一种形式化的实时协议互操作性测试方法-清华大学.pdfVIP

中国科学 E 辑 : 信息科学 2008 年 第 38 卷 第 10 期 : 1614 ~ 1635 SCIENCE IN CHINA PRESS 一种形式化的实时协议互操作性测试方法 ①③* ②③ ②③ 王之梁 , 尹霞 , 景传明 ① 清华大学信息网络工程研究中心, 北京 100084; ② 清华大学计算机科学与技术系, 北京 100084; ③ 清华信息科学与技术国家实验室(筹), 北京 100084 * E-mail: wzl@ 收稿日期: 2008-06-03; 接受日期: 2008-08-21 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2003CB314801)和国家自然科学基金(批准号:资助项目 摘要 协议互操作性测试是一种保证网络通信协议实现质量的重要技 关键词 术. 下一代互联网协议需要提供对实时应用的有效支持, 然而已有互操作 协议测试 性测试相关研究中并没有考虑协议中的时间约束, 现有互操作性测试技 互操作性测试 术很难应用于实时协议互操作性测试中. 文中提出了一种形式化的实时 实时测试 测试生成 协议互操作性测试方法. 首先提出了一个用于描述实时协议互操作性测 时间输入输出 试被测系统的形式化模型 CMpTIOA(通信多端口时间输入输出自动机), 自动机TIOA 基于该模型定义了时间互操作性关系; 然后提出一种以时间互操作性关 系为指导的测试生成方法, 根据被测系统模型生成参数化测试行为树, 在 该方法中还集成了可执行性预判决机制, 在一定程度上缓解了状态空间 爆炸问题; 最后将提出的理论和方法应用于 IPv6 邻居发现协议的互操作 性测试中, 验证了该方法的可行性. 近年来, 以P2P 和流媒体等新兴技术为代表, 互联网应用快速发展, 对其实时性要求也越 来越高. 与目前的互联网相比, 下一代互联网将会更快、更及时, 需要对实时应用提供更为有 效的支持. 为此, 在下一代互联网中, 承载实时应用的网络协议需要提供更为严格的时间控制. 在这种具有实时性要求的网络协议中, 不仅应考虑协议的输入输出行为, 还应重点考虑输入 输出行为的时间约束. 为保证网络协议的实现质量, 协议测试技术被广泛应用. 一致性测试是一种基本的协议 测试方法, 其目的是测试协议实现是否与其协议规范相一致. 在一致性测试领域已有许多相 关的研究文献, 作为国际标准, ISO/IEC 9646[1]提出了成熟的协议一致性测试理论和方法. 作 为一致性测试的补充, 互操作性测试的主要目标是测试两个或更多的协议实现在网络环境中 1614 中国科学 E 辑: 信息科学 2008 年 第 38 卷 第 10 期 是否能够正确地交互, 从而完成协议标准中规定的功能. 互操作性测试的必要性主要体现在 以下几个方面: 1) 一般来说, 完备的一致性测试是不现实的, 一致性测试集很难达到 100%的 测试覆盖; 2) 协议中往往包含一些可选功能,