OpenFlow交换机协议一致性测试集模型研究

曾　帅　　重庆邮电大学信息与通信工程学院硕士研究生在读殷志坚　　重庆邮电大学信息与通信工程学院硕士研究生在读



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OpenFlow交换机协议一致性测试集模型研究

曾帅重庆邮电大学信息与通信工程学院硕士研究生在读
殷志坚重庆邮电大学信息与通信工程学院硕士研究生在读

摘要：针对当前的OpenFlow交换机协议测试技术的研究现状，介绍了两个OpenFlow交换机协议一致性测试的测试集模型。

关键词：OpenFlow交换机；一致性测试；测试集

1　引言

作为传统网络的核心设备，交换机和路由器主要负责数据转发。但由于传统设备的封闭性，使得传统网络管理的灵活性受到限制，为新业务部署以及网络升级带来诸多困难。软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）正是在此背景下被提出的一种新型网络技术。SDN分离了数据平面与控制平面，并将其分别抽象出来封装成SDN交换机和SDN控制器。

作为一种实现了SDN控制器和交换设备通信的标准化协议，OpenFlow得到业界广泛关注，商业化道路越走越远，但相关设备质量良莠不齐，设备的协议一致性、互通性等方面的问题日益凸显。因此，相关协议实现的测试技术就成为了解决这些问题的根本方法。

一致性测试是网络协议测试中最关键的测试，也是其他测试类型的基础。虽然ONF针对OpenFlow的测试标准已开展起来，但目前SDN交换机的一致性测试评估方案还存在很大的挑战。一致性测试过程中，测试集模型的建立是其中十分重要的步骤，本文根据当下SDN一致性测试的发展现状，介绍了两个OpenFlow交换机协议一致性测试的测试集模型。

2　OpenFlow交换机

OpenFlow协议规范中充分体现了包含OpenFlow交换机、SDN控制器和OpenFlow协议的搭建SDN的架构设计，具体如图1所示。

图1　OpenFIow交换机逻辑结构

在OpenFlow交换机中，流表、安全通道以及OpenFlow协议，是OpenFlow v1.0规范的核心组件。其中，流表，负责数据包查询与转发操作；安全通道，负责与外部的SDN控制器进行通信；OpenFlow协议负责传递控制器与OpenFlow交换机间的控制和管理信息。

3　测试集模型

一致性测试评估过程是指完成所有的一致性测试的完整过程，从而可以对被测协议实现与一个或者多个基础协议规范的协议一致性能力进行评估。测试集具有层次结构，且一个测试集由多个测试组组成，除可包括更细分的测试组外，每个测试组可包含多个测试例，每个测试例有特定测试目的，例如验证被测协议实现具有某一能力。根据测试事件的顺序排列，可设计出每个测试的测试步，将测试例模块化。由于OpenFlow协议规范的功能点众多，这里的测试集模型只列出了一个测试集的框架，并没有详细至每个测试例的功能点。

3.1测试集模型之一

ONF在2013年推出了针对OpenFlow1.0的测试说明书，该说明书依据OpenFlow交换机规范1.0.0和勘误v1.0.1制定，包括10个分组，制订了共记200多个测试用例。将其以测试集模型的形式表现如图2所示。

图2　测试集模型一

由ONF提出的OpenFlow交换机一致性测试规范1.0.1被作为唯一标准，但其一致性测试是针对协议规范的内容进行功能上的测试活动。

3.2测试集模型之二

ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）联合制定了国际标准ISO/IEC 9646，提出网络协议一致性测试的方法和框架，根据一致性测试的一致性指示程度，ISO/IEC 9646将一致性测试分为3类：基本互连测试、能力测试和行为测试。

参考文献［13］提出了另一种测试集模型，本文将其进行了进一步优化，具体如图3所示。

图3　测试集模型二

基本互连测试，目的是为了确认被测协议实现与所实现协议是否有足够一致性，使被测协议实现与测试系统互联互通，因此这里测试交换机的安全通道的建立与保持的能力；能力测试，是对被测协议实现可以观察的能力能否符合静态一致性要求以及ICS声明的能力而进行的测试，而静态一致性要求则规定了协议实现为利于协议实现与测试系统之间的交互所允许的最基本能力，因此能力测试是测试交换机基本配置管理和状态读取及数据包转发的能力；行为测试，是在规范限制内对某种协议实现提供一种尽量全面的测试，尽可能的覆盖了所实现协议规定的整个动态一致性的范围，确认被测协议实现能够符合动态一致性要求的程度，因此行为测试针对的是交换机的匹配数据单元流表的行为测试。

4　结束语

SDN/OpenFlow技术是未来互联网技术的一个重要发展方向，针对SDN/OpenFlow技术的相关协议的测试技术也尚处于起步阶段。本文介绍了两种当下的OpenFlow交换机协议一致性测试的测试集模型，希望为后续测试标准的制定、SDN/OpenFlow技术的进一步发展以及相关设备的部署等工作提供一定参考。

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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