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摘要 隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)協(xié)議的測(cè)試越來(lái)越重要。本文介紹了協(xié)議一致性測(cè)試和互操作測(cè)試，分析了二者的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)明確了它們之間的關(guān)系，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況，從而指導(dǎo)我們選擇正確的協(xié)議測(cè)試技術(shù)。
1、引言
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通以及通信業(yè)務(wù)越來(lái)越依賴(lài)通信協(xié)議的發(fā)展�？梢哉f(shuō)，通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行和通信業(yè)務(wù)的順利開(kāi)展，首要就是取決于協(xié)議軟件是否滿(mǎn)足協(xié)議規(guī)范的要求。所以必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的協(xié)議測(cè)試加以保證。
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)。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)的外部行為對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。協(xié)議測(cè)試技術(shù)主要包括一致性測(cè)試（Conformance Testing）和互操作測(cè)試（Interoperability Testing）。本文重點(diǎn)介紹兩種協(xié)議測(cè)試技術(shù)以及它們之間的關(guān)系。
2、協(xié)議測(cè)試技術(shù)介紹
2.1 一致性測(cè)試
一致性測(cè)試主要是確定被測(cè)實(shí)現(xiàn)（Implementation 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，采用的測(cè)試拓?fù)湟?jiàn)圖1。
圖1 一致性測(cè)試拓?fù)鋱D
根據(jù)ITU-TX.290系列ISO/IEC-9646定義的一致性測(cè)試方法，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括三部分：抽象測(cè)試集（ATS）、協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性說(shuō)明（PICS）和協(xié)議實(shí)施附加信息（PIXIT）�？蓤�(zhí)行測(cè)試集（ETS）在以上三部分的基礎(chǔ)上生成。ATS規(guī)定某一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的測(cè)試目的、測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試步驟：PICS說(shuō)明實(shí)施的要求、能力及選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的情況；PIXIT提供測(cè)試必須的協(xié)議參數(shù)。其測(cè)試步驟如下：
首先是靜態(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)。
其次是動(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(lèi)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。
最后是測(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）。
采用的工作流程如圖2所示。
圖2 一致性測(cè)試流程圖
2.2 互操作測(cè)試
互操作測(cè)試評(píng)價(jià)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)境中是否能夠正確地交互并且完成協(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�；ゲ僮鳒y(cè)試通常用于研發(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，提供重要的互通信息。
事實(shí)上，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)互操作認(rèn)可的設(shè)備來(lái)與被測(cè)設(shè)備進(jìn)行互操作測(cè)試。認(rèn)可設(shè)備可能是終端設(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。采用的測(cè)試拓?fù)湟?jiàn)圖3。
圖3 互操作測(cè)試拓?fù)鋱D
在拓?fù)鋱D中，認(rèn)可設(shè)備（可能是一個(gè)或若干設(shè)備）和被測(cè)設(shè)備共同定義測(cè)試邊界，二者來(lái)自不同廠商（至少不同生產(chǎn)線）；互操作測(cè)試基于用戶(hù)期望的功能，并由用戶(hù)控制并觀察測(cè)試結(jié)果，用戶(hù)可以是人工操作也可以是軟件程序。事實(shí)上互操作測(cè)試主要關(guān)注設(shè)備功能，而并不關(guān)心協(xié)議細(xì)節(jié)。
互操作測(cè)試主要包括兩個(gè)部分：開(kāi)發(fā)互操作測(cè)試規(guī)范和具體互操作測(cè)試過(guò)程。
開(kāi)發(fā)互操作測(cè)試規(guī)范類(lèi)似于制定一致性測(cè)試規(guī)范，只不過(guò)這個(gè)過(guò)程通常由進(jìn)行互操作者根據(jù)關(guān)注測(cè)試功能要點(diǎn)進(jìn)行制定，該步驟是互操作測(cè)試中最重要的部分。相應(yīng)流程見(jiàn)圖4。
圖4 互操作測(cè)試規(guī)范制定流程
具體互操作測(cè)試過(guò)程和一致性測(cè)試過(guò)程類(lèi)似，同樣包括三個(gè)步驟：測(cè)試準(zhǔn)備、具體測(cè)試、測(cè)試報(bào)告。具體流程見(jiàn)圖5。
圖5 互操作測(cè)試流程示意圖
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(lèi)似。
3、一致性測(cè)試與互操作測(cè)試優(yōu)缺點(diǎn)及關(guān)系
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，但二者并是完全一樣。首先，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)備是否完成要求的功能；其次，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；再次，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)；最后，測(cè)試效果不同，一致性測(cè)試適用所有被測(cè)實(shí)現(xiàn)，而互操作測(cè)試主要適用于被測(cè)設(shè)備之間。
實(shí)際測(cè)試中，一致性測(cè)試通過(guò)也并不能保證互操作測(cè)試一定可以通過(guò)。最根本的原因是一致性測(cè)試使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絕對(duì)完整和正確是不現(xiàn)實(shí)的，其中也包含各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定人/制定單位理解不同與利益妥協(xié)的問(wèn)題。具體表現(xiàn)如下：
●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。
●實(shí)施方面：人為錯(cuò)誤（如編程錯(cuò)誤）；對(duì)于通信標(biāo)準(zhǔn)不同理解；標(biāo)準(zhǔn)本身允許不同選項(xiàng)。
●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。
當(dāng)然，互操作測(cè)試僅僅可以證實(shí)被測(cè)系統(tǒng)中不同設(shè)備之間的互操作能力，而不能證實(shí)設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榛ゲ僮鳒y(cè)試根本就不關(guān)心協(xié)議細(xì)節(jié)。故此，互操作測(cè)試不可能替代一致性測(cè)試。
其實(shí)，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、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定情況
在過(guò)去通信發(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(kāi)展最早，也形成了很多有價(jià)值的成果，而互操作性測(cè)試僅僅作為商業(yè)測(cè)試的一種手段來(lái)滿(mǎn)足具體測(cè)試者的需求。1991年國(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(jiàn)表1。
表1 一致性測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
另外，還有ETSIETS 300 406“測(cè)試和規(guī)范方法；協(xié)議一致性測(cè)試規(guī)范”。
但是隨著通信技術(shù)的不斷發(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。所以互操性測(cè)試相關(guān)研究也越來(lái)越受到重視。ETSI，ITU-T，ISO等國(guó)際組織都開(kāi)展了相應(yīng)的研究工作。具體成果有：ETSITS 102 237“互操作測(cè)試方法和途徑”；ITU-T正在完善的ITU-T Z.itfm“互操作測(cè)試框架和方法”；ISO也正在許多協(xié)議簇中增加的互操作測(cè)試。當(dāng)然，雖然互操作測(cè)試在商業(yè)測(cè)試中已經(jīng)有很廣泛的應(yīng)用，但是深入理論化、標(biāo)準(zhǔn)化的工作還有待深入。
5、結(jié)束語(yǔ)
協(xié)議測(cè)試遠(yuǎn)非前文描述的那么簡(jiǎn)單，以上介紹的僅僅是方法理論，真正實(shí)際測(cè)試還需要結(jié)合具體的測(cè)試案例研究深入的算法和理論。以上主要從總體上介紹了協(xié)議測(cè)試方法論，可以指導(dǎo)協(xié)議測(cè)試，讓我們了解設(shè)備或者系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的協(xié)議細(xì)節(jié)及互操作能力，對(duì)它們有一個(gè)正確的評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)。
