（信息与通信工程专业论文）面向epon系统的自动测试软件的设计与实现.pdf

产 ji y， j m a s t e rd e g r e ec a n d i d a t e ：! 鱼坠g 旦q s u p e r v i s o r ：里! 里h 堡垒s q 堕g g i 鱼q s c h o o lo fi n f o r m a t i o ns c i e n c e & e n g i n e e r i n g c e n t r a ls o u t hu n i v e r s i t y c h a n g s h ah u n a np r c 原创性声明 本人声明，所呈交的学位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，除了论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 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 避皇2 兰 日期：鲨竺年月羔日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 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，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：上褪导师签 摘要 软件测试是保证软件质量的重要手段，也是软件开发过程中的一个 重要环节。针对传统手工测试速度慢、效率低等缺点，为了提高软件测 试的效率，自动测试软件技术应运而生。目前，软件自动测试技术的研 究虽然取得了一些成果，但应采用怎样的测试框柴和方法对特定领域的 软件进行全面的、完整的自动测试，仍没有具体的标准可遵循。 本文在对e p o n 的基本原理及其软件测试的需求进行深入分析的基 础上，设计并实现了面向e p o n 系统软件的自动测试软f - q ：e a u t o r u n n e r ， 该自动测试软件采用简洁高效、跨平台、易移植的t c l 语言实现，具有良 好的平台无关性；结合e p o n 系统软件中c l i 配置命令的特点， e a u t o r u n n e r 使用e x p e c t 语言实现t e l n e t f f j 口登录与被测软件的交互功 能，无需人工干预自动执行；并在此基础上，实现c l i 截屏；使用正则表 达式匹配关键字，快速方便的捕捉c l i 界面上的文字；同时利用t c l 语言 中的c a t c h 技术，全程捕获测试日志信息，快速定位测试过程中出现的问 题或者错误，提高了系统的可靠性；并利用面向对象的设计思想来实现 对测试用例的调度，保证了系统的扩展性和健壮性。 e a u t o r u n n e r 中软件平台与测试用例脚本分离，具有良好的层次性 和扩展性。它将需要手工配置的命令进行封装，采用i x i a 公司提供的a p i 函数操作i x i a 测试仪模拟发送现实网络中的各种不同数据包，可以实现 对e p o n 系统软件中的以太网基本功能、v l a n 、q o s 、s t p 、i g m p 等功 能的自动测试。同时，该软件实现了日志处理功能，能对整个测试过程 进行记录，给测试人员定位被测软件中存在的问题提供了方便。 本文最后对e a u t o r u n n e r 实现过程中的研究与开发工作进行了总 结，并阐述了将来进一步对该软件进行扩充与完善的一些后续工作。 关键词软件测试，自动化软件测试，t c l ，e p o n ，e x p e c t a bs t r a c t s o f t w a r et e s t i n gi sa ni m p o r t a n tm e t h o dt og u a r a n t e et h eh i 曲q u a l i t yo f s o f t w a r e ，a n di sa l s oak e yp a r td u r i n gt h es o f t w a r ed e v e l o p i n gp r o c e s s d u e t ot h es l o ws p e e da n dl o we f f i c i e n c yo ft r a d i t i o n a lm a n u a lt e s t i n g ，a u t o m a t i c t e s t i n gw a sb o r nt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yh o w e v e r , n o w a d a y sd if f e r e n t a p p l i e ds y s t e m sa r ed i v e r s i f i e d ，s oa r et h ee m p l o y e dt e s t i n gm e t h o d s a t p r e s e n t ，a sf o rt h es o f t w a r et e s t i n gt e c h n o l o g y , t h o u g hs o m er e s e a r c hf r u i t s m a d e ，t h e r ea r es t i l ln oc o n c r e t es t a n d a r d st oa d h e r et ow h e nr e f e r r i n gt ow h a t t e s t i n gf r a m e w o r ka n dw a yu s e df o ra l l a r o u n da n dc o m p l e t ea u t o m a t i c t e s t i n go ns o m es p e c i f i cs o f t w a r es y s t e m s h a v i n gi n t e n s i v e l ya n a l y z e d t h e p r i m a r yp r i n c i p l e s a n d t e s t i n g r e q u i r e m e n t so f t h ee p o ns y s t e m ，t h i st h e s i sh a sp r o p o s e da ne a u t o r u n n e r s o f t w a r ef o re p o n o b j e c t e ds y s t e m t h i si m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e m a d o p t st e ll a n g u a g e ，w h i c h h a s s i m p l e a n dh i g he f f i c i e n c y , p l a t f o r m i n d e p e n d e n ta n de a s yp l a n t e dc h a r a c t e r i s t i c s e - a u t o r u n n e ru s e de x p e r t l a n g u a g e t o i m p l e m e n ts e r i a l - p o r tl o g g i n ga n di n t e r a c t i o n ，a n da l s ot h e c o m m u n i c a t i o n sb e t w e e nt h ea u t o m a t i o na n di n t e r a c t i o nt a s k s ，w i t h o u t m a n u a li n t e r f e r e n c e s b a s e do nt h ea b o v e ，i tc a na c h i e v ec l ip r i n t - s c r e e n a n du s er e g u l a re x p r e s s i o n st om a t c hk e yw o r d s ，w h i c hi sa b l et oc a p t u r et h e c h a r a c t e r so nt h ec l ii n t e r f a c ev e r yc o n v e n i e n t l ya n dr a p i d l y t h i ss y s t e m a l s ou s e st h ec a t c hs k i l lt oc a p t u r et h et e s t i n gl o g si nt h ew h o l ec o u r s ea n d t h ep r o b l e m so re r r o r sa p p e a r i n gi nt h eq u i c k - l o c a l i z a t i o nt e s t i n gp r o c e s s ， w h i c he n h a n c e st h er e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m a d d i t i o n a l l y , i tu s e st h e e n g i n e e r i n gd e s i g ni d e ao fo b j e c t o r i e n t e dt or e a l i z et h ed i s p a t c hm e c h a n i s m o ft h et e s tc a s e ，w h i c he n s u r e st h ee x t e n d i b i l i t ya n dr o b u s t n e s so ft h es y s t e m e a u t o r u n n e rs o f t w a r es e p a r a t e st h et e s t i n gp l a t f o r ma n dt h et e s t i n g s c r i p t ，w h i c hm a k e si th a v eg o o ds c a l a b i l i t ya n dh i e r a r c h y t e s t i n gs o t t w a r e e n c a p s u l a t e st h em a n u a l l yc o n f i g u r e dc o m m a n d sa n du s e st h ea p if i m c t i o n o p e r a t i o ni x i at e s t i n ga p p a r a t u st os i m u l a t es e n d i n gv a r i o u sd a t ap a c k e t si n r e a ln e t w o r k s ，w h i c hr e a l i z e st h ea u t o m a t i ct e s t i n go nb r i d g e ，v l a n ，q o s ， s t p i g m pi nt h ee p o ns y s t e m s i m u l t a n e o u s l y , t h i ss o f t w a r eh a sl o g p r o c e s s f u n c t i o n ，w h i c hc o u l dm a k er e c o r d sd u r i n g t h ew h o l et e s t i n g ， p r o v i d i n gc o n v e n i e n c e sf o rt h et e s t i n g w o r k e r st ol o c a l i z et h ee x i s t i n g p r o b l e m si nt h eb e i n g t e s t e ds o f t w a r e t h eu l t i m a t ep a r tc o n c l u d e st h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tw o r ki nt h e p r o c e s so fe a u t o r u n n e rs o f t w a r er e a l i z a t i o n ，a n de l a b o r a t e st h es u c c e e d i n g w o r ko f e x t e n s i o na n di m p r o v e m e n to nt h i ss o f t w a r e k e yw o r k ss o f t w a r e t e s t i n g ，a u t o m a t i c s o f t w a r et e s t i n g ，t o o l c o m m a n dl a n g u a g e ，e t h e r n e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ，e x p e r tl a n g u a g e u l 目录 第一章绪论1 1 1 软件测试的摹本概念1 1 1 1 软件测试的定义l 1 1 2 软件测试模型l 1 1 3 软件测试的分类和方法4 1 2 软件自动化测试一4 1 2 1 自动化测试技术的发展4 1 2 2 自动化测试的流程5 1 2 3 自动化测试的优势与局限性7 1 3e p o n 技术介绍8 1 3 1e p o n 的发展及标准化8 1 3 2e p o n 技术原理9 1 4 课题来源与研究目的、目标和内容l l 1 5 论文的组织结构1 2 第二章需求分析与总体设计1 4 2 1e a u t o r u n n e r 需求分析1 4 2 2e a u t o r u n n e r 总体架构1 6 2 3 功能模块划分1 7 2 4 测试流程设计1 8 2 5 运行环境2 0 2 6 主要开发工具2 2 2 7 小结2 3 第三章主要模块设计与实现2 4 3 1 调度模块设计与实现2 4 3 2 软件平台设计与实现2 4 3 2 1 同志处理子模块2 5 3 2 2 登录交互子模块。2 7 3 2 3 数据包收发子模块一2 9 3 2 4 测试环境参数3l 3 3 业务模块的设计与实现3 1 3 3 1m a c 地址学习功能3 1 3 3 2c l a s s i f y 功能3 2 3 4 小结3 4 i v v 硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 本章首先介绍软件测试的一些基本概念，包括软件测试的定义、目的、模型、 分类与方法等。同时分析了软件自动化测试技术的发展、流程、自动化测试技术的 优势和局限性等问题。然后深入的分析e p o n l l i 技术的发展、原理及相关技术。根据 实际需要，提出本课题的来源与研究目标及意义。在本章最后，论述了本文的组织 结构。 1 1 软件测试的基本概念 1 1 1 软件测试的定义 软件测试( s o f t w a r et e s t i n g ) 是软件生存期( s o f t w a r el i f ec y c l e ) 中的一个重要 阶段，是软件质量保证的关键步骤。通俗地讲，软件测试就是在软件投入运行前， 对软件需求分析、设计规格说明和编码进行最终复审的活动。在谈到软件测试时， 引用g r e n f o r dj m y e r s 在t h ea r to fs o f t w a r et e s t i n g ) ) 一书中的观点1 2 i ： 1 ) 软件测试是为了发现错误而执行程序的过程； 2 ) 测试是为了证明程序有错，而不是证明程序无错误； 3 ) 一个好的测试用例是在于它能发现至今未发现的错误； 4 ) 一个成功的测试是发现了至今未发现的错误的测试。 这种观点提醒在软件开发过程中，人们测试软件时要以查找错误为中心，而不 是为了验证软件的j 下确性。但仅从字面意思理解这个观点会误导人们，认为发现错 误是软件测试的仅有目的，查不出错误的测试就是没有意义，然而事实并非如此。 首先，进行测试活动并不仅仅是为了要找出软件中的错误，而是想通过分析软 件中错误产生的原因和错误的分布特征来帮助企业管理人员发现当前所采用的软件 开发过程的缺陷加以改进，以提高软件开发的总体效率和质量。同时这种分析也能 帮助测试工程师设计出有针对性地检测方法，改善测试的有效性。 其次，不管有没有发现错误或缺陷，测试活动都是有价值的，完整的测试是评 定软件质量的一种方法。详细而严谨的可靠性增长模型可以证明这点。例如b e v l i t t l e w o o d 发现经过测试而正常运行n 小时的系统有继续正常运行n 小时的概率。 1 1 2 软件测试模型 软件测试模型表明测试活动与软件开发周期之间的关系，主要有三种模型，它们 是v 模型1 3 l ，w 模型4 1 和h 模型1 5 i ，下面进行详细的介绍。 1 ) v 模型 l 硕士学位论文 第一章绪论 v 模型最早是由p a u ll b o k 在20 世纪80 年代后期提出的，用以在改进软件开 发的效率和效果。v 模型反映出了软件开发过程中测试活动与分析设计活动之间的 关系。从图中可看出，它从左至右描述了基本的丌发过程和测试行为，非常明确的 标注- f n 试过程中存在的不同类型的测试，如单元测试、集成测试、系统测试、验 收测试等，并且描述了不同的测试阶段与丌发过程各阶段的对应关系。v 模型如图 1 1 所示。 图1 1v 模型 v 模型指出，单元测试和集成测试应检测设计程序的执行是否满足软件需求说 明书上规定的要求；而系统测试应检测软件系统功能、性能的质量特性是否达到系 统要求的指标；验收测试确定软件的实现是否按照用户需要来实现。但v 模型也存 在一定的局限性，它仅仅把测试作为在编码之后的一个阶段，是针对程序进行的寻 找错误的活动，而忽视了测试活动对需求分析、系统设计等活动的验证和确认的功 能，而不是从需求分析时就可以开始测试活动。 2 ) w 模型 w 模型由e v o l u t i f 公司公司提出，相对于v 模型，w 模型增加了软件各开发阶 段中应同步进行的验证和确认活动。如图1 - 2 所示，w 模型由两个v 字型模型组成， 分别代表测试过程和开发过程，明确的表示出了测试与开发的并行关系。w 模型强 调，测试活动伴随着整个软件生命周期，而且测试的对象不仅仅是程序，还包括软 件需求、设计等过程，它们同样需要测试。也就是说，测试与开发是同步进行的。 w 模型有利于尽早的、全面的发现软件设计中的问题。 但是w 模型也同样存在一定的局限性。在w 模型中，软件的需求、设计、编 码测试等活动被看成是串行的。同时，测试活动和开发活动也保持着线性关系，上 阶段完全结束才可开始下一个阶段的工作。这样就无法支持迭代的开发模型，新 加的需求就不能在在最先开始的时候就进行测试。所以当软件开发的复杂程度较高 2 习卓量 硕t 学位论文 第一章绪论 时，w 模型并不能解除测试管理人员面临的问题。w 模型如图l 、2 所示。 图1 - 2w 模型 3 ) h 模型 为了解决以上模型的不足，有人提出了h 模型。h 模型将测试活动独立出来， 形成一个完全独立的流程。测试准备活动和测试执行活动得到了清晰的体现。这个 示意图仅仅演示了在整个开发周期中某个层次上的一次测试“微循环”，图中标注 的其他流程可以是任意的开发流程。例如，设计流程或编码流程。也就是说，只要 测试条件成熟了，测试执行活动就可以进行。h 模型如图1 3 所示。 测试准备 测试点就绪 测试执行 - 测试流程 ，其他流程( 如设计流程) 图1 - 3h 模型 h 模型给人们揭示了一个原理，软件测试是一个独立的流程，它贯穿产品研发 的整个生命周期，可与其他流程同步地进行。h 模型指出软件测试要尽早准备，尽 早执行。不同的测试活动可以是按照某次序先后进行的，也可能是反复进行，只要 某个测试活动达到就绪点，测试活动就可以开展。 除上述几种常见模型外，理论界还存在着其他几种模型，例如x 模型i m 、前置 测试模型1 7 i 等。x 模型提出针对单独的程序片段进行相互分离的编码和测试，此后通 3 硕士学位论文 第一章绪论 过频繁的交接，通过集成最终合成为可执行的程序。前置测试模型体现了开发与测 试的结合，要求对每一个交付内容进行测试。这些模型都针对其他模型的缺点提出 了一些修正意见，但本身也可能存在一些不周到的地方。所以测试管理者在测试过 程管理中正确选取过程模型是一个非常关键的问题，如果选择正确则事半功倍。 1 1 3 软件测试的分类和方法 软件测试活动是软件质量的重要保证。现针对各种不同的测试角度对测试活动 进行了分类1 8 1 1 9 i ，主要有以下几类。 1 ) 从测试是否需要执行被测软件的角度，可分为静态测试和动态测试。 2 ) 从测试方法的角度，可分为白盒测试、黑盒测试。 3 ) 从测试阶段角度，可分为单元测试、集成测试、系统测试、回归测试、 验收测试。 4 ) 从测试目标角度，可分为功能测试、性能测试、可靠性测试、安全性测试。 5 ) 从测试进程的角度，可分为a l p h a 钡1 试、b e t a n 试、g a m m a 测试。 6 ) 从测试采用的工具角度，可分自动化测试，手动测试。 在白盒和黑盒测试中，使用到的测试方法l l o i l l l i 也可分为以下几类。 1 ) 白盒测试：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定条件覆盖、条件组合覆盖、 路径覆盖等。 2 ) 黑盒测试：等价类划分、边界值分析、因一果图、错误推测、正交试验法、 场景法等。 1 2 软件自动化测试 自动化测试1 1 2 i 是利用自动化测试工具或者用某种程序设计语言编制的自动测试 软件，来模拟手动测试步骤和方法，控制被测系统中的各种对象，完成自动测试。 这里的自动测试可分为二种：一是全自动测试，指测试过程完全不需要人工干预， 全自动的完成测试的过程。二是半自动测试，就是在测试过程中需要人工输入数据 或是选择测试路径，再由自动测试程序完成测试的过程1 1 3 l 。 自动化测试只能作为一种测试手段，而不是种测试技术的革命。不是所有的 测试部分都能实现自动化测试，自动化测试较适用于重复性的、非智力性的和非创 造性的，并且要求准确细致的工作。因此，有固定步骤和方法的测试部分可以使用 自动化测试。 1 2 - 1 自动化测试技术的发展 至今为止，自动化测试的发展主要经历了三个阶段1 1 4 l 。第一代基于录制回放机 4 硕 学位论文 第一章绪论 制的自动化测试，第二代基于脚本技术的自动化测试，第三代关键字驱动模式的自 动化测试。随着自动化测试的发展，脚本的重用性和测试效率等方面都有了较为明 显的提高。 1 ) 基于简单录制回放机制的自动化测试 第一代自动化测试是使用某些测试工具束快速录制完成对被测软件某方面功能 或性能的测试，然后进行一些简单的调整，在下次测试时便可使用此次录制的脚本 来进行回放，达到测试自动化的目的。这种机制的测试方法其实并不是真j 下有效的 自动化测试解决方案。当应用程序发生变化时，前面录制的脚本就基本作废，必须 重新录制。优点是简单易用，不需过多的编程技能，任何测试工程师都可快速上手。 缺点是脚本基本不可重用，难以维护，对结果的验证不易实现。 2 1 基于脚本技术的自动化测试 第二代自动化测试技术的主要突破是在录制脚本的修改和编程上，自动化测试 研究人员把脚本进行了修改、提取和抽象，提高了脚本的可重用性。第二代自动化 测试的脚本技术发展经过了一个较长的过程：从结构化脚本技术向共享脚本技术过 渡，又慢慢向数据驱动脚本技术过渡。其中数据驱动脚本技术的发展对第二代自动 化测试起到很大的推动作用。数据驱动脚本l 坫i 技术将测试数据存放在独立的数据文 件中，测试脚本中仅包含与软件界面交互的操作信息，完成了数据和操作的分离。 执行测试时，测试脚本从外部的数据文件而不是直接从脚本中获取测试数据，这样 就可以用同一个测试脚本运行许多不同的测试。这样测试工程师可以将更多的精力 放在自动测试执行和自动化测试集的维护上去，开发更优的测试用例。优点是脚本 的可重用性提高；开始考虑自动化测试的一致性和规则性。缺点是有太多的脚本在 此期间开发出来，冗余太多，维护的代价比较高。 3 ) 关键字驱动模式的自动化测试 第三代自动化测试罩引入了关键字驱动1 1 6 i i 的概念，它是数据驱动测试的一种 改进类型，主要关键字包括三类：被操作对象( i t e m ) 、操作( o p e r a t i o n ) 和值( v a l u e ) ， 用面向对象形式可将其表现为i t e m o p e r a t i o n ( v a l u e ) ，它将测试逻辑按照这些关键字 进行分解，形成数据文件，用关键字的形式将测试逻辑封装在数据文件中，自动测 试软件能够解释这些关键字即可对其自动化。优点是对测试人员的编码能力没有非 常高的要求，测试人员可以比较容易的根据支持脚本实现自己的测试用例，测试的 数据，逻辑和脚本三者脱离，这样便于测试的修改和实施。缺点是关键字驱动脚本 必须在一个固定的测试体系和支撑脚本相辅助的前提下才能较好的丌发和应用。 1 2 2 自动化测试的流程 自动化测试流程主要是用柬指导自动化测试过程中的各项测试活动的开展 l1 6 1 1 1 7 i i 协i 。下面的介绍描述了自动化测试过程中的详细工作流程，为自动化测试工作 s 试，直到运行正常为止，保证测试脚本的可靠性。脚本的编写和命名要符合管理规n 范，以便统一管理和维护。 。 。， 6 ) 执行自动测试。测试脚本调试好之后，自动化测试人员即可调用这个脚本验， 证软件功能，执行回归测试、流程测试等，用以替代机械性、重复性的手工测试王啦。 作。自动测试执行过程中，自动化开发人员应关注脚本的运行情况，如果遇到错诜t 一徊 不要轻易中止运行，马上分析运行出错的原因，是脚本问题还是被测软件的功能闻；栉。h 题。如果是被测软件功能有问题，应及时记录问题。根据不同的需要，测试人员可 以选择批量运行或单独运行测试脚本。 乃分析测试结果。软件自动化系统能够全程抓捕测试过程，每一个功能的测试束指 执行结果p a s so re r r o r 都能自动统计进一个专门的处理模块，每次运行结束后，在统j 化；f 6 硕十学位论文第章绪论 计模块中给出结果，并适当定位错误或缺陷，从而能够统计分析测试通过与没通过 的情况，生成各种样式的报表。 8 ) 记录测试问题。一般来说，测试脚本巾的检查点以及异常判断的信息都要写 进测试报告，测试脚本执行完毕之后，即可查看此测试报告，将没有通过的功能部 分提取出来，查找原因。如果确实是被测软件的问题，则描述成b u g ，提交给软件 开发人员，以便跟踪此问题。 9 ) 跟踪测试b u g 。测试过程中的问题或缺陷要记录到b u g 管理工具中去，丌发 人员修改后，需要对此问题执行回归测试。再次测试后通过则关闭，否则丌发人员 继续修改。如果问题或缺陷的修改方案与丌发人员、客户需求达成了一致，但与原 来的需求有所偏离，那么回归测试f i ，还需对脚本进行必要的修改和调试。 1 2 3 自动化测试的优势与局限性 相比手动测试来说，自动化测试具有以下几个优势1 1 9 i i 删。 1 ) 适合对新版本执行回归测试。每发佰一个新的版本，如果没有大的需求加入 其中，那么其他大部分功能和界面都和上一个版本相似或相同，这部分功能特别适 合于自动化测试，从而可以让自动测试达到测试每个功能或性能的目的。 2 1 适合更多更频繁的测试。在丌发周期非常短、时i 日j 紧的情况下，执行测试的 时间也会非常紧，每天每两天可能发布一个版本供测试人员测试，而被测系统的功 能点多而杂，要手动测试完整的一次后再让开发人员进行修改，是不太现实的事， 这样浪费了大家的时问，同时也耗尽了测试人员的精力，但测试效率却非常低下。 3 ) 替代手工测试时的困难。在e p o n 系统中，大量的并发测试、大数据量测试、 频繁的对被测系统硬件进行读写操作等，手动测试是基本不可能现实的。而自动测 试则可以代替，测试人员用自动测试完成起来轻松，效率高。 4 ) 具有一致性和可重复性。手动测试由于人的原因，很难每次测试都保持一致， 很难测试步骤、测试报告格式都一样。但由于自动测试运行的脚本是相同的，所以 每次执行的测试具有一致性，会很容易发现被测软件的任何改变，且输出的报告也 具有一致性。 5 ) 能更好的利用资源。在企业里，测试资源相对有限，自动化测试能在开发人 员和测试人员不需要大量加班的情况下胜任测试这个任务，完全可以在周末和晚上 执行测试，充分的利用了公司的资源，也就避免了开发和测试之间相互等待而导致 的效率低下情况的出现。 由此可以看出，相比手工测试来说，自动化测试的优势还是比较明显的。当然 自动化测试也并非万能，它本身也存在很多局限性1 1 9 1 1 2 0 l 。 1 ) 较难发现新缺陷。自动化测试使用固定的测试步骤和方法，不能自动产生新 的测试用例，因此发现新问题的概率也比手动测试要少很多。自动测试的最大特点 7 硕士学位论文第一章绪论 在于合适重复测试、机械性的测试。经统计，自动化测试只能发现1 5 的b u g 或者 错误，而手动测试可以发现8 5 。 2 ) 不能完全代替手工测试。正如上所说，自动化测试不可能也没必要取代手工 测试来完成所有的测试任务。有些测试用例执行起来手动测试比自动测试更简单， 这时将测试活动进行自动化的开销反而更大。 3 ) 对待测系统依赖性较大。待测软件或系统一个微小的改变或许就会对自动测 试系统产生很大的影响。自动测试实际上仅仅是将测试的结果与预期值进行比较， 因而测试的有效性很大程度是依赖于自动化测试软件本身的质量。所以自动测试软 件也要进行测试也是必要的。 4 ) 可能会降低测试效率。当只进行很少量的测试，而且这种测试的重用性很低 时，花大量的精力和时间去进行自动化的结果往往是得不偿失的。因为自动化的收 益一般要在多次重复使用中才能体现出来。 1 3e p o n 技术介绍 1 3 1e p o n 的发展及标准化 1 9 8 7 年英国电信公司的研究人员最早提出了p o n l 2 l l 的概念。1 9 9 5 年，f s a n 联 盟成立，目的是要共同定义一个通用的p o n 标准。1 9 9 8 年，i t u - t 以1 5 5 m b i t s a t m 技术为基础，发布了g 9 8 3 系列a p o n l 2 2 i ( a t mp o n ) ：际准。 2 0 0 0 年底，一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟( e f m a ) ，提出基于以太 网的p o n 概念e p o n i ，并促成i e e e 在2 0 0 1 年成立第一英罩以太网( e f m ) d , 组， 开始正式研究包括1 2 5 g b i t s 的e p o n 在内的e f m 相关标准。2 0 0 4 年6 月，i e e e 8 0 2 3 e f m 工作组发布了e p o n 标准- i e e e8 0 2 3 a h 团 1 ( 2 0 0 5 年并入i e e e 8 0 2 3 - 2 0 0 5 标准) 。在该标准中将以太网和p o n 技术相结合，在无源光网络体系架构 的基础上，定义了一种新的、应用于e p o n 物理层( 主要是光接口) 规范和扩展的以太 网数据链路层协议，以实现在点到多点的p o n 中以太网帧的i d m 接入。此外，e p o n 还定义了一种运行、维护和管理( o a m ) 机制阴i ，以实现必要的运行管理和维护功能。 e f o n 的产业联盟已经吸引了众多厂商的积极参与，从核心芯片、光模块到系统， e f o n 的产业链已经r 趋成熟。中国技术人员积极制订适合中国发展需求的e f o n 系列相关行业标准。目前，已经发布的标准有2 0 0 6 年6 月发布了y d t1 4 7 5 2 0 0 6 接入网技术要求一基于以太网方式的无源光网络( e p o n ) 2 副，y d t1 6 3 6 - - 2 0 0 7 光纤 n p ( f t r h ) 体系结构和总体要求i 笳i ；2 0 0 6 年1 2 月发布了y d t1 5 3 1 2 0 0 6 接入网设 备测试方法一基于以太网方式的无源光n 络( e p o n ) 口刀。当然，也有企业自定标准， 例如：中国电信e p o n 设备技术要求i 冽等。 8 硕j ：学位论文第章绪论 在由e p o n 芯片的领导供应商t e k n o v u s 和工业与信息化部( 原信息产业部) 电信 传输研究所共同主办的1 0 g 及2 5 ge p o n 新技术研讨会上，i e e e1 0 ge p o n 工 作组主席g l e nk r a m e r 同时作为t e k n o v u s 公司酋席科学家，宣布i e e e 将在2 0 0 8 年 基本完成1 0 ge p o n 标准的制订，之后，再经过内部有关的审核批准，于2 0 0 9 年年 中讵式发布，并宣布t e k n o v u s 的1 0 ge p o n 将在2 0 0 8 年推出。目前，e p o n 的m a c 芯片厂商都在积极参与1 0 ge p o nm a c 芯片的研发，p m c s i e r r a 、t e k n o v u s 、c o r t i n a 、 b a n i a n t e c h 等都有具体的1 0 ge p o n 芯片研发路线图。2 0 0 7 年5 月，p m c s i e r r a 公 司在业界推出首款1 0 ge p o n 非对称样机：2 0 0 8 年3 月，p m c 公司宣靠推出业界首 款1 0 ge p o n 对称样机。t e k n o v u s 也在2 0 0 7 年下半年推出了l o ge p o n 非对称演示 样机。c o r t i n a 公司和b a n i a n t e c h 公司也分别研发了1 0 ge p o n 样机，并计划参加2 0 0 9 年5 月的中国电信1 0 ge p o n 芯片级互通测试。在a s i c 芯片的推出时问方面，在 2 0 0 9 年下半年业界有数款1 0 ge p o n 的o n ua s i c 芯片面世，在2 0 1 0 年一季度， 业界将有多家o l t 的a s i c 芯片面世l 矧。 1 3 2e p o n 技术原理 e p o n 是一种能够提供多种综合业务的宽带接入技术，是一种采用点到多点 ( p 2 m p ) 1 3 0 1 1 3 1 i 结构的单纤双向光接入网络，可同时传递语言、数据、视频等业务， 其典型的拓扑结构为树型。e p o n 系统由o l t l l l ( 光纤线路终端) 、o n u l lo ( 光网络单元) 和o d n l lo ( 光分配网络) 组成。使用上行1 3 1 0n m 和下行1 4 9 0n m 波长传送数据和语 音，c a l 业务则使用1 5 5 0r i m 波长承载。o l t 放置在中心局端，分配和控制信道 的连接，并有实时监控、管理及维护功能。o n u 放置在用户侧，o l t 与o n u 问通 过无源的光分路器按照1 ：1 6 1 ：3 2 等方式连接，e p o n 系统拓扑如图1 - 4 所示。 图1 4 e p o n 系统拓扑图 9 硕十学位论文 第一章绪论 在e p o n 中，从o l t 到多个o n u 下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。 数据以变长信息包的形式从o l t 下行广播到多个o n u 。依据i e e e8 0 2 3 a h 协议， 信息包最长为1 5 1 8 字节。每个信息包带有一个e p o n 包头，惟一标识该信息包是发 给o n u - l 、o n u 一2 还是o n u 一3 。也可标识为广播信息包发给所有o n u 或发给特定 的o n u 组( 多点传送信息包) 。当数据到达o n u 时，o n u 通过地址匹配，接受并识 别发给它的信息包，丢弃发给其他o n u 的信息包啪1 1 3 2 1 。如图1 5 所示，e p o n 下行 广播方式原理描述如下。 1 ) 每个o n u 在o l t 的自动发现过程中，从o l t 分配到不同的l l i d 。 2 ) o l t 发送给特定o n u 的报文，在帧前导码上携带相应的l l i d 。 3 ) 报文经过l ：n 分路器时，均等地衰减成n 份发送给所有的o n u 。 4 ) o n u 接收报文时判断l l i d 是否匹配，如果不匹配则丢弃，若匹配则交由 上层处理。 图l 一5 下行广播方式 e p o n 上行数据传输采用t d m a ( 时分复用) 1 1 l 接入机制，每个o n u 上行数据分 配一个专用时隙，使得在数据汇合到公共光纤的时候，从o n u 来的信息包不会互相 干扰。例如，o n u 1 信息包在第一个时间间隙传输，o n u 2 信息包在第二个非重叠 的时间间隙传输，而o n u 一3 信息包在第三个非重叠的时间间隙传输l a o l l 3 ：z i 。如图1 - 6 所示，e p o n 上行t d m a 方式原理描述如下。 1 ) o n u 注册登记时，由o l t 对o n u 进行测距，以免不同的o n u 距离产生不 同的上行时延。 2 ) o l t 利用g a t e 和r e p o r t 控制帧根据每个o n u 队列缓存情况进行上行时 隙分配，以免不同的o n u 上行报文在时间上产生冲突。 3 ) 在分路器上汇聚成时分复用t d m 信号送给o l t 。 4 ) 在o l t 上根据接收到的l l i d 送给相应的m a cs u b l a y e r 处理，完成接收处 理功能。 1 0 硕十学位论文第一章绪论 图l 缶t d m a 上行方式 1 4 课题来源与研究目的、目标和内容 口l l 1 分鳃t r 分多 t o n u 3 用，终端3 课题来源于对e p o n 系统软件测试工作的需要。在具体的工作中，由于市场变 化、管理、技术等原因，存在一些非常普遍的现象： 1 ) 产品需求的频繁变更。由于市场需求变化较快，产品需求在原有功能的基 础上增加了新的功能； 2 ) 开发、测试团队沟通不顺畅。软件变更时没有与测试人员确认，以致测试人 员来不及调整测试计划； 3 ) 单元、集成测试过程过于简单，流程不规范。导致很多问题都在系统测试或 回归测试中出现，导致边测边改，边改边测的恶性循环； 4 ) 手动测试工作量大，效率低，由于人为的原因导致测试结果不一致。 这些现象会导致测试过程中版本的频繁发布，而测试人员会不断的进行回归测 试，测试人员没有测试完全一个完整的版本而升级到新的版本，很多的精力都用于 每个版本的基本功能验证，没有更多的精力去用于构造更复杂、实用、高效的测试 用例，从而导致测试的不彻底，很多本来应该留在实验室的软件或硬件问题出现在 市场应用的过程中，让问题的解决成本大幅增加。 研究开发e a u t o r u n n e r 自动测试软件，就是想通过分析e p o n 系统软件的测试 需求，提取能够进行自动测试实现的部分利用计算机程序来实现，从而达到提高测 试效率、缩短测试周期的目的。并将测试工程师的工作时间释放出来，用来构造更 复杂、实用、高效的测试用例，对整个e p o n 系统软件进行更深入的测试。在每个 版本的循环过程中，自动化测试人员将新的测试用例再次脚本化，从而实现测试用 例不断丰富、测试脚本不