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        OpenFlow交換機(jī)協(xié)議一致性測(cè)試集模型研究

        2016-08-01 06:10:17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
        信息通信技術(shù)與政策 2016年5期

        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(lèi)型的基礎(chǔ)。雖然ONF針對(duì)OpenFlow的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)已開(kāi)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(xún)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)?,每個(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(shū),該說(shuō)明書(shū)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(lèi):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

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