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摘要：介紹了協(xié)議測(cè)試技術(shù)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況，著重介紹了協(xié)議一致性測(cè)試和互操作性測(cè)試，分析了二者的差異，明確了它們之間的關(guān)系。便于進(jìn)一步理解協(xié)議測(cè)試技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：協(xié)議測(cè)試；互操作性測(cè)試；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

　　1、引言

　 　隨著網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)更加普及，協(xié)議測(cè)試也顯的越來(lái)越重要。協(xié)議測(cè)試技術(shù)的目的就是保證通信協(xié)議正確實(shí)現(xiàn)以及確保不同的通信設(shè)備之間可 以正確互聯(lián)。對(duì)于商業(yè)測(cè)試而言協(xié)議測(cè)試技術(shù)非常具有實(shí)用價(jià)值，得到了廣泛的應(yīng)用。目前除了一致性測(cè)試有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)外，其他測(cè)試技術(shù)還未有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。故此協(xié)議 測(cè)試技術(shù)的理論化、標(biāo)準(zhǔn)化工作有待深入研究。本文在介紹協(xié)議測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)探討一致性測(cè)試和互操作性測(cè)試以及它們之間的關(guān)系。

　　2、協(xié)議測(cè)試技術(shù)介紹

　　目前在測(cè)試領(lǐng)域測(cè)試方法分為3種：白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試和 灰盒測(cè)試。白盒測(cè)試通過(guò)每條語(yǔ)句至少執(zhí)行一次來(lái)全面檢查整個(gè)程序代碼，而黑盒測(cè)試只測(cè)試軟件外部可以觀察到的行為，不涉及程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。白盒測(cè)試的測(cè)試 能力非常強(qiáng)，但是過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，對(duì)被測(cè)軟件要求也很高。黑盒測(cè)試只關(guān)心被測(cè)軟件的輸入和輸出，測(cè)試能力雖然弱了些，但是測(cè)試過(guò)程本身相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)被測(cè)軟件 要求也無(wú)特殊要求。灰盒測(cè)試是將白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試結(jié)合起來(lái)形成的一種測(cè)試方法，吸收了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。在通信測(cè)試中，協(xié)議測(cè)試僅僅是一種黑盒測(cè)試，它并 不檢查協(xié)議代碼，而是按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)控制觀察被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)或系統(tǒng)的外部行為對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。協(xié)議測(cè)試技術(shù)包括四種類型的測(cè)試：①一致性測(cè)試 （Conformance Testing）：檢測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)本身與協(xié)議規(guī)范的符合程度；②互操作性測(cè)試（Interoperability Testing）：基于某一協(xié)議檢測(cè)不同協(xié)議實(shí)現(xiàn)間互操作互通信的能力；③性能測(cè)試（Performance Testing）：檢測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的性能指標(biāo)（如數(shù)據(jù)傳輸速度、連接時(shí)間、執(zhí)行速度、吞吐量、并發(fā)度等）；④健壯性測(cè)試（Robust Testing）：檢測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)在各種惡劣的環(huán)境下運(yùn)行的能力（如注入干擾報(bào)文、通信故障、信道被切斷等）。

　 　在過(guò)去的通信發(fā)展中，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織主要關(guān)注協(xié)議一致性測(cè)試，故此一致性測(cè)試開展最早，也形成了很多有價(jià)值的成果，而其他三種測(cè)試僅僅作為商業(yè)測(cè)試的手段 來(lái)滿足具體測(cè)試者的需求。90年代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制訂的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 9646（ITU-TX.290系列）——“OSI協(xié)議一致性測(cè)試的方法和框架”，描述了基于OSI七層參考模型的協(xié)議測(cè)試過(guò)程、概念和方法，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)見 表1。另外，還有ETSI ETS 300 406“測(cè)試和規(guī)范方法；協(xié)議一致性測(cè)試規(guī)范”。

　 　隨著通信技術(shù)的發(fā)展，新的協(xié)議越來(lái)越復(fù)雜，協(xié)議一致性測(cè)試工作遇到了很多困難。在實(shí) 際測(cè)試中，一致性測(cè)試通過(guò)并不能保證互操作測(cè)試一定可以通過(guò)。所以互操作性測(cè)試相關(guān)研 究越來(lái)越受到重視。雖然互操作性測(cè)試目前還未制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但是中國(guó)以及ETSI、ITU-T 、ISO等國(guó)際組織都開展了相應(yīng)的研究工作，具體成果有：①ETSI TS 102 237“互操作測(cè)試方法和途徑”；ETSI TS 202 237“互操作測(cè)試方法”；②ITU-T正在完善ITU-T Z.itfm“互操作測(cè)試框架和方法”；③ISO正在許多協(xié)議簇中增加互操作測(cè)試；④“中國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T1521-2006路由協(xié)議互操作性測(cè)試 方法”該標(biāo)準(zhǔn)主要是信息產(chǎn)業(yè) 部電信研究院、華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司參與起草，由中華人民共和國(guó)信 息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布。

　　互操作測(cè)試、性能測(cè)試和健壯性測(cè)試的研究對(duì)于商業(yè)測(cè)試具有非常實(shí)用價(jià)值，得到了廣泛的 應(yīng)用，然而其理論化、標(biāo)準(zhǔn)化的工作還有待深入研究。

　　3、協(xié)議一致性測(cè)試與互操作性測(cè)試技術(shù)

　　一個(gè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)或系統(tǒng)能否通過(guò)一致性測(cè)試和互操作性測(cè)試是它能否與其它實(shí)現(xiàn)成功互連互通 的重要保障，因此對(duì)協(xié)議實(shí)現(xiàn)進(jìn)行一致性測(cè)試和互操作性測(cè)試是非常重要的。

　　3.1 協(xié)議一致性測(cè)試技術(shù)

　　ISO/IEC 9646對(duì)一致性定義如下：“一個(gè)一致性的實(shí)現(xiàn)應(yīng)滿足靜態(tài)一致性需求 和動(dòng)態(tài)一致性需求，并與協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性聲明（Protocol Implementation Conformance St atements，PICS）中所聲明的功能相符合。” 一致性測(cè)試主要是確定被測(cè)實(shí)現(xiàn)（Implement ation Under Test，IUT）是否與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致。通常利用一組測(cè)試案例序列，在一定的網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境下，對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行黑盒測(cè)試，通過(guò)比較IUT的實(shí)際輸出與預(yù)期輸出的異同，判定IUT 是否與協(xié)議描述相一致。一致性測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。表現(xiàn)一致性測(cè)試的重要特征是：①被測(cè)系統(tǒng)（System Under Test，SUT）或被測(cè)實(shí)現(xiàn)定義測(cè)試邊界；②測(cè)試由一個(gè)能夠完全控制SUT和擁有觀察SUT所有通信能力的專門測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施；③測(cè)試在開方式標(biāo)準(zhǔn)接口上 執(zhí)行，也就是說(shuō)接口指定在協(xié)議級(jí)。

　　根據(jù)ITU-T X.290系列ISO/IEC-9646定義的一致性測(cè)試方法，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要包括五部分：①測(cè)試套結(jié)構(gòu)和測(cè)試目的（Test Suite Structure and Test Purposes，TSS&TP）：由相關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)而得。它們?yōu)槊總€(gè)測(cè)試提供一個(gè)非正式易讀的描述，集中于測(cè)試意圖而不是如何實(shí)現(xiàn)。他 們通常在協(xié)議層上定義；②抽象測(cè)試套（Abstract Test Suite，ATS）：是測(cè)試?yán)募希瑴y(cè)試?yán)ㄟ^(guò)測(cè)試描述語(yǔ)言（如 TTCN、XML）描述；③協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性說(shuō)明（PICS）：PICS說(shuō)明被測(cè)實(shí)施的要求、能力及選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的情況；④協(xié)議實(shí)施附加信息（Protocol Implementation eXtra Information for Testing，PIXIT）：PIXIT提供測(cè)試必須的協(xié)議參數(shù)（例如特殊地址、計(jì)時(shí)器值等）；⑤可執(zhí)行測(cè)試套（Executable Test Suite，ETS）：可以通過(guò)ATS簡(jiǎn)單快速的生成。協(xié)議一致性測(cè)試采用的工作流程如圖2，其測(cè)試步驟如下：①靜態(tài)測(cè)試：測(cè)試儀讀取 PICS/PIXIT文件并根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試，檢查IUT參數(shù)說(shuō)明 是否符合標(biāo)準(zhǔn)。②動(dòng)態(tài)測(cè)試：測(cè)試儀根據(jù)PICS/PIXIT文件和ATS生成ETS，然后執(zhí)行ETS對(duì)IUT進(jìn)行激勵(lì)/響應(yīng) 測(cè)試。具體采用的測(cè)試類型包括：本地測(cè)試方式、分布式測(cè)試方式、協(xié)同測(cè)試方式和遠(yuǎn)程測(cè) 試方式。③測(cè)試報(bào)告：對(duì)測(cè)試執(zhí)行產(chǎn)生的測(cè)試記錄文件進(jìn)行分析，按照測(cè)試報(bào)告描述規(guī)格生成一致 性測(cè)試報(bào)告。協(xié)議一致性測(cè)試報(bào)告記錄了所有測(cè)試案例的測(cè)試結(jié)果：成功（PASS）、失敗（ FAIL）、不確定（INCONCLUSIVE）。 

　　3.2 協(xié)議互操作性測(cè)試技術(shù)

　　目前互操作性測(cè)試沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，通常用于研發(fā)階段多廠商準(zhǔn)正式測(cè)試或者運(yùn)營(yíng)商的選型測(cè) 試中。互操作測(cè)試評(píng)估被測(cè)實(shí)現(xiàn)與相連接相似實(shí)現(xiàn)之間在網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境中交互能力，并且完 成協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的功能，從而確定被測(cè)設(shè)備是否支持所需要的功能。

　　在互操作測(cè)試中，被采用最多的形式是測(cè)試單位選擇經(jīng)一致性操作和互操作測(cè)試認(rèn)可設(shè)備來(lái) 與被測(cè)設(shè)備進(jìn)行互操作測(cè)試。互操作性測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3。表現(xiàn)互操作性測(cè)試的重要特征 是：①認(rèn)可設(shè)備（Qualified Equipment， QE）和被測(cè)設(shè)備（Equipment Under Test，EUT） 來(lái)自不 同廠商（至少不同生產(chǎn)線）共同定義測(cè)試邊界。二者可能是終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者應(yīng)用軟 件，也可能是一個(gè)單獨(dú)設(shè)備或者若干設(shè)備組合；②互操作性測(cè)試基于用戶期望的功能，并由用戶控制并觀察測(cè)試結(jié)果。用戶（Test Driver） 可以是人工操作也可以是軟件程序；③互操作性測(cè)試在功能性接口上執(zhí)行和觀察，也就是說(shuō)接口沒有指定在協(xié)議級(jí)而是功能級(jí)上 。這些接口包括人機(jī)接口（Man-Machine Interfaces，MMIs）、協(xié)議設(shè)備接口（protocol ser vice interfaces）、應(yīng)用程序接口（Application Programming Interfaces ， APIs）。

　　互操作測(cè)試過(guò)程除了測(cè)試使用規(guī)范、測(cè)試設(shè)備和測(cè)試驅(qū)動(dòng)與一致性測(cè)試不同以外，其它基本 與一致性測(cè)試類似。互操作測(cè)試過(guò)程主要包括兩個(gè)部分：①開發(fā)互操作測(cè)試規(guī)范過(guò)程，通常由互操作者根據(jù)測(cè)試功能要點(diǎn)進(jìn)行制定。該過(guò)程主要包 括以下內(nèi)容：指定抽象測(cè)試架構(gòu)、準(zhǔn)備互操作特征聲明（Interoperable Features Statemen t， IFS）草稿、聲明測(cè)試套架構(gòu)（Test Suite Structure， TSS）、寫測(cè)試目的、寫測(cè)試?yán)F S定案；

　　②測(cè)試過(guò)程，主要包括以下內(nèi)容：準(zhǔn)備測(cè)試、具體測(cè)試、測(cè)試報(bào)告。

　　3.3 協(xié)議一致性測(cè)試與互操作性測(cè)試的比較

　　一致性測(cè)試和互操作測(cè)試都是測(cè)試協(xié)議實(shí)現(xiàn)重要而有效的方法，在某種程度上可以相互驗(yàn)證，但二者并不是完全一樣，主要差異在于：

　　①測(cè)試目的不同，一致性測(cè)試是確定被測(cè)實(shí)現(xiàn)是否與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致，而互操作測(cè)試是確定被 測(cè)設(shè)備之間基于某一協(xié)議的交互能力；②測(cè)試對(duì)象不同，一致性測(cè)試的對(duì)象是設(shè)備或者系統(tǒng)。而互操作測(cè)試的對(duì)象是設(shè)備；③測(cè)試級(jí)別不同，一致性測(cè)試是在協(xié)議 級(jí)．而互操作測(cè)試是在功能級(jí)；④測(cè)試效果不同，一致性測(cè)試適用所有協(xié)議實(shí)現(xiàn)，而互操作測(cè)試主要適用于被測(cè)設(shè)備。

　　實(shí)際測(cè)試中，一致性測(cè)試通過(guò)并不能保證互操作測(cè)試一定可以通過(guò)。具體原因表現(xiàn)在三方面 ：①標(biāo)準(zhǔn)方面：標(biāo)準(zhǔn)中錯(cuò)誤與含糊內(nèi)容；標(biāo)準(zhǔn)本身的兼容性問(wèn)題；②實(shí)施方面：人為錯(cuò)誤（如編程錯(cuò)誤）；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)理解不同；標(biāo)準(zhǔn)本身允許不同選項(xiàng)；③技術(shù)方 面：通信網(wǎng)絡(luò)使用不同流量策略；設(shè)備兼容性問(wèn)題；設(shè)備配置問(wèn)題。 

　　互操作測(cè)試可以證實(shí)被測(cè)系統(tǒng)中不同設(shè)備之間的互操作能力，但不能證實(shí)設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn) 。一致性測(cè)試可以證實(shí)設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)，但不能保證設(shè)備之間可以互相通信。故此，互操 作測(cè)試不可能替代一致性測(cè)試，在互操作測(cè)試前必須首先進(jìn)行一致性測(cè)試。一致性測(cè)試和互 操作測(cè)試是互為驗(yàn)證、互為補(bǔ)充的關(guān)系，只有把兩者合理地結(jié)合才能完成完整的協(xié)議測(cè)試。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　自90年代協(xié)議測(cè)試技術(shù)發(fā)展以來(lái)，協(xié)議測(cè)試技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展特 別是開放型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，協(xié)議測(cè)試?yán)碚摵图夹g(shù)的研究將更加重要。協(xié)議測(cè)試并非本 文描述的那么簡(jiǎn)單，在實(shí)際測(cè)試中需要針對(duì)測(cè)試?yán)芯繙y(cè)試算法和理論。我認(rèn)為隨著互操作 性測(cè)試優(yōu)越性的體現(xiàn)，互操作性測(cè)試的研究將越來(lái)越重要。基于一致性測(cè)試與互操作性測(cè)試 的關(guān)系，將二者結(jié)合進(jìn)行協(xié)議測(cè)試也有待進(jìn)一步研究。