网络移动IPv6协议一致性测试生成与实现

摘要

IPv6协议重点考虑了移动问题，为了解决移动问题专门规定了若干机制。网络移动IPv6（Network Mobility, NEMO）协议，主要是研究子网作为一个整体在全球互联网范围内移动中存在的网络可达性、有效性和安全等方面的问题。NEMO协议作为移动IPv6协议的重要扩展部分，目前已经开始被研究与实现。 本文重点研究适用于NEMO协议的一致性测试生成方法。详细分析了NEMO协议，在此基础上提出NEMO协议的测试需求。讨论了ISO9646定义的标准测试框架用于NEMO协议一致性测试的不适宜性，提出针对NEMO协议的层次化状态机的协议描述和测试生成方法。根据该测试生成方法，设计了完整的NEMO协议测试集，并集成到了AgilentN2X商用IPv6测试仪表中，通过对具体协议的测试验证了本文提出方法的有效性。 本文的主要工作包括以下几方面： 1. 分析NEMO协议特点，提出测试需求。NEMO协议是分布式的，异构的，结构和行为都非常复杂的系统：协议标准中定义了多种新的报文类型；在协议运行过程中增加了动态家乡代理地址发现等复杂计算过程；协议标准对两种节点类型的行为有明确的规定。这些特点都是测试的重点之处，由此可以得到NEMO协议的测试需求。 2. 提出针对NEMO协议层次化状态机的协议描述和测试生成方法。解决测试生成问题的关键在于协议的形式化描述。解决了描述问题，测试生成问题也就相应解决了。NEMO协议是一种离散协议，没办法对协议整体进行形式化描述。本文提出了针对NEMO协议的层次化状态机的协议描述和测试生成方法：把NEMO协议分为协议流程、协议节点类型、离散功能三个层次，分别进行描述，每一层的描述都通过有限状态机模型的方法生成测试序列。最终得到针对整个NEMO协议的可验证测试序列集。 3. 测试集实现与测试实践。应用上述测试生成方法，本文设计了完整的NEMO协议测试集，包括HA和MR两个测试组，共67个测试用例。通过对Linux平台上NEMO协议实现进行的实际测试，得出了一系列关于该实现的有价值的结论，发现了该协议实现在动态家乡代理地址发现机制和移动前缀发现机制上存在问题，验证了本文提出的理论和方法的有效性。