OSPF協(xié)議的一致性測試

一、引言

　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是開放型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)越來越復(fù)雜，協(xié)議測試的理論和技術(shù)得到了相應(yīng)的發(fā)展。協(xié)議測試包括4種測試：一致性測試、互操作性測試、性能測試和堅固性測試。其中協(xié)議一致性測試主要是驗證網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的協(xié)議實現(xiàn)的準(zhǔn)確性，判斷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的協(xié)議實現(xiàn)是否符合協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)，以保證協(xié)議的各種實現(xiàn)版本之間能夠互通并進(jìn)行可靠的通信。因此，一致性測試是協(xié)議測試的最基本內(nèi)容，是其它3種測試的基礎(chǔ)。

　　如今，基于TCP／ip協(xié)議的Internet網(wǎng)已成為全球信息發(fā)展和交流的基礎(chǔ)，它以路由器作為基本交換節(jié)點，以各種局域／廣域網(wǎng)作為傳媒。其中廣域網(wǎng)的域內(nèi)路由協(xié)議大多數(shù)使用OSPF協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)路由信息，且OSPF協(xié)議主要位于域內(nèi)的路由器上，它是現(xiàn)有TCP／IP網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的核心協(xié)議。本文介紹協(xié)議一致性測試原理和抽象測試方法，重點研究OSPF協(xié)議的一致性測試技術(shù)，并對OSPF協(xié)議測試集的設(shè)計進(jìn)行討論。

二、協(xié)議一致性測試

　　1.一致性測試原理

　　ISO／IEC9646提供了協(xié)議一致性的基本方法和框架，為測試集制定了設(shè)計步驟及描述方法，并對測試系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了指導(dǎo)。

　　協(xié)議一致性測試實質(zhì)上是利用一組測試序列，在一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對被測實現(xiàn)（IUT）進(jìn)行黑盒測試，通過比較IUT的實際輸出與預(yù)期輸出的異同，判定IUT在多大程度上與協(xié)議描述相一致，確立通過一致性測試的IUT在互聯(lián)時成功率的高低。一致性測試的過程和原理參見圖1。圖1中，PICS（PRotocol Implementation Conformance Statement）為協(xié)議實現(xiàn)一致性說明，說明實施的要求、能力及選項實現(xiàn)的情況；PIXIT（Protocol Implementation Extra Information for Testing）為協(xié)議實現(xiàn)附加信息，提供測試時必須標(biāo)明的協(xié)議參數(shù)。其具體步驟如下：

　?。?）IUT的PICS分析，對IUT進(jìn)行IUT的靜態(tài)一致性要求SCR檢查，分析該PICS與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指定的SCR是否一致。

　　（2）根據(jù)規(guī)范定義測試目的，使用PIXIT提供的信息和一致性測試組合量化測試?yán)瑢懗龀橄鬁y試集ATS，然后將ATS參數(shù)化生成可執(zhí)行測試集ETS。

　?。?）使用ETS自動對IUT進(jìn)行一致性測試，形成詳細(xì)的測試報告。

　?。?）IUT的最終一致性考查，將已知的PICS和PIXIT分析與測試結(jié)果相綜合，獲得IUT關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)要求的一致性結(jié)論，記錄于一致性測試報告中。

　　2.一致性測試的抽象測試方法

　　一致性測試模型是一致性測試器利用服務(wù)原語asp和協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，在控制和觀察點PCO對來自被測實現(xiàn)的輸出和輸入進(jìn)行控制和觀察。一般來說，被測實現(xiàn)所處的系統(tǒng)分為端系統(tǒng)和中繼系統(tǒng)兩大類，在ISO／IEC9646中對這兩類系統(tǒng)的一致性測試定義了不同的抽象測試方法。

　　根據(jù)一致性測試器中的上測試器UT和下測試器LT所處的位置與功能，對于端系統(tǒng)的一致性抽象測試方法分為4種類型：本地測試法、分布測試法、協(xié)調(diào)測試法和遠(yuǎn)程測試法。本地測試法可以在被測系統(tǒng)中IUT的上下界面直接進(jìn)行觀察和控制，另外3種屬于外部測試法。其中分布測試法要求有一個上測試器UT提供該界面的ASP。協(xié)調(diào)測試法不需要上層外接口，使用標(biāo)準(zhǔn)的測試管理協(xié)議TMP和下測試器之間進(jìn)行測試管理和協(xié)調(diào)。遠(yuǎn)程測試法中沒有專門的上測試器，部分測試器功能由被測系統(tǒng)實現(xiàn)。而這3種測試方法的下測試器LT都是通過通信鏈路上傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU對IUT進(jìn)行控制和觀察。

　　對2個子網(wǎng)間的中繼系統(tǒng)進(jìn)行一致性測試的抽象測試法有2種：環(huán)回式測試法和橫斷式測試法。環(huán)回式測試法在中繼系統(tǒng)的端口上進(jìn)行環(huán)接，這種環(huán)接可以在中繼系統(tǒng)內(nèi)完成，也可以在第二個子網(wǎng)內(nèi)完成。而在中繼系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接入點SAP處的另一個子網(wǎng)上有2個觀察與控制點，所以只需一個測試器。環(huán)回測試法的測試功能過于簡單，因而不夠?qū)嵱?。橫斷測試法在業(yè)務(wù)接入的2個子網(wǎng)上各有一個觀察與控制點，需要2個測試器，這樣使得2個測試器的同步成為困難。

三、OSPF協(xié)議

　　1.OSPF協(xié)議特點

　　OSPF協(xié)議是一種基于Djkstra算法的鏈路狀態(tài)協(xié)議，用于自治系統(tǒng)內(nèi)的路由選擇。OSPF協(xié)議具有如下特點：

　　●當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓外改變后迅速收斂，協(xié)議帶來的網(wǎng)絡(luò)開銷很小；

　　●支持負(fù)載均衡，可以保留同一目的地的多個路由；

　　●不易產(chǎn)生環(huán)路；

　　●對路由更新信息進(jìn)行認(rèn)證以確保其有效性；

　　●支持區(qū)域的劃分，能夠支持大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，擴展性很強。

　　OSPF協(xié)議支持3種網(wǎng)絡(luò)的連接：

　　●2個路由器之間的點對點連接；

　　●具有廣播功能的局域網(wǎng)；

　　●無廣播功能的廣域網(wǎng)。

　　2.OSPF協(xié)議原理

　　OSPF路由協(xié)議的內(nèi)容可分為交換擴散協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的維護以及路由表的計算3部分。交換協(xié)議使相鄰的路由器建立鄰接關(guān)系，然后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中的每一條內(nèi)容通過擴散協(xié)議與相鄰的節(jié)點達(dá)到同步，從而使整個網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點維持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫同步。每個節(jié)點當(dāng)?shù)弥W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖發(fā)生變化時，重新計算整個或部分路由表以達(dá)到路由的迅速更新，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓皶r地反映在相應(yīng)的路由表中。