曾　帥　　重慶郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院碩士研究生在讀殷志堅(jiān)　　重慶郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院碩士研究生在讀

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泰爾檢測(cè)

OpenFlow交換機(jī)協(xié)議一致性測(cè)試集模型研究

曾帥重慶郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院碩士研究生在讀
殷志堅(jiān)重慶郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院碩士研究生在讀

摘要：針對(duì)當(dāng)前的OpenFlow交換機(jī)協(xié)議測(cè)試技術(shù)的研究現(xiàn)狀，介紹了兩個(gè)OpenFlow交換機(jī)協(xié)議一致性測(cè)試的測(cè)試集模型。

關(guān)鍵詞：OpenFlow交換機(jī)；一致性測(cè)試；測(cè)試集

1　引言

作為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，交換機(jī)和路由器主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。但由于傳統(tǒng)設(shè)備的封閉性，使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性受到限制，為新業(yè)務(wù)部署以及網(wǎng)絡(luò)升級(jí)帶來(lái)諸多困難。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking，SDN）正是在此背景下被提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。SDN分離了數(shù)據(jù)平面與控制平面，并將其分別抽象出來(lái)封裝成SDN交換機(jī)和SDN控制器。

作為一種實(shí)現(xiàn)了SDN控制器和交換設(shè)備通信的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，OpenFlow得到業(yè)界廣泛關(guān)注，商業(yè)化道路越走越遠(yuǎn)，但相關(guān)設(shè)備質(zhì)量良莠不齊，設(shè)備的協(xié)議一致性、互通性等方面的問(wèn)題日益凸顯。因此，相關(guān)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的測(cè)試技術(shù)就成為了解決這些問(wèn)題的根本方法。

一致性測(cè)試是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測(cè)試中最關(guān)鍵的測(cè)試，也是其他測(cè)試類型的基礎(chǔ)。雖然ONF針對(duì)OpenFlow的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)已開展起來(lái)，但目前SDN交換機(jī)的一致性測(cè)試評(píng)估方案還存在很大的挑戰(zhàn)。一致性測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試集模型的建立是其中十分重要的步驟，本文根據(jù)當(dāng)下SDN一致性測(cè)試的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了兩個(gè)OpenFlow交換機(jī)協(xié)議一致性測(cè)試的測(cè)試集模型。

2　OpenFlow交換機(jī)

OpenFlow協(xié)議規(guī)范中充分體現(xiàn)了包含OpenFlow交換機(jī)、SDN控制器和OpenFlow協(xié)議的搭建SDN的架構(gòu)設(shè)計(jì)，具體如圖1所示。

圖1　OpenFIow交換機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)

在OpenFlow交換機(jī)中，流表、安全通道以及OpenFlow協(xié)議，是OpenFlow v1.0規(guī)范的核心組件。其中，流表，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包查詢與轉(zhuǎn)發(fā)操作；安全通道，負(fù)責(zé)與外部的SDN控制器進(jìn)行通信；OpenFlow協(xié)議負(fù)責(zé)傳遞控制器與OpenFlow交換機(jī)間的控制和管理信息。

3　測(cè)試集模型

一致性測(cè)試評(píng)估過(guò)程是指完成所有的一致性測(cè)試的完整過(guò)程，從而可以對(duì)被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)與一個(gè)或者多個(gè)基礎(chǔ)協(xié)議規(guī)范的協(xié)議一致性能力進(jìn)行評(píng)估。測(cè)試集具有層次結(jié)構(gòu)，且一個(gè)測(cè)試集由多個(gè)測(cè)試組組成，除可包括更細(xì)分的測(cè)試組外，每個(gè)測(cè)試組可包含多個(gè)測(cè)試?yán)總€(gè)測(cè)試?yán)刑囟y(cè)試目的，例如驗(yàn)證被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)具有某一能力。根據(jù)測(cè)試事件的順序排列，可設(shè)計(jì)出每個(gè)測(cè)試的測(cè)試步，將測(cè)試?yán)K化。由于OpenFlow協(xié)議規(guī)范的功能點(diǎn)眾多，這里的測(cè)試集模型只列出了一個(gè)測(cè)試集的框架，并沒(méi)有詳細(xì)至每個(gè)測(cè)試?yán)墓δ茳c(diǎn)。

3.1測(cè)試集模型之一

ONF在2013年推出了針對(duì)OpenFlow1.0的測(cè)試說(shuō)明書，該說(shuō)明書依據(jù)OpenFlow交換機(jī)規(guī)范1.0.0和勘誤v1.0.1制定，包括10個(gè)分組，制訂了共記200多個(gè)測(cè)試用例。將其以測(cè)試集模型的形式表現(xiàn)如圖2所示。

圖2　測(cè)試集模型一

由ONF提出的OpenFlow交換機(jī)一致性測(cè)試規(guī)范1.0.1被作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，但其一致性測(cè)試是針對(duì)協(xié)議規(guī)范的內(nèi)容進(jìn)行功能上的測(cè)試活動(dòng)。

3.2測(cè)試集模型之二

ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）聯(lián)合制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 9646，提出網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一致性測(cè)試的方法和框架，根據(jù)一致性測(cè)試的一致性指示程度，ISO/IEC 9646將一致性測(cè)試分為3類：基本互連測(cè)試、能力測(cè)試和行為測(cè)試。

參考文獻(xiàn)［13］提出了另一種測(cè)試集模型，本文將其進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，具體如圖3所示。

圖3　測(cè)試集模型二

基本互連測(cè)試，目的是為了確認(rèn)被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)與所實(shí)現(xiàn)協(xié)議是否有足夠一致性，使被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)互聯(lián)互通，因此這里測(cè)試交換機(jī)的安全通道的建立與保持的能力；能力測(cè)試，是對(duì)被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)可以觀察的能力能否符合靜態(tài)一致性要求以及ICS聲明的能力而進(jìn)行的測(cè)試，而靜態(tài)一致性要求則規(guī)定了協(xié)議實(shí)現(xiàn)為利于協(xié)議實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)之間的交互所允許的最基本能力，因此能力測(cè)試是測(cè)試交換機(jī)基本配置管理和狀態(tài)讀取及數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的能力；行為測(cè)試，是在規(guī)范限制內(nèi)對(duì)某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)提供一種盡量全面的測(cè)試，盡可能的覆蓋了所實(shí)現(xiàn)協(xié)議規(guī)定的整個(gè)動(dòng)態(tài)一致性的范圍，確認(rèn)被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)能夠符合動(dòng)態(tài)一致性要求的程度，因此行為測(cè)試針對(duì)的是交換機(jī)的匹配數(shù)據(jù)單元流表的行為測(cè)試。

4　結(jié)束語(yǔ)

SDN/OpenFlow技術(shù)是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，針對(duì)SDN/OpenFlow技術(shù)的相關(guān)協(xié)議的測(cè)試技術(shù)也尚處于起步階段。本文介紹了兩種當(dāng)下的OpenFlow交換機(jī)協(xié)議一致性測(cè)試的測(cè)試集模型，希望為后續(xù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的制定、SDN/OpenFlow技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)設(shè)備的部署等工作提供一定參考。

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收稿日期：（2016-3-26）

Summary of the conformance test suite model of OpenFlow switch protocol

ZENG Suai，YIN Zhijian

Abstract：In this paper，in the view of the current situation of OpenFlow switch protocol testing technology research，this paper introduces two conformance test suite models of OpenFlow switch protocol.

Key words：OpenFlow switch；conformance testing；test set