面向可重构网络设备软件构件的自动化测试方法研究

唐泽浩　杨燕龙

摘要：针对可重构路由平台中的软件构件，本文设计并实现了一种基于petri网理论模型的脚本自动化路由软件仿真验证方法，本文的方法能够实时按照用户的修改重建构件网络。

关键词：路由软件 可重构 构件自动测试 petri网 脚本

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0058-02

本文主要针对可重构路由平台中的软件构件和构件网的自动化测试问题展开论述。在功能鲁棒性测试与评估问题上，实现相关方法。

1 可重构网络测试技术简介

可重构网络作为新型网络技术[1]，越来越受到人们的重视，可重构网络设备软件的研究也越来越深入。为保证软件功能的可用性，先对构件进行验证与测试往往是必要的。可重构网络设备软件构件的测试由于其行为不确定性，以及许多构件间的交互的不可预知性[2]，使得通用的测试模式成为难点，而且构件之间的连接关系的动态改变，也对测试的完备性提出了挑战。

2 方法详述

2.1 面向自动化测试的可重构架构与构件模型描述

网络设备的可重构模型是本文自动测试的对象，因此本节做简要介绍。图1是构件模型示意图：

通过测试代理（TestAgent）[3]将分布在不同节点、提供紧密相关服务的构件在开发期测试运行时动态地组装成一个功能组件，存储拓扑信息到数据库，自动地生成构件服务网的随机Petri网模型，将输入参数换成构件的性能指标，自动求解系统性能，并能实时接收测试人员对构件组装规约的更改，在构件运行态下重构构件交互服务网进行测试。

2.2 构件的自动化测试与验证方法

自动化测试方法的对象包括单个构件和多个构件组装的构件服务网。而构件服务网系统从整体看来仍然是个具有输入输出端口的功能大“构件”，所以下面针对构件的测试方法同样适用于构件交互服务网测试。[4]本文中的自动化测试系统不仅实现了测试用例的生成方法，同时进行了测试结果与期望输出结果的自动比对与分析。

图2是自动化测试的模型，包括其符号语言定义（定义了库所的状态、令牌的类型、网系统的初始标识）

3 算法仿真

本文采用图2所示的网络拓扑结构，对可重构网络设备软件构件的自动化测试方法进行Matlab仿真。全网的构件总数浮动设置，进行总体规模上限为220的多阶段仿真。各构件间的连线表示仿真拓扑中各构件间逻辑连接，各段链路的主要参数在仿真开始前进行统一设定，在结果统计时根据仿真数据和之前确定的构件自动化测试与验证方法，对连个方面的主要变化趋势和性能影响等进行分析验证。这两个方面分别为：

（1）考察消息数数突然增加时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间以及对全网性能等方面的影响。

（2）考察本文提出的测试方法在不同构件规模下的测试拓扑重构时间、对全网性能以及被重构构件性能等方面的影响。

仿真结果如下图3和图4所示，分别从上述方面反映了本文所提出的软件构件的自动化测试方法的相关特性。下面本文针对这两个方面，对仿真结果分别进行详细说明。

考察消息发送突然增多时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间、对全网性能等方面的影响。图3为全网测试时间变化曲面图，其中横轴为消息数，跨度为0至100，纵轴为构件数，跨度为20至220，竖轴为测试时间。

由图3可以看出，全网的测试时间随消息数的增大和构件数的增多呈现加速增长的趋势，不同的是，测试时间对构件数的增长速度要大于对消息数的增长速度，尤其是随着消息数的增长，这种差别呈现出逐渐增大的趋势。表明本方法能够验证构件是否满足描述规约，以及测试接口和服务的一致性。

为研究本文提出的测试方法在不同构件规模下的效果、对重调整连接数等方面的影响。在图4中，横轴为重调整连接数，纵轴为测试拓扑重构时间。在图5中，横轴为构件数，跨度为0至10，纵轴为测试拓扑重构时间。两个图反映测试拓扑重构时间随重调整连接数和构件数的变化情况。

由图4可以看出，当重调整连接数逐渐增多时，测试拓扑重构时间会受到较大影响，测试拓扑重构时间增加的速度逐渐加快。而观察图5横坐标代表的构件数，虽然仍随构件数的增多测试拓扑重构时间增加，但对测试拓扑重构时间的影响较小。可以发现，本文提出的方法是能够在可接受的时间范围内快速重构的，在解决了可重构路由体系结构下的具有异步交互特征的软件构件和构件网的功能鲁棒性测试与评估问题的前提下，在很大程度上降低了测试人员的工作量。

4 结语

本文的自动化测试系统高效地保障了基于开放式可重构路由开发平台的构件的实施，支撑着可重构路由交换节点的设计实现，有助于实现面向服务提供的新型网络技术体系架构——可重构网络。具体的测试方法经过多次具体实验验证，有良好的效果。

参考文献

[1]陈文龙，徐恪，徐明伟.基于构件的可重构路由开发环境[J].信息工程大学学报，2009，10（3）：1557-1567.

[2]张世琨，张文娟，等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装[J].软件学报，2001（9）.

[3]Testing a Network by Inferring Representative State Machines from Network Trace.pdf[C].In：10.1109/ICSEA.2006.261287.

[4]贾鸳鸳.面向可重构路由软件开发的集成编译环境与可重构方法研究[D].北京邮电大学硕士论文，2011.

摘要：针对可重构路由平台中的软件构件，本文设计并实现了一种基于petri网理论模型的脚本自动化路由软件仿真验证方法，本文的方法能够实时按照用户的修改重建构件网络。

关键词：路由软件 可重构 构件自动测试 petri网 脚本

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0058-02

本文主要针对可重构路由平台中的软件构件和构件网的自动化测试问题展开论述。在功能鲁棒性测试与评估问题上，实现相关方法。

1 可重构网络测试技术简介

可重构网络作为新型网络技术[1]，越来越受到人们的重视，可重构网络设备软件的研究也越来越深入。为保证软件功能的可用性，先对构件进行验证与测试往往是必要的。可重构网络设备软件构件的测试由于其行为不确定性，以及许多构件间的交互的不可预知性[2]，使得通用的测试模式成为难点，而且构件之间的连接关系的动态改变，也对测试的完备性提出了挑战。

2 方法详述

2.1 面向自动化测试的可重构架构与构件模型描述

网络设备的可重构模型是本文自动测试的对象，因此本节做简要介绍。图1是构件模型示意图：

通过测试代理（TestAgent）[3]将分布在不同节点、提供紧密相关服务的构件在开发期测试运行时动态地组装成一个功能组件，存储拓扑信息到数据库，自动地生成构件服务网的随机Petri网模型，将输入参数换成构件的性能指标，自动求解系统性能，并能实时接收测试人员对构件组装规约的更改，在构件运行态下重构构件交互服务网进行测试。

2.2 构件的自动化测试与验证方法

自动化测试方法的对象包括单个构件和多个构件组装的构件服务网。而构件服务网系统从整体看来仍然是个具有输入输出端口的功能大“构件”，所以下面针对构件的测试方法同样适用于构件交互服务网测试。[4]本文中的自动化测试系统不仅实现了测试用例的生成方法，同时进行了测试结果与期望输出结果的自动比对与分析。

图2是自动化测试的模型，包括其符号语言定义（定义了库所的状态、令牌的类型、网系统的初始标识）

3 算法仿真

本文采用图2所示的网络拓扑结构，对可重构网络设备软件构件的自动化测试方法进行Matlab仿真。全网的构件总数浮动设置，进行总体规模上限为220的多阶段仿真。各构件间的连线表示仿真拓扑中各构件间逻辑连接，各段链路的主要参数在仿真开始前进行统一设定，在结果统计时根据仿真数据和之前确定的构件自动化测试与验证方法，对连个方面的主要变化趋势和性能影响等进行分析验证。这两个方面分别为：

（1）考察消息数数突然增加时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间以及对全网性能等方面的影响。

（2）考察本文提出的测试方法在不同构件规模下的测试拓扑重构时间、对全网性能以及被重构构件性能等方面的影响。

仿真结果如下图3和图4所示，分别从上述方面反映了本文所提出的软件构件的自动化测试方法的相关特性。下面本文针对这两个方面，对仿真结果分别进行详细说明。

考察消息发送突然增多时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间、对全网性能等方面的影响。图3为全网测试时间变化曲面图，其中横轴为消息数，跨度为0至100，纵轴为构件数，跨度为20至220，竖轴为测试时间。

由图3可以看出，全网的测试时间随消息数的增大和构件数的增多呈现加速增长的趋势，不同的是，测试时间对构件数的增长速度要大于对消息数的增长速度，尤其是随着消息数的增长，这种差别呈现出逐渐增大的趋势。表明本方法能够验证构件是否满足描述规约，以及测试接口和服务的一致性。

为研究本文提出的测试方法在不同构件规模下的效果、对重调整连接数等方面的影响。在图4中，横轴为重调整连接数，纵轴为测试拓扑重构时间。在图5中，横轴为构件数，跨度为0至10，纵轴为测试拓扑重构时间。两个图反映测试拓扑重构时间随重调整连接数和构件数的变化情况。

由图4可以看出，当重调整连接数逐渐增多时，测试拓扑重构时间会受到较大影响，测试拓扑重构时间增加的速度逐渐加快。而观察图5横坐标代表的构件数，虽然仍随构件数的增多测试拓扑重构时间增加，但对测试拓扑重构时间的影响较小。可以发现，本文提出的方法是能够在可接受的时间范围内快速重构的，在解决了可重构路由体系结构下的具有异步交互特征的软件构件和构件网的功能鲁棒性测试与评估问题的前提下，在很大程度上降低了测试人员的工作量。

4 结语

本文的自动化测试系统高效地保障了基于开放式可重构路由开发平台的构件的实施，支撑着可重构路由交换节点的设计实现，有助于实现面向服务提供的新型网络技术体系架构——可重构网络。具体的测试方法经过多次具体实验验证，有良好的效果。

参考文献

[1]陈文龙，徐恪，徐明伟.基于构件的可重构路由开发环境[J].信息工程大学学报，2009，10（3）：1557-1567.

[2]张世琨，张文娟，等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装[J].软件学报，2001（9）.

[3]Testing a Network by Inferring Representative State Machines from Network Trace.pdf[C].In：10.1109/ICSEA.2006.261287.

[4]贾鸳鸳.面向可重构路由软件开发的集成编译环境与可重构方法研究[D].北京邮电大学硕士论文，2011.

摘要：针对可重构路由平台中的软件构件，本文设计并实现了一种基于petri网理论模型的脚本自动化路由软件仿真验证方法，本文的方法能够实时按照用户的修改重建构件网络。

关键词：路由软件 可重构 构件自动测试 petri网 脚本

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0058-02

本文主要针对可重构路由平台中的软件构件和构件网的自动化测试问题展开论述。在功能鲁棒性测试与评估问题上，实现相关方法。

1 可重构网络测试技术简介

可重构网络作为新型网络技术[1]，越来越受到人们的重视，可重构网络设备软件的研究也越来越深入。为保证软件功能的可用性，先对构件进行验证与测试往往是必要的。可重构网络设备软件构件的测试由于其行为不确定性，以及许多构件间的交互的不可预知性[2]，使得通用的测试模式成为难点，而且构件之间的连接关系的动态改变，也对测试的完备性提出了挑战。

2 方法详述

2.1 面向自动化测试的可重构架构与构件模型描述

网络设备的可重构模型是本文自动测试的对象，因此本节做简要介绍。图1是构件模型示意图：

通过测试代理（TestAgent）[3]将分布在不同节点、提供紧密相关服务的构件在开发期测试运行时动态地组装成一个功能组件，存储拓扑信息到数据库，自动地生成构件服务网的随机Petri网模型，将输入参数换成构件的性能指标，自动求解系统性能，并能实时接收测试人员对构件组装规约的更改，在构件运行态下重构构件交互服务网进行测试。

2.2 构件的自动化测试与验证方法

自动化测试方法的对象包括单个构件和多个构件组装的构件服务网。而构件服务网系统从整体看来仍然是个具有输入输出端口的功能大“构件”，所以下面针对构件的测试方法同样适用于构件交互服务网测试。[4]本文中的自动化测试系统不仅实现了测试用例的生成方法，同时进行了测试结果与期望输出结果的自动比对与分析。

图2是自动化测试的模型，包括其符号语言定义（定义了库所的状态、令牌的类型、网系统的初始标识）

3 算法仿真

本文采用图2所示的网络拓扑结构，对可重构网络设备软件构件的自动化测试方法进行Matlab仿真。全网的构件总数浮动设置，进行总体规模上限为220的多阶段仿真。各构件间的连线表示仿真拓扑中各构件间逻辑连接，各段链路的主要参数在仿真开始前进行统一设定，在结果统计时根据仿真数据和之前确定的构件自动化测试与验证方法，对连个方面的主要变化趋势和性能影响等进行分析验证。这两个方面分别为：

（1）考察消息数数突然增加时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间以及对全网性能等方面的影响。

（2）考察本文提出的测试方法在不同构件规模下的测试拓扑重构时间、对全网性能以及被重构构件性能等方面的影响。

仿真结果如下图3和图4所示，分别从上述方面反映了本文所提出的软件构件的自动化测试方法的相关特性。下面本文针对这两个方面，对仿真结果分别进行详细说明。

考察消息发送突然增多时，本测试方法在不同构件规模下的测试时间、对全网性能等方面的影响。图3为全网测试时间变化曲面图，其中横轴为消息数，跨度为0至100，纵轴为构件数，跨度为20至220，竖轴为测试时间。

由图3可以看出，全网的测试时间随消息数的增大和构件数的增多呈现加速增长的趋势，不同的是，测试时间对构件数的增长速度要大于对消息数的增长速度，尤其是随着消息数的增长，这种差别呈现出逐渐增大的趋势。表明本方法能够验证构件是否满足描述规约，以及测试接口和服务的一致性。

为研究本文提出的测试方法在不同构件规模下的效果、对重调整连接数等方面的影响。在图4中，横轴为重调整连接数，纵轴为测试拓扑重构时间。在图5中，横轴为构件数，跨度为0至10，纵轴为测试拓扑重构时间。两个图反映测试拓扑重构时间随重调整连接数和构件数的变化情况。

由图4可以看出，当重调整连接数逐渐增多时，测试拓扑重构时间会受到较大影响，测试拓扑重构时间增加的速度逐渐加快。而观察图5横坐标代表的构件数，虽然仍随构件数的增多测试拓扑重构时间增加，但对测试拓扑重构时间的影响较小。可以发现，本文提出的方法是能够在可接受的时间范围内快速重构的，在解决了可重构路由体系结构下的具有异步交互特征的软件构件和构件网的功能鲁棒性测试与评估问题的前提下，在很大程度上降低了测试人员的工作量。

4 结语

本文的自动化测试系统高效地保障了基于开放式可重构路由开发平台的构件的实施，支撑着可重构路由交换节点的设计实现，有助于实现面向服务提供的新型网络技术体系架构——可重构网络。具体的测试方法经过多次具体实验验证，有良好的效果。

参考文献

[1]陈文龙，徐恪，徐明伟.基于构件的可重构路由开发环境[J].信息工程大学学报，2009，10（3）：1557-1567.

[2]张世琨，张文娟，等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装[J].软件学报，2001（9）.

[3]Testing a Network by Inferring Representative State Machines from Network Trace.pdf[C].In：10.1109/ICSEA.2006.261287.

[4]贾鸳鸳.面向可重构路由软件开发的集成编译环境与可重构方法研究[D].北京邮电大学硕士论文，2011.