 物理位最的多个主机组成的分布式管理系统。同时，日益复杂的网络结构，不断 发展的通信技术也要求网络管理由集中式向分布式发展【7 1 。 实际应用中电信网管系统包括图形用户界面层，管理应用层和适配层。用户 界面可以分布在不同的用户终端上；为了负载平衡，合理利用设备和网络资源， 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 管理应用层中的不同的子系统( 如：话务数据采集、实时性能管理、操作维护等) 也可以分布在不同的服务器上；不同的适配器也可以分布在不同的设备上运行。 ( 3 ) 电信网管系统通常是一个大型的管理系统。 一个电信网管系统并不一定要实现t m n 中定义的所有管理业务和功能，而 是与用户需求密切相关。在具体应用中可以针对某一种电信业务的实际发展需 要，及时调整t m n 的应用范围和扩展方向。所以，电信网管系统的规模是灵活 多变的。通常，电信网管系统管理对象众多，管理功能复杂，而且要求互操作性 强，满足持续性建设的需求。因此，电信网管系统的规模通常是庞大的。 ( 4 ) 整个系统跨越多平台 电信网管系统的分布式体系结构使得它的不同部分( 如：用户界面和管理应 用层) 往往运行在不同的设备上，这些设备的软件、硬件环境的不同导致他们的 运行平台的不同。一般来说，出于易用性和成本的考虑，用户界面大多运行在微 机上，采用w i n d o w s 操作系统；而管理应用层和适配器的各个模块对稳定性和 安全性要求较高，运行这些模块的应用服务器一般使用u n i x 或l i n u x 操作系统： 数据库服务器除了需要考虑稳定性和安全性，还需考虑数据吞吐量的因素，因而 往往也采用u n i x 操作系统。由此可见，电信网管系统不可能将所有的模块都运 行在同样的平台上，这就要面临不同平台下的运行模块的互通和互操作性问题。 ( 5 ) 可靠性和稳定性要求高 电信网管系统要对电信网进行实时监控和管理，这就要求系统能够连续不间 断的正确运行，所以电信网管系统对稳定性和可靠性的要求是非常高的。 ( 6 ) 强调标准化 t m n 是个高度标准化的网络，这种标准化体现在t m n 体系标准和接口上。 通过某种技术手段而不是t m n 标准接口技术，将现有的网管系统互连起来，也 可以实现管理网。但是这种非标准的互连形成的管理系统只能满足一时的管理需 求，却不能对管理网络将来的发展有任何的保证，因为这种网络没有对外开放的 统一标准，对于引入新业务、新设备，出现新的网管需求时，原有的网管系统无 法实现平滑的衔接，也不能实现与其他网管系统的互连和互操作。而基于t m n 标准的电信管理网中，每一个系统的设计都遵从开放体系标准，系统内部功能的 实现时面向对象的，因此系统具备良好的重用性。 2 4 电信网管系统测试概述 2 4 1 软件测试概述 2 4 1 1 软件测试模型 早期的v 模型【8 】 9 】展示了在软件生产过程中何时开始测试，图2 8 展示了一 个有着四个活动阶段的简单v 模型。 1 4 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 图2 - 8v 模型 图中左边每个开发活动都有右边的测试活动相对应。图中的箭头代表了时间 方向。因此，v 模型主要向我们传递了如下信息：需求、功能、设计和编码的开 发活动随时间而进行，而相应的测试活动开展的次序则正好相反。 v 模型揭示了软件测试活动分层和分阶段的本质特性。但也存在一些问题， 比如容易让人形成“测试是开发之后的一个阶段”，“测试的对象就是程序”之类 的误解，也容易导致需求阶段隐藏的错误一直到最后验收测试才被发现的结果。 相比之下，e v o l u t i f 公司的w 模型【8 】【9 】更科学。w 模型如图2 - 9 所示。 w 模型强调测试的对象不仅仅是程序，需求、功能和设计同样要测试。可 以说，测试与开发是同步进行的。从而有利于尽早的发现问题。 图2 9w 模型 但是，无论是v 模型还是w 模型，都存在不妥之处。首先，它们都把软件 的开发视为需求、设计、编码等等一系列的串行活动。而事实上，虽然这些活动 之间存在着互相牵制的关系，但在大部分时间，它们是互相独立的，是可以并发 进行的。虽然软件开发期望有清晰的需求、设计和编码等等阶段，但实践证明严 格的阶段之分只是一种理想状况。所以相应的测试也不存在严格的先后次序，只 要测试条件满足，就可以进行测试。各个不同层次之间的测试除了简单的时间上 的先后关系之外，还存在着触发、反复、迭代和增量关系。其次，v 模型和w 模型都没能很好的表示测试流程的完整性。测试流程可以大致分为两类活动，一 类是测试准备活动，包括测试需求分析、测试计划、测试分析、测试编码、测试 验证等等，另一类是测试执行活动，包括测试运行、测试报告、测试分析等等。 h 模型【b 】 9 1 就是为改进这些缺陷而产生的。h 模型如图2 1 0 所示。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 测试就绪点 测试流程 其他流程( 如设计流程) 图2 1 0h 模型 这个示意图仅仅演示了在整个生产周期中，某个层次上的一次测试“微循 环”。图中的“其他流程”可以是任意开发流程( 例如设计流程和编码流程) ，也 可以是其他非开发的流程( 例如s q a 流程，甚至是测试流程自身) 。向上的双线 箭头表示，在某个时间点，由于“其他流程”的进展而引发或者触发了测试就绪 点，这个时候，只要测试准备活动完成，测试执行活动就可以进行了。 2 4 1 2 软件测试方法 软件测试的方法依据不同的标准，可以划分为黑盒测试和白盒测试，静态测 试和动态，功能测试、性能测试，口测试和测试等【8 】 9 1 1 0 】。 其中，功能测试又可细分为：正确性测试、边界测试、界面测试、接口测试、 安全测试和错误处理测试；而性能测试又可细分为：压力测试、强度测试和容量 测试。 ? 以上测试类型会在电信网管系统的测试中运用到时详细描述，故在此不展开 介绍。 2 4 2 电信网管系统的测试范围 电信网管系统的测试包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、系统 管理、运行维护等功能块的测试以及外部接口的测试。 测试工作主要包括测试环境的搭建、功能测试、性能测试、接口测试、界面 测试和回归测试。 ( 一)测试环境的搭建 对于电信网管系统这样的分布式软件的测试，测试环境的合理搭建对测试的 成效尤其重要，搭建测试环境应遵循以下原则： ( 1 ) 测试环境的“真实性”：测试环境的首先是要尽量模拟系统的实际运行 环境，包括系统的架构、平台、应用、数据等方面，都要力求其“真实”。 ( 2 ) 测试环境的完备性：系统实际运行环境是复杂的，为了达到模拟真实的 目标，必须保证测试环境的完备性。完备的测试环境需要涵盖系统运行 环境的各个方面，包括实际的测试平台，如网络设备、计算机设备、存 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络管理系统的测试研究与实现 储设备、操作系统、数据库软件、中间件软件、测试工具软件等等。 ( 3 ) 测试环境的先进性：为了实施科学、权威的测试，必须保证测试环境的 先进性。包括使用主流的计算机软硬件系统，采用一流测试工具，遵循 公认的国际标准规范，以及实施科学的测试流程和测试方法等。 ( 4 ) 测试环境的扩展性：从长远考虑，要求测试环境在拥有完善架构规划的 基础上，保证测试环境的各个子系统具有良好的连通接口和扩展接口， 实现已有测试环境的灵活扩展。 ( 5 ) 测试环境的灵活性：测试对象及其运行环境涉及的方面是复杂多样的， 实际的情况和需求是不断变化的，需要设计的测试方法和指标也是复杂 多变的，所以必须保证测试环境的灵活性，从而支撑测试实施的灵活性。 ( 二)功能测试 功能测试属于有效性测试类型，即按照系统功能需求对系统的功能、流程、 数据、业务规则等进行测试，以及对系统基本特征( 如操作、界面、报表) 的合 理性、一致性进行测试。根据不同的功能点特征，功能测试采取不同的测试方法： ( 1 ) 数据驱动功能点的自动化测试 这类功能点的实现体现在对数据的处理上，结果验证也是基于对数据处理正 确性的验证。对这类功能点，主要是以数据驱动的方法进行测试针对每一个 功能点设计测试用例和多条数据，通过数据特征来覆盖功能点可能需要处理的各 种情况，通过比较系统对测试数据的处理结果和预期结果的方法来确认正确性。 在测试执行的过程中辅助以测试工具，减少重复工作，提高效率。 这类功能点主要存在于后台处理数据量较大的系统中。如：统计分析、数据 汇总等。这些功能大都是基于对批量数据的处理。 ( 2 ) 交互式功能点的手工测试 这类业务功能点需要进行较多的用户界面交互操作，且测试一个功能点的数 据量较少，但涉及较多数据表。鉴于这种情况，我们将更多地采用实际操作的手 工测试方法。根据被测功能点设计少量的数据，通过测试人员的操作并结合数据 库表值的检查来直接验证系统执行的正确性。 这类功能点，主要是界面操作较多的设置、查询、管理等功能。 ( 三)性能测试 性能测试属于压力测试类型，即：通过产生压力反映被测系统的性能极限或 目前状况。性能测试将根据不同的压力点特征采取不同的测试方法： ( 1 ) 批处理压力测试 主要是通过大数据量的批处理，对系统的造成压力，记录处理时间、后台资 源，发现系统压力极限的方法进行测试。 大批量的数据有两种方法产生：一是通过测试工具产生批量数据；二是在真 实系统中按规定量提取真实数据供测试系统使用。测试工具产生数据的优点在于 获得数据来源方便，且可以根据测试需要随时改变数据量的大小，使用起来灵活 北京邮电大学硕：j ：学位论文电信网络管理系统的测试研究与实现 性较好，但这些数据可能具有某种规律，使得测试结果不能完全反映真实情况； 真实数据则是被测系统将来需要处理的数据，同时也更能体现实际情况。在进行 测试的时候，我们要根据实际测试的要求来选取产生数据的方法。 需要进行这类压力测试的系统功能主要有：接口机性能( 话务采集、原始报 告分析等) 、数据入库效率、报表查询速度等。 ( 2 ) 联机事务压力测试 这类压力测试的特点是所需要进行测试的测试点都是联机事务。针对联机事 务的特点，我们将通过测试工具，模拟终端并发，测试系统联机事务的并发能力、 响应时间和后台资源的使用情况。 ( 3 ) 批处理和联机事务压力测试 某些系统会存在批处理和并发联机事务共享相同资源的情况，系统的承受能 力，将