多端口IP路由器“边界网关协议”(BGP-4)的并行测试技术研究_研究生学位论文.doc
《多端口IP路由器“边界网关协议”(BGP-4)的并行测试技术研究_研究生学位论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多端口IP路由器“边界网关协议”(BGP-4)的并行测试技术研究_研究生学位论文.doc(70页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、西西 南南 交交 通通 大大 学学 研研 究究 生生 学学 位位 论论 文文 多端口 IP 路由器“边界网关协议” (BGP-4)的并行测试技术研究 Classified Index: TP393 Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis RESEARCH ON PARALLEL TESTING TECHNIQUES OF BORDER GATEWAY PROTOCOL-4 IN MULTI-PORT IP ROUTERS June. 2005 Grade: 2002 Candidate: Zeng Miao Academic Deg
2、ree Applied for: Master Major: Computer Application Supervisor: Prof. Zeng Huashen 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 I 页 摘 要 本文的技术背景是自 IPV6 出现以来就引起全球关注的路由器测试技术。 为了保证互联网平稳的从 IPv4 向 IPv6 过渡,支持 IPv4、支持 IPv6、支持 IPv6 封装在 IPv4 或者同时支持 IPv4 和 IPv6 的路由器将在一段时间内并存。 这种状况使得路由器的测试变得更加复杂,而且现有的测试方法回绕测试 法(LTM,Loop-back Test Method)
3、和穿越测试法(TTM,Transverse Test Method)无法适应现代多端口路由器的测试。因此,四川省网络通信技术 重点实验室开展了多端口测试技术的研究。 自提出多端口分布式并行同步穿越测试法(MDSP-TTM,Multi-port Distributed Synchronized Parnell Transverse Test Method)以来,四川省网络 通信技术重点实验室正投入到多端口路由器分布式并行测试系统(MPR- DCTS,Multi-Port Router Distributed Concurrent Test System)的研发工作 当中。该系统采用两层的体系结构
4、,上层是一个作为多端口测试管理器的 终端,下层由很多的双端口测试器(TPTs,Two-Port Testers)构成,TPT 采用穿越测试法或者回绕测试法。 测试系统通过执行测试控制数据来管理测试的进行,因此,测试控制 数据的定义是路由器测试当中的一个重要的环节,本论文反映的工作是对 重要的路由协议边界网关协议(BGP,Border Gateway Protocol v.4)的测 试集、测试组、测试例的规划与描述。笔者的贡献总结如下: A对 BGP-4 协议进行了测试集的总体规划,重点是一致性测试 集的规划。 B文章给出了一个运行于 TPT 的 TTCN-3 描述的测试例来探讨 了测试例的定义
5、技术。 C为论证新定义的并发多端口测试语言(CMP-TDL,Concurrent Multi-Port Test Definition Language)的可行性,本文给出了一 个多端口的测试例,并在实践中得出了一些改进、完善 CMP- TDL 的建议。 关键词:并发多端口测试;BGP-4;TTCN-3;协议测试;一致性测试;性 能测试 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页 Abstract The technique background of this dissertation is router testing, which has drawn worldwide attenti
6、on since IPv6 came into view. To enable a smooth transition from IPv4 to IPv6, routers supporting IPv4 only, IPv6, and IPv6 encapsulated in IPv4 will co-exist for some time, and this complicates router testing. Moreover, existing testing methods such as Loop-back Test Method (LTM) and Transverse Tes
7、t Method (TTM) are not catered for testing modern routers with multi-ports. All these considerations have stimulated the research activity on multi-port testing at Sichuan Network Communication Key Laboratory (SC- Netcom Lab). With the new MDSP-TTM (Multi-port Distributed Synchronized Parnell Transv
8、erse Test Method) introduced at SC-Netcom Lab, a Multi-Port Router Distributed Concurrent Test System (MPR-DCTS) is under development. An MPR-DCTS takes two-layer architecture: at the top layer, a PC acts as the Multi-Port Test Manager (MPTM) and at the bottom layer, multiple TPTs (Two-Port Testers)
9、 to test a pair of ports with either LTM or TTM. Testing is governed by a test system through execution of test control data; therefore definition of test control data represents an important aspect in router testing. The work presented in this dissertation focuses on planning and specification of t
10、est suites, test groups, and test cases for an important routing protocol - BGP-4 (Border Gateway Protocol v.4). Authors contribution in this dissertation can be summarized as: A.A framework for BGP-4 test suite planning is provided with an emphasis on conformance testing. B.Test case definition tec
11、hniques are discussed in some detail with an example test case specified with a standard test definition language TTCN-3 for TPT. C.To demonstrate the feasibility of the newly defined Concurrent Multi-Port Test Definition Language (CMP-TDL), a multi-port test case is presented in this dissertation.
12、Some experience gained in this practice has resulted in suggestions to improve CMP-TDL. 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 III 页 Key words: MPR-DCTS, BGP-4, TTCN-3, protocol test, conformance test, performance test 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 IV 页 目 录 摘 要 .I ABSTRACT.II 目 录.III 第 1 章 绪论.1 1.1 本论文的研究背景.1 1.1.1 IPv6 路由器多端口并行测试技
13、术的研究背景1 1.1.2 路由器 BGP 并行测试研究的背景.2 1.2 多端口路由器 BGP-4 并行测试技术研究现状 .3 1.3 论文结构组织.4 1.4 作者的工作与论文的贡献.4 第 2 章 BGP-4 及其并行测试技术.5 2.1 边界网关协议 BGP 及其并行测试的必要性.5 2.1.1 BGP 与 BGP-45 2.1.2 研究 BGP 并行测试技术的必要性.7 2.2 BGP-4 并行测试技术 9 2.2.1 并行测试目的与测试方法.9 2.2.2 并行测试系统与测试支撑环境.9 2.2.3 TTCN-3 形式化描述语言10 2.2.4 多端口并行测试描述语言 CMP-TD
14、L11 第 3 章 BGP-4 测试集总体规划.14 3.1 BGP-4 测试集规划的意义 14 3.2 BGP-4 测试集规划原则 14 3.2.1 抽象测试集规划的基本原则.14 3.2.2 BGP-4 测试集的规划原则.16 3.3 BGP-4 一致性协议测试集规划 18 3.3.1 BGP 基本信息处理测试组规划18 3.3.2 BGP 协议状态机测试组规划21 3.3.3 BGP 错误处理测试组规划22 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 V 页 3.3.4 BGP 扩展测试组规划22 3.4 BGP-4 互操作性测试集规划 23 3.5 BGP-4 路由器性能测试集规划 24 第
15、4 章 BGP-4 协议测试集描述.26 4.1 双端口协议测试系统.26 4.1.1 TTCN-3 协议测试系统26 4.1.2 双端口协议测试环境及 BGP 双端口测试实现.27 4.2 TTCN-3 描述的双端口 BGP-4 协议测试例.29 4.2.1 BGP 测试集的 TTCN-3 模块定义部分30 4.2.2 BGP 一致性测试例举例35 4.3 CMP-TDL 描述的并发多端口 BGP-4 测试例举例.41 4.3.1 路由器突发量定义、网络流量产生模型.41 4.3.2 BGP 突发量多端口测试例描述43 4.4 BGP-4 测试例的语法、语义检测 46 第 5 章 BGP 与
16、其它协议的联合测试48 5.1 BGP 与 IGP 的相互作用.48 5.1.1 把 BGP 注入到 IGP .48 5.1.2 将 IGP 注入到 BGP .49 5.2 BGP 与 RIP 交互联合测试举例50 5.2.1 RIP 与 RIPng50 5.2.2 BGP-4 路由重分布到 RIP 测试过程 51 第 6 章 总结与展望.53 6.1 论文工作总结.53 6.2 后续工作展望.53 致 谢.55 参考文献.56 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果.59 附 录.60 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 1 页 第 1 章 绪论 1.1 本论文的研究背景 1.1.1 IPv6
17、 路由器多端口并行测试技术的研究背景 基于 IPv41的第一代互联网已经取得了巨大的成功,以互联网为代表 的信息网络已经渗透到社会生活的各个领域,成为现代信息社会最重要的 基础设施之一。然而,随着网络规模的持续膨胀和新型网络应用需求的不 断增长,目前的互联网在可扩展性、IP 地址空间、安全、服务质量控制等 诸多方面面临着挑战。 IP 地址空间匮乏、IP 报头处理复杂、不能适应面向 流的应用数据传输等问题严重制约了互联网的发展,为此,Internet Engineering Task Force (IETF)定义了新的网络层协议 IPv62。IPv6 通过采用 128 位的地址空间替代 IPv4
18、 的 32 位地址空间来扩充互联网的地址容量,使 得 IP 地址在可以预见的时期内不再成为限制网络规模的一个因素;IP 报头 的简化有利于提高 IP 处理效率,报头中增加流标识字段,有利于针对应用 数据流提供不同的服务;在安全性、服务质量及移动性等方面也收到更多 的重视。因此,为以 IPv6 为基础的 Internet 被学界和业界广泛地成为下一 代 Internet (NGI)。 IPv6 的出现一方面使网络设备必须面对从 IPv4 向 IPv6 过渡整个阶段 两种 IP 并存的局面;另一方面也使 IP 之上的协议面临更新升级的问题。例 如,与路径信息交换和网络管理相关的应用层协议等也需要定
19、义升级版本。 支持 IPv6 的域内动态路由协议已经有:RIPng3、OSPFv34等协议;支持 IPv6 的域间路由协议主要是 BGP-4+5-6等。 网络工程经验与运行实践表明,由于多方面原因,实现同一协议或协 议集的设备并不一定能完全符合相关的协议,也不一定能够完全能够互通 或互操作,因此需要对协议进行是否符合相关标准的测试(Conformance Test)和 互通测试(Interoperability Test) 。对于重要的网络设备如路由器等,还需要 对其可量化的性能指标进行测试。从上世纪 80 年代初期,国际上就开展了 对网络协议实现是否符合相关协议标准的测试的技术研究,国际标准
20、化组 织 ISO 于 80 年代中期制订了“OSI 协议一致性测试(Conformance Test) 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 2 页 框架”文本,即 ISO IS 96467,对基本观测法、测试定义语言和产品一致 性申明等方面的技术内容进行了规定。 我国网络建设的发展需要大量的网络产品,特别是路由器和交换机产 品,而过去由于我国自身缺少检测手段,对外国产品只能全盘接受。目前 我国正进行下一代 Internet 的建设,并进行了大量的基于 IPv6 的产品开发 工作,迫切需要对相关 IPv6 网络产品的检验手段、网络检测以及维护手段。 因此,研究相关的协议测试技术、独立开发网络产品
21、测试系统以及建立相 应的网络产品测试中心,就具有十分重要的意义。 1.1.2 路由器 BGP 并行测试研究的背景 本课题的研究对象是 IPv6 路由器中的一类特定协议边界网关协议 (BGP Border Gateway Protocol) 。Internet 作为全球性的网络,它根据管 理域的不同将整个网络划分为若干各自治系统(AS Autonomous System) 52。在自治域内路径信息交换和路径选择算法通常由路径信息协议(RIP) 41-43或开放式最短通路优先(OSPF)协议4确定;而在自治域之间采用的最典 型的协议则为边界网关协议(BGP)5-6。尽管早期还定义有外部网关协议 E
22、GP (Exterior gateway protocol)37,但目前已逐渐被 BGP 所取代。 由于 BGP 是自治系统之间的路由协议,因此它关心的是网络间的可达 性,它的主要功能就是在运行相同或不同内部路径信息交换协议的自治网 络之间交换网络层可达性信息(NLRI,Network Layer Reachable Information) 。因此,它采用的算法既不是基于纯粹的链路状态算法,也不 是基于纯粹的距离向量算法。实现 BGP 的边界路由器系统所交换的网络层 可达性信息(NLRI)中,包含了可达性信息所经过的自治系统列表,从而构 造了一个自治系统连接图,以避免路由环路,以便实现基于自
23、治系统的策 略控制。 单个边界网关(边界路由器)可能是两个或两个以上的自治网络间的 路由设备,对它的测试可能涉及多个端口间并行工作的状态和性能。因此, 对它的测试系统应当具有在多个跨网端口间同步并行测试的功能。这正是 实验室研究分布式同步并行测试技术和开发多端口同步并行测试技术的主 要着眼点和研究价值之所在。 网络测试系统通过运行可执行测试控制数据来进行测试过程控制的, 因此,对 BGP 的测试必须定义相关的测试控制数据(测试集、测试组和测 试例) 。实验室开发的系统的测试控制数据的定义是基于 TTCN-3 进行的, 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 3 页 但 TTCN-3 的同步机制尚不
24、能满足分布式同步并行测试的需要;对同步并 行测试还涉及对网络数据到达率和到达率的统计分布特性,而 TTCN-3 不 具备相关的功能,需要对之进行扩展。为了便于描述同步并行测试和简化 测试例的描述难度,实验室定义了“并发多端口测试定义语言” (CMPTDL,Concurrent Multi-Port Test Definition Language)23,以便将 多端口间的同步与协调控制的描述与单口测试控制数据的描述相对分离。 这就是本课题的具体研究背景。本项目选择了 BGP-451作为测试控制数据 的具体对象。 1.2 多端口路由器 BGP-4 并行测试技术研究现状 目前国内外有不少的科研机构
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 多端 IP 路由器 边界 网关 协议 BGP 并行 测试 技术研究 研究生 学位 论文
链接地址:https://www.31doc.com/p-3924585.html