基于ttcn-3的协议互操作性测试研究

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1、华中科技大学硕士学位论文2协议互操作性测试的基本原理2.1协议测试概述[11]协议测试理论是协议工程的一个重要分支，它是在软件测试的基础上发展起来的。根据对被测软件的控制观察方式，软件测试方法分为三种：白盒测试、黑盒测试和灰盒测试。白盒测试是基于一个软件的内部结构进行的测试，它通过每条语句至少执行一次来全面检查整个程序代码，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。黑盒测试则是将被测试系统看作一个黑盒，只通过观察被测试软件外部可以观察到的行为来确定软件的功能实现，并不涉及程序的内部结构。灰盒测试是将白盒测试和黑盒测试结合

2、起来形成的一种测试方法，吸收了两种方法的优点。协议测试是一种黑盒测试，它按照协议标准，通过控制观察被测协议实现的外部行为对其进行评价。协议测试包括4种测试：ò一致性测试(ConformanceTesting)：检测协议实现系统与协议的符合程度；ò性能测试(PerformanceTesting)：检测协议实现系统的性能指标(如数据传输率、连接时间、执行速度、和吞吐量等)；ò互操作性测试(InteroperabilityTesting)：检测同一协议的不同实现版本之间、或同一类协议的不同实现版本之间互通能力和互连操作能力；ò鲁棒性测试(Robustnes

3、sTesting)：检测协议实现系统在各种恶劣环境下运行的能力(信道被切断、通信技术掉电、注入干扰报文等)。2.2协议互操作性测试基本原理协议测试系统是对协议进行有效测试的有机的、完整的统一体。协议一致性测试目的是检测IUT(ImplementationUnderTest)是否能够按照协议标准实现了它的功能，但是并不验证IUT与其他系统的互操作性，所以一致性测试无法检查出IUT在5华中科技大学硕士学位论文与其他系统互连时功能上的不正确性。因此必须能够对IUT互连时的互操作性功能进行检测。在互操作性测试中，既可以存在专门的测试系统，也可以不存在。当没有

4、专门的测试系统存在时，互操作的测试过程只是简单地将两个被测试系统互连在一起，由测试人员或测试程序对两个系统的行为进行控制和观察。这种互操作性测试方法有许多缺陷。当被测试系统由多层协议组成时，测试系统无法对内部协议层的行为进行观察，也无法得到像协议一致性测试中那样详尽的测试报告，所以当发现功能上的问题时，就无法准确地定位是哪一层协议实现有错误。而且在这种测试结构下，只能观察到被测系统向高层提供的服务，却无法对底层的信息交换进行监测，从而无法观察到被测系统对底层不正常行为的反应。所以这种不带专用测试系统的互操作性测试只能达到互连通性测试的目的，而不能成为

5、严格意义上的“互操作性测试”。2.2.1互操作性测试的必要性一致性测试只能保证协议实现正确实现了协议规范所要求的最小子集，不能限制协议实现对于选项的选择，而且，协议实现一般还具有协议规范没有定义的特性。如图2-1所示，协议实现具有如下一些功能(或特性)：¾协议规范中的必选功能或特性(Mandatory)¾对于协议规范中的可选(Optional)功能或特性，没有、有部分或者全部¾协议规范中没有定义的功能或特性(NotSpecification)必选功能特性可选功能特性未定义功能特性协议规范图2-1协议实现的功能(特性)示意图6华中科技大学硕士学位论文图

6、2-2相同协议版本的不同具体实现的功能(特性)比较示意图不同的协议实现可能选择协议规范中的不同选项，对于协议规范中没有定义的部分，其实现也可能不一致(如图2-2)。而且，同一协议可能有不同的版本，它们规定的最小子集(Mandatory)可能不一致，可选项也可能不一致，如图2-3所示。所有这些都可能使得协议实现之间的互操作出现问题，需要进行互操作测试。有时应用不同协议的实现具有相似的特性，它们之间的互操作也是可能的，也需要进行互操作测试。图2-3协议不同版本的实现功能(特性)比较示意图2.2.2互操作性测试的分类互操作测试就是在互连的环境中测试不同的协

7、议实现的功能和行为，以验证这些实现能否与其他同类型或不同类型的实现进行通信。一个协议实现一般都有三种7华中科技大学硕士学位论文互操作类型：与本地环境的互操作，与网络中一个或多个对等实体的互操作，与网络另一侧完成高层功能的软硬件的互操作。广义的互操作性测试包括两类测试：ò静态一致性测试：分析、比较不同协议实体的提供者所做的功能陈述，确认各实现体实现的功能(特性)一致，具有互操作的可能。ò互操作性测试：就是在一定范围内变化协议实现的运行参数，以测量互连的协议实现的总体性能和互通能力。运行参数的选择和变化范围应根据实际运行环境的相关参数(如功能、业务等)来

8、选择。由于两个不遵从标准的协议实现仍然能进行互操作，所以互操作性测试不测试协议实体对标准的遵从性。2.2.3