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北京邮电大学硕： ：研究生学位论文 摘要 支持多种协议的t t c n 3 适配器的设计与实现 摘要 随着计算机、互联网以及移动通信技术的迅猛发展，互联网正 逐步走出其原有的军事、科研、教育领域，深入到人们的日常生活 工作当中。从技术的角度来看，网络技术的发展需要相应协议标准 予以规范，使得各种业务能够按照统一的标准实施；网络设备商需 要对各种协议有准确的理解，使得网络设备能够根据协议正确实 现，从而实现不同厂商网络设备的互连互通。在以i p v 6 技术为导向 的互联网领域和以3 g 技术为导向的无线通信领域，i e t f 、o m a 等 国际组织针对各种网络技术，制定了相应的通信协议。从应用的角 度来看，人们希望随时随地接入网络、希望远程控制日常使用的家 电等设备、希望能够快速的通过网络获得定位信息等，这些业务都 需要相应的网络技术协议予以规范。 t t c n 3 ( t e s t i n ga n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n3 r dv e r s i o n ，测试和 测试控制表示法第三版) 是一种由e t s i ( e u r o p e a n t e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d si n s t i t u t e ，欧洲电信标准协会) 制定的 新一代协议和软件测试标准，具有强大的功能和广泛的应用范围。 本文所涉及的使用t t c n 3 对多种协议进行一致性测试是一次研究 性的有益尝试。 本文的研究内容为支持多种协议的t t c n 3 适配器的设计与实 现。文中通过分析目前网络通信协议中常用到的基于t c p 、u d p 、 s s l 、c m p p 等方式的通信特点，结合t t c n 3 测试结构，采用s o c k e t 等技术设计和实现了一种支持多协议测试的t t c n 一3 适配器。本文 是实现适用于t t c n 3 测试的通用适配器方向的一个重要尝试，希 望通过本课题的研究，能在不久的将来对适配器进行更好的完善， 使得测试工作的重心转移到协议分析和测试脚本的编写上去，而不 必关心底层适配器的设计与开发，进而能够推动t t c n 3 规范在协 议测试领域的广泛运用。 北京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 关键词：协议一致性测试；测试和测试控制表示法第三版( t t c n 3 ) ； 适配器；套接口技术；短信网关 北京邮电大学硕十研究生学位论文 摘要 d e s i g na n di m p l e n 正n t i o no ft t c n - 3 a d a p t e rs u p p o r t i n gb 小，t i p r o t o c o l t e s t i n g a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ec o m p u t e r , t h ei n t e m e t ，a n dm o b i l e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , i n t e m e ti sg r a d u a l l yo u to fi t so r i g i n a lf i e l d s o fm i l i t a r y , s c i e n t i f i cr e s e a r c ha n de d u c a t i o n ，a n dt h e np e n e t r a t i n gi n t o p e o p l e sd a i l yl i v e s f r o mat e c h n i c a lp o i n to fv i e w , t h ed e v e l o p m e n to f t h en e t w o r kt e c h n o l o g yr e q u i r e sr e l a t e dc o r r e s p o n d i n gp r o t o c o ls t a n d a r d s t om a k ei t s t a n d a r i z e d ，m a k i n ga l l k i n d so fa p p l i c a t i o n st ob e i m p l e m e n t e di na c c o r d a n c e 晰t hu n i f o r ms t a n d a r d s m e a n w h i l e ，n e t w o r k e q u i p m e n tm a n u f a c t u r e r sn e e st oh a v eap r e c i s eu n d e r s t a n d i n go f v a r i o u s s t a n d a r d ss ot h a tn e t w o r ke q u i p m e n t sc a nb ei m p l e m e n t e dc o r r e c t l y u n d e rt h e s t a n d a r d s ，w i t h w h i c hd i f f e r e n tn e t w o r k e q u i p m e n t m a n u f a c t u r e r si n t e r c o n n e c t i o nc a nb ea c h i e v e d i ni p v 6 t e c h n o l g o y - o f i n t e di n t e m e ta n d3 gt e c h n o l o g y - o r i n t e df i e l do fw i r e l e s s c o m u n i c a t i o n s ，i e t eo m aa n do t h e ri n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o n sd e f i n e c o r r e s p o n d i n g c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l s f o ra v a r i e t y o fn e t w o r k t e c h n o l o g i e s f r o mt h ea p p l i c a t i o np o i n to fv i e w , p e o p l ew o u l dl i k et o a c c e s st h en e t w o r ka n y t i m e ，c o n t r o lt h ee q u i p m e n t sa th o m er e m o t e l y , a n do b t a i ng e tl o c a t i o ni n f o r m a t i o nt h r o u g hn e t w o r kq u i c k l y a l lt h e s e b u s i n e s sr e q u i r ec o r r e s p o n d i n gn e t w o r kt e c h n o l o g ys t a n d a r d st om a k e t h e ms t a n d a r d i z e d t t c n 3 ( t e s t i n ga n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n3 mv e r s i o n ) i san e w s t a n d a r df o rp r o t o c o la n ds o f t w a r et e s t i n g ，w h i c hi sp u b l i s h e db ye t s i ( e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n s s t a n d a r d si n s t i t u t e ) i th a sp o w e r f u l f u n c t i o n sa n daw i d er a n g eo fa p p l i c a t i o n s t h i sp a p e ri n v o l v e dt h eu s eo f t t c n 一3o nav a r i e t yo fp r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t i n gi sa u s e f u l a t t e m p t 北京邮电大学硕：仁研究生学位论文 摘要 t h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so i lt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f t t c n 一3a d a p t e r , w h i c hi sa b l et os u p p o r t m u l t i r o t o c o lt e s t i n g t h r o u g h a n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fc u r r e n tn e t w o r kp r o t o c o l ss u c ha st c p , u d p ss la n dc m p p , c o m b i n i n gw i t ht h et t c n 一3s y s t e ms t r u c t u r e ，a t t c n - 3 a d a p t e rs u p p o r t i n gm u l t i - - p r o t o c o lt e s t i n g i s d e s i g n e d a n d i m p l e m e n t e db a s e do ns o c k e ta n do t h e rt e c h n o l o g i e s t h er e s e a r c hw o r k d o n ei nt h i st h e s i si sa ni m p o r t a n ta t t e m p tf o rr e a l i z i n gag e n e r i ca d a p t e r f o rt t c n - 3t e s t i n g ，t h r o u g hw h i c hw eh o p et h a tab e t t e ri m p r o v eo ft h e a d a p t e rc a nb ea c h i e v e di nt h en e a rf u t u r ew i t ht h eg e n e r i ca d a p t e r , t h e t e s t i n gw o r kc a nm a i n l yf o c u so nt h ep r o t o c o lt e s t i n ga n dt h et e s ts c i p t p r e p a r a t i o n ，w i t h o u th a v i n gac a r eo ft h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to f a d a p t e r , t h e r e b yi ti sa b l et op r o m o t et h ew i d ea p p l i c a t i o no f t t c n - 3t e s t s p e c i f i c a t i o ni nt h ef i e l do fp r o t o c o lt e s t i n g k e y w o r d s ：p r o t o c o l c o n f o r m a n c et e s t i n g ；t t c n 一3 ：a d a p t e r ；s o c k e t ； c m p p 北京邮电大学硕士研究生学位论文 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。 一七， 本人签名：丛生 日期：塑塑垒主旦丝璺 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。 本人签名： 导师签名： 日期： 日期： 北京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 1 1 课题研究背景 第一章引言 随着网络技术的不断发展，从最初的网络共享文件、到基于t c p i p 协议的 互联网应用、到无线网络的普及、再到三网融合的下一代网络技术，人们的生活 方式在逐渐地改变，对网络的业务需求在不断的扩展。从技术的角度来看，互联 网技术的飞速发展，促使着口v 6 技术的不断运用，很多提供高带宽和高品质的 网络业务有了实现的可能，而这些技术需要相应协议标准予以规范，使得各种业 务能够按照统一的标准实施；无线通信技术的飞速发展，促使着3 g 等技术的不 断运用，很多基于无线通信的音、视频业务有了实现的可能。在以i p v 6 技术为 导向的互联网领域和以3 g 技术为导向的无线通信领域，i e t f 、o m a 等国际组 织针对各种网络技术，制定了相应的通信协议。从应用的角度来看，人们希望随 时随地接入网络、希望远程控制日常使用的家电等设备、希望能够快速的通过网 络获得定位信息等，这些业务也反过来促使了网络技术的蓬勃发展。 协议的软件实现是根据协议标准的文本描述来设计的，每个实现者对于相同 的自然语言都可能有理解上的差别，甚至可能设计出错误的实现。因此，需要有 效的方法对协议软件实现的正确性和有效性进行判定。为了保障协议实现的正确 性和有效性，协议测试成为了一个重要的手段。 目前，协议测试被人为地分成三种类型：一致性测试、互操作性测试和性能 测试。一致性测试是依据一个协议的描述文本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的要求。协议互操作性测试的主要任务是检测不同的 协议实现之间是否能够可靠地进行通信交互。一个协议实现能否通过一致性测试 和互操作性测试是它能否与其它实现成功互通的重要保障。性能测试是测定协议 实现的性能特性，如响应时间、时间延迟等，并据此对系统性能做出性能评价。 在这三种测试中，协议一致性测试的发展相对来说最为成熟，互操作性还处在发 展阶段，有不同的组织在对互操作性测试的标准和方法进行摸索和研究，同时， 也有一些初步的d r a i t ( 草稿) 面世。 t t c n 3 ( t e s t i n ga n d t e s tc o n t r o ln o t a t i o n3 r dv e r s i o n ，测试和测试控制表示 法第三版) 【l 】是e t s i 推出的协议和软件测试标准。t t c n 3 采用核心语言的形式 为测试套的开发提供了更大的方便性和灵活性。t t c n 3 语言是一种类似于常用 高级语言的测试语言，它具有强大的描述能力和广泛的通用性，可以适应新的软 件架构和下一代网络协议的测试需要。 北京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 1 2 课题研究内容与创新点 t t c n 3 规范是对通信协议进行一致性测试的有效途径，在不同的测试环境 中，需要针对不同的通信机制，利用t t c n 3 规范提供的接口实现相应的通信适 配器，使得测试人员需要花费较多的精力来研究具体的通信机制及t t c n 3 测试 平台的接口。从减少测试人员对适配器二次开发工作量的角度考虑，本课题旨在 设计和实现一种支持多种协议的t i c n 3 适配器，使得测试人员可以将更多的精 力投入到编写测试例的工作中，提高测试的自动化性能。 本文涉及到的通信协议主要分为基于t c p 、u d p 、s s l 连接和短信网关c m p p 的通信方式，针对不同的通信机制设计出对应的t t c n 3 适配器，并将它们进行 有效的集成和整合。主要的创新点如下： 1 ) 将基于s s l 和c m p p 协议的通信方式集成到t t c n 3 适配器中 2 ) 对于单p t c 测试，可以实现满足t c p u d p 、s s l 和短信网关c m p p 中任意一种或多种通信方式组合的t t c n 3 适配器 3 ) 对于并行测试，可以实现满足t c p u d p 、s s l 和短信网关c m p p 中 任意一种或两种通信方式组合的t t c n 3 适配器 本文只是在做基于t t c n 3 测试通用适配器方向的一个尝试，希望通过本课 题的研究，能在不久的将来对适配器进行更好的完善，使得测试工作的重心转移 到协议分析和测试脚本的编写上去，进而能够推动t t c n 3 规范在协议测试领域 的广泛运用。 1 3 论文章节安排 本文通过分析目前网络通信协议中常用到的基于t c p 、u d p 、s s l 、c m p p 等方式的通信特点，结合t t c n 3 测试结构，采用s o c k e t 等技术设计和实现 一种支持多协议的t t c n 3 适配器。实现过程中采用了i b mt e l e l o g i c 公司开发 的支持t t c n 3 的测试工具t a u t e s t e r ，利用c 语言实现了1 盯c n 3 适配器。 本文可分为八章。 第一章介绍了课题研究背景，阐明了课题研究的内容和创新点。 第二章介绍了协议测试理论和t t c n 3 测试系统的结构。重点分析了 t t c n 3 适配器的基本概念。 第三章介绍了在t c p i p 网络通信过程中，基于t c p 和u d p 传输方式的 t t c n 3 适配器的设计与实现。 第四章介绍了在t c p i p 网络通信过程中，基于s s l 安全传输方式的t t c n 3 2 北京邮电大学硕七研究生学位论文第一章引言 适配器的设计与实现。 第五章介绍了在无线通信过程中，基于c m p p 协议的短信网关传输方式的 t t c n 3 适配器的设计与实现。 第六章介绍了对多种通信方式的集成，形成一个能够较为自动的支持多种协 议的t r c n 3 适配器。 第七章是利用一些通信协议的t t c n 3 测试例，对所设计的t t c n 3 适配器 进行一致性测试。 第八章是对全文的总结和对该项技术领域的展望。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 第- 二章研究背景 2 1 协议测试 2 1 1 协议测试概述 第二章研究背景 协议测试理论是协议工程学的一个重要分支。之所以研究协议测试理论，是 因为一个标准化的协议并不能确保该协议的各个实现之间能够成功的进行通信。 其原因在于协议标准目前基本上是使用自然语言描述的，实现者对于协议的不同 理解会导致不同的协议实现，有时甚至会是错误的实现。因此需要一种有效的方 法来对协议实现的正确性和有效性进行判定，这便是“协议测试 。 与软件测试类似，协议测试是通过实验的方法找出协议实现中错误的过程。 在协议测试过程中，既要测试协议是否实现正常的工作，也要测试协议在异常情 况下的容错能力；既要测试协议实现单独运行的情况，也要测试协议实现之间互 相通信的情况。这样才能确信在任何情况下系统都能够正常工作。然而对协议实 现穷尽测试例是不现实的，协议测试只能验证协议是否存在错误，而不能说明协 议不存在错误。这是测试理论，也是协议测试的基本出发点。 鉴于协议测试与软件测试的相似性，协议测试同样可以分为结构测试和功能 测试两种。结构测试是针对软件的内部结构进行的测试，其目的是通过执行每条 语句、遍历程序的各个分支来检查整个程序代码的正确性。在结构测试中，系统 的内部对于测试人员来说是可见的，所以它又被称为“白盒测试”。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 ，即被测试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，即黑盒测试。 2 1 2 一致性测试理论 目前协议一致性测试的理论集中表现在i s o ( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o r s t a n d a r d i z a t i o n ，国际标准化组织) 制定的协议一致性测试标准i s o i e c 9 6 4 6 。 这个标准是针对使用自然语言描述的协议的测试而制定的，最初由五个部分组 成： 4 北京邮电大学硕士研究生学位论文第二章研究背景 1 ) i s o i e c9 6 4 6 1 ：基本原理； 2 ) i s o i e c9 6 4 6 2 ：抽象测试套描述： 3 ) i s o i e c9 6 4 6 3 ：树表结合表示法t i c n ； 4 ) i s o i e c9 6 4 6 - 4 ：测试实现； 5 ) i s o i e c9 6 4 6 5 ：一致性判定过程对实验室和客户的要求； 后来又补充了两个部分： 6 ) i s o i e c9 6 4 6 6 ：侧面测试说明； 7 ) i s o i e c9 6 4 6 7 ：实现一致性声明。 在i s o i e c 9 6 4 6 中对一致性定义如下：“一个一致性的实现应当满足静态一 致性需求和动态一致性需求，并且与在p i c s ( 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 ，协议实现一致性声明) 中所声明的功能相符合 。一个 一致性的实现应该满足所有在协议标准中显式表达的一致性需求，而一致性需求 规定了一个一致性的协议实现应该做什么，不应该做什么。协议实现和协议一致 性需求是有着相互作用关系的，前者应该满足后者的要求，而后者应该为前者提 供实现的标准，一致性需求一般可以分为以下三类： 1 ) 必备要求( m a n d a t o r y ) ：在所有条件下都需要实现； 2 ) 条件要求( c o n d i t i o n a l ) ：只有当标准中的特殊条件满足时才需要实现； 3 ) 可选要求( o p t i o n a l ) ：由实现者来选择是否进行实现。由于大量可选项 的存在，每个协议标准实际上是描述了一类协议，因此各个协议实现的 功能可能不完全一致，有些可选功能既可以实现，也可以不实现。因此， 协议实现者应在p i c s 中列出所有已经实现的功能，从而使得测试人贯 知道可以进行何种测试。 在协议标准中定义的一致性测试需求分为两个基本组：静态一致性需求和动 态一致性需求。其中，静态一致性需求规定了网络互连所规定的最小能力，对可 选功能进行选择时应遵从的约束。它规定了一个协议实现所应提供的最低功能， 以及不同可选功能之间的组合性与一致性。协议标准的主体由动态一致性需求构 成，它定义了协议实现和外部环境进行通信时的可观察行为。它所关心的是可观 察事件如p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ，协议数据单元) 或a s p ( a b s t r a c ts e r v i c e p r i m i t i v e ，抽象服务原语) 的发送接收的顺序，p d u 中信息的编码及不同p d u 中所含信息的关系等等。 2 1 3 一致性测试过程 一致性测试应该采用黑盒测试的方式进行，因为被测协议实现是一个真实的 系统或者是真实系统的一部分，其内部逻辑结构是不可知的，可以知道的只是根 北京邮电大学硕十研究生学位论文第二章研究背景 据协议标准而得到的协议实现在一定的外部输入条件下所应该具备的外部行为， 通过控制输入，监控输出来评价协议实现是否与协议标准相一致。为了检验r l 丌 的一致性，通常采用证伪法测试，这种方法按标准规定的所有可行项目对r l t 进行测试，一经发现有错，就可得出t 不符合标准的结论。没发现错误意味 i u t 符合标准，或者所用的测试套不足以查出错误。因此，证伪法测试只能确定 砌t 与标准不一致，不能得出完全一致的结论。 图2 - 1 ：一致性测试过程 一致性测试过程如图2 1 所示，主要分为以下四个阶段： ( 1 ) 测试人员对协议标准进行数学建模，应用测试生成技术，生成测试序列； ( 2 ) 用特定语言描述测试序列，得到独立于任何协议实现的抽象测试套： ( 3 ) 抽象测试套加载到特定的测试系统中，结合被测协议实现的p i c s p i x i t , 采用适当的测试方法，生成针对被测协议实现的可执行测试套； ( 4 ) 测试系统执行可执行测试套，结合协议实现的静态一致性分析，得到最终 的测试报告。 2 1 4 抽象测试方法 在实际测试时，对被测协议实现通过不同的方式，在不同的p c o 进行输入控 制、输出观察，就称为不同的测试方法，输入控制和输出观察是通过嵌套在抽象 服务原语( a b s t r a c ts e r v i c ep r i m i t i v e ，a s p ) 中的协议数据单元( p r o t o c o ld a t au n i t ， p d u ) 来表示的。i s o i e c 9 6 4 6 2 】为端系统测试定义了4 种抽象测试方法：本地 测试法、分布式测试法、协调测试法、远程测试法( 如图2 2 所示) 。具体r l j t 都 是存在于一个真实的系统中，远程测试法因为对叫t 上层可控接口无特殊要求而 6 北京邮电大学硕士研究生学位论文第一二章研究背景 成为目前最常用的一种测试方法，测试系统仅仅需要实现下测试器而不需要实现 上测试器的功能。 ( 1 ) 本地测试法 ( 3 ) 协调式测试法 ( 2 ) 分布式测试法 ( 4 ) 远程式测试法 i i m f d i j s ! 下测l 爿 上测试器 1 l 实现 服务提供者 图2 2 ：四种端系统抽象测试方法的结构 本地测试法( l o c a l m e t h o d ) 是端系统协议一致性测试中的最简单也是最基本 的方法。在本地测试法中，l t 、u t 以及测试协调过程是在同一个系统中实现的。 这种方法的一个基本假设是在刑t 的上下边界都存在暴露的访问接口，这些接 口也称为控制观察点( p o i n to fc o n t r o la n do b s e r v a t i o n ，简称p c o ) ，测试系统通 过这些p c o 对肌的输入激励并且观察i l j t 的输出响应，然后根据协议描述作 出测试判决。在本地测试法中的l t 和u t ，分别对应于肼的上下接口。l t 和 u t 的作用是在i l 丌的上下接口处通过交换测试事件来观察m t 的行为，测试协 调过程用于协调l t 和u t 的动作，l t 同时记录所有的测试事件以作为测试判决 的依据。 当端系统协议一致性测试是由独立的第三方进行，或者测试系统与砌t 位于 不同的地点，经常无法对肌的下边界进行直接的访问。所以i s o i e c 9 6 4 6 又 定义了三种端系统外部测试方法：分布式测试法、协调式测试法和远程测试法。 在这三种外部测试方法中，假定t 的下边界不存在p c o ，对t 的激励和观 察功能分成本地和外部两个部分。这三种测试方法的共同特点是l t 和i u t 处于 两个不同的系统之中，二者之间通过提供( n 1 ) 层服务的底层协议实现连接。 在采用外部测试方法时，为了进行测试判决，就需要首先承认如下假设：当测试 ( n ) 层实体时，( n 1 ) 层实体向上提供的服务是可靠的。 在分布式测试方法中，l t 和砌t 处于两个不同的系统之中，二者之间通过 提供( n 1 ) 层服务的底层协议实现连接。从图2 2 中的图( 2 ) 可以很明显地看出， 7 北京邮电火学硕上研究生学位论文 第二章研究背景 l t 是刑t 的对等实体。u t 与砌t 位于同一个系统内，它要求m t 有暴露的上 边界访问接口。与本地测试法相比较，分布式测试法必须修改基于本地测试法所 设计的抽象测试集，以包含l t 所使用到的底层抽象服务原语，而这些抽象服务 原语和本地测试法中所用到的是互补的。另外，对于分布式测试法来说，由于 l t 和u t 分布在不同的系统，二者之间的同步和控制( 即测试协调过程) 比本 地测试法要困难得多。在分布式测试法中，测试协调过程可以用在p c o 处交换 的a s p 来说明，也就是说l t 和u t 之间的协调是通过r l 兀实现的，所以测试判 决是基于l t 所观察到的行为而作出的。 协调测试法是最复杂的一种端系统抽象测试方法，它要求在l u 和u t 之间 通过传送测试管理协议数据单元( t e s tm a n a g e m e n tp r o t o c o ld a t au n i t ，简称 t m p d u ) 建立起高度的测试协调，并在l t 和u t 中对所收集和观察到的信息 进行报告。 远程测试法的主要特点是并不要求能访问t 的上边界，也不要求显式的 测试协调过程。这种方法依赖于被测协议来实现m 和l t 间的同步。远程测试 法所采用的一个假设是1 1 l t 的状态可由l t 通过( n 1 ) 层服务与之交换( n ) 层p d u 来确定。测试判决则是由基于下测试器对i u t 提供的激励以及下测试器 所观察到的r l 厂r 的响应做出的。远程测试法在低层协议一致性测试中应用得较 为广泛。 2 1 5 一致性测试现状 协议一致性测试从六、七十年代开始受到研究人员的重视，并投入了大量的 人力物力从事这方面的研究。许多计算机厂家和实验室纷纷推出自己的测试系统 和测试仪。例如：加拿大i d a c o m 公司的o s i 协议一致性测试仪、美国a l c a t e l t i t n 公司的o s i 协议一致性测试系统x r t l e 、美国a l c a t e l 公司的o s i 协议一 致性测试仪系列、美国惠普公司的测试仪系列等。正是国外各个公司和实验室大 量投入，协议一致性测试技术在不断地发展前进。 而在国内，我国从八十年代开始进行o s i 协议方面的研究工作，并在“七五” 期间初步建成了通信数据网。清华大学计算机网络与协议测试研究实验室完成的 “八五”计划中的攻关项目“协议一致性测试系统p c t s 就是为全面开展各 种计算机网络的一致性测试活动建立物质和技术基础。如今在各运营商和设备提 供商之间，协议一致性测试也得到了足够的重视，比如中国移动研究院就投入了 大量人力分析协议、编写测试用例，并邀请华为、摩托罗拉等国内外知名设备商 提供测试解决方案。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章研究背景 2 2t t c n 3 2 2 1t t c n 3 简介 t t c n ( t r e ea n dt a b u l a rc o m b i n e dn o t a t i o n ，树和图表表示法) 是二十世纪 九十年代e t s i ，i t u t ，i s o 等国际组织制定的用于进行协议测试的标准，由 i s o i e c 9 6 4 6 3 标准进行了说明，是一致性测试方法与框架中的第三部分。同时， u t 也相应出版了t t c n 标准x 2 9 2 。2 0 0 1 年，已经对t t c n 进行了数年研究 的e t s i 推出了t t c n 3 ( t e s t i n ga n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n3 r dv e r s i o n ，测试和测 试控制表示法第三版) 作为新一代协议和软件测试标准。 t t c n 3 采用核心语言的形式为测试套的开发提供了更大的方便性和灵活 性。t t c n 3 核心语言是一种类似于常用高级语言的测试语言，它除了包含一般 高级语言所共有的语言特性外，还扩展了测试裁决、匹配机制( 用于比较s u t ( s y s t e mu n d e rt e s t ) 的期待值与实际值) 、时钟管理、分布式测试组件、说明编 码信息的能力、同步与异步通讯、监控等功能，使其具有更强大的描述能力和更 广泛的通用性。 t t c n 3 作为可以用在多种通信端口上的测试描述语言，其应用领域也非常 广泛。它不仅是可以对移动通信协议( 例如g s m 、3 g 等) 和互联网协议( 例如 i p v 6 、s i p 、h 3 2 3 、o s p 、s i g t r a n 等) 进行测试，还可以进行服务测试、模组测 试、基于平台的c o r b a 测试、a p i 测试等。同时，t r c n 3 不仅仅局限于一致 性测试( c o n f o f i n a n c et e s t i n g ) ，它还可以广泛用于其他各种类型的测试，包括互 操作性性测试( i n t e r o p e r a b i l i t y t e s t i n g ) 、健壮性测试( r o b u s t n e s s t e s t i n g ) 、回归 测试( r e g r e s s i o n t e s t i n g ) 、系统测试( s y s t e m t e s t i n g ) 和集成测试( i n t e g r a t i o n t e s t i n g ) 、以及负载压力测试( l o a d s t r e s s t e s t i n g ) 等。 国际上许多公司都努力开发其相关的工具和产品，新西兰的达芬奇通讯公司 ( d av m c ec o m m u n i c a t i o n s ) 致力于t t c n 3 与j a v a 的结合；开放环境公司( o p e n e n v i r o n m e n ts o f t w a r e ) 已开发出o p e n t t c n 始终机构；总部在瑞典、拥有c i s c o 、 n e c 、爱立信、诺基亚等大公司用户的t e l e l o g i c 公司，开发了用于t t c n 应用 的t a u 工具；德国的测试技术公司( t e s t i n gt e c h n o l o g y ) 开发了t t 工具系列。【3 】 9 北京邮电大学硕士研究生学位论文第二章研究背景 2 2 2t t c n 3 测试套结构 图2 3 ：t t c n 一3 测试套结构 由t t c n 3 语言编写的一系列用于某项测试的测试例的集合可以称为 t t c n 3 测试套( t t c = n 3t e s ts u i t e ) 。如图2 3 所示，每个t r c n 3 测试套都 由四个部分组成，这四部分分别是：测试数据类型( t e s td a mt y p e s ) 、实际 测试数据( a c t u a lt e s td a t a ) 、测试配置( t e s tc o n f i g u r a t i o n ) 和测试行为( t e s t b e h a v i o r ) 。 1 ) 测试数据类型。t f c n 3 支持许多预定义的基本类型。这些基本类型包 括与程序语言正常关联的基本类型，如整形( i n t e g e r ) 、布尔类型( b o o l e a n ) 、 和串类型；也包括一些t t c n 3 特殊的类型，如对象标识类型( o b j i d ) 和判 定类型( v e r d i c t t y p e ) 。可以从这些基本类型中构造结构类型，如结构类型 ( r e c o r d ) 、集合类型( s e t ) 和枚举类型( e n u m e r a t e d ) 。 此外还有一些与测试配置和数据相关的特殊类型，如地址类型( a d d r e s s ) 、 端口类型( p o r t ) 和成份类型( c o m p o n e n t ) 。测试数据类型定义了测试中的消 息( m e s s a g e s ) 或者调用( c a l l s ) 的结构以及这些结构中的元素信息( ( 域( f i e l d ) 或者参数( p a r a m e t e r s ) 等) ；定义了内部用于计算的数据结构；定义了用于 编码和显示的相关信息。 2 ) 实际测试数据。定义了在实际测试时所用到的测试数据的值，包括： a ) 作为消息或者调用中的参数的常量或者模板； b ) 作为消息或者调用中的参数的匹配表达式，例如：数值长度( v a l u e ) 、 数值列表( v a l u el i s t ) 、通配符( w i l d c a r d s ) 、存在性( p r e s e n c e ) 、长 度( 1 e n g t h ) 、大小( s i z e ) ，排列( p e r m u t a t i o n ) 和正则表达式( r e g u l a r e x p r e s s i o n s ) 。 c ) 模板分解( t e m p l a t ed e c o m p o s i t i o n ) 、参数化( p a r a m e t e r i z a t i o n ) 和修 正( m o d i f i c a t i o n ) 。 3 1 测试配置： 1 0 北京“自 学顿研究生 位* 文* = 章h 究口 t t c n 一3 除了可以模拟单测试实体与被测系统交互外，还允许有多个测试 实体与被测系统通信，即并发测试。并发测试对每个测试实体都进行了配置的( 动 态) 描述，一个配置由一个带有良好定义的通信端口的互连测试成分集合和定义 该测试系统边界的明确的钡试系统接口组成。 国2 - 4 ：一个典型的t t e n 一3 测试配置的概念化视图 如图2 4 所示在每个配置中应该有一个且仅一个主测试成分( m a i n t e s t c o m p o n e n t ，简称m t c ) ，非主测试成分被称为并行测试成分( p a r a l l e lt e s t c o m p o n e n t ，简称r r c ) 。m t c 应该在每个测试例执行开始时由系统创建，而测试 例主体中定义的行为应该在该成分上执行。在一个测试例执行期间，通过显式使 用e r e a t e ：操作来动态创建其它成分。应在m t c 终止时结束测试例执行，平等对待 所有其它的p t c s ，即在它们之间没有明确的层次关系，一个p t c 既不能终止其它 p t c s 也不能终止m t c 。当m t c 终止时，测试系统必须停止所有测试例结束时未 被终止的p t c s 。 测试成分之间以及测试成分和测试系统接口之间的通信通过通信端口实现。 用关键字c o m p o n e n t 和p o r t 指示的测试成分类型和端口类型应该在模块定义部分 中定义，成分的实际配置阻及它们之间的连接通过在其测试例行为中执行c r e a t e 和c o n n e c t 操作来实现，利用m a p 操作将成分端口连接到测试系统接口的端口上。 4 1 测试行为： 曲静态测试行为：在测试例部分对数据进行处理的行为，比如涉及到 加密、校验等算法的函数( f u c t i o n s ) 。 b ) 动态测试行为：测试组件在通信端口的动态行为，可以分为串行行 为、选择性行为( a l t s t e p s ) 和交叉行为( i n t e r l e a v e ) 。 j 匕a 邮i n 大学顿fw 究生学位论空 第一$ 究竹景 2 22t t c n 3 系统结构 t t c n 一3 测试系统【4 1 可以分为不同的相互交互的实体它们在测试系统中实 现不同的功能。这些实体涉及涮试例执行、中断或执行己编译的t c n 3 代码 实现与被测系统( s u t ) 的通信机制、实现外部函数咀及处理计时器操作等。 ；介 ”5 y s t 8 “。“ n 广羔：釜巨塑塑辫錾划巨二：。j i 。7 ：；纂鲨：；：；：一氮i 鐾二裟。b t et e s te x e c u t a b l e l e f s ! e x e c u t a b l e f e s ts u i t e l一、，一 o i s a i s y s t e ma d a p t e ri ip a | a t f o r ma d a p t e r 【 v s u t ：s ，一。一t 】 圈2 5 ：t t c n 一3 斟试系统结构”1 ( i ) t t c n 3 测试系统结构如图2 5 所示。其中，中断和执行t r c n 3 测试 套( 即可执行测