下一代互联网协议测试和分析设备项目产业化资金申请报告

下一代互联网协议测试和分析设备项目产业化资金申请报告内容摘要：

， 性能要求高，还要实现和其它分析模块的并行处理， 项目组 通过采用 Bloomfilter 和 TCAM 相结合方法，能实现数据包的高速数据匹配。 协议 一致性 测试研究现状 协议是互联网通讯的基石，当前协议标 准是用自然语言描述的，实现者对于协议的不同理解将会导致不同的协议实现，实现过程中也会由于设计和编码而产生错误因此对协议实现进行测试是非常必要的，一致性测试检查实现是否符合协议规范，互操作性测试用于检验不同设备之间的互通性。 协议测试是计算机网络技术中热门的研究课题之一。 随着形式化技术的迅速发展，协议的设计、验证、实现和测试都有了很大进展，通过形式化描述技术，协议测试与协议工程学中其它领域有机地结合起来在八十年代初期开始，欧洲的许多研究机构开展了深入的协议测试研究，并开始进行合作，以建立协议测试的指导标准，作 为工作的成果， ISO－ 9646 详细的定义一致性测试，使得一致性测试得到很大的推广。 协议测试技术已经在北美、欧洲和东亚一些国家的研究机构形成了研究热点。 由于协议测试的技术复杂性和庞大开销，一般是协议实现者和协议用户力所不能及的事情 ， 进行独立于生产者和用户的第三方测试是常采用的方法。 各发达国家都投入大量的人力物力进行研究，并取得了一定的成绩，例如美国国家标准技术局 NIST、新罕布什尔大学的互操作测试实验室 IOL，德国国家通信C NGIXXXX:下一代互联网协议测试和分析设备 项目资金申请报告 — — 5 研究所 GMD FOKUS 的高速网络测试环境等，在协议测试的理论和实践等方面的研究都达到 一定水平，并开始提供部分测试服务和测试系统随着互联网在国内的广泛应用，国内大学和研究机构这一时期也开始测试实践的研究， XX 大学计算机系较早的建立起网络协议测试实验室，专门研究通讯协议测试的理论和实践，自主开发出一致性测试平台和各种通讯协议的测试集，为国产网络设备提供测试。 国内外都正在为正在到来的 IPv6 做准备，各大厂商正在研究、开发和应用各种支持 IPv6 的网络设备。 为了检验设备的功能，以及不同设备之间的互连，IPv6 设备 厂 商正在和 IPv6 测试机构合作，进行 IPv6 的测试研究与应用。 当前国内外许多研究机构 和公司都在开展 IPv6 有效性测试研究和应用。 这些研究中，有一种是走应用路线，其观念是 “没有比实践更加有效的检验方法 ”其代表就是 6Bone， 6Bone 计划影响极为广泛，它提供了 IPv6 协议的测试床6Bone， 通过隧道方法将世界上具有 IPv6 能力的 “小岛 ”连接在一起，从而提供了一个区域广泛的实验环境。 在 6Bone 上，开发商们放置它们新的主机和路由器软件，研究者观测基于 IPv6 协议的路由协议、基于 IPv6 协议的地址分配和其他管理程序，检验 IPv6 协议的各种功能。 6BONE 起的另一大作用是检验 IPv6协议的有效性， 通过其网上收集到的运行情况，可以发现各种协议可能存在的问题。 这样的观测在 IPv6 未成型时起了非常大的作用，但是这样的观测不能代替对设备的严格测试，尤其是当 IPv6 的各项标准已经定下来时，需要在开发阶段和产品投入使用前进行严格测试。 现在越来越多机构开始对 IPv6 及其相关协议进行测试研究，开发出各种形式的测试集，能够对其进行一致性和互操作性测试。 下面简要介绍这些测试研究。 1) 新罕布什尔大学的互操作性实验室 1988 年，美国的 新罕布什尔大学 的计算机研究中心建立了一个互操作性实验室 InterOperability Labs(IOL)，其对外的主要任务是为卖方的计算机通信设备提供测试服务。 目前 IOL宣布已经为 70 多个厂商的计算机通信产品验证了互操作性和 /或一致性，其测试范围几乎覆盖了全部计算机通信技术。 从 1996 年开始开发 IPv6 的测试集，目前已完成并公布的 IPv6 协议测试集覆盖 IPv6 的几个主要协议、 RIPng 和部分移动 IPv6 协议的一致性测试集， IPv6 主要协议多系统互操作性测试集和移动 IPv6 多系统互操作性测试集。 该实验室 所公布的 IPv6 一致性测试集是用自然语言描述的，测试覆盖并 不是很完备。 2) 日本的 TAHI 计划 C NGIXXXX:下一代互联网协议测试和分析设备 项目资金申请报告 — — 6 1998 年底东京大学、 YDC 公司、 Yokogawa 公司发起组织了对 IPv6 进行测试的 TAHI 计划，目标是测试 IPv6 的一致性和互操作性。 该计划同 KAME 工程和 USAGI工程密切合作，其中 KAME计划是日本七个公司为 BSD开发免费 IPv6和 IPsec 协议栈的项目， USAGI 是日本许多组织为 Linux 开发高质量 IPv6 协议栈的项目。 TAHI 计划对 KAME 和 USAGI 协议栈的正确高效稳定起了重要的作用。 TAHI 重视灵活性，采用 Perl 脚本语言来定义测试例。 目前 TAHI 已经完 成的测试集包括 IPv6 基本协议、 IPsec、隧道协议、移动 IPv6 协议 、 DHCPv6 协议 、 SIP 协议 等。 当前 TAHI 正和网络设备商开展合作，为各种网络产品提供一致性和互操作性测试。 3) 美国国际标准与技术部 NIST的 IPv6 测试 美国国际标准与技术部 NIST 的 ITL（ Information Technology Laboratory）在协议测试环境和测试系统的研究上达到较高的水平 ， 目前正致力于 TCP/IP 和高速网络的测试。 其对 IPv6 的测试主要集中在互操作性测试 方面， 对 Dec、 Sun、MS、 Bay Network、 Telebit、 Cisco 等的 IPv6 产品进行了互操作性测试，并为 IPv6试验床 6BONE 提供了一个监测平台 ， 但没有做 IPv6 协议一致性测试方面的工作。 4) IPv6 Ready 认证 IPv6 Ready Logo Committee 于 2020 年 4 月 28日成立，其成员有 ETSI, JP TAHI, UNH, TW NICI IPv6 SC, KR TTA, 中国 BII 等。 “IPv6 Ready”认证是 IPv6论坛为了推动 IPv6 在全球的发展，对数据设备所进行的测试认证。 一旦通过测试并获得 “IPv6 Ready”认证即表示该设备已是业界公认的支持 IPv6 的可用成熟产品，能与其他厂商产品成功互联互通，通过 “IPv6 Ready”认证的厂商已具备提供 IPv6 设备的能力和资格。 “IPv6 Ready”全球认证行动将极大地促进 IPv6 应用类产品的丰富与完善，使 IPv6 产业链更加完整，加速 IPv6 在全球的商用部署进程。 作为 IPv6 论坛全球公认的官方认证机构， “IPv6 Ready”认 证在全球标准化IPv6 方面充当着无可比拟的权威地位。 目前， “IPv6 ready”标识行动实施机构主要包括美国 UNHIOL 、欧洲ETSI 、中国 XX 互连 (BII Group)以及日本 TAHI/v6PC 等。 该标准包括两个阶段。 “IPv6 Ready”第一阶段属于基本测试：鼓励每一个组织部署 IPv6 ，通告大家关于设备、服务的互通性和一致性情况； “IPv6 Ready”第二阶段属于完全测试：根据 IPv6 技术标准检查和保设备与服务的互通性和一致性，并增加了一些指标的增强特性测试。 目前， “IPv6 Ready Phase1”认证实施已有 五 年时间，全球已有数百多个企业或组织的产品获得 “IPv6 Ready Phase1”认证通过。 而随着 IPv6C NGIXXXX:下一代互联网协议测试和分析设备 项目资金申请报告 — — 7 应用的进一步推广深入，业界对 IPv6 产品的质量要求也越来越严格，但 “IPv6 Ready Phase1”认证主要是对 IPv6 的基本功能进行评价。 “IPv6 Ready Phase2”认证于 2020 年 2 月由全球 IPv6 论坛正式发起，是目前 IPv6 领域最高等级的资质认证。 “IPv6 Ready Phase2”认证由国际权威的日本 TAHI 组织和美国UNHIOL实验室共同制定测试规格，由全球 IPv6 论坛审核通过，并且得到全球主要 IPv6 测试组织的一致支持，而且还是全球范围 IPv6 产品获得 “IPv6 Ready Phase2”认证通过的唯一官方标准。 其他的 研究项目，如德国的 JOIN 计划中的 IPv6 测试，爱立信公司在匈牙利的 IPv6 一致性研究， 都 得到 了 政府或者公司的资助。 除了研究机构外，一些商业 测试仪 公司已经开始为 IPv6 设备提供测试服务， Agilent 公司已经向用户提供 IPv6测试服务； Ixia 公司 提供了 能够同时测试 IPv6 和 IPv4的测试仪；与 TAHI计划关系密切的 Yokogawa 公司也提供对 IPv6 的商业测试服务。 可见，随着工业上对 IPv6 发展的需要，越来越多的研究机构和公司开始重视 IPv6 测试问题。 协议测试已经不仅仅是对产品研制开发的一种支持手段，而且已经成为网络技术中的一个重要分支，对测试技术的研究不仅将直接影响到网络技术的进步，也将直接影响到世界网络市场的竞争和发展。 目前，协议测试的研究的专利成果相对集中在对于传统 TCP/IP 协议和 OSI参考模型的测试中。 在国内外的专利技术数据库中，总的说来，关于 IPv6 一致性测试和互操作性测试方面的研究成果不多，并且集中于 IPv6 的主干协议。 IPv6 是下一代互联网的核心协议，是在 IPv4 的基础上进行了很多重大改进演化而来的，协议的体系结构也大大区别于原有的互联网，诸多的新协议被提出，各种设备面临全面升级，为了 保证网络的平稳升级，在 IPv6 设备投入使用前要进行充分的测试 IPv6一致性和互操作性测试对于保证下一代互联网的成功运行是必不可少的，是实践提出的紧迫需求。 这些协议并非仅是原有协议的扩展，它们具有各种新的特性， IPv6 的网络是一个分布式的、异构的、结构和行为都非常复杂的系统需要对测试理论、方法和技术进行进一步的探索和总结，才能有效的解决 IPv6 协议的测试问题。 测试集描述法的研究现状 测试集描述法在测试方法学中起着承上启下的重要作用，是连接测试生成和测试执行的纽带。 一个好的测试集描述法不仅有利于提高测试执 行的自动化程度，也有利于测试开发人员手工开发测试用例。 许多语言被用于测试集描述，C NGIXXXX:下一代互联网协议测试和分析设备 项目资金申请报告 — — 8 如形式化测试描述语言 TTCN，脚本语言 tcl/tk、 Perl，编程语言 C/C++/Java 等。 其中， TTCN 因为其突出的对测试的支持能力，易于被测试人员理解和使用而成为协议测试中广泛使用的测试集描述法。 到目前为止， TTCN 已经经历了三个版本。 国际标准化组织 ISO 在其ISO/IEC9646 中定义了 TTCN1，后来被 ITUT 接收为标准。 TTCN1 结合了树型和表型表示法的优点，由静态说明部分和动态行为部分。 静态说明 部分专用于协议的静态信息描述，如协议数据格式、参数值、控制观测点、定时器、变量等的描述。 在动态行为部分， TTCN1 定义了与消息的接收和发送相关联的操作与操作符，用于描述测试事件及其之间的时序关系。 TTCN1 在当时被大量地应用，出现了很多 TTCN 工具，如法国 VERILOG 公司的 Object，瑞典Telelogic 公司的 ITEX 等工具软件。 由于 TTCN1 只支持单一测试部件，而网络协议的日益复杂使得其分布式特性越来越广泛， TTCN2 在不改变 TTCN1 整体结构和原则的基础上，引入了主、从测试部件的概念， 通过增加了 create 和 done 等语句，使得 TTCN2 可以支持分布式测试和多方测试。 但是随着网络的飞速发展，各种新型协议和应用对测试描述能力的要求也越来越高，原有的测试描述语言 TTCN2 逐渐显露出不足之处：缺乏动态配置能力、没有同步通信能力、应用范围过窄等。 欧洲电信标准化协会 ETSI 经过深入研究，于 1999 年至 2020年间开发完成了 TTCN 的新版本 TTCN3 (Testing and Test Control Notation)，其最新的版本是 XXXX 年 9 月份 发布的 TTCN3 规范的 版。 TTCN3 现已作为 ITUT Rec. 系列发布。 同 TTCN 前两个版本相比， TTCN3 是一种更为灵活和强大的语言，可以用于描述各种反应式系统(reactive system)的测试。 TTCN3 打破了 TTCN 一致性测试的局限，能适应更广泛的测试需求，如互操作性测试、性能测试、系统测试和集成测试等。 在通讯系统测试领域学术界， TTCN3 受到了广泛的重视， 主要工作包括 对TTCN3 语言 本身的设计研究， 以及 TTCN3 测试系统的实现研究等。 随着 TTCN 语言的不断完善，相应的测试系统也不断地更新。 TTCN3 作为一种最新的测试描述和实现语言，在以德、法为代表的欧洲工业界受到。