藍牙個人局域網(wǎng)的應(yīng)用測試步驟詳解
本文以藍牙PAN的互操作性測試模型為例，從工程實際需求出發(fā)，運用軟件測試的自動化技術(shù)，結(jié)合協(xié)議一致性測試的一般理論和方法說明藍牙應(yīng)用的互操作性測試的特點，并總結(jié)出一種適用于藍牙軟件模型的應(yīng)用規(guī)范的自動化測試方法。
測試理論概述
軟件質(zhì)量是與軟件產(chǎn)品滿足明確或隱含需求的能力有關(guān)的特征和特性的總和（ISO 9126），軟件的質(zhì)量保證一直是軟件產(chǎn)業(yè)的一個重大課題。隨著社會信息化程度的提高，軟件應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，軟件產(chǎn)品也越來越復(fù)雜，軟件產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣也日益受到人們的重視，軟件的質(zhì)量保證已成為開發(fā)商和用戶關(guān)注的焦點，質(zhì)量保證能力的強弱直接影響著軟件業(yè)的發(fā)展與生存。
軟件測試是程序的一種執(zhí)行過程，目的是盡可能發(fā)現(xiàn)并改正被測試軟件中的錯誤，提高軟件的質(zhì)量。它是軟件生命周期中一項非常重要且非常復(fù)雜的工作，對軟件可靠性保證具有極其重要的意義。在目前形式化方法和程序正確性證明技術(shù)還沒有成為實用性方法的情況下，軟件測試在將來相當一段時間內(nèi)仍然是軟件可靠性保證的有效方法。因此，研究軟件產(chǎn)品測試技術(shù)，開發(fā)軟件自動測試工具，已成為軟件質(zhì)量保證的一個暈重要的任務(wù)。
通信協(xié)議的測試方法
目前協(xié)議測試主要包括四種測試：
·一致性測試
一致性的含義是：如果某實際系統(tǒng)與其它實際系統(tǒng)的通信過程符合所用協(xié)議的國際標準，則稱該實際系統(tǒng)展示了一致性。一致性測試正是用來檢測所實現(xiàn)系統(tǒng)與協(xié)議規(guī)范的符合程度。一致性測試的主要目的是提高不同系統(tǒng)之間能夠互通的概率。雖然一致性是保證互通能力的必要條件，但并不是充分條件。即便兩個實現(xiàn)都與同一個協(xié)議規(guī)范一致，它們也有可能完全不能互通。如果兩個實現(xiàn)都能與某個協(xié)議標準的子集相一致，則這兩個系統(tǒng)之間在此情況下互通要比在其它情況下互通容易實現(xiàn)。因此保證協(xié)議的一致性是實現(xiàn)協(xié)議以及應(yīng)用互操作性的基礎(chǔ)。
·互操作性測試
互操作性測試用來檢測同一協(xié)議的不同實現(xiàn)版本之間、或同一類協(xié)議（如電子郵件協(xié)議X．400和sMTP）不同實現(xiàn)版本之間互通能力和互連操作能力。協(xié)議上的應(yīng)用模型的互操作性測試是保證應(yīng)用程序能否正確實現(xiàn)的重要指標。
·性能測試
它用來檢測協(xié)議實體或系統(tǒng)的性能指標（數(shù)據(jù)傳輸率、連接時間、執(zhí)行速度、吞吐量、并發(fā)度等）；
·魯棒性測試
檢測協(xié)議實體或系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下運行的能力（信道被中途切斷、通信技術(shù)掉電、注入干擾報文等）。
軟件測試的自動化技術(shù)
軟件測試是檢驗軟件是否產(chǎn)生了正確輸出的過程，是通過在測試的實際輸出與預(yù)期輸出（當軟件正確執(zhí)行時的輸出）之間完成一次或多次比較來實現(xiàn)的。自動化執(zhí)行測試用例是自動測試的出發(fā)點，然而比較工作是重復(fù)性和復(fù)雜的任務(wù)，是軟件測試中可論證的自動化程度最高的任務(wù)。常常是從自動化中受益最多的任務(wù)。自動執(zhí)行測試用例會產(chǎn)生大量的輸出，通常需要用某些方法驗證這些輸出，但是并非所有的測試都需要詳細比較輸出。因此，自動化執(zhí)行測試用例和自動化比較執(zhí)行結(jié)果是自動測試關(guān)注的最主要的兩個問題。
自動化比較按比較的時機來分，可以分為動態(tài)比較和執(zhí)行后比較。動態(tài)比較就是在執(zhí)行測試事例時進行的比較。使用動態(tài)比較有助于為測試事例編入一些智能化的功能，使測試事例根據(jù)出現(xiàn)的輸出采取不同的動作。例如，如果出現(xiàn)意外的輸出，則說明測試腳本與測試的軟件不一致，因此最好以異常的方式終止測試事例，而不是繼續(xù)執(zhí)行。執(zhí)行后比較是在測試事例運行完畢后執(zhí)行的比較。這兩種比較方式對于測試結(jié)果都有決定性作用，因此自動化比較模塊的性能對于自動化測試程序的影響至關(guān)重要，也是PAN自動測試重點關(guān)注的問題。
PAN的互操作性測試模型的設(shè)計
通用互操作性測試模型
互操作性測試是一致性測試的下一步。一致性測試是驗證系統(tǒng)A和系統(tǒng)B都遵從規(guī)范X，而互操作性測試則是檢驗在多大程度上系統(tǒng)A和系統(tǒng)B相互間能進行工作．其基本結(jié)構(gòu)模型如圖1所示：
圖1 互操作性測試模型
在上面的結(jié)構(gòu)中，為了監(jiān)視兩個被測系統(tǒng)間傳送的數(shù)據(jù)，可以在監(jiān)視點A、B和C處放置監(jiān)視儀。
互操作性測試一般是先通過定義測試目的，指定抽象測試集（Abstract TestSuite，ATs），然后根據(jù)ATS，在某個特定的硬件平臺（如協(xié)議分析儀）上去實現(xiàn)ATS，變成可執(zhí)行的測試集（ExecutiveTest Sui蛾ETS），接著在分析儀上執(zhí)行ETS，對兩個或多個被測系統(tǒng)（System Under Test，SUT）進行測試，最后由測試過程獲得測試報告（可以借助監(jiān)視儀在各個監(jiān)視點獲得的數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)SUT中的錯誤。
PAN互操作性測試模型
PAN測試結(jié)構(gòu)包括五部分，如圖3所示：自動測試程序（Auto-test Program）、被測系統(tǒng)（SUT）、測試系統(tǒng)（TestSystem）、PAN應(yīng)用（Applicatiffa）、記錄日志（Trace＆l og）和分析設(shè)備（Analyzer）。
自動測試程序替代通用測試模型中Test Operator的作用，負責在被測系統(tǒng)上執(zhí)行命令，并返回結(jié)果給測試系統(tǒng)，同時它還負責與分析設(shè)備交互，確認每一次測試結(jié)果。
被測系統(tǒng)是正被測試下的系統(tǒng)包括客戶端和服務(wù)器端的文件傳輸應(yīng)用、藍牙協(xié)議棧和為自動測試提供圖形用戶界面的人機界面單元（MMI）。由于PAN應(yīng)用的復(fù)雜性，還需要相應(yīng)的系統(tǒng)支持，PAN Block就是專門處理與系統(tǒng)相關(guān)的事務(wù)的模塊。
測試系統(tǒng)與通用模型類似，因為是互操作性測試，所以測試系統(tǒng)與被測系統(tǒng)需要擁有同樣的硬件設(shè)備和配置。
PAN應(yīng)用是客戶端或服務(wù)器上運行的基于PAN服務(wù)的普通應(yīng)用程序，它可以是telnet、FTP等應(yīng)用，自動測試程序運行過程中，PAN應(yīng)用被調(diào)度執(zhí)行，測試結(jié)果被記錄到日志，并由日志上報給分析設(shè)備。
分析設(shè)備作為一個監(jiān)測工具。負責在自動測試執(zhí)行過程中檢測測試結(jié)果。在互操作性測試中提供詳實的數(shù)據(jù)來驗證我們的基于PAN的應(yīng)用程序執(zhí)行的可信度。
根據(jù)藍牙互操作性測試模型和藍牙規(guī)范中的相關(guān)定義，得出特定的PAN的測試模型如圖2所示：
圖2 藍牙PAN的互操作性測試模型
PAN測試模型的特點是自動測試程序在測試進行過程中要監(jiān)控測試結(jié)果，如果分析設(shè)備得到的．澳9試結(jié)果是錯誤的，分析設(shè)備就會把相關(guān)信息反饋給自動測試程序，由自動測試程序調(diào)度測試繼續(xù)進行、終止運行、排查錯誤或者直接要求測試人員干預(yù)等操作。這樣就可以使得自動測試更加高效，不會被小錯誤影響整個測試結(jié)果。
PAN互操作性自動化測試的實現(xiàn)
PAN自動化測試的功能
根據(jù)上述互操作性自動測試模型，結(jié)合工程實踐中對于藍牙PAN穩(wěn)定性的要求，參考了ⅣT公司的測試用例，實現(xiàn)了基于PAN應(yīng)用規(guī)范的自動測試程序。這個自動測試程序是針對應(yīng)用層程序的自動測試，因此是通過應(yīng)用程序的表現(xiàn)來間接的反映了藍牙協(xié)議的一致性和互操作性性能。本工程中PAN的自動化測試具體功能描述如下：
1．建立連接。
模擬用戶點擊Shortcut，自動建立一個從本機到目標機器的PAN，要求本機的角色為PANU，目標機器的角色為GN（NAP），且兩端機器都能夠正確分配口地址。建立連接過程進行監(jiān)控，一旦分析設(shè)備發(fā)現(xiàn)連接不正確或者口地址分配有誤，立即反饋給自動測試程序，自動測試程序分析錯誤級別并重新調(diào)度。
2．酒試可達性和互聯(lián)性。
在建立連接的情況下，模擬實現(xiàn)ping命令，要求發(fā)送方發(fā)出命令后，接收方收到并做出回饋，回饋信息能夠正確抵達發(fā)送方。如果出現(xiàn)錯誤，由記錄日志保存記錄，并在測試完成之后由測試人員分析并給出最后結(jié)果。
3．傳送文件。
在已經(jīng)建立連接的情況下，通過藍牙網(wǎng)卡，從發(fā)送端發(fā)送一個文件到接收端，要求接收端能夠收到文件，且文件的大小和內(nèi)容無誤。整個傳送過程中，自動測試程序監(jiān)控發(fā)送和接收端口，這樣可以保證最精確跟蹤錯誤來源。
4．斷開連接。
模擬用戶要求斷開PAN連接，進行相應(yīng)的操作。
5．調(diào)度控制。
將模塊1、2、3、4整合為一個模塊，通過自動測試程序輸入?yún)?shù)從外部循環(huán)次數(shù)的控制，自動依次完成上述操作，如此循環(huán)，同時分析并記錄測試結(jié)果到日志文件。
測試程序的輸入信息
測試程序啟動以后會從初始化文件中讀取一些輸入信息，這些信息是測試人員針對不同的測試任務(wù)在測試開始之前設(shè)置的，測試開始之后就不能進行干預(yù)。在整個測試過程中，參與測試的設(shè)備必須安裝了藍牙應(yīng)用軟件并且進行了相應(yīng)的配置，否則會影響測試的準確性。
自動測試的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
主要用來存放口地址信息的類
class CIPAddress
{
public：
charm_sHostName［MAX__PATH］； ，，用來標識主機名
charm
sIPAddress［MAX PATH］； ，／用來標識口地址
public：
CIPAddress0；
int startupo；
int CleanUP0；
int GetLocalHostName（ch卸r‘sHostName）；
int
GetIPAddress（char。slPAddress）；
void ShowIP0；
}；
2．定義的用來獲取PAN設(shè)置信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
typedef
stnm PanInfo
{
SHORT
Role； ／／發(fā)送端還是接收端
SHORT
PingTnnes； ／，執(zhí)行ping命令的次數(shù)
CHAR
SendFilePath［MAX_PATH］； ／／要發(fā)送的文件路徑
CHAR
ReceivedFilePath［MAX_PATH］； ／／接收文件后存放路徑
}PANINFO，*PPANINFO；
在PAN自動測試程序總體流程如圖3所示，發(fā)送文件和接收文件分別是由不同的角色完成的，因此對于整個過程的同步的記錄、分析、除錯非常困難，有時候不得不進行人工干預(yù)。對于自動測試程序的要求是不能被異常情況所干擾。如果自動測試程序本身的健壯性都得不到保證，測試結(jié)果的正確性就很難說了。
基于上述考慮，當錯誤發(fā)生時，首先根據(jù)錯誤類型判斷錯誤的嚴重程度以及是否需要人工干預(yù)，這樣既考慮了嚴重錯誤對系統(tǒng)的影響又減輕了測試人員的負擔。當然，如果錯誤累積到一定程序，再進行測試就毫無意義，這個時候就必須中斷測試，請求人工分析處理，在本系統(tǒng)中是通過一個累加器處理的．
圖3 藍牙PAN互操作性鍘試流程圖
PAN自動測試中發(fā)送方的流程如圖4所示，這個流程圖是圖3調(diào)度執(zhí)行發(fā)送方程序”步驟的詳細流程。發(fā)送方分為PANU、G|N、NAP多種角色，因此程序開始的時候也需要初始化設(shè)備。注冊回調(diào)函數(shù)是為了在界面上顯示測試過程狀態(tài)信息和觸發(fā)記錄日志事件。發(fā)送方只能根據(jù)對發(fā)送過程的監(jiān)聽來判斷文件發(fā)送成功與否，因此這個判斷在某種程度上并不能保證完全正確，需要和接收方產(chǎn)生的結(jié)果匯總之后再次進行分析，這個分析過程由自動測試程序控制。
圖4 自動測試發(fā)送方流程圖
PAN自動測試中接收方的流程如圖5所示，這個流程圖是圖3調(diào)度執(zhí)行接收方程序步驟的詳細流程。接收方的流程相對比較簡單，接收方必須與發(fā)送方配合才能完成整個自動測試過程。
圖5 自動測試接受方流程圖
測試結(jié)果和總結(jié)
PAN自動測試程序目的是針對互操作性測試而進行的，整個測試流程以替代部分手工測試、節(jié)約版本測試時間和人力為出發(fā)點。通過將基本功能做成自動測試工具模擬用戶操作完成大多數(shù)功能點的驗證測試，可以很大程度上減輕測試人員的工作量。實踐中，自動測試程序一般在晚上下班時間運行，次日早上測試人員通過察看自動測試運行后產(chǎn)生的日志文件來對測試結(jié)果進行評估。PAN自動測試程序在這方面取得了很好的效果，通過連續(xù)運行一萬次測試用例規(guī)模的自動測試的結(jié)果進行分析，對提高軟件的穩(wěn)定性很有裨益。自動測試程序運行過程中保存下來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)對于開發(fā)人員修復(fù)源程序中的Bug也很有幫助。尤其是對長期的項目、增量開發(fā)模式，自動測試不失為一種很好的選擇。
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