OSPF協(xié)議的一致性測(cè)試

一、引言

　　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是開(kāi)放型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)越來(lái)越復(fù)雜，協(xié)議測(cè)試的理論和技術(shù)得到了相應(yīng)的發(fā)展。協(xié)議測(cè)試包括4種測(cè)試：一致性測(cè)試、互操作性測(cè)試、性能測(cè)試和堅(jiān)固性測(cè)試。其中協(xié)議一致性測(cè)試主要是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的協(xié)議實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性，判斷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否符合協(xié)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以保證協(xié)議的各種實(shí)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(cè)試是協(xié)議測(cè)試的最基本內(nèi)容，是其它3種測(cè)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(diǎn)，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(cè)試原理和抽象測(cè)試方法，重點(diǎn)研究OSPF協(xié)議的一致性測(cè)試技術(shù)，并對(duì)OSPF協(xié)議測(cè)試集的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。

二、協(xié)議一致性測(cè)試

　　1.一致性測(cè)試原理

　　ISO／IEC9646提供了協(xié)議一致性的基本方法和框架，為測(cè)試集制定了設(shè)計(jì)步驟及描述方法，并對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了指導(dǎo)。

　　協(xié)議一致性測(cè)試實(shí)質(zhì)上是利用一組測(cè)試序列，在一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)被測(cè)實(shí)現(xiàn)（IUT）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在多大程度上與協(xié)議描述相一致，確立通過(guò)一致性測(cè)試的IUT在互聯(lián)時(shí)成功率的高低。一致性測(cè)試的過(guò)程和原理參見(jiàn)圖1。圖1中，PICS（PRotocol Implementation Conformance Statement）為協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性說(shuō)明，說(shuō)明實(shí)施的要求、能力及選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的情況；PIXIT（Protocol Implementation Extra Information for Testing）為協(xié)議實(shí)現(xiàn)附加信息，提供測(cè)試時(shí)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(duì)IUT進(jìn)行IUT的靜態(tài)一致性要求SCR檢查，分析該P(yáng)ICS與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指定的SCR是否一致。

　?。?）根據(jù)規(guī)范定義測(cè)試目的，使用PIXIT提供的信息和一致性測(cè)試組合量化測(cè)試?yán)瑢?xiě)出抽象測(cè)試集ATS，然后將ATS參數(shù)化生成可執(zhí)行測(cè)試集ETS。

　　（3）使用ETS自動(dòng)對(duì)IUT進(jìn)行一致性測(cè)試，形成詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。

　?。?）IUT的最終一致性考查，將已知的PICS和PIXIT分析與測(cè)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(cè)試報(bào)告中。

　　2.一致性測(cè)試的抽象測(cè)試方法

　　一致性測(cè)試模型是一致性測(cè)試器利用服務(wù)原語(yǔ)asp和協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，在控制和觀察點(diǎn)PCO對(duì)來(lái)自被測(cè)實(shí)現(xiàn)的輸出和輸入進(jìn)行控制和觀察。一般來(lái)說(shuō)，被測(cè)實(shí)現(xiàn)所處的系統(tǒng)分為端系統(tǒng)和中繼系統(tǒng)兩大類(lèi)，在ISO／IEC9646中對(duì)這兩類(lèi)系統(tǒng)的一致性測(cè)試定義了不同的抽象測(cè)試方法。

　　根據(jù)一致性測(cè)試器中的上測(cè)試器UT和下測(cè)試器LT所處的位置與功能，對(duì)于端系統(tǒng)的一致性抽象測(cè)試方法分為4種類(lèi)型：本地測(cè)試法、分布測(cè)試法、協(xié)調(diào)測(cè)試法和遠(yuǎn)程測(cè)試法。本地測(cè)試法可以在被測(cè)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(cè)試法。其中分布測(cè)試法要求有一個(gè)上測(cè)試器UT提供該界面的ASP。協(xié)調(diào)測(cè)試法不需要上層外接口，使用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試管理協(xié)議TMP和下測(cè)試器之間進(jìn)行測(cè)試管理和協(xié)調(diào)。遠(yuǎn)程測(cè)試法中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的上測(cè)試器，部分測(cè)試器功能由被測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。而這3種測(cè)試方法的下測(cè)試器LT都是通過(guò)通信鏈路上傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU對(duì)IUT進(jìn)行控制和觀察。

　　對(duì)2個(gè)子網(wǎng)間的中繼系統(tǒng)進(jìn)行一致性測(cè)試的抽象測(cè)試法有2種：環(huán)回式測(cè)試法和橫斷式測(cè)試法。環(huán)回式測(cè)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(gè)子網(wǎng)內(nèi)完成。而在中繼系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)SAP處的另一個(gè)子網(wǎng)上有2個(gè)觀察與控制點(diǎn)，所以只需一個(gè)測(cè)試器。環(huán)回測(cè)試法的測(cè)試功能過(guò)于簡(jiǎn)單，因而不夠?qū)嵱?。橫斷測(cè)試法在業(yè)務(wù)接入的2個(gè)子網(wǎng)上各有一個(gè)觀察與控制點(diǎn)，需要2個(gè)測(cè)試器，這樣使得2個(gè)測(cè)試器的同步成為困難。

三、OSPF協(xié)議

　　1.OSPF協(xié)議特點(diǎn)

　　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(diǎn)：

　　●當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓外改變后迅速收斂，協(xié)議帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)很??；

　　●支持負(fù)載均衡，可以保留同一目的地的多個(gè)路由；

　　●不易產(chǎn)生環(huán)路；

　　●對(duì)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(kuò)展性很強(qiáng)。

　　OSPF協(xié)議支持3種網(wǎng)絡(luò)的連接：

　　●2個(gè)路由器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接；

　　●具有廣播功能的局域網(wǎng)；

　　●無(wú)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(kuò)散協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的維護(hù)以及路由表的計(jì)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(kù)中的每一條內(nèi)容通過(guò)擴(kuò)散協(xié)議與相鄰的節(jié)點(diǎn)達(dá)到同步，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)同步。每個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)?shù)弥W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖發(fā)生變化時(shí)，重新計(jì)算整個(gè)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(shí)地反映在相應(yīng)的路由表中。