基于lldp协议功能测试工具地研究和实现.docx
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基于lldp协议功能测试工具地研究和实现
基于lldp协议功能测试工具地研究和实现
AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirements
fortheDegreefortheMasterofEngineering
ResearchandImplementationoftheTest
CasesBasedonLLDPFunction
Candidate:
LiYingying
Major:
SoftwareEngineering
Supervisor:
Prof.XiaoLaiyuan
HuazhongUniversityofScienceandTechnology
Wuhan430074,P.R.China
January,2014
万方数据
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得
的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其
他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和
集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人
承担。
学位论文作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即:
学校有权
保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借
阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进
行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密?
，在年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密?
。
（请在以上方框内打“?
”）
学位论文作者签名:
指导教师签名:
日日期:
年月日日期:
年月
万方数据
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着现代网络技术的发展，网络设备的种类也越来越多并且日益复杂，为了不
同厂商的设备能够在网络中协同作用正确交互，我们需要一个标准，这个标准要提
供一个信息交互的平台。
链路层发现协议——LLDP就提供了这样一个标准。
LLDP，全称为LinkLayer
DiscoveryProtocol,其功能为链路层发现，具体描述为:
将本端设备的性能和标识
等等信息以TLV（Type/Length/Value）的格式组合起来之后，将各种不同的TLV再
封装到LLDPDU（LinkLayrtDiscoveryProtocolUnit，链路层发现协议数据单元）之
中，LLDPDU在报文的交互中发送给本端设备的邻居，对端设备收到交互的报文之
后将其以MIB（ManagementInformationBase,管理信息库）的形式存储收到的邻居
信息，这些信息就可以被网络管理员用以维护链路。
为了完成LLDP基本功能测试工具项目，从LLDP协议学习、需求分析、测试
用例的设计、根据测试用例手工测试执行等，而后实现自动化测试工具等步骤，完
成LLDP基本功能测试工具这个项目。
具体项目内容如下:
研究LLDP协议的标准及其工作原理，具体研究LLDP报文不同的TLV和其工
作规则，并深入讨论研究报文不同字段的含义。
分析LLDP协议基本功能的需求，并设计LLDP协议基本功能的测试用例，主
要以不同TLV作为主线按照顺序全面细致书写。
按照设计的具体测试用例实现LLDP协议自动化测试工具，包含其基本功能，
架构和实现方法等。
只有将测试项目的每个步骤，设计分析与实现相互结合才能设计出的一系列测
试方案用于实践完成LLDP协议基本功能的测试工具及其对应的测试项目。
关键词:
链路层发现协议测试用例测试工具
I
万方数据
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Currently,theincreasinglywiderangeofnetworkequipmentsandtheir
configurationiscomplexed,itisinordertomaketheequipmentofdifferent
manufacturersinteractwitheachotherinthenetworksystemrespectivelyand
configurationinformation,andweneedtohaveastandardplatformfortheexchangeof
information.
LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol,theLinkLayerDiscoveryProtocol）is
producedundersuchbackground,itprovidesastandardwayofLinkLayerDiscovery,
thisdevicecanbethemainidea.ManagementInformationsuchasaddress,equipment
identificationofdifferenttheTLV（Type/Length/Value）anditisencapsulatedina
LLDPDU（LinkLayerDiscoveryProtocolUnit）ofthereleasetotheirdirectneighbor,
theneighborreceivedafterthesemessageswillbeinastandardMIB（Management
InformationBase）andstoredintheformof,queryingforthenetworkManagement
systemandthestatusofthelinkcommunication.
BasicfunctiontestprojectinordertoachievetheLLDPagreementfromthetest
study,requirements,testcaseswritingaccordingtothetestcasesofmanualtest
execution,etc..andthestepscompleteautomatedtestingbasicfunctionalautotesting.
Theprojectstepsareasfollows:
ResearchLLDPprotocolstandardanditsworkingprinciple,studytheLLDP
packetsofdifferenttheTLVsanditsworkingrules,andthemeaningofthemessagein
differentfields.
AccordingtothetestrequirementsandthebasicfunctionoftheLLDPagreement,
marktheLLDPagreementbasicfunctiontestcases,mainlyintheTLVdifferentdetailed
writingasthemainlinewiththeorder.
Creatthespecificautomationtesttools,testcasecanbedesignedandtheLLDP
II
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agreementcontainsthebasicfunctions,architectureandimplementationmethod,etc.
Notonlycontainstesteachstepoftheproject,butalsocontainsdesignanalysisand
combinedtodesignaseriesoftestmethodsusedinpracticetocompletetheLLDP
agreementthethreadofthebasicfunctiontest.
Keywords:
LinklayerdiscoveryprotocolTestcasesThedesignofthetesttool
III
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摘要................................................................................................................IAbstract............................................................................................................II1绪论
1.1课题来源................................................................................................
（1）1.2课题研究背景........................................................................................
（1）1.3本文主要研究内容................................................................................
（2）2LLDP协议相关技术
2.1LLDP产生的背景.................................................................................（3）2.2LLDP的基本概念.................................................................................（3）2.3LLDP的工作过程.................................................................................（9）2.4协议规范..............................................................................................（10）2.5本章小结..............................................................................................（10）3LLDP协议功能测试工具分析与设计
3.1LLDP在ComwareV7平台上的需求概况.......................................（11）
3.2LLDP基本功能需求分析...................................................................（11）3.3LLDP兼容CDP功能需求分析........................................................（16）
3.4DCBX功能需求分析.........................................................................（17）3.5LLDP显示和维护的需求分析..........................................................（22）
3.6测试用例的设计..................................................................................（23）3.7本章小结..............................................................................................（33）4LLDP协议测试工具的实现
4.1测试环境配置......................................................................................（35）
IV
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4.2测试工具模型架构..............................................................................（36）4.3测试工具的实现..................................................................................（38）4.4本章小结..............................................................................................（43）5总结与展望
5.1全文总结..............................................................................................（44）5.2展望......................................................................................................（44）致谢...........................................................................................................（45）参考文献.......................................................................................................（46）
V
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绪论1
1.1课题来源
论文是在杭州华三通信有限公司（北京研究所）实习过程中所接触到的项目—
—LLDP协议主线测试研究而来，这个项目为:
测试LLDP协议在我司各个设备、
平台上得到良好的实现，功能全部实现并不会影响交换机、路由器的其他功能。
本论文以LLDP协议主线测试为基线，深入研究协议测试的整个过程，并在此
基础上研究自动化测试，参与自动化测试工具的设计与实现，并最终完成LLDP协
议主线测试并取得0漏测结果。
本人在整个项目中主要负责LLDP协议的学习、
LLDP协议测试的需求学习、LLDP协议测试的测试用例书写、LLDP协议测试的测
人参与。
试执行、自动化测试工具的设计与实现等等。
整个项目历时一个月，共有4
1.2课题研究背景
网络是现代计算机技术的一个发展方向，实现了两个不同地理位置的计算机之
间的通信。
而在计算机网络中，协议是一个通用的标准，在网络中的各种设备（无
论是PC、路由器、交换机或服务器）都必须遵守协议的规定，才能协调运作。
协
议是通信中必须遵守的规则，是网络的基本必要条件。
网络中，协议由自然语言所描述，因此许多不同的因素会影响协议的实现:
例
如不同工作人员对于协议的理解、实现的错误等等，网络中的设备会因此无法通信。
因此实现后的测试工作变得尤为重要。
测试工作，特别是对于协议的基本功能的测
试工作显得尤为重要。
协议的测试是协议项目一个重要部分，其主要目的是为保证协议的标准功能与
设备间的可通性。
协议基本功能测试是一种黑盒测试，根据标准的协议来实现后而
对协议的基本功能进行测试。
随着计算机网络技术的发展，网络的标准协议越来越
复杂，协议的基本测试是保证其实现的必要过程。
目前协议的基本测试已经不仅仅
是网络项目中的一个部分，而发展成为计算机网络科学一个重要分支。
对于协议的
1
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测试研究将直接影响到网络技术的进步与各个公司的技术发展，因此我司（H3C）
也投入了大量的人力去完成测试方面的工作与研究。
而LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol,LLDP）邻居发现协议，是一个邻居发现
协议，以以太网为环境，提供以太网中设备邻居发现和信息交换的一种机制。
只有
以太网中的设备能够协同在LLDP协议下工作才能实现邻居发现和邻居的信息交
换。
1.3本文主要研究内容
本文所研究的基于LLDP协议主线测试是华三通信公司（H3C）北京分公司为保
证其高端交换机ComwareV7系统的LLDP协议基本功能而发起的一个项目，该项
目的目标是在ComwareV7平台中实现LLDP协议的基本功能，增加H3C交换机的
功能稳定性。
全文的结构如下:
第一章绪论主要为介绍测试项目的背景与来源，叙述本文的主要内容;
第二章为LLDP协议的介绍及其研究;
第三章为LLDP在ComwarreV7平台上的命令行与配置方法，即是LLDP协议
主线测试需求分析;并且完成了LLDP协议主线测试的测试用例的设计，并依照测
试用例完成测试执行工作;
第四章为自动化测试工具的设计与实现。
第五章为对整个论文研究工作的总结，以及对于研究工作中遇到的问题与不足
展开分析。
2
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2LLDP协议相关技术
2.1LLDP产生的背景
LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol,链路层发现协议）为网络中的不同设备
提供了一个标准的信息交互平台，具体为:
提供一种标准的链路发现方式，在
邻居之间互相传递报文交互设备的性能、管理地址、设备标识等信息，这些信
息首先以TLV（Type/Length/Value,类型/长度/值）组装起来，再被封装成LLDP
协议报文LLDPDU，LLDPDU指的是物理链路层中的LLDP协议数据单元，
LLDPDU封装成LLDP报文进行发送，邻居收到LLDPDU报文之后以标准
MIB（ManagementInformationBase,管理信息库）方式存储邻居信息，以便管理
员进行查询与维护[1-3]。
LLDP协议使得不同设备在网络飞速发展的今天协同作用，为网络标准信息交
流打下了坚实基础。
2.2LLDP的基本概念
2.2.1LLDP代理
LLDP代理的类型有两种:
NearestBridge（最近客户桥代理）和Nearest
non-TRMPBridge（最近非TPMR桥代理）[4-6]。
其中TPMP指的是Two-portMACRelay,
中文为双端口MAC中继，只能提供两个对外访问的端口，支持MAC桥的功能子
集。
除了以TPMR为目的MAC和保留MAC地址为目的MAC地址而TPMR不予
转发的协议以外，对于所有的基于2层协议，TPMR都是互不干扰的。
LLDP代理
的主要作用即是在代理之间进行LLDP报文的协议交互，另外基于代理设备创建和
维护邻居信息。
LLDP不同代理邻居的关系示意图如图2-1所示。
其中，CB全称为
CustomerBridge,即是客户桥;相应的SB，全称为ServiceBridge,为服务桥。
CB与
SB是LLDP的两种桥模式[7-9]。
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图2-1LLDP邻居关系示意图
2.2.2LLDP报文的结构
由上述所说，所有的LLDPDU都是被封装在LLDP报文之中的，其封装的方
式一共有两种:
分别是EthernetII以太网方式的普通封装;一种是SNAP子网访问协议的特殊格式的封装，SNAP是SubnetworkAccessProtocol的缩写[10-12]。
（1）EthernetII格式封装的LLDP报文
如图2-2所示，描述的是以EthernetII以太网方式的普通封装的LLDP报文各个
字段的结构。
图2-2LLDP报文以太网形式的封装结构
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DestnationMACaddress:
目的MAC地址。
LLDP协议栈规定不同的组播MAC
地址来标识不同类型代理的LLDP报文的目的MAC地址，这是为了区别同一个接口下不同类型代理发送和接收LLDP报文[13-15]。
例如，固定组播MAC地址
0x0180-c200-000E代表最近桥代理类型的LLDP报文，0x0180-C200-0000代表最近
客户桥代理类型的LLDP报文，0x0180-C200-0003代表最近非TPMR桥代理类型的
LLDP报文。
SourceMACaddress指的是源MAC地址，并且为端口MAC地址。
Typ指的是报文类型，其值为0x88CC.
Data指的是数据内容，其值为LLDPDU。
FCS指的是帧效验序列，其值用来对报文进行效验。
（2）SNAP格式封装的LLDP报文
是以SNAP格式封装的LLDP报文，其中各个字段的含义如下:
如图2-3所示。
图2-3LLDP报文被
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