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北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 摘要 w e bs e r v i c e 互联互通是w e bs e r v i c e 应用和集成的基础，保证w e b s e r v i c e 之间互联互通的一致性测试是促进w e bs e r v i c e 技术应用和发 展的关键技术问题之一。w e bs e r v i c e 之间采用s o a p ( s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 ) 协议进行消息通信、采用w s d l ( w 曲s e r v i c e s d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 语言定义消息格式和内容。因此，w e bs e r v i c e 之间互连互通一致性测试的关键是对w s d l s o a p 接口进行一致性 测试。目前，w s d l s o a p 接口一致性测试还是一个较新的研究领域， 没有形成一套系统的测试方法。对于w s d l s o a p 接口一致性测试的 方法、技术进行研究，并实现基于w s d l s o a p 接口的测试系统具有 重要的价值。 本文借鉴了o s i 协议一致性测试理论和网管接口一致性测试方 法，结合w s d l s o a p 接口特点，对w s d l s o a p 接口的一致性测 试过程中所需的测试对象、测试内容和测试方法等方面开展了研究工 作，并重点研究了w s d l s o a p 接口一致性测试用例自动生成技术。 本文提出了一套w s d l 文件生成原子测试用例方法，并研究了测试 用例集自动化生成策略。在此基础上，具体实现了一套测试软件系统， 并对实验结果进行了分析。 关键词：w e bs e r v i c e 接口测试s o a pw s d l 测试用例自动生成 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 r e s e a r c ha n d 衄l e n 1 ：a t i o no f t e s t 玳gs y s t e mf o rw s d l so a p d 寸t e r f a c e s a bs t r a c t t h ei n t e r c o n n e c t i o na n di n t e r c o m m u n i c a t i o nb e t w e e n 黝s e r v i c e s i st h ef o u n d a t i o no fw h e t h e rt h et e c h n o l o g yo f 黝s e r v i c ec a l lb e w i d e s p r e a da p p l i e da n dr e l i a b l yi n t e g r a t e d t h e r e f o r e ，t h ec o n f o r m a n c e t e s t i n go f 砌s e r v i c ei n t e r f a c e si s ak e yt e c h n o l o g yt op r o m o t et h e a p p l i c a t i o n a n dd e v e l o p m e n to ft h et e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e s o a p ( s i m p l e0 b i e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) i st h ec o r e c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o lb e t w e e nw e bs e r v i c e s a n dw s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o n l a n g u a g e ) i sas t a n d a r dl a n g u a g et od e f i n et h ef o r m a ta n dc o n t e n to f m e s s a g e t h e r e f o r e i t i st h ec o n f o r m a n c et e s t i n go fw s d l s o a p i n t e r f a c e st h a ti st h ek e yt og u a r a n t e et h ei n t e r c o n n e c t i o na n d i n t e r c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nw e bs e r v i c e s a tp r e s e n t t h er e s e a r c ho f t e s t i n gw s d l s o a pi n t e r f a c e si ss t i l lab r a n d n e wr e s e a r c hf i e l d s o 。i t i si m p o r t a n tt or e s e a r c ht h em e t h o do ft e s t i n gw s d l s o a pi n t e r f a c e s a n di m p l e m e n tat e s t i n gs y s t e mf o rw s d l s o a pi n t e r f a c e s b a s e do nt h eo s ic o n f o r m a n c et e s t i n gm e t h o d o l o g ya n dt h et h e o r y o ft h ec o n f o r m a n c et e s t i n gf o rn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e s ，u n i f l e d t h ec h a r a c t e r i s t i c so fw s d l s o a pi n t e r f a c e s ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e dt h e t e s to b je c t s ，t e s tc o n t e n t sa n dt e s tm e t h o do ft h ec o n f o r m a n c et e s t i n gf o r w s d l s o a pi n t e r f a c e s t h ep a p e rp a i dm u c ha t t e n t i o nt ot h er e s e a r c ho f h o wt og e n e r a t et e s tc a s e sa u t o m a t i c a l l yf o rw s d l s o a pi n t e r f a c e s a m e t h o do fh o wt oa u t o m a t i c a l l yg e n e r a t et e s ts t e p sf r o mw s d lf i l ei s p r o p o s e d a n dt h e n ，t h ep a p e rr e s e a r c h e d as t r a t e g yt og e n e r a t ea c o m p l e t es u i t eo ft e s tc a s e sa u t o m a t i c a l l y t a k et h i sm e t h o da si n s t r u c t i o n t h et e s t i n gs y s t e mf o rw s d l s o a pi n t e r f a c e sw a sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e d f i n a l l y , t w oc o m p l e xa n dd e t a i l e de x p e r i m e n t sp r o v e di t s s u p e r i o r i t y i i 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d u s o a p 接口的测试系统研究与实现 k e yw o r d s ：w e bs e r v i c ei n t e r f a c et e s t i n gs o a pw s d l t e s tc a s e sg e n e r a t i n ga u t o m a t i c a l l y i i i 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， 本人签名： 聋蕴簋 本人承担一切相关责任。 日期： 旌皇? 。圣：! ! 关于论文使用授权的说明 本人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) 本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：兰圣越日期：型：! ：! ! 导师签名： 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 1 1 研究背景 第一章前言 面向服务的体系架构( s o a ，s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 已经成为的分布 式系统( 如，电子商务、电子政务等) 的主要发展趋势。w e bs e r v i c e 作为s o a 体系架构的实践，引入了一种新的w e b 应用开发、部署和集成的模式。w e bs e r v i c e 是一种部署在应用服务器上的软件构件，其服务接口及绑定形式可以通过w 3 c 等国际组织制定的基于x m l 的标准( 如w s d l ，s o a p ，u d d i 等) 定义、描述、 检索和调用，是实现各种异构平台上的应用间的互联互通的主要技术方向。 s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 是实现w e bs e r v i c e 的核心协议； w e bs e r v i c e 跨平台、可扩展正是由于采用s o a p 作为其消息传递协议。s o a p 是一个基于x m l 的协议，它为在一个松散的、分布的环境中使用x m l 对等地 交换结构化的和类型化的信息提供了一个简单的轻量级机制。s o a p 本身并不定 义任何应用语义，如编程模型或特定语义实现，它只定义了一种简单的基于消息 的传输机制。w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是w e b 服务描述语言， 是一种基于x m l 的语言。w s d l 用来描述一个w e bs e r v i c e 能做什么，它的位置 在哪里，如何调用它等等。w s d l 对于w e bs e r v i c e 的作用就像i d l 对于c o r b a 的作用，而w s d l 是x m l 文档，因此很容易进行阅读和编辑。正是因为使用了 s o a p 、w s d l 等一系列协议与标准，w e bs e r v i c e 具备了松散耦合性、简单性、 高度可集成性、规范性、开放性等优势，以其简洁、灵活、可靠得到开发商喜爱。 w e bs e r v i c e 在未来的技术发展中将发挥着重要的作用，业界各大软件厂商提 供了多种w 曲s e r v i c e 应用平台。互联互通又是w 曲s e r v i c e 应用和集成的基础。 因此，保证各种w 曲s e r v i c e 平台之间互联互通的一致性测试环节成为w 曲 s e r v i c e 技术应用发展的重要环节和必要步骤。在将w e bs e r v i c e 技术用于公开接 口，服务提供方和服务使用方是不同软件开发者时，也必须通过接口一致性测试 来确保服务j 下确实现，确保调用服务方法正确。 由于w e bs e r v i c e 技术的核心实际就是服务方提供一个能够使用s o a p 消息 通过网络来访问的接口，这个接口以w s d l 文档的形式描述了一组可访问的操 作，供外界调用，所以w e bs e r v i c e 互连互通实际上是通过w s d l s o a p 接口进行 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 基于w s d i i s o a p 接口的测试系统研究与实现 的。因此，保证w e bs e r v i c e 互连互通的一致性测试实质即是对w s d l s o a p 接口 进行一致性测试。为了避免盲目测试，需要有完整的方法论，包括可遵循的标准 的一致性测试方法和专业测试工具指导实际测试。因此，对于w s d l s o a p 接口 一致性测试的方法、技术进行研究，并实现基于w s d l s o a p 接口的测试系统具 有重要的意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 接口一致性测试方法研究现状 研究w s d l s o a p 接口的一致性测试，需要对接口一致性测试方法的研究 现状有所了解，本节简单介绍o s i 协议一致性测试方法和网管接口的一致性测 试方法。 o s i 协议一致性测试方法学给出了一个普适测试方法以及合适测试流程，在 其指导下得出了o s i 协议规范的标准化测试集。r r u t 删建议x 2 9 0 到x 2 9 6 的目的就是要定义方法学、提供用于规范一致性测试集的框架以及测试过程中应 遵循的流程。虽然这个方法学的提出是为了进行协议实体的一致性测试，但是剔 除其中协议实体特有的部分，其概念、方法就能很好地用于其他领域的测试。 o s i 协议一致性测试方法学定义的很多概念与具体领域无关，它们适用于所有领 域的一致性测试，同样适用于接口一致性测试。具体内容将在3 1 节详细介绍。 就接口一致性测试而言，网络管理领域有一套成熟的理论与方法，将测试内 容概括为三个方面：通信协议一致性测试、信息模型一致性测试和功能一致性测 试。 接口通信协议测试的主要目的是检验利用接口进行通信的通信实体之间的 互联性和互通性。由于通信协议测试属于通用意义上的一类测试，相关技术已经 成熟。所以一般情况下并不把通信协议的一致性测试作为重点内容，而是在通信 协议保持一致性的前提下，验证信息模型的一致性和管理功能的一致性。 信息模型一致性测试的测试对象是信息模型中定义的管理对象。信息模型一 致性测试是在接口的实现一致性声明( i c s ) 文稿的基础上进行的。需要对被测 系统中的对象进行激励，使被测系统中的对象产生相应的反应，这种激励就是根 据被测用户陈述的管理对象描述所产生的各种操作。得到被测系统中对象实际行 为的反应后，就可以将被测系统中对象实际行为和被测用户的陈述进行比较，并 将测试的结果记录在i c s 规格说明相应的表格单元中成为完整的测试记录文件。 管理功能一致性测试的测试目标是检测被测系统是否能够正确完成相关的 管理功能。管理功能一致性测试依据相应的管理功能测试规范进行。管理功能测 2 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 试输入的测试用例是对被测系统的激励，预期结果是管理功能测试规范中对执行 操作及相应结果的描述，测试反应是被测系统中管理对象及运行设备的实际行 为。 1 2 2w s d l s o a p 接口测试方法研究现状 到目前为止，w s d l s o a p 接口测试还是一个很新的研究领域。现有的研究 多是针对w e bs e r v i c e 整体架构提出总体测试方案。比如：文献4 1 提出了一种基 于合约式设计w e bs e f v i c e 测试技术。文献5 对w e bs e r v i c e 功能测试进行了比较 全面的探讨，提出了从基础设施、单元服务、集成服务等多个层次来验证和确认 w e bs e r v i c e 的正确性。文献4 1 侧重于w e bs e r v i c e 性能测试的研究，分析了影响 w e bs e r v i c e 性能测因素，并通过性能分析模型和测试实例系统地分析了负载情 况、服务器处理能力等。而对于保证w e bs e r v i c e 互连互通具有决定作用的 w s d l s o a p 接口一致性测试缺乏深入研究，没有形成一套系统的测试方法。因 此，研究w s d l s o a p 接口一致性测试方法具有现实必要性。 1 2 3w s d l s o a p 接口测试工具发展现状 在w e bs e r v i c e 迅猛发展的大背景下，虽然目前没有专门为测试开发的 w s d l s o a p 接口测试工具，但是也出现了一些开发调试工具可以对 w s d l s o a p 接口功能进行一定程度的测试。例如x m l s p y 、j m e t e r 、s o a p u i 、 l o a d r u n n e r 等。 x m l s p y 是一款一个符合行业标准的x m l ( 可扩展标记语言) 开发环境， 也提供了收发s o a p 消息的功能，可以作为w s d l s o a p 接口测试的辅助工具 进行简单的测试。但是不具备测试流程串接的逻辑处理能力，不支持自动化测试， 对测试结果不做记录、处理，不满足专业w s d l s o a p 接口测试的需求。 j m e t e r 是a p a c h e 下的一个开源项目，是一个专门为运行和服务器装载测试 而设计的、1 0 0 的纯j a v a 桌面运行程序。它本来是为w 曲h t t p 测试而设计的， 但是它已经扩展到能支持各种各样的测试模块。它的优点是能为多种类型的软件 提供测试，并能提供优秀的负载形成机制。缺点是对w s d l s o a p 接口的测试 支持很不全面。 s o a p u i 是一款j a v a 开源软件，它通过s o a p h t t p 来检查、调用来实现对 w s d l s o a p 接口的功能测试。它的优点是提供了比较好的图形界面，能基本实 现测试功能，并提供较简单的压力测试能力。但是它的测试数据完全靠手工填写， 没有提供自动生成测试用例集的功能，缺少相关日志的记录。 l o a d r u n n e r 是m e r c u r yi n t e r a c t i v e 公司开发的一种适用于各种体系架构的自 动负载测试工具，它能预测系统行为并优化系统性能。l o a d r u n n e r 的测试对象 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d i s o a p 接口的测试系统研究与实现 是整个企业的系统，它通过模拟实际用户的操作行为和实行实时性能监测，来帮 助用户更快的查找和发现问题。它的优点是具有强大的测试结果实时监控模块， 可以使用图表表示各类测试数据，具有测试场景的捕捉和编辑能力，可以设置多 种相关参数来使虚拟用户的访问行为更接近于真实用户。缺点是因其侧重于对各 种体系架构的通用性，对w s d l s o a p 接口测试的针对性不强，不够轻便且测 试数据的生成机制较为简单，不能根据w s d l s o a p 接口的特点生成有针对性 的测试用例集。 1 3 本文主要解决的问题与创新点 目前w s d l s o a p 接口一致性测试的研究处于起步阶段，大多数测试工具没 有提供较为完善的测试功能。正如上文现状所显示的，有的工具没有提供自动生 成测试用例功能，有的工具没有给出测试记录等。另外，不具有跨平台的能力， 没有友好的用户界面，不利于用户测试的完成等也是目前测试工具的缺陷。 总结起来，当前需要重点解决两方面问题： 一是研究w s d l s o a p 接口一致性测试方法。解决测试的问题首先要解决 方法问题，方法可以指导测试的整个流程。只有明确了测试需求、测试对象、测 试内容与方法，测试才能有的放矢。 二是研究测试用例自动生成的问题。测试用例的生成与选择技术是软件测试 的一个重要研究领域，测试用例的选择将直接决定软件测试的科学性和有效性。 统计表明，在所有的软件测试的开销中，约4 0 花费在设计测试用例上，测试用 例的设计占有相当重要的地位。当前，w s d l s o a p 接口测试主要依靠测试人员 手工设计测试数据，这种方法费时、费力，且带有一定的盲目性和倾向性，而提 高测试用例生成的自动化程度能够有效地覆盖各种类型的非法输入、有效的检查 边界值，同时减轻测试人员的劳动强度，提高软件测试的质量。因此，如何为 w s d l s o a p 接口自动生成有效的测试用例成为急需解决的问题。 本文首先研究了w s d l s o a p 接口一致性测试方法，然后对w s d l s o a p 接口一致性测试的关键技术测试用例的自动化生成方法进行了研究：实现了 原子测试用例的自动生成，并提出了一种基于w s d l 语义扩展与变异策略的测 试用例集自动化生成方法，该方法提出自动分类生成合法测试用例和非法测试用 例的思路，实验证明大大降低了用例的冗余度，便利了测试实践。最后，在 w s d l s o a p 接口一致性测试方法的指导下，本论文工作设计实现了一个基于 w s d l s o a p 接口的测试系统，该系统能自动生成测试用例、提供对w s d l s o a p 接口的一致性测试、给出客观的测试记录。 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 1 4 研究生期间工作 本论文作者作为北京邮电大学网络与交换国家重点实验室网络管理研究中 心的一名研究生。在学习期间主要从事电力系统综合网络管理系统开发和 w s d l s o a p 接口测试的理论研究及系统开发工作，并参与了一系列实际测试工 作，主要工作包括： ( 1 ) 作为开发者之一参加“国家电网北京电力公司综合网络管理系统 项目。 ( 2 ) 作为主要设计者和开发者参与之一参加“基于w s d l s o a p 接口的测 试系统一的开发，该系统填补了基于w e bs e r v i c e 技术的网管接口测试领域的空 白，已应用于中国联通o s s 一综合资源管理系统与专业综合网管系统间接口的测 试中。在本项目中，本人的工作包括测试系统的部分设计、并负责完成了测试工 程管理模块、测试执行模块、性能测试支持模块、仿真s e r v e r 模块、测试用例 自动化生成模块的开发任务。在此基础上完成的论文“基于a x i s 2 的s o a p 消息 处理模型的分析与定制已被核心期刊计算机应用研究录用。 ( 3 ) 作为主要参加者之一参加中国联通o s s - 综合资源管理系统与专业综合 网管系统间接口测试。 本论文是作者在“基于w s d l s o a p 接口的测试系统 项目中工作的总结， 针对目前的测试现状提出解决方法，重点研究了测试用例自动化生成技术，设计 并实现了w s d l s o a p 接口测试系统， 1 5 论文结构 本文共分六章，系统阐述基于w s d l s o a p 接口测试系统的研究与实现。 第一章引言，介绍论文的研究背景、现状、要解决的问题和创新点。 第二章w e bs e r v i c e 技术综述及其测试需求：一是介绍w e bs e r v i c e 的基本知 识，包括w e bs e r v i c e 体系结构与接口技术；二是提出了w e bs e r v i c e 测试需求，包括系统级测试需求与接口级测试需求。 第三章借鉴一致性测试抽象理论与方法，并结合w s d l s o a p 接口特点，研 究w s d l s o a p 接口一致性测试方法。 第四章详细介绍了w s d l s o a p 接口一致性测试的关键技术测试用例自 动化生成技术，先阐述了如何根据w s d l 文件生成原子测试用例的方 法，然后重点研究了测试用例集自动化生成策略并给出了软件实现框 架与实验分析。 第五章阐述了w s d l s o a p 接口的测试系统的设计实现。首先介绍了系统的 整体结构设计，然后阐述了关键功能模块的设计与实现。 第六章总结和展望，对本文的工作的总结和对将来研究方向的展望。 5 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 第二章w e bs e r v i c e 技术综述及其测试需求 2 1w e bs e r v i c e 技术概述 w 3 c 定义的w e bs e r v i c e 是基于互联网的开发模型：它是自包含的、模块化 的应用程序，它可以在网络中被描述、发布、查找以及调用；也是基于网络的、 分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得 w e bs e r v i c e 能与其他兼容的组件进行互操作；也是指由企业发布完成其特别商 务需求的在线应用服务，其他公司或应用软件能够通过i n t e m e t 来访问并使用这 项应用服务。 从单个服务角度看，一个w e bs e r v i c e 是能够使用x m l 消息通过网络来访 问的接口，这个接口描述了一组可访问的操作。从体系架构看，w e bs e r v i c e 的 目标是在现有的各种异构平台的基础上，构筑一个通用的，与应用无关、语言无 关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的连接和集 成；即：传统的w c b 技术解决的问题是如何让人来使用w e b 应用所提供的服务， 而w e bs e r v i c e 则要解决如何让计算机系统来使用w e b 应用所提供的服务。 2 1 1w e bs e r v i c e 体系结构 w 曲s e r v i c e 体系结构是面向对象分析与设计( o o a d ) 的一种合理发展， 同时也是电子商务解决方案中，面向体系结构、设计、实现与部署而采用的组件 化的合理发展。这两种方式在复杂的大型系统中经受住了考验。和面向对象系统 一样，封装、消息传递、动态绑定、服务描述和查询也是w e bs e r v i c e 中的基本 概念，而且，w 曲s e r v i c e 另外一个基本概念就是：所有东西都是服务，这些服 务发布一个a p i 供网络中的其他服务使用，并且封装了实现细节。 图2 - 1w e bs e r v i c e 体系架构 6 北京邮电大学硬研究生毕n 论文基f w s d i d s o a p 接口的蔫试系统研究与实理 w e bs o r v i c e 采用s o a 架构从图2 - 1 可以看出，s o a 结构中共有三种角色： 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服务请求者( s e r v i c er e q u i t e r ) 、服务注册器 ( s e r v i c er e g i s 仕y ) 。角色闻主要有三个操作：p u b l i s h 、f i n d 、b i n d 。服务提供者 将它的服务发布到服务注册嚣的一个目录上，当服务请求者需要调用该服务时。 它首先到服务注册器提供的目录上去搜索该服务，得到如何调用该服务的信息 然后根据这些信息去调用服务提供者发布的服务。在w e bs e r v i c e 协议栈中，使 用w s d l 来描述服务，u d d i 来发布、查找服务，而s o a p 用来执行服务调用。 212w e b s e r v i c e 接口技术 w e bs e r v i c e 通过一系列标准和协议来保证程序之间的动态连接。其中最基 本的协议和技术有：x m l 、s o a p ，w s d l u d d i 。接口协议层次如图2 - 2 所示： 编码：x m l 用2 - 2w e bs e r v i c e 接口协议栈体系蛄构 x m l ( e x t e a s i b l e m a r k u p l a n g u a g e ) ：可扩展标记语言，用严格的嵌套标记表 示数据信息。特别适合在i n t u r a e t 环境中的多点数据交换环境下使用，x m l 是 w e bs e r v i c e 的核心技术，渗透到了w e bs e r v i c e 的各个层次。 s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) ：简单对象访问协议，用来定义数据描 述和远程访问的标准，足一个基于x m l 的协议。w e bs e r v i c e 跨平台、可扩展正 是由于采用s o a p 作为其消息传递协议。s o a p 是一种基于x m l 的不依赖传输 协议的表示层协议，它把成熟的基于h t t p 的w 曲技术与x m l 的灵活性和可 扩展性组合在一起咀x m l 形式提供了一个简单的用在分散或分布环境中交换 结构化和类型信息的机制。每一个通过网络的远程调用都可以通过s o a p 封装起 来。s o a p 最瞩目的特征是它可以在许多不同的软件和硬件平台上实现。s o a p 被认为是最好的系统集成的通用通信协泌。因为与许多早期的协议相比，s o a p 更小巧而且更易于实现，不像d c e 和c o r b a 的实现需要数年时问，所以只 发布了很少几个实现方案。 w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ：w e b 服务描述语言+ 是一种基于 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d u s o a p 接口的测试系统研究与实现 x m l 的语言。w s d l 用来描述一个w e bs e r v i c e 能做什么，它的位置在哪里。如 何调用它等等。w s d l 对于w e bs e r v i c e 的作用就像i d l 对于c o r b a 或c o m 的作用，而且w s d l 是x m l 文档，因此很容易进行阅读和编辑，大多数情况下， 它可由软件生成和使用。由于w s d l 文件用于说明消息格式的表示法以x m l 架构标准为基础，所以它与编程语言无关，而且以标准为基础，因此适用于描述 可被不同平台、以不同编程语言访问的x m lw e b 服务定义的接口。 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r yi n t e g r a t i o n ) ：u d d i 用于集中存放和查 找w s d l 描述文件，起目录服务器的作用。 具体来说，一个实现了的w e b 服务实际就是一个能够使用s o a p 消息通过 网络来访问的接口，这个接口以w s d l 文档的形式描述了一组可访问的操作， 供外界调用。所以如前所述，w e bs e r v i c e 互连互通实际上是通过w s d l s o a p 接口进行的。 2 2w e bs e r v i c e 测试需求 在测试活动中，首先需要明确测试需求( 、釉a t ) ，才能决定怎么测( h o w ) ， 测试的环境是什么( w h e r e ) ，测试中需要的技能、工具以及相应的背景知识，测 试中可能遇到的风险等等。w e bs e r v i c e 测试也是一样，总的来说，它的需求可 以分为两个级别：系统级测试需求和接口级测试需求。 2 2 1w e bs e r v i c e 系统级测试需求 d e b 认为w e bs e r v i c e 的测试技术的发展可以分为如下三个阶段1 5 1 ： ( 1 ) 关注内部的测试：主要测试w e bs e r v i c e 的基本特征，如功能、s o a p 消 息和w s d l 描述等。 ( 2 ) 测试面向服务的体系结构：主要测试s o a 的发布，绑定和查找三个重 要角色的功能，以及w e bs e r v i c e 间的异步通讯能力和服务质量问题。 ( 3 ) 测试动态运行时间能力：重点关注w e bs e r v i c e 集成的总体测试和w e b s e r v i c e 的版本测试。主要测试服务的动态特性，如服务的组装和版本等。 其中，第一阶段的测试需求属于w e bs e r v i c e 接口级的测试需求。而第二、三 阶段的需求则属于w 曲s e r v i c e 系统级别的测试需求。可以看出，接口级测试是系 统级测试的前提和基础。只有在接口通信能力得到验证之后，w e bs e r v i c e 的集成 才有可能，也才有需要进一步研究w e bs e r v i c e 系统级别的测试。所以，w e b s e r v i c e 系统级别的测试及其需求并非本文研究的内容。本文将研究的对象定位于 w e bs e r v i c e 接口级的测试，又因为在w e bs e r v i c e 接口协议栈中，w s d l s o a p 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 处于核心位置，是w e bs e r v i c e 互连互通的基础，所以下面将具体分析 w s d l s o a p 接口的一致性测试测试需求。 2 2 2w e bs e r v i c e 接口级测试需求 就接口一致性测试而言，借鉴0 s i 协议一致性测试方法学和现有的网络管理 领域的一套成熟的理论与方法，其测试主要包括三个方面：通信协议一致性测试、 信息模型一致性测试和功能一致性测试。而对于w e bs e r v i c e 的w s d l y s o a p 接 口来说，在完成功能一致性测试的基础上，在一定的软硬件条件下，还要求服务 处理大量的、并发的网络用户请求进行性能测试。因此，w e bs e r v i c e 接口级测 试需求分为：w s d l s o a p 接口协议一致性测试需求、w s d l s o a p 接口信息模 型一致性测试需求、接口功能一致性测试需求、性能测试需求及自动化测试需求。 2 2 2 1w s d l s o a p 接口协议一致性测试需求 w s d l s o a p 接口协议的一致性测试是w s d l s o a p 接口之间互连互通的 基础。协议的一致性是所有一致性的基础，只有底层协议保持一致性，才能实现 系统间“互连 。但是，一方面由于国内外对协议测试技术的研究起步较早，目 前相关技术已较为成熟，如果要进行通信协议的测试，只需要购买相应的仪表就 可以实现对通信实体间协议软件的一致性测试；另一方面，在后续的接口信息模 型一致性测试和功能一致性测试中，如果测试系统和被测系统之间能够正确交互 信息，也就证明了通信协议的一致性。所以，对于w s d l s o a p 接口测试来说， 协议的一致性测试并不作为重点研究内容，而是在协议保持一致性的前提下，研 究信息模型一致性和功能一致性测试。 2 2 2 2w s d l s o a p 接口信息模型一致性测试需求 接口信息模型一致性测试是检验管理系统或被管系统与管理信息模型的规 范是否保持一致的必要手段。只有信息模型的实现与信息模型规范保持一致才能 实现系统间“互通”。在信息模型保持一致性的前提下，才可以进行功能的一致 性测试，只有当功能满足一致性时，系统间的“互操作 才会真正实现。 w s d l s o a p 接口信息模型一致性测试是用于验证被测服务所提供的 w s d l s o a p 接口与其接口规范的一致性。类似于i d l 是c o r b a 接口的描述语 言，w s d l 是w s d l s o a p 接口信息模型的描述语言，对于每个w s d l s o a p 接口来说，其w s d l 文档即为该接口的信息模型规范，描述了该接口做些什么， 如何访问以及位于何处。因此，w s d l s o a p 接口信息模型一致性测试即是对接 口的w s d l 文档的验证，检测w s d l s o a p 接口提供者是否正确实现了其在 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d u s o a p 接口的测试系统研究与实现 w s d l 文档中定义的内容。具体来说，w s d l s o a p 接口信息模型一致性测试的 重点是对w s d l 文档中定义元素的语法检查。具体测试的内容将在第三章中讨 论，这里就不再叙述了。 2 2 2 3w s d l s o a p 接口功能一致性测试需求 w s d l s o a p 接口的功能一致性测试是接口一致性测试的核心。只有当功能 满足一致性时，系统间的“互操作 才会真正实现。w s d l s o a p 接口的功能一 致性测试目的是检测被测接口是否能够正确完成其在接口规范中声明的功能。 w s d l s o a p 接口的功能一致性测试以其w s d l 文档为功能测试规范，其测试 需求可以分为两类：能力测试和行为测试。 w s d l s o a p 接口的能力测试，是针对w s d l 文档中的每个操作 ( o p e r a t i o n ) ，对被测接口发送s o a p 消息进行激励，检测被测接口的响应，根 据响应情况判断被测接口的实际实现情况。 w s d l s o a p 接口的行为测试，是针对一个完整的服务行为进行的。一个完 整的服务行为可以等效为一系列有序的接口操作( o p e r a t i o n ) 的调用组合。比如， 在提供天气预报服务的w s d l s o a p 接口中，一个操作先根据城市名称查询城 市代码，另一个操作根据城市代码查询天气情况。在这里，第二个操作的输入依 赖了第一个操作的输出。可以看出，行为测试的激励需要逻辑串接多个操作 ( o p e r a t i o n ) ，与只针对一个操作的能力测试激励有所不同。对w s d l s o a p 接 口的行为测试很难做到完全覆盖，一般是选取常用的序列图和协作图，验证一些 主要的行为。根据测试系统和被测接口的交互情况判断被测实现的实现情况。 w s d l s o a p 接口功能一致性测试的具体内容、方法，以及w s d l 文档格式 将在第三章详细介绍。 2 2 2 4w s d l s o a p 接口性能测试需求 性能测试需求是由w s d l s o a p 接口的应用场合决定的。比如说，对于一 些面向大用户量、对性能指标有特殊要求的w s d u s o a p 接口，有需要进行性 能测试。 w s d l s o a p 接口的性能测试需要在具有一定软硬件条件的主机上通过软 件的方法产生大量的虚拟用户，虚拟网络用户模拟真实用户对网络服务的使用方 式，在真实的服务使用环境中，通过网络发送大量的、并发的服务请求到被测 w s d l s o a p 接口。接口性能测试关注当负载逐渐增加时，相应的系统性能指标 值的变化，例如响应时间、c p u 负载、内存使用等。接口性能测试的目的是： 检测系统承受并发访问的能力是否满足设计要求，系统响应时间是否满足设计要 求以及长时间使用下系统的稳定性是否满足设计要求。在性能满足设计要求的前 1 0 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 提下还可以进一步增加压力探索系统的极限能力。 2 2 2 5 自动化测试需求 接口测试的工作量很大，据统计，测试时间会占到总开发时间的4 0 。但测 试却是极有可能应用计算机进行自动化的工作，原因是测试的许多操作是重复性 的、非智力创造性的、需要细致注意力的工作，而计算机就最适合于代替人类去 完成这些任务。 考察接口测试自动化的需求，一方面在测试用例生成上可以部分自动化，当 前w s d l s o a p 接口测试主要依靠测试人员手工设计测试数据与用例，这种方法 费时、费力，且带有一定的盲目性和倾向性，而提高测试用例生成的自动化程度 能够有效地减轻测试人员的劳动强度，提高接口测试的质量；另一方面，测试用 例的执行可以自动化，传统的测试系统能重复的执行单个测试用例，或重复执行 一批测试用例，但对于有交互序列要求甚至数据传递的一组测试用例并不能很好 的支持( 例如某服务首先需调用鉴权操作返回一个p a s s p o r t ，之后的操作都需要 输入该p a s s p o r t ) ，引入工作流机制实现测试用例执行的自动化能极大的提高系 统对复杂服务的测试能力。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于w s d l s o a p 接口的测试系统研究与实现 第三章w s d l s o a p 接口一致性测试方法的研究 解决测试的问题首先要解决方法问题，方法可以指导测试的整个流程，包括 测试的预备阶段、测试的执行阶段以及测试报告和测试结论的给出。在测试的各 个过程中涉及到哪些实体、他们所处的角色以及由