本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議健壯性測(cè)試平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：在互聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議節(jié)點(diǎn)的健壯性是保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的重要方面。為保證網(wǎng)絡(luò)協(xié)議節(jié)點(diǎn)的健壯性,一個(gè)重要的方式是通過(guò)構(gòu)建協(xié)議測(cè)試?yán)?向協(xié)議節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù),找到被測(cè)試協(xié)議節(jié)點(diǎn)的缺陷。因?yàn)閰f(xié)議缺陷種類較多,所以需要足夠多的測(cè)試?yán)?才能夠充分發(fā)現(xiàn)協(xié)議節(jié)點(diǎn)的缺陷。依靠人工測(cè)試效率較低而且成本高昂,所以協(xié)議健壯性測(cè)試平臺(tái)自動(dòng)化技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。協(xié)議自動(dòng)化測(cè)試能夠提高發(fā)現(xiàn)協(xié)議應(yīng)用的缺陷的效率,但是完全使用計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)的方式,難以進(jìn)行有效的測(cè)試,所達(dá)到的測(cè)試效果有限,測(cè)試任務(wù)完成效率低下。所以如何有效的根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),自動(dòng)化構(gòu)建符合協(xié)議特征的、錯(cuò)誤類型豐富、協(xié)議各狀態(tài)測(cè)試充分的測(cè)試?yán)?從而提高自動(dòng)化測(cè)試效率,是一個(gè)重要的研究課題。協(xié)議測(cè)試平臺(tái)自動(dòng)化涉及的相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)有：1、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化分析；2、協(xié)議測(cè)試?yán)蛥f(xié)議數(shù)據(jù)的自動(dòng)化產(chǎn)生；3、測(cè)試?yán)淖詣?dòng)化執(zhí)行。本文從這三方面入手開(kāi)展研究工作。本文主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)包括如下幾個(gè)方面：(1)提出了改進(jìn)的TF-IDF算法用于對(duì)基于文本的協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提高了協(xié)議數(shù)據(jù)格式提取的效率,并對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。TD-IDF算法在大數(shù)據(jù)技術(shù)中用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的詞頻分析。本文將其改進(jìn)并用于協(xié)議數(shù)據(jù)格式分析,將詞頻和文檔頻率結(jié)合起來(lái),動(dòng)態(tài)調(diào)整頻次閾值參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)議數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)協(xié)議包的關(guān)鍵字提取準(zhǔn)確度為70%-80%。(2)研究并提出了面向查找協(xié)議缺陷的基于Petri網(wǎng)的協(xié)議形式化方法VOPN,為有狀態(tài)協(xié)議的缺陷測(cè)試?yán)龢?gòu)建提供了形式化方法。為了能夠?qū)τ袪顟B(tài)協(xié)議進(jìn)行測(cè)試,需要根據(jù)協(xié)議節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)設(shè)計(jì)測(cè)試?yán)?使得協(xié)議的每個(gè)狀態(tài)都能夠得到測(cè)試。為了更好的完成這一測(cè)試過(guò)程,本章提出基于擴(kuò)展Petri網(wǎng)的缺陷測(cè)試模型VOPN來(lái)解決這一問(wèn)題。(3)研究并提出了基于矩陣擾動(dòng)的健壯性測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法,提高了測(cè)試數(shù)據(jù)生成的豐富性和效率。該方法通過(guò)將協(xié)議消息映射為整數(shù)矩陣的方式將矩陣運(yùn)算與缺陷數(shù)據(jù)生成結(jié)合起來(lái),提高了缺陷數(shù)據(jù)的生成速度,方便增加協(xié)議錯(cuò)誤種類,提高了自動(dòng)化測(cè)試中的協(xié)議數(shù)據(jù)生成效率,滿足了對(duì)于測(cè)試用例多種多樣的要求。實(shí)驗(yàn)表明對(duì)具體SIP服務(wù)器的協(xié)議缺陷發(fā)現(xiàn)獲得了成功,發(fā)現(xiàn)缺陷的測(cè)試?yán)壤_(dá)到總數(shù)約27%。(4)研究了基于TTCN-3平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)。在基于TTCN-3的平臺(tái)中,除了前文所述的測(cè)試?yán)a(chǎn)生之外,測(cè)試數(shù)據(jù)的編解碼也是測(cè)試中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文提出了基于格式描述文件的通用TTCN-3測(cè)試數(shù)據(jù)編解碼模塊構(gòu)建,在文本類型協(xié)議測(cè)試中解決了這個(gè)問(wèn)題。最后為了評(píng)估上述解決方案,本文實(shí)際測(cè)試了部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。使用本文所討論的方法生成的測(cè)試用例,展示了協(xié)議缺陷自動(dòng)化測(cè)試的具體過(guò)程,獲得了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證明了本文提出的理論和方法的可行性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.04

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本文編號(hào)：1189297