（计算机科学与技术专业论文）基于ttcn3的通用编码器的研究与实现.pdf

矗 ， 铀 一 、 m i ii i l l l l q li i ii ili1 i l lui i l l l l i 17 5 8 4 2 8 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。 = ，1 上、 本人签名：蝤丝 日期：趁垃：墨32z 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。 j 本人签名： 当筮 日期： 一砬f1 2 ：至：! 墨 导师签名： ：呈乒拉 日期：坳q ：三：l 兰 j 0 一 北京邮电大学硕十研究生学位论文 摘要 基于t t c n 3 的通用编码器的研究与实现 摘要 随着计算机通信技术的飞速发展，计算机网络在人们的生活中扮 演着越来越重要的角色。网络协议是网络实现信息共享和交换的基 础，层出不穷的下一代互联网协议和3 g 通信协议，必然带来相应产 品的产生，而各种产品的开发离不开协议测试工具的检验。由欧洲电 信标准协会推出的测试和测试控制表示法第三版t t c n 3 ( t e s t i n g a 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 ) ，因其强大的功能和广泛的使用 范围，已经成为协议测试的主流标准。 协议测试是用来保证协议标准实现正确性与有效性的主要手段， 一般包括一致性测试、互操作性测试和性能测试。使用t t c n 3 进行 协议一致性测试或互操作行测试，需要有t t c n 3 集成测试系统。一 个完整的t t c n 3 测试系统由多个相互协调的实体组成，主要包括测 试管理器、执行器、适配器和编解码器等多个部分。 编解码模块是t t c n 3 标准测试系统中非常重要的一部分。测试 工程师开发一致性测试工具时，需要根据具体的测试平台和具体的协 议设计实现编解码模块。目前，在工业界的t t c n 3 测试i d e 产品中， 都留有编解码器的实现接口，需要工程师来具体完成。这样不仅使测 试工程师不能专注于t t c n 3 抽象测试脚本的编写，而且不利于代码 的重用，降低了测试工具的开发效率，更重要的是阻碍了t t c n 3 测 试语言的推广和发展。 本文提出基于t t c n 3 的通用编码器的设计思想，是对t t c n 3 测试标准的探索和开拓。该编码器开发完成并且应用于协议测试工业 界，将会极大的提升协议测试工具的开发效率，并且推进t t c n 一3 标 准和协议测试工业界的发展。 本文基于i b m 公司的测试平台t a ut e s t e r 进行开发。首先详细 地介绍了协议一致性测试和t t c n 一3 标准测试系统、t a ut e s t e r 结构， 然后根据课题的研究目标，详细设计了基于t t c n 3 的通用编码器的 模型，并且进行了具体开发，实现了多种不同数据类型协议的编码， 最后给出了详细的验证结果。 关键词协议测试t t c n 3 通用编码器x m l 北京邮电大学硕一卜研究生学位论文 摘要 ， f 1 北京邮电大学硕士研究生学位论文 t h er e s e a r c ha n di 量皿l e n n t a t i o no f i7 闭 v e r s a le n c o d e rb a s e do nt t c n 一3 a bs 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 fc o m u p t e rc o m m u n i c a t i o n ，c o m p u t e r n e t w o r kp l a y sa ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tr o l ei np e o p l e sl i v e s n e t w o r k p r o t o c o li st h ef o u n d a t i o nf o r i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n de x c h a n g e ，a n dw i t h t h ee m e r g e n c eo fn g ia n d3 gp r o t o c o l s ，t h ep r o d u c t sw i l lb ed e v e l o p e d c o r r e s p o n d i n g l y t h ed e v e l o p m e n to fe a c hp r o d u c th a st ob ee v a l u a t e d t h r o u g hp r o t o c o lt e s t i n g t e s t i n g a n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n3 r d v e r s i o n ( t t c n - 3 ) ，w h i c hs p c i f i e db ye u r o p e a n t 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 ( e t s i ) ，h a sa l r e a d yb e c o m et h em a i n s t r e a ms t a n d a r d o fp r o t o c b lt e s t i n g ，w h i c hi sm a i n l yu s e df o rt h ep r o t o c o lc o n f o r m a n c e a n di n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n ga n ds oo n p r o t o c o lt e s t i n gi st h em a i nm e t h o dt oe n s u r et h ea c c u r a c ya n d v a l i d i t yo fp r o t o c o li m p l e m e n t a t i o n ，w h i c hi n c l u d e sc o n f o r m a n c et e s t i n g ， i n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n ga n dp e r f o r m a n c et e s t i n g t od e v e l o pc o n f o r m a n c e t e s t i n go ri n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n gt o o l s ，w en e e dac o m p o s i t i v et t c n 一3 t e s ts y s t e m ，i n c l u d i n gt e s tm a n a g e m e n t ，t e s tl o g g i n g ，a n dc o m p o n e t h a n d l i n g t h ec o o r d i n a t i o no ft h e s ec o m p o n e n t sc a nc o m p l e t et h et e s t t a s k s t h ec o d e cm o d u l ei sa ni m p o r t a n t p a r to f t h et t c n 一3s t a n d a r dt e s t s y s t e m w h e ne n g i n e e r sc o n d u c tc o n f o r m a n c et e s t i n gt o o ld e v e l o p m e n t ， t h e yn e e dt od e s i g na n di m p l e m e n te n c o d i n ga n dd e c o d i n gm o d u l e s b a s e d o nas p e c i f i ct e s tp l a t f o r m a tp r e s e n t ，t h ei n d u s t r i a lt t c n - 3t e s ti d e p r o d u c t s l e a v ei n t e r f a c ef o rt h ec o d e c ，a n dt h ec o n c r e t er e a l i z a t i o n r e q u i r e se n g i n e e r st oc o m p l e t e i t ss c a l a b i l i t yi sv e r yg o o d ，b u ti tw i l l i n c r e a s et h eb u r d e no fe n g i n e e r s s ot h a tt h e yc a nn o tf o c u so nt t c n 3 n 北京邮电大学顾仁研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c tt e s ts u i t ep r e p a r a t i o n t h i si sn o tc o n d u c i v et or e u s eo fc o d e ， r e d u c i n gt h ee f f i c i e n c yo ft h ed e v e l o p m e n to ft e s t i n gt o o l s ，b u t a l s o h i n d e r e dt h et t c n 3t e s tl a n g u a g ep r o m o t i o na n dd e v e l o p m e n t i nt h i sp a p e r , t h ep r o p o s e dt t c n 一3b a s e du n i v e r s a lc o d i n gm o d u l e i sa n e x p l o r a t i o n a n dp i o n e e r i n go ft t c n 3t e s tc r i t e r i a t h e d e v e l o p m e n ta n dt h ea p p l i c a t i o no ft h eu n i v e r s a le n c o d e rw i l lg r e a t l y e n h a n c et h ee f j c i c i e n c yo fd e v e l o p m e n to fp r o t o c o lt e s tt o o l sa n dp r o m o t e t h et t c n 3s t a n d a r d sa n dp r o t o c o lt e s ti n d u s t r y sd e v e l o p m e n t t h i sm o d u l ei sd e v e l o p e db a s e do nt e l e l o g i c st a ut e s t e r f i r s t l y , w eb r i n gf o r w a r dt h ec o n c e p to fp r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t i n g ，i n t r o d u c e t h ec o r el a n g u a g eo ft t c n 3 a n dd e s c r i b et h es t r u c t u r eo ft t c n - 3t e s t s y s t e ma n dt h ef u n c t i o no fe v e r yc o m p o s i t i o n t h e nw ei n t r o d u c et h e d e s i g no fac o m m o nt t c n 3b a s e dd a t a e n c o d e rm o d e la n dt h e d e v e l o p m e n to ft h ea u t o m a t i cc o d ed e v i c e ，w h i c hi sa b l et os u p p o r ta v a r i e t yo fd i f f e r e n td a t at y p e s a f t e rt h a t ，t h ee v a l u a t i o no ft h ec o d e c a n dt h e c o r r e s p o n d i n g r e s u l t sa r e p r e s e n t e d f i n a l l y , t h e t h e s i si s c o n c l u d e dw i t has u m m a r ya n df u t u r ew o r k k e yw o r d sp r o t o c o lt e s t i n g ，t t c n - 3 ，g e n e r a lc o d e c ，x m l 一工 北京邮电大学硕十研究生学位论文目录 目录 第一章引言。l 1 1 课题背景和意义1 1 2 研究内容和创新点3 1 3 本论文章节安排3 第二章一致性测试和t r c n 3 ：5 2 1 协议测试5 2 1 1 协议测试的基本概念5 2 1 2 协议测试的类别5 2 1 3 协议的一致性测试6 2 2r r i ：n 3 语言8 2 2 1t t c n 3 语言简介8 2 2 2t i c n 3 语言元素1 0 2 2 3 删3 测试套结构1 2 2 31 w n 3 测试系统。1 3 2 3 1t r c n 3 测试系统基本结构13 2 3 2t t c n 3 测试系统里的功能实体1 3 2 3 31 t c n 3 测试系统接口1 5 2 3 4 商用1 t c n 3 测试系统t a ut e s t e r 1 6 第三章通用编码器的设计1 8 3 1 通用编码器的设计思想1 8 3 1 1 现有编码模块的实现一1 8 ， 3 1 2 基于x m l 的通用编码模块1 9 3 1 - 3x m l 技术分析2 l 3 2 通用编码器的总体架构2 3 3 3 通用编码器的上作流程2 6 第四章通用编码器的详细设计与实现2 8 4 1 编码格式定义文件2 8 4 1 1x m l 处理指令2 8 4 1 2 根元素一2 9 4 1 3 协议类型描述一2 9 4 1 4 数据结构描述如 4 2 通用编码模块3 2 4 2 1 核心编码引擎一3 2 4 2 2 格式解析模块3 5 4 2 3 编码控制模块一3 7 4 2 4 数据组装模块4 4 4 2 5t t c n 3 控制接口函数4 6 第五章系统验证及结果分析4 9 5 1 测试设计4 9 5 1 1 一致性测试结构4 9 5 1 2 测试步骤和方法5 0 5 2d h c p v 6 协议一致性测试5 0 i v 北京邮电大学硕士研究生学位论文目录 5 2 1 协议报文格式简介5 0 5 2 2 测试用例描述5l 5 2 3 测试数据定义5 2 5 2 4 测试结果5 5 5 。3a g p s 协议一致性测试5 6 5 3 1 协议报文格式5 6 5 3 2 测试用例描述5 6 5 3 3 测试数据定义5 7 5 3 4 测试结果6 0 第六章总结。，6 3 6 1 论文总结6 3 6 2 对未来的展望6 3 参考文献6 5 至炙谢一6 6 攻读硕士学位期间发表的学术论文6 7 v ， 粤 北京邮电大学硕十研究生学位论文第一章引言 1 1课题背景和意义 第一章引言 随着计算机网络和通信技术的发展，保证网络实现信息共享和交换的网络协 议也层出不穷。在理想的情况下，不同厂家按照相同协议标准生产的设备在网络 环境下应该能正常通信，但实际情况是，由于标准协议都是使用自然语言进行描 述，不同的开发者对协议标准的理解不同，以及各个厂家持有不同的技术政策， 会导致其产品的性能与标准有一定的偏差。协议实现与协议标准不一致的，将导 致多厂家通信设备互连成的网络不能正常工作，因此协议实现在正式发布之前需 要对其外部性能进行一致性测试，为此i s o 与r r u t 提出了“o s i 与i t u t 协 议实现一致性测试的框架和方法 的建议，并且制订了相应的国际标准。 所谓一致性测试就是用来验证协议实现与相应协议标准的一致性。这种测试 只关心协议实现呈现于外部的性能。在多个厂家进行设备互连时，通过一致性测 试会提高人们对设备( 协议实现) 符合相应协议标准的置信程度，提高相同标准不 同实现之间成功互连的概率。 i s o i e c 9 6 4 6 中建议使用t t c n 作为测试集的描述方法，其中最新和最主 要的是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 ) 。t t c n 3 语言提 供了强大的适合测试的语言特性，使用它可以很轻易地定义协议消息数据结构、 协议中的功能实体、协议消息序列图、匹配机制( 按照协议应该收到的数据和s u t 实际发送数据相比较) 、数据的编码解码方式、协议的通信方式、测试管理、提 供相关测试日志、a s n 1 接口以及使用系统功能的接口。 同以前的版本相比，t t c n 3 从名字含义到功能都有了很大的变化。t t c n 3 保留了t t c n 2 中图表形式表示测试例子的方法，并且加以了改进，更加的灵活 好用。更为重要的是t t c n 3 提出了核心语言，该语言是一种专门为通信而设计 的高级程序语言，使用它能够很准确，很容易地描述出协议。核心语言是t t c n 3 标准最主要的一部分。 t t c n 3 是一套设计优良的测试标准，它规定了一个标准的测试系统和测试 系统中的多个实体，各个实体应该实现的功能，以及实体与实体之间相应的接口。 目前t t c n 3 测试系统已经得到了多家商业公司的支持，开发出了可以使用的、 健壮的t t c n 3 测试平台。例如，业界知名的t a u t e s t e r ，该工具以c 语言作为 基础环境，把t t c n 3 编写的抽象测试套a t s ( a b s t r a c tt e s t c a s es u i t e ) 编译生成c 语言实现的e t s ( e x e c u t a b l et e s t c a s es u i t e ) ，并且为t i c n 3 标准系统的其它功能 模块提供了c 语言的实现接口，使用该工具用户可以非常方便的开发出可执行 北京邮电大学硕十研究生学位论文 第一章引苦 的一致性测试工具。另一个比较优秀的t t c n 3 测试平台是t e s t i n gt e c h 公司的 t t w o r k b e n c h 。该工具以j a v a 语言为基础环境，同样可以把a t s 编译成为可执 行测试套，并为t t c n 3 的其它功能实体提供接口，工具功能强大，可扩展性强。 当然还有d a n e t 公司的t t c nt o o l b o x ，这里就不一一赘述。这些工具都实现了 a t s 的翻译工作，并且给t t c n 3 标准的其它实体留下了接口。这种商用的 t t c n 一3 测试系统使得测试工程师可以随意的编写自己想要的实现，非常的灵活。 但是同时也增加了工程师开发t t c n 3 测试工具的难度，提高了对测试工具开发 人员的要求。例如，如果使用t a ut e s t e r 进行开发，则必须熟练使用c 语言，并 且了解相关实体的接口和通信方式的实现，而使用t t w o r k b e n c h 就对工程师的 j a v a 技能有相应的要求。 t t c n 3 标准测试系统中一个重要的实体是编码解码器c d ( e o d e ca n d d e c o d e c ) ，c d 在测试系统中有着举足轻重的作用。t e 模块之中定义的消息数据 结构发送到被测系统( s u t ) 、并行测试单元( p t c ) 以及平台适配器( p a ) 或者从这些 功能实体接受数据，都需要经过编码解码器的编码与解码。正确的编码和解码器 是测试执行的基础，错误的编码解码器会导致不可预知的错误，在执行测试时就 会反映为测试不通过，不能真实的反映测试结果。所以正确的设计与实现编码解 码器对于t t c n 3 测试系统是非常重要的。 测试工程师开发一致性测试工具时，需要根据具体的测试平台和具体的协议 设计实现编解码模块。不同协议数据结构和数据类型不同，而一种形式的数据结 构就有一种解码规则，一种数据类型就有一种编码规则，导致编码解码方式层出 不穷。例如：t c p ，u d p 等协议使用比特数据流表示数据，s i p 协议使用字符串 表示数据，a g p s 协议使用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 ) 表示数据，还 有一些协议使用a s n 1 来表示数据等等，而且这些协议的报文格式都不相同。 测试开发人员在开发编解码模块时，必须要对协议的报文格式、数据类型及相应 的t t c n 3 描述非常了解，这就加重了开发人员的工作量，降低了一致性测试工 具的开发效率。 笔者提出此课题，目的就是设计开发出通用的编码器：在一致性测试工具开 发过程中，不管协议报文格式和数据类型如何变化，通用编码器都可以根据提供 的信息自动完成编码工作。测试人员可以不必关心编码解码器的设计与实现，把 全部的精力集中在抽象测试套的编写上面。这项技术在目前的商业产品和科研活 动中都没有涉及，其设计和开发，对t t c n 3 标准的推广，对协议测试研究领域 的贡献都是巨大的。 2 j ， 北京邮电大学硕+ 研究生学位论文 第一章引言 1 2 研究内容和创新点 开发能够根据协议格式定义文件自动进行编码的通用编码器是本课题的最 终目的。在设计通用编码器的时候，需要综合考虑各种协议，设计出符合多种协 议要求的编码格式定义文件，并使用x m l 语言进行描述，然后设计和实现格式 定义文件解析模块和通用编码模块，最后设计t t c n 一3 抽象脚本和被测系统来验 证编码解码器的正确性。 本课题具有两个创新点。第一个是设计x m l 语言( e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ) 描述的编码格式定义文件，该文件可以弥补t t c n 3 数据定义方式中 仅说明数据类型和数据内容，无相关编码格式说明的不足。第二个是通用的编码 模块，该模块对格式定义文件进行解析，并按照编码格式调用相应编码模块，实 现编码。研究的关键点在于编码格式定义文件的设计、通用编码模块的结构设计 以及不同类型的具体协议的编码实现。编码格式文件的设计决定着该通用编码器 的可用性和可扩展性：格式简单，但又能包含编码所需的全部信息是对编码格式 定义文件的基本要求。通用编码模块决定该通用编码器的通用性和健壮性：首先 能正确且高效的解析编码定义文件，其次，要尽可能覆盖多种协议类型的编码。 由于本课题选题角度新颖，具有很高的创新价值和开拓意义，日后应用于 t t c n 3 标准系统和协议测试工业界，将会极大的提升协议测试工具的开发效率， 并且推进t t c n 3 标准和协议测试工业界的发展。 1 3本论文章节安排 本文共有六章，首先着重研究了t t c n 一3 标准系统中的核心语言( c o r e l a n g u a g e ) 以及编码解码模块c d ( c o d i n ga n dd e c o d i n g ) 的使用和特点，在这个基础 上设计了通用的t t c n 3 数据编码器的模型，并且基于t a ut e s t e r 具体设计和实 现了多种协议的编码，验证了该模块对不同协议编码的正确性。本论文一共分为 六章，安排如下： 第一章，引言，介绍论文的研究背景和意义并且提出研究内容和创新点。 第二章，一致性测试和t t c n 3 相关技术，即t t c n 3 核心语言和t t c n 一3 测试系统。 第三章，通用编码器的总体设计，具体提出本课题总体设计方案和开发模型。 第四章，通用编码器的详细设计与实现，实现基于t t c n 一3 的通用编码模型， 包括x m l 编码格式定义文件的设计，通用编码模块的组成及具体实现。 第五章，系统测试及结果分析，针对d h c p v 6 协议和a g p s 协议编写t t c n 3 北京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章引苦 脚本，在t a ut e s t e r 上验证通用编码器，并给出结果。 第六章，总结与展望，总结本文的研究成果和对今后工作的展望。 4 北京邮电人学硕二i ：研究生学位论文第一二章一致性测试和t r c n 3 2 1 协议测试 第二章一致性测试和t t c n 3 2 1 1 协议测试的基本概念 协议测试【l 】是从软件测试的基础上发展而来。一般的软件测试可以分为结构 测试和功能测试两种。结构测试是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。协议测试属于功能测试， 即黑盒测试。 对软件进行协议测试的原因是：协议实现的开发者对于协议的不同理解会导 致不同的协议实现，即标准化的协议并不能确保所有协议实现的正确性及它们之 间的正常通信。软件测试是发现软件中错误的过程，相应的，协议测试是试图通 过实验的方法找出协议实现中错误的过程。在测试过程中，既要对协议实现正常 工作的情况进行测试，也要测试其异常使用的情况；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。 对一个软件进行无穷尽的测试是不现实的，所以测试并不能保证一个协议实 现的完全正确性，即测试只能表明“存在错误 ，而不能证明“不存在错误”。 这是测试理论，也是协议测试的基本出发点。 2 1 2 协议测试的类别 目前，协议测试主要分为三种类型【2 】：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实现进行测试，检测协议实现 是否符合协议标准。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 否能够正常、可靠地进行通信。性能测试是测定协议实现的性能特性( 包括响应 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。一个协议实现能否通过一致性 5 北京邮电大学硕。 ：研究生学位论文第二章一致性测试和t t c n 3 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。 2 1 3 协议的一致性测试 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满足静态一 致性需求和动态一致性需求，并与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。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 应在协议实现一致性声明中列出所有已经实现的功能，从而使得测试人员知道可 以进行何种测试。 在协议测试标准中定义的一致性测试需求分为两个基本组【2 】：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，满足静态一致性需求的协议 实现具备网络互连所规定的最小能力。动态一致性需求构成协议标准的主体，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，如协议数据单元( p r o t o c o ld a t au n i t ，简称p d u ) 或抽象服务原语( a b s t r a c t s e r v i c ep r i m i t i v e ，简称a s p ) 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。 通过对被测协议实现t ( i m p l e m e n tu n d e rt e s t ) 的“协议实现一致性声明 p i c s 进行检查来完成静态一致性需求，这也称为“静态一致性检查”。对于动 态一致性要求，则需通过一组组的测试来完成。一个测试称为一个“测试例”， 测试套则是所有测试例的集合。测试套的结构是层次化的，测试例以测试组的形 式组合在一起构成测试套。对于静态一致性检查本文中不再赘述，如无特殊说明， 后续提到的一致性测试均指动态一致性测试。 如图2 - 1 是一致性测试的概念模型。测试工程师根据协议实现一致性声明， 开发协议一致性测试套，利用该测试套可以对同一协议的不同协议实现进行一致 性测试。一致性测试采用黑盒测试的方式进行，因为被测协议实现是一个完整的 系统或者是完整系统的一部分，其内部逻辑结构是不可知的，可以知道的只是根 据协议标准而得到的协议实现在一定的输入条件下所应该具备的具体行为。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致。为了检验i u t 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i u t 进 行测试，一经发现有错，就可得出i u t 不符合标准的结论。没发现错误意味砌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i u t 6 北京邮电大学硕+ 研究生学位论文 第一二章一致性测试和t i c n 3 与标准不一致，不能得出完全一致的结论。 图2 1 一致性测试概念模型 协议一致性测试过程大致可以划分为三个阶段。第一阶段是根据某特定协议 文本得到一个独立于所有协议实现的一致性抽象测试套，称之为“一致性测试生 成 。第二阶段是实现特定一致性测试套的执行方法，也称作“一致性测试实现”。 第三个阶段为“一致性测试执行 ，运行已经具体化的一致性测试例，并对i u t 的外部行为响应进行观察，最终可以得到测试判决，并将测试执行的结果记录在 协议一致性测试报告中。图2 2 为一致性测试的过程。从中可以看出一致性测试 生成可以与协议实现的开发同时进行，在协议实现完成之时就可以对其进行一致 性测试。 图2 - 2 一致性测试过程 7 北京邮电大学硕：l 研究生学位论文第二：章一致性测试和n n 3 2 2t t c n 3 语言 2 2 1t t c n 3 语言简介 在早期的协议一致性测试中，测试套都是用程序设计语言直接编写的，工作 量大，修改不方便，且容易受测试平台的限制。为了解决这个问题，并且制定一 个协议一致性测试的指导标准，欧洲的许多研究机构以及美国的国家标准和技术 局等均开始在建立标准化的协议一致性测试活动方面进行合作。 国际标准化组织i s o 和国际电子电气协会i e c 于1 9 9 2 年合作发布了i s o i e c 9 6 4 6 ，其中i s o i e c9 6 4 6 3 是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 ，简称 t t c n ) ，即树表结合表示法，是表示a t s 的一种标准记法。t t c n 3 】版本1 和版 本2 由i s o i e c9 6 4 6 3 标准进行了详细说明，是一致性测试方法与框架中的第三 部分。同时，r r u t 也相应出版了t t c n 标准x 2 9 2 。随后，欧洲通讯标准学 会e t s i 对t t c n 一2 进行了部分保留和更新，形成了t t c n 2 + + ，主要实现了并 发的特性。随着网络技术的推广，各种具有并发特征的协议实用性更为广阔。为 适应时代的需求，从1 9 9 8 年到2 0 0 0 年，e t s i 专门成立研究小组，把t t c n 开 发成一种用于测试的高级程序语言，几经修改，于2 0 0 1 年推出t t c n 3 ( t e s t i n g a n dt e s tc o n t r o ln o t m i o nv e r s i o n3 ) n o 试语言，成为新一代协议和软件测试标准。 2 0 0 2 年l o 月颁布了e t s ie s2 0 18 7 3 系y i j ( v 2 2 1 ) ，即t t c n 3 第2 版。2 0 0 5 年 6 月又推出第3 版。目前，t t c n 3 测试语言的最新版本e t s ie s2 0 18 7 3 系列 ( v 3 2 1 ) 是2 0 0 7 年2 月发布的。图2 3 显示了t t c n 语言的演化进程。 i ：l r s td l s c u 5 5 1 0 r 1 51 9 9 5 t 1 n 1 t o o kp l a c e19 8 4s t a r td a r d z e d 1 9 9 9 i - c n 3 2 0 0 1f i c n 3 w o r k i n i t i a l i z e ds t a n d a r d i z e d 1 9 9 l 4 a i l7 p a r t so f m e1 9 9 7 t t c n 1 c o n f o r m a n c et e s n n 9s t a n d a r d m z e d s t a n d a r d t i n a h z e d e x c e p t t 1 n 1 2 0 0 0 丌n 3 a p p r o v e da n d l s u n c h e d 图2 3t t c n 语言的演化进程 最新版本的t t c n 语言( t t c n 一3 ) 最明显的特征是朝着成为一种通用的专业 8 北京邮电人学硕士研究生学位论文第二章一致性测试和t f c n 3 测试语言方向发展，在互操作性测试，健壮性测试，衰退测试，系统测试和集成 测试以及各种新出现的测试应用领域，例如移动协议，因特网协议，服务测试， 模块测试，基于c o r b a 的平台测试和a p i 测试等方面显示了广阔的应用前景。 t t c n 3 测试语言已经成为目前欧美先进通讯厂商通信协议测试的主流语 言，支持任何的黑盒测试作业，可以进行多种通讯界面上的各种系统测试。典型 的应用领域是行动通信协议测试( 例如g s m 、3 g ) 、网络协定测试( 例如i p v 6 、 s i p 、h 3 2 3 、o s p 、s i g t r a n ) 、宽带技术测试( 例如a t m 、b i s d n ) 、服务 测试、模组测试、c o r b a 平台及a p i s 等的测试。同时，t t c n 3 提供各领域最佳 解决方案，包括通讯制造业者、服务供应商、测试研究单位，及标准联盟等。目 前的用户包括n o k i a ，a l c a t e l ，m o t o r o l a ，e r i c s s o n ，s i e m e n s ，e t s i ，s o n u sn e t w o r k s ， t e x a si n s t r u m e n t s 及3 g 等。 如今t r c n 3 已是很多系统测试中先进灵活的语言，可用于多种应用中。 t t c n 3 不仅仅是旧标准的新版本，在很大程度上它实际上是一种新语言。开发 t t c n 3 及其内部所包含的思想是希望保留t t c n 2 在通信领域“边试边测”的优 势，再加上新语言的帮助，弥补它在其它领域的不足。t t c n 3 的语法与传统程 序语言相兼容，包括同步和异步通信机制，还能够选择定义动态并行测试。有了 这些功能，t t c n 3 不仅可以测试协议，而且可以测试模块、基于c o r b a 的平台 以及应用界面( a p i ) 等等。 t t c n 3 的一个重要的创新在于它还可以定义复杂并行运行的分布式系统测 试指令序列，可以对大型项目( 包括分布在不同地域的项目) 提供专门的支持， 并将它们与先进的配置和管理工具很好地整合在了一起。 从语法的角度看，t t c n 3 与在i s o i e c9 6 4 6 3 中定义的该语言的早期版本有 很大区别。然而，它保留了大i t t c n 的经证实的基本功能性，并在某些方面做 了改进。t t c n 3 包括以下重要特性： ( 1 ) 描述动态并发测试配置的能力； ( 2 ) 基于过程的操作和基于消息的通信； ( 3 ) 描述编码信息和其他属性( 包括用户扩展性) 的能力； ( 4 ) 描述数据和带有强有力的匹配机制的属性模板的能力； ( 7 )