基于FSM的IPv6邻居发现协议一致性测试研究

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互联网协议第6版IPv6(Internet Protocol Version 6)是下一代互联网协议,它有其自身明显的优势:近乎无限的Address Capacity、增强的Address mode、Auto-configuration(“Plug and Play”)功能以及增强的Safe operation等。而邻居发现协议NDP(Neighbor Discovery Protocol)是互联网协议第6版的关键组成部分,它解决了连接在Same Link上的所有结点之间的Intercommunication problem。随着互联网协议第6版技术的飞速发展,很多开发商各自推出了支持互联网协议第6版的Communication equipment。可是由于互联网协议第6版是用Nature Language description,在请求注解中以英文文本形式给出,各协议实现(Protocol Implement)开发商对文本描述会有各自不同的理解,有的理解甚至是错误的,从而使得他们设计的Protocol Implement存在非一致性问题(Inconsistency problem)。因此,有很多开发商致力于开发出互联网协议第6版Conformance Test产品,用来测试不同开发商的Protocol Implmentation是否与Standard Text相一致,从而确保不同的Protocol Implmentation之间能够Intercommunication。事实上,互联网的快速发展,早已使得协议一致性测试PCT(Protocol Conformance Test)成为互联网技术中热门的话题之一。一方面,从标准化角度看这一问题,Conformance Test的重要性在于:为了Test Protocol Implmentation与相关Protocol Specification的一致性,就要进行Protocol Conformance Test,不经过Conformance Test,就不是实现真正意义上的Standardization;另一方面,从协议工程学(Protocol Engineering)角度来看这一问题,Conformance Test也是其中的重要环节,通过形式化描述技术(Formal description techniques),把Conformance Test与Protocol Engineering中的其它问题可以有机地结合起来。本文首先介绍了互联网协议第6版的历史,互联网协议第6版、因特网控制报文协议第6版、邻居发现协议的概念、和它们的报文格式(Message Format)及Protocol Conformance Test的相关概念,然后详细介绍了互联网协议第6版的NDP(Neighbor Discovery Protocol)的测试方法(Test Method),在对NDP进行分析的基础上,采用了协议的Formal description Method,建立起NDP基于FSM(Finite State Machine)主机模型(Host Model)。着重研究了它的Conformance test System Structure和Test Execution,并建立相应的Testing Environment。接着用自定义了Test suite,对建立起来的互联网协议第6版NDP Host Model的实现(Implementation)进行了测试,并给出了Test Report,最后对Test Result进行了Analysis。本文所研究的NDP的主机状态模型(Host State Model),是针对一个协议实体(Protocol entity)的状态模型,今后将深入研究包含更多的Protocol entity System。在本文的最后,对Test Result进行分析,验证了基于FSM的模型在External Behavior上同Protocol Specification的一致性,同时发现了被测模型(Model Under Test)的一些不一致的问题,为今后改进Test Method,为Protocol Implementation与Protocol specification相一致打下基础。
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