协议测试技术分析与研究郭清菊王磊摘要：随着网络通讯技术的飞速发展，通讯协议的规范性严重制约着网络交互和通讯服务的质量。协议测试的地位也越发显得重要。本文针对协议测试中的一致性测试和互操作性测试内容进行理论分析，对比两种测试的差异，并明确两者关系以及在协议测试中的重要作用，研究结果能够为实际的测试执行提供选择依据。关键词：协议规范；协议测试；一致性测试；互操作性测试；被测实现：TP391.41：ADOI：10.3969/j.issn.10036970.2016.05.028本文著录格式：郭清菊，王磊.协议测试技术分析与研究[J].软件，2016，37（5）：115-1180.引言随着计算机技术和网络通讯技术的快速发展，计算机网络的复杂性和高质量要求的不断提高，网络通讯协议从中起到了不可代替的作用。网络通讯协议是指在计算机网络与通讯网络中各种实体相互交换信息时必须遵守的规范集合，其规范行性严重制约着网络交互和通讯服务的质量，这意味着协议软件是否满足协议的规范是保证通讯系统正常运行和顺利开展业务首要保证。虽然国际上各类机构和学术组织也制定了各种各样的网络协议规范和标准，但是随着近年来分布式计算机网络结构日趋复杂在协议方面表现出多种形态，如不稳定性、多样性等等，严重影响到网络软件的可靠性和可维护性，因此，协议工程产生，它是一个系统化的完整、规范和可靠的工程，其中，协议测试成为了这工程中的重要部分。与软件测试在软件工程中的作用一样，协议测试是协议工程中的一个重要组成部分，是保证协议工程质量的重要技术和举措。协议测试的目的就是为了保证一个标准化协议的不同实现之间能够成功地进行通信。协议测试属于黑盒测试，它主要评估被测实现（IUT，ImplementationUnderTest）的外部行为是否符合协议的标准。协议测试包括四个方面：●一致性测试：检查被测实现与协议规范是否一致。●性能测试：检查系统的性能指标，如：数据传输、连接时间、执行速度以及吞吐量等，一般通过实验来观测被测实现IUT的一些性能参数。●互操作性测试：检查被测实现在各个版本之间的互连操作性和互通能力。●鲁棒测试：检查系统的健壮性，在各种严重环境下，如断绝通道，切断通信节点的电源或注入干扰消息等操作时的运行能力的检测。本文接下来重点讨论协议一致性测试和互操作性测试的方法和策略。1.协议一致性测试在协议测试的内容中，一致性测试是目前唯一可以给出明确理论框架和方法的一种测试，协议一致性测试是其他测试的基础和关键部分，它属于功能性黑盒测试的范畴，只关注外部行为表现而非具体的通讯连接细节，即：依据协议，测试者对被测实现（IUT）发送一系列外部刺激，观察并判定被测实现的外部响应，其目的就是确认被测实现是否与标准一致，以此来减少运行时的错误风险，属于功能性测试范畴。ISO/IEC9646提供了协议一致性测试的基本方法和框架，主要用于OSI协议测试，为测试集制定了设计步骤和描述方法，同时为测试系统的实现提高了指导。接下来，研究主要从测试方法的构建和测试序列生成两个方面进行。1.1构建测试方法协议一致性测试主要解决被测协议实体与协议规范一致性的问题。换句话说，协议一致性测试是根据协议的标准文本描述对被测实现IUT进行外部行为观测，以判定此实现与所对应的协议标准是否一致。一致性要求分为静态一致性和动态一致性，静态一致性要求是指被测实现在运行时与规范一致所具备的最小功能，而动态一致性要求则是指被测实现在外部刺激下与规范一致性所必须表现出的行为，可以分为本地测试、分布式测试以及远程协同测试等多种方式。测试完成后给出判定测试报告，对其在测试执行过程中产生的测试日志文件进行分析、判定，生成符合规范的一致性测试报告，分为：通过（Pass）、失败（fall）和不确定（Inconclusive）三种结果。ISO/IEC9646提供了协议一致性测试的基本方法和框架，规定协议一致性测试标准包括：抽象测试集（ATS）、协议实现一致性说明（PICS）和协议实施附加信息（PIXIT）三部分，图1说明了其测试的基本框架和过程。1.2生成测试序列的方法通过图1可知，在一致性测试过程中，主要分为测试生成和测试执行两个主要的阶段。测试生成...