專利名稱：通訊協(xié)議的底層匯聚測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)和電信通訊協(xié)議一致性測(cè)試，特別涉及一種通訊協(xié)議一致性測(cè)試中的底層匯聚測(cè)試方法及系統(tǒng)。
為了說明協(xié)議一致性測(cè)試方法，給出如下基本概念。
1.實(shí)體(Entity)OSI將每一層中活躍的元素稱為實(shí)體，實(shí)體既可以是硬件實(shí)體(比如一塊芯片)，也可以是軟件實(shí)體(比如一個(gè)進(jìn)程)。
在不同機(jī)器上同一層內(nèi)的實(shí)體叫做同層實(shí)體或?qū)Φ葘訉?shí)體。
2.服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(Service Access Point)分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中，每一層都要為上一層提供一定的服務(wù)，并把這些服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)對(duì)上一層加以屏蔽，服務(wù)是在服務(wù)訪問點(diǎn)SAP提供給上層的。
3.控制觀察點(diǎn)PCO(Points of Control and Observation)測(cè)試系統(tǒng)和IUT之間的通信點(diǎn)。測(cè)試系統(tǒng)通過PCO訪問IUT，通過控制觀察點(diǎn)，測(cè)試系統(tǒng)既可以對(duì)通信進(jìn)行初始化，也可以觀察通信結(jié)果?？刂朴^察點(diǎn)一般定義在服務(wù)訪問點(diǎn)SAP上。
4.協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(Protocol Data Unit)在協(xié)議棧的層與層之間的接口上，n+1層實(shí)體通過SAP把一個(gè)接口數(shù)據(jù)單元IDU(InterfaceData Unit)傳遞給n層實(shí)體。IDU由服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(Service DataUnit)和一些控制信息組成。SDU是將要跨過網(wǎng)絡(luò)傳遞給對(duì)等實(shí)體。然后向上交給n+1層的信息。控制信息用于幫助下一層完成任務(wù)，它本身不是數(shù)據(jù)的一部分。為了傳遞SDU，n層實(shí)體可能將SDU分成幾段，每一段加上一個(gè)報(bào)頭作為獨(dú)立的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU送出。
5.被測(cè)系統(tǒng)SUT(System Under Test)被測(cè)試的系統(tǒng)或者是被測(cè)系統(tǒng)的一部分。
6.被測(cè)實(shí)現(xiàn)IUT(Implemention Under Test)作為測(cè)試目標(biāo)的系統(tǒng)或者協(xié)議實(shí)現(xiàn)(Protocol Implementation)，被測(cè)實(shí)現(xiàn)可以作為被測(cè)系統(tǒng)的一部分，嵌入被測(cè)系統(tǒng)中。
7.上測(cè)試器(Upper Tester)是一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)或測(cè)試系統(tǒng)的一部分，它在被測(cè)系統(tǒng)的上層控制PCO。它通過IUT的上側(cè)SAP與IUT進(jìn)行通信。
8.下測(cè)試器(Lower Tester)是一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)或測(cè)試系統(tǒng)的一部分，它在被測(cè)系統(tǒng)的低層控制PCO。它通過IUT的下側(cè)SAP與IUT進(jìn)行通信。下測(cè)試器同時(shí)負(fù)責(zé)給出測(cè)試判定。
9.測(cè)試協(xié)作過程(Test Coordination Procedure)包含合作規(guī)則的集合。例如，上測(cè)試器和下測(cè)試器之間的同步，不同下測(cè)試器之間的同步。
10.服務(wù)提供者(Service Provider)是測(cè)試結(jié)構(gòu)的一部分，假設(shè)被測(cè)系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的第N層，服務(wù)提供者為它提供N-1層的功能。服務(wù)提供者為IUT和下測(cè)試器之間提供通信環(huán)境。
協(xié)議一致性測(cè)試使用在特定點(diǎn)PCO(Point of Control and Observation)對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)的層間服務(wù)原語和協(xié)議數(shù)據(jù)單元進(jìn)行控制和觀察的原理。根據(jù)PCO的不同，在ISO9646(協(xié)議一致性測(cè)試方法和框架)中已被標(biāo)準(zhǔn)化的抽象測(cè)試方法有本地測(cè)試法和外部測(cè)試法。本地測(cè)試法適合于在產(chǎn)品內(nèi)部測(cè)試；外部測(cè)試法適合于遠(yuǎn)程的第三方測(cè)試，又可分為分布式、協(xié)調(diào)式和遠(yuǎn)程式測(cè)試。本地測(cè)試法的一個(gè)基本前提是在IUT的上下邊界都存在暴露的服務(wù)訪問接口，上下測(cè)試器控制這些訪問接口來激勵(lì)I(lǐng)UT，并觀察IUT的輸出響應(yīng)。分布式測(cè)試法的下測(cè)試器位于測(cè)試系統(tǒng)中，上測(cè)試器位于被測(cè)系統(tǒng)IUT中，下測(cè)試器和IUT是對(duì)等實(shí)體，它們之間通過提供N-1層服務(wù)的底層協(xié)議實(shí)現(xiàn)來連接，上測(cè)試器與IUT在同一個(gè)系統(tǒng)中，IUT必須有暴露的上邊界服務(wù)訪問接口。協(xié)調(diào)測(cè)試法的下測(cè)試器和IUT是對(duì)等實(shí)體，它們之間通過提供N-1層服務(wù)的底層協(xié)議實(shí)現(xiàn)來連接，上測(cè)試器與IUT在同一個(gè)系統(tǒng)中，IUT不一定有暴露的上邊界服務(wù)訪問接口，上測(cè)試器要用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試管理協(xié)議(testing management protocol)與下測(cè)試器來協(xié)調(diào)完成測(cè)試實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程測(cè)試法不定義上測(cè)試器，也不需要顯式的測(cè)試協(xié)調(diào)過程在ISO9646中已被標(biāo)準(zhǔn)化的抽象測(cè)試方法，除了對(duì)端系統(tǒng)的本地測(cè)試法、分布式測(cè)試法、協(xié)調(diào)式測(cè)試法和遠(yuǎn)程式測(cè)試法外，還有兩種適用于中繼系統(tǒng)的測(cè)試方法回繞式(loop-back)測(cè)試方法和穿越式(transverse)測(cè)試方法。回繞法只需要一個(gè)測(cè)試器，但要求在被測(cè)實(shí)現(xiàn)或系統(tǒng)內(nèi)部或外部鏈路上實(shí)現(xiàn)回環(huán)，而且其測(cè)試能力過于簡(jiǎn)單，因而不夠?qū)嵱茫淮┰綔y(cè)試法能夠測(cè)試中繼系統(tǒng)的全部中繼功能，但需要至少兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，各測(cè)試系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)是實(shí)現(xiàn)穿越式測(cè)試法的困難所在。

圖1和圖2分別是回繞和穿越測(cè)試法的結(jié)構(gòu)圖。在實(shí)際的中繼系統(tǒng)測(cè)試中，第三方測(cè)試一般使用回繞或穿越測(cè)試法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，通訊協(xié)議底層匯聚測(cè)試方法包括步驟通過匯聚器將被測(cè)中繼系統(tǒng)底層接口匯聚起來；用一臺(tái)測(cè)試器模擬實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬測(cè)試器；所有的虛擬測(cè)試器都通過同一條鏈路與被測(cè)系統(tǒng)連接；測(cè)試器通過匯聚器與被測(cè)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)下接口進(jìn)行通訊；測(cè)試器通過多個(gè)底層接口對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行激勵(lì)/響應(yīng)測(cè)試。
本發(fā)明的另一目的是提供一種通訊協(xié)議一致性測(cè)試中的底層匯聚測(cè)試系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，通信協(xié)議底層匯聚測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試器、N-1層服務(wù)提供者和被測(cè)系統(tǒng)，匯聚器接在被測(cè)系統(tǒng)和N-1層服務(wù)提供者之間。
本發(fā)明在一臺(tái)測(cè)試器上實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)的穿越測(cè)試，可以充分測(cè)試被測(cè)中繼系統(tǒng)的真實(shí)行為。不需要對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)有任何特殊要求。僅用一臺(tái)測(cè)試器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)的一致性測(cè)試，避免了穿越測(cè)試法中各測(cè)試器之間復(fù)雜的測(cè)試協(xié)調(diào)過程。不用考慮各測(cè)試器之間的同步問題，消除了測(cè)試器非同步造成的誤差，使測(cè)試更可靠，更精確。
發(fā)明的實(shí)施方式下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明。
如圖3所示，底層匯聚測(cè)試方法用一臺(tái)測(cè)試器模擬實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬測(cè)試器，所有的虛擬測(cè)試器都通過同一條鏈路與被測(cè)系統(tǒng)連接，避免了多個(gè)物理測(cè)試器之間的協(xié)調(diào)問題。匯聚器可以是一臺(tái)集線器，起到匯聚被測(cè)中繼系統(tǒng)底層接口的作用，使測(cè)試器可以與被測(cè)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)下接口進(jìn)行通訊，通過多個(gè)底層接口對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行激勵(lì)/響應(yīng)測(cè)試，可以測(cè)試被測(cè)中繼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各種中繼功能。底層匯聚測(cè)試法也可以用于對(duì)端系統(tǒng)的測(cè)試，這時(shí)的匯聚器工作于透明模式，相當(dāng)于被測(cè)端系統(tǒng)的下接口直接與底層服務(wù)提供者連接。
下面用一個(gè)例子來說明底層匯聚測(cè)試法的工作原理。
在IPv6基本描述協(xié)議路由器測(cè)試中，有一個(gè)測(cè)試?yán)臏y(cè)試目的是驗(yàn)證被測(cè)路由器對(duì)路由報(bào)頭的處理是否正確。其邏輯測(cè)試結(jié)構(gòu)拓?fù)淙鐖D4所示，由兩個(gè)虛擬測(cè)試主機(jī)(TH-1/VT1，TH-2/VT2)和兩個(gè)虛擬測(cè)試路由器(TR-1/VT3，TR-2/VT4)對(duì)被測(cè)路有器RUT進(jìn)行一致性測(cè)試。
在IPv6基本描述協(xié)議中規(guī)定，帶有路由報(bào)頭的IPv6數(shù)據(jù)包，直到到達(dá)IPv6報(bào)頭中的目的地址字段所標(biāo)識(shí)的那個(gè)節(jié)點(diǎn)才對(duì)路由報(bào)頭進(jìn)行檢測(cè)和處理。在這個(gè)節(jié)點(diǎn)調(diào)用路由報(bào)頭處理模塊，并且對(duì)于路由類型0的，執(zhí)行下面的算法<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[　　if分段剩余＝0{　　 繼續(xù)處理包中的下一個(gè)報(bào)頭，其類型由路由報(bào)頭中″下一個(gè)報(bào)頭″　　 字段所標(biāo)識(shí)　　}　　else if報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度為奇數(shù){　　 給源地址發(fā)送ICMP″參數(shù)存在問題″，編碼0的報(bào)文，　　 指針指向報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度字段，并且拋棄此包　　}　　else{　　計(jì)算出n，也就是路由報(bào)頭中的地址數(shù)量，方法是報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度除以2　　if 分段剩余比n大{　　 給源地址發(fā)送一個(gè)ICMP″參數(shù)存在問題″，編碼0的報(bào)文，　　 指針指向分段剩余字段，并且拋棄此包　　}　　else{　　分段剩余減一；　　計(jì)算i，也就是地址向量(地址列表)中要″訪問″的下一個(gè)地址，　　方法是n減分段剩余　　if 地址[i] 或者IPv6目的地址是組播地址{　　拋棄此包　　}　　else{　　交換IPv6目的地址和地址[i]if IPv6跳數(shù)限制小于等于1{　　給源地址發(fā)送一個(gè)ICMP″超時(shí)-傳輸超過跳數(shù)限制″　　的報(bào)文，并且拋棄此包　　}　　else{　　跳數(shù)限制減一；　　向IPv6模塊重新提交此包，傳給新的目的節(jié)點(diǎn)　　}　　}　　}　　}]]></pre>本測(cè)試?yán)?，測(cè)試的是上算法中斜體部分。
作為上述算法的一個(gè)例子，考慮這樣一種情況源節(jié)點(diǎn)S給目的節(jié)點(diǎn)D發(fā)送一個(gè)包，用路由報(bào)頭來使這個(gè)包經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)I1，I2和I3。在傳送路徑的每段中，IPv6報(bào)頭中的相關(guān)字段值以及路由報(bào)頭字段值應(yīng)為如下所述當(dāng)包從S傳到I1源地址＝S 報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度＝6目的地址＝I1分段剩余＝3地址[1]＝I2地址[2]＝I3地址[3]＝D當(dāng)包從I1傳到I2源地址＝S 報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度＝6目的地址＝I2分段剩余＝2地址[1]＝I1地址[2]＝I3地址[3]＝D當(dāng)包從I2傳到I3源地址＝S 報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度＝6
目的地址＝I3 分段剩余＝1地址[1]＝I1地址[2]＝I2地址[3]＝D當(dāng)包從I3傳到D源地址＝S 報(bào)頭擴(kuò)展長(zhǎng)度＝6目的地址＝D分段剩余＝0地址[1]＝I1地址[2]＝I2地址[3]＝I3在此測(cè)試?yán)校覀冇锰摂M測(cè)試器TH-1/VT1、TH-2/VT2、TR-1/VT3、TR-2/VT4分別實(shí)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)S、目的節(jié)點(diǎn)D、中間節(jié)點(diǎn)I1和I3。RUT對(duì)應(yīng)中間節(jié)點(diǎn)I2，是被測(cè)路由器。
圖5是該測(cè)試?yán)臏y(cè)試序列圖。在這里不給出測(cè)試?yán)枋鑫募?，只通過圖5的測(cè)試序列圖說明底層匯聚測(cè)試法在此測(cè)試過程中的應(yīng)用。
A包是用于驗(yàn)證RUT對(duì)從TH-1向TH-2方向的數(shù)據(jù)包的路由報(bào)頭處理是否正確，B包是用于驗(yàn)證RUT對(duì)從TH-2向TH-1方向的數(shù)據(jù)包的路由報(bào)頭處理是否正確。從TH-1到TR-1的A包是在測(cè)試器內(nèi)部傳送的，TH-1的存在可以在由TR-1向RUT發(fā)送的A”包中體現(xiàn)。同樣從TR-2到TH-2的A包也是在測(cè)試器內(nèi)部傳送，TH-2的存在可以在由RUT向TR-2發(fā)送的A”包中體現(xiàn)。主要測(cè)試過程是TR-1向RUT發(fā)送的A’包；RUT發(fā)現(xiàn)A’包的路由報(bào)頭中的下一跳是TR-2，RUT就會(huì)向TR-2發(fā)送鄰居請(qǐng)求消息以發(fā)現(xiàn)TR-2的存在；TR-2回復(fù)鄰居宣告消息，RUT與TR-2之間的通訊建立；RTU轉(zhuǎn)發(fā)A包，但將路由報(bào)頭做了改動(dòng)，把A”包發(fā)給TR-2，TR-2只要驗(yàn)證A”包的路由報(bào)頭內(nèi)容，即可判斷RTU對(duì)從TH-1向TH-2方向的數(shù)據(jù)包的路由報(bào)頭處理是否正確。由TR-1向RUT發(fā)送的A’包的內(nèi)容如下IPv6 HeaderVersion＝6Traffic Class ＝0
FlowLabel＝0PayloadLength＝56NextHeader ＝43(Routing Header)HopLimit ＝64SourceAddress＝TH-1DestinationAddress ＝RUT1Routing HeaderNextHeader ＝59(No Next Header)HeaderExtLength ＝6RoutingType ＝0SegmentsLeft ＝2Address[1] ＝TR-1Address[2] ＝TR-2Address[3] ＝TH-2由RUT向TR-2發(fā)送的A”包的內(nèi)容如下IPv6 HeaderVersion ＝6Traffic Class ＝0FlowLabel ＝0PayloadLength ＝56NextHeader＝43(Routing Header)HopLimit ＝63SourceAddress ＝TH-1DestinationAddress＝TR-2Routing HeaderNextHeader＝59(No Next Header)HeaderExtLength ＝6RoutingType ＝0SegmentsLeft ＝1
Address[1] ＝TR-1Address[2] ＝RUT1Address[3] ＝TH-2由TR-2收到的A”包可以看出RUT對(duì)A’包的處理，RUT首先將A’的分段剩余(SegmentsLeft)減一，然后將DestinationAddress的地址與Address[2]的地址互換，再把跳數(shù)限制(HopLimit)減一，最后將A”包發(fā)給TR-2。
由圖6可以看出底層匯聚法是怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)RUT底層接口的匯聚。被測(cè)路由器RUT的兩個(gè)接口(這里是以太網(wǎng)口)，經(jīng)過匯聚器與測(cè)試器TN相連。RUT的兩個(gè)接口的MAC地址是RUT-MAC1和RUT-MAC2，對(duì)應(yīng)的IPv6地址是RUT1和RUT2。A’包的源MAC地址是TN，目的MAC地址是RUT-MAC1，TR-2由匯聚器得到的A”包的源MAC地址是RUT-MAC2，目的MAC地址是TN。通過匯聚器和多臺(tái)虛擬測(cè)試器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)RUT的穿越測(cè)試，而在物理上，只使用了一臺(tái)測(cè)試器TN。
對(duì)于驗(yàn)證RUT對(duì)從TH-2向TH-1方向的數(shù)據(jù)包的路由報(bào)頭處理是否正確，是上面測(cè)試過程的逆過程，只是在B’和B”中被測(cè)路由器的IPv6地址由RUT1變?yōu)镽UT2。
由圖5的測(cè)試序列圖和圖6的RUT底層接口匯聚示意圖可以看出，底層匯聚法在一臺(tái)測(cè)試器TN上實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)的穿越測(cè)試，可以充分測(cè)試被測(cè)中繼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)RUT的各種中繼功能，避免了穿越測(cè)試中各測(cè)試器之間復(fù)雜的測(cè)試協(xié)調(diào)過程
權(quán)利要求
1.一種通訊協(xié)議底層匯聚測(cè)試方法，包括步驟通過匯聚器將被測(cè)中繼系統(tǒng)底層接口匯聚起來；用一臺(tái)測(cè)試器模擬實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬測(cè)試器；所有的虛擬測(cè)試器都通過同一條鏈路與被測(cè)系統(tǒng)連接；測(cè)試器通過匯聚器與被測(cè)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)下接口進(jìn)行通訊；測(cè)試器通過多個(gè)底層接口對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行激勵(lì)/響應(yīng)測(cè)試。
2.一種通信協(xié)議底層匯聚測(cè)試系統(tǒng)，包括測(cè)試器、N-1層服務(wù)提供者和被測(cè)系統(tǒng)，其特征在于匯聚器接在被測(cè)系統(tǒng)和N-1層服務(wù)提供者之間。
3.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)試器實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬測(cè)試器。
4.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述所述匯聚器是集線器。
全文摘要
一種通訊協(xié)議底層匯聚測(cè)試方法，包括步驟通過匯聚器將被測(cè)中繼系統(tǒng)底層接口匯聚起來；用一臺(tái)測(cè)試器模擬實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬測(cè)試器；所有的虛擬測(cè)試器都通過同一條鏈路與被測(cè)系統(tǒng)連接；測(cè)試器通過匯聚器與被測(cè)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)下接口進(jìn)行通訊；測(cè)試器通過多個(gè)底層接口對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行激勵(lì)/響應(yīng)測(cè)試。本發(fā)明在一臺(tái)測(cè)試器上實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)的穿越測(cè)試，可以充分測(cè)試被測(cè)中繼系統(tǒng)的真實(shí)行為。不需要對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)有任何特殊要求。僅用一臺(tái)測(cè)試器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)中繼系統(tǒng)的一致性測(cè)試，避免了穿越測(cè)試法中各測(cè)試器之間復(fù)雜的測(cè)試協(xié)調(diào)過程。不用考慮各測(cè)試器之間的同步問題，消除了測(cè)試器非同步造成的誤差，使測(cè)試更可靠，更精確。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1411174SQ0113609
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2001年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月8日
發(fā)明者田軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所