通用網絡協議一致性測試平臺的設計與研究

摘要：針對我國當前網絡互連、互通的迫切需求，提出了一種通用的網絡協議一致性測試平臺的設計方案。通過對通用平臺硬件結構和軟件設計的說明，闡述了通用平臺的工作過程和測試方法，為網絡協議一致性測試提出了有效的解決方案。
關鍵詞：通用平臺；協議；一致性測試

0 前言
計算機網絡協議一致性測試是檢驗計算機網絡各部分正確互連、互通和互操作的關鍵技術，用來驗證產品協議實現與相應協議標準之間的一致性。即在同一網絡協議標準下檢驗不同的待測設備是否在相同的外部輸入下，輸出相同的結果。
目前， 我國網絡產品檢測的技術水平和能力與國際上存在較大差距，協議一致性測試產品的設計大多停留在測試方法的理論研究上，在協議測試的通用平臺方面還缺乏較好的解決方案。

1 網絡協議一致性測試概述
網絡協議的一致性測試是一種功能性的黑盒測試，通常包括靜態測試和動態測試兩類。靜態測試是指協議實現者向測試方提交“協議實現一致性聲明”與協議中的靜態一致性要求相比較，動態測試是運行測試集對DUT(Device under Test)進行測試。
協議一致陛測試包括三個階段：第一階段是測試生成，為特定協議產生獨立于所有協議實現的抽象測試集；第二階段是測試實現，把抽象測試集中的測試例轉換成可執行的測試例；第三階段為測試執行，在特定的DUT上執行測試用例。
通用網絡協議一致性測試平臺用于動態測試，也分為三個階段：第一階段是對一個指定的協議生成一個測試套集，根據協議的要求，這個測試套集可以在實現前對收發雙方進行的交互進行完全設定，或者在某些需要雙方互動(字段值需要對方的數據來進行填寫)的字段給出一個變量。第二階段是按照這個測試套集對被測設備的協議實現(DUT)進行黑盒測試；第三個階段是通過比較DUT的實際輸出與預期輸出的異同，從而實現網絡協議的一致性測試。
通用平臺對各個不同的協議可支持生成不同的測試套集，分別進行測試和一致性對比。

2 通用平臺組成
通用平臺由控制臺、測試機兩部分組成。其中控制臺負責配置測試套集的策略、測試結果的統計分析及人機交互；測試機負責生成或接收測試套集，然后生成測試流發送到被測設備；并從被測設備接收測試數據；然后將數據返回控制臺。如圖1所示。

2．1 控制臺
控制臺硬件可以是一臺PC機，其網卡與測試機控制口相連。在高層通過人機對話界面，對協議、算法及網絡參數進行配置，對測試套集生成模式及使用方式等進行策略設置；通過驅動程序與測試機進行通信，向測試機輸入測試套集的參數配置，并接收測試機輸出的結果；并對測試結果進行統計分析。
軟件模塊包括界面模塊、協議接口模塊、算法接口模塊、網絡接口模塊、通信模塊、統計分析模塊。
2．2 測試機
2．2．1 硬件組成
測試機硬件采用高性能、高可靠性、高穩定性的嵌入式多核處理器平臺。配置高速100M、1000M自適應以太網口，可擴展的大容量DDR2內存和大容量的Flash空間。硬件框圖如圖2所示，多核處理器平臺的核心部件為CPU、CPLD和FPGA。