通信协议的分布式测试方法研究和测试系统实现

论文摘要

随着计算机网络和分布式系统的发展，通信协议的规模和复杂性在不断增加的同时，可靠性也在降低。一致性测试作为保证协议实现质量的一种重要手段，首先根据协议规范生成测试序列（输入序列），然后在适当的测试结构中向协议实现注入测试序列，通过分析输出序列来判定协议实现是否与规范一致。 在分布式测试中，由于存在多个测试器，它们之间可能会出现与可控性和可观察性相关的协同问题，测试过程变得更加复杂。可控性是指测试系统控制被测实现（IUT）按照一定顺序接收输入的能力。可观察性是指测试系统观察IUT的输出、判断输入与输出对应关系的能力。可控性与可观察性对于测试活动的许多方面都有影响，例如测试序列的执行，测试系统的检错能力以及测试结果的解释等。本文从测试生成和测试执行的角度研究了这两个问题，主要贡献如下： 1．分布式测试中的测试序列生成 为解决分布式测试中的可控性与可观察性问题，测试器之间通常需要使用可靠的外部通信信道交换协同消息。考虑到协同消息和输入输出的代价，总是希望得到解决可控性与可观察性问题的最优测试序列。基于协议的多端口有限状态机模型，我们提出了一种构造辅助有向图的新方法，图中的每条链路都表示不存在可控性与可观察性问题的测试序列。通过求解辅助有向图上的乡间中国邮递员回路（RCPT），得到最优测试序列。 2．分布式测试中的时间约束 测试系统必须满足一定的时间约束才能真正解决分布式测试中的可控性与可观察性问题。反应时间约束保证测试系统以合适的速度向IUT发送输入。利用测试执行过程中的时间信息，对反应时间约束进行优化，提高了测试的效率。我们还提出了一种新的分布式测试的时序方法；如果测试系统满足给定的时间约束，该方法只需要使用与测试器个数相同的协同消息就能解决可控性与可观察性问题。 3．TTCN-3（测试和测试控制表示法-3）测试系统的实现与应用 根据协议规范生成测试序列后，结合具体的测试结构和测试环境，得到

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 协议一致性测试的研究现状分析
• 1.2.1 一致性测试结构
• 1.2.2 一致性测试序列和测试套的生成
• 1.2.3 测试描述语言
• 1.2.4 测试执行系统
• 1.3 本文的研究内容和研究思路
• 1.4 文献资源
• 1.5 论文的组织
• 第二章 基于有限状态机模型的一致性测试
• 2.1 有限状态机的基本概念
• 2.2 基于有限状态机模型的一致性测试
• 2.2.1 一致性测试的假设
• 2.2.2 校验序列
• 2.2.3 测试序列生成方法
• 2.2.3.1 T方法
• 2.2.3.2 D方法
• 2.2.3.3 U方法
• 2.2.3.4 W方法
• 2.2.4 测试序列的优化技术
• 2.2.4.1 单 UIO情况下测试序列的优化
• 2.2.4.2 多 UIO情况下测试序列的优化
• 2.2.4.3 利用测试段之间的重叠优化测试序列
• 2.3 本章小结
• 第三章 分布式测试中的测试生成问题
• 3.1 多端口有限状态机
• 3.2 可控性与可观察性
• 3.3 自同步测试序列
• 3.4 不使用外部协同消息解决可观察性问题
• 3.5 使用外部协同消息解决可控性与可观察性问题
• 3.6 本章小节
• 第四章 分布式测试中的时间约束问题
• 4.1 问题描述
• 4.2 相关模型和假设
• 4.2.1 通信模型
• 4.2.2 IUT的模型
• 4.3 测试系统的反应时间约束
• 4.4 测试系统的等待时间约束
• 4.5 时间约束的应用实例
• 4.6 反应时间约束的优化
• 4.7 分布式测试的另一种时序方法
• 4.7.1 规则4.2中的时间约束
• 4.7.2 规则4.2中时间约束的应用实例
• 4.8 本章小结
• 第五章 TTCN-3测试系统的实现与应用
• 5.1 TTCN-3简介
• 5.1.1 TTCN-3的主要特性
• 5.1.2 TTCN-3的模块结构
• 5.2 TTCN-3测试系统的实现
• 5.2.1 整体架构
• 5.2.2 支撑库
• 5.2.2.1 数据类型和数据值
• 5.2.2.2 内存管理
• 5.2.2.3 互斥访问
• 5.2.2.4 编译器
• 5.2.3 系统接口定义
• 5.2.3.1 测试执行器与测试管理器之间的接口
• 5.2.3.2 测试日志提供的功能接口
• 5.2.3.3 测试执行器与平台适配器的接口
• 5.2.3.4 测试执行器与系统适配器的接口
• 5.2.3.5 编解码器提供的功能接口
• 5.2.3.6 测试执行器与组件管理器之间的接口
• 5.2.4 测试执行器的实现
• 5.2.4.1 测试组件
• 5.2.4.2 调度程序
• 5.2.4.3 接口实现
• 5.2.4.4 存在的问题
• 5.3 SIP一致性测试
• 5.3.1 SIP简介
• 5.3.2 SIP一致性测试结构
• 5.3.3 SIP一致性测试套
• 5.3.4 编解码器的实现
• 5.3.5 系统适配器的实现
• 5.3.6 测试结果
• 5.4 分布式测试系统的实现研究
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 在读期间参加的科研项目
• 致谢