硕士论文——基于监控系统中自动化测试工具 的集成与控制.doc

1、 分类号： 密级： UDC： 学号： 东 南 大 学 工 程 硕 士 学 位 论 文 基于监控系统中自动化测试工具 的集成与控制 研究生姓名： 导师姓名： 申请学位级别 硕 士 工程领域名称 软件工程 论文提交日期 20 年 月 日 论文答辩日期 20 年 月 日 学位授予单位 东 南 大 学 学位授予日期 20 年 月 日 答辩委员会主席 评 阅 人 20 年 月 日摘要 I 摘要 【关键词】 ： Abstract II Abstract key words： 目录 III 目 录 摘要 .I Abstract. II 缩略词 .V 第一章 前言 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 研

2、究现状 . 1 1.2.1 手工测试和自动化测试 . 1 1.2.2 自动化测试工具 . 2 1.2.3 实习单位介绍 . 4 1.3 论文章节安排 . 5 第二章 通信规范相关知识 . 6 2.1 通信规范整体框架介绍 . 6 2.1.1 中心控制模块功能介绍 . 7 2.1.2 三类业务模块功能介绍 . 7 2.2 多媒体监控系统和自动化测试环境介绍 . 7 2.2.1 多媒体监控系统 . 7 2.2.2 监控自动化测试环境 . 8 2.3 测试工具介绍 . 9 2.3.1 运行脚本工具 . 9 2.3.2 串口云台控制工具 . 9 2.3.3 日志搜集工具 . 12 2.4 通信规范所用

3、技术 . 14 2.4.1 组播在通信规范中的应用 . 14 2.4.2 UDP 在通信规范中的应用 . 15 2.4.3 TCP 在通信规范中的应用 . 15 2.4.4 XML 在通信规范中的应用 . 16 2.4.5 通信规范编程语言： C# . 16 2.5 本章小结 . 16 第三章 通信规范总体设计 . 18 3.1 通信规范注册过程流程设计 . 18 3.1.1 中心控制模块注册过程设计 . 18 3.1.2 测试工具注册过程设计 . 21 3.2 通信规范 TCP 通信过程流程设计 . 24 3.2.1 中心控制模块 TCP 通信过程设计 . 24 3.2.2 测试工具 TCP

4、 通信过程设计 . 27 3.3 中心控制模块的用户界面设计 . 28 3.3.1 命令行执行工具 . 28 3.3.2 日志搜集工具 . 29 3.4 本章小结 . 29 第四章 通信规范实现 . 30 4.1 中心控制模块的通信规范实现 . 30 4.1.1 中心控制模块的注册实现 . 31 Abstract IV 4.1.2 中心控制模块的 TCP 通信实现 . 32 4.1.3 中心控制模块的用户 GUI 界面实现 . 34 4.2 测试工具的通信规范实现 . 35 4.2.1 所有测试工具的通用注册实现 . 35 4.2.2 所有测试工具的 TCP 通信实现 . 36 4.2.3 日

5、志搜集工具实现 . 38 4.3 本章小结 . 38 第五章 通信规范应用 . 39 5.1 应用场景准备 . 39 5.2 通信规范启动 . 39 5.2.1 启动中心控制端 . 39 5.2.2 启动命令行执行工具 . 40 5.2.3 启动日志搜集工具 . 41 5.3 控制测试工具 . 42 5.3.1 控制命令行执行工具 . 42 5.3.2 控制日志搜集工具 . 44 第六章 总结与展望 . 45 6.1 论文工作总结 . 45 6.2 研究工作展望 . 46 参考文献 . 47 致谢 . 48 缩略词 缩略词 英文全称 中文含义 IMOS IP Multimedia Operat

6、ion System 网络多媒体操作系统 iVS IP video Surveillance System IP 视频监控系统 VM Video Management Server 视频管理服务器 DM Data Management Server 数据管理服务器 MS Media Switch Server 媒体交换服务器 DVR Digital Video Recorder 数字视频录像机 EC Encoder 编码器 DC Decoder 解码器 IP SAN Internet Protocol Storage Area Network IP 存储区域网络 SDK Software De

7、velopment Kit 软件开发包 VC Video Client 视频客户端 iSCSI Internet Small Computer System Interface Internet 小型计算机系统接口 NAS Network Attached Storage 网络附加存储 SSH Secure Shell 安全外壳 XML Extensible Markup Language 扩展标记语言 IGMP Internet Group Management Protocol 因特网组管理协议 PIM-DM Protocol Independent Multicast-Dense Mod

8、e 密集模式独立组播协议 PIM-SM Protocol Independent Multicast-Sparse Mode 稀疏模式独立组播协议 第一章 前言 1 第一章 前言 1.1 研究背景 在软件飞速发展的今天，软件测试在整个软件生命周期中占据着越来越重要的 地位。软件测试人员不再是软件开发的辅助人员，而是软件开发的主体之一、 重要的骨干力量 。软件测试贯穿整个软件生命周期，从需求评审、设计评审开始，软件测试就介入到软件产品的开发活动或软件项目实施中，和其它开发团队相互协作、相互补充，构成软件生命周期中的有机整体 。 随着对软件测试重视度的提高 1，国内软件测试技术发展 突飞猛进 ，逐

9、渐从单纯的手工测试向自动化测试与手工测试结合的方向发展。自动化测试主要是通过所开发的测试工具与编写测试脚本来实现，具有良好的可操作性、重复性和高效率等特点。它解决了在手动测试过程中无法覆盖所有代码路径；简单的功能性测试必须进行每轮测试；在进行系统压力、 性能测试 时，需要模拟大量数据或大量并发用户等各种应用场合的问题。 在自动化测试过程中，应用恰当的 测试工具 ，可以加快测试进度，提高测试质量，实现更快、更好地开发软件产品的目标。一般，测试工具分为通用测试工具和专用测试工具，通用测试工具主要有测试框架软件、录制回放软件等工具，专用测试工具主要是针对具体产品特别设计和开发的工具，如监控产品测试中

10、用到的日志搜集工具、视频图像收集工具和串口云台控制工具等。以上所提到的测试工具都是单独辅助执行自动化测试，但是在监控产品自动化测试过程中需要同时启动多个测试工具，分别进行不同的操作，例如，运行自动化脚本 ，需要日志搜集工具每隔一段时间将日志搜集一次，在启动实况时，又需要视频图像搜集工具，进行实况抓拍，保存抓拍后的图像。集中控制多个测试工具并行工作在监控产品自动化测试环境中变得越来越重要。 本论文介绍了监控环境中需要集中控制的三种测试工具，设计了中心控制端与测试工具之间的通信规范，并用 C#实现了通信规范流程，最后将通信规范应用于自动化测试环境。 1.2 研究现状 如今将自动化测试与手动测试相结

11、合已成为大多数 IT企业的选择。自动化测试一方面改善了过去某些低效率的手工测试，另一方面增加了测试脚本的重复使用率。虽然自动化测试还不能完全代替手工测试，但是自动化测试在测试领域已经占据了举足轻重的地位。 1.2.1 手工测试和自动化测试 测试工作无论是手工测试 2还是自动化测试都是软件质量保障的一个途径。虽然自动化测试无法替代手工测试的人脑设计优势，但是自动化测试 在某些方面 正在渐渐取代手工测试。 一 手工测试：它是由测试人员进行测试用例的逐个输入，然后观察结果，和机器测试相对应，属于比较原始但又是必须的一个步骤。 因为人具有很强的判断能力，而工具没有，所以手工测试有其不可代替的优势，主要

12、包括在以下几个方面： 东南大学硕士学位论文 2 （一） 测试 用例的设计 ： 测试人员的经验和对错误的判断你能力是工具不可代替的。 （二） 界面和用户体验测试：人类的审美观和心理体验是工具不可模拟的。 （三） 正确性的检查：人们对是非的判断和逻辑推理的能力是工具不具备的。 二 自动化测试 3：在预设条件下运行系统或程序，之后评估运行结果，预设条件应包括正常条件和异常条件。 自动化测试是软件测试发展的一个必然趋势。在性能测试、压力测试等方面，自动化测试有其不可代替的优势。它可以使用简单的脚本，实现大量重复的操作，再通过对测试结果的分析，得出结论，这样不仅节省了大量的人力和物力 ，而且使测试的结果

13、更准确。自动化测试的优势主要包括以下几个方面： （一） 方便程序的回归测试：这是自动化测试最主要的任务，特别是在程序修改比较频繁时，比如开发每天合入新特性到每日编译版本中，自动化测试运行基本功能脚本来检测当天的版本是否存在错误，这就体现出了自动化测试的极大优势。 （二） 执行一些手工测试困难或不可能进行的测试：例如，对于需要使用大量用户的测试，手工测试不可能同时让足够多的测试人员同时进行测试。但是却可以通过自动化测试模拟许多在线用户，从而达到测试的目的。 （三） 复用测试脚本：自动化测试通常采用 脚本技术，测试脚本一旦完成，以后可能只需要做少量的修改或甚至不做任何修改，即可以实现在不同的测试过

14、程中使用相同的测试用例。 （四） 增强软件信任度：由于测试是自动执行的，所以不存在执行过程中的疏忽和错误，完全取决于测试的设计质量。一旦软件通过了强有力的自动化测试后，软件的信任度自然会增加。 （五） 解放人力资源：将繁琐的任务自动化后，一方面提高了测试的准确性，更重要的是将测试人员解脱出来，进而投入更多的精力设计更好的测试用例。有些不适合自动化测试，仅适合于手工测试的，将可自动化的测试自动化后，可以让测试人员专注 于手工测试部分，提高手工测试的效率。 自动化测试的发展让测试人员摆脱了任务繁重的人工测试用例执行过程，成为了测试人员执行测试用例的最得力助手。而测试编程人员就可以专注于真正的测试核

15、心所在：设计与方法。 1.2.2 自动化测试工具 软件测试 是软件工程中的一个重要过程，也是保证软件质量的重要手段。随着软件测试的地位在软件开发过程中逐步提高，重要性逐步显现， 测试工具 4的应用也已经成为了普遍的趋势。目前用于测试的工具比较多，基本上覆盖了整个测试周期。其中国际主流的 HP系列测试工具、 IBM 系列测试工具、 Segue 系列测试工具及 Compuware 系列测试工具占据了市场的 90%以上。按照测试方法及测试目的，可以将测试工具分为 白盒测试 工具、 黑盒测试 工具、测试管理工具等。 白盒测试工具一般是针对被测源程序进行的测试，测试所发现的故障可以定位到代码级。根据测试

16、工具 工作 原理不同，白盒测试的自动化工具可分为静态测试工具和动态测试工具。 目前普遍使用的该类测试工具主要有 Parasoft公司的 Jtest、 Jcontract、 C+ Test，Compuware 公司的 BoundsChecker、 TrueTime、 FailSafe 等，这类工具可以对 C/ C + +、Java 等语言的软件源代码进行静态分析，内置标准的编码规则检查，以及功能确认、第一章 前言 3 接口测试、覆盖率分析、性能分析等。 黑盒测试工具适用于黑盒测试的场合，黑盒测试工具包括 功能测试 工具和 系统测试工具。黑盒测试工具的一般原理是利用脚本的录制和回放，模拟用户的操作

17、，然后将被测系统的输 出记录下来同预先给定的标准结果比较。黑盒测试工具可以大大减轻黑盒测试的工作量，在迭代开发的过程中，能够很好地进行回归测试。 目前常见的功能测试工具有 HP 公司的 Winrunner、 QuickTest Professional， IBM公司的 Rational Functional Tester， Segue 公司的 SilkTest， Compuware 公司的 QARun等，这类工具主要为用户提供了符合所有主要应用软件环境的功能测试和回归测试的 自动化测试 功能。常见的 性能测试 工具有 HP 公司的 LoadRunner， IBM 公司的 Rational Pe

18、rformance Tester， Segue 公司的 SilkPerformer， Compuware 公司的 QALoad 等，这类工具主要通过模拟上千万用户实施并发负载及实时性能 监测的方式来确认和查找问题，帮助测试人员和性能工程师验证系统的性能。 测试管理工具主要用于对测试进行管理。一般而言，测试管理工具对测试计划、 测试用例 、测试实施进行管理，并且，测试管理工具还包括对缺陷的跟踪管理。 常用的测试管理工具主要有 HP 公司的 Quality Center、 IBM 公司的 Rational Test Manager， Segue 公司的 SilkCentral Test Manag

19、er 等。 除了上述测试工具外，还有一些专 用的测试工具，例如，针对 数据库 测试的TestBytes，对应用性能进行优化的 EcoScope 等。 近年来，随着 测试技术 的逐步发展，加上测试工作者及测试厂商的努力，测试工具在软件行业中得到了较为广泛的应用。在 2009 年下半年由工业和信息化部组织的全国范围内对软件企业所进行的调研数据来看， 80%以上的软件企业都使用了自动化测试技术。 随着软件行业的不断发 展，大量的新技术在软件开发中得到应用，为了满足日益复杂的软件系统的测试需要，软件测试技术也随之不断的发展，越来越系统化，越来越专业化，同时软件测试工具也将在以下方面得到进一步的发展：

20、一 分布式测试工具：随着网络技术的不断发展，大量分布式系统被部署在网络中，常见的如 Web 应用、 Web Service 等。分布式系统不同于一般软件系统，它通常由物理分布的多个子系统组成，这些子系统通过相互间的协作完成计算任务，具有物理分布、并发访问、时序敏感、平台异构等特点。此外，分布式系统中的诸多子系统在触发方式、工作方式等方 面往往也不属于同一类型，比如，通过网络协议传递消息的子系统和利用本地接口进行方法调用的子系统等。 因此，对分布式系统的测试也不同于一般软件系统的测试，需要采用分布式测试工具。随着越来越多的领域活动依赖于分布式应用，分布式测试将受到人们更大的关注，测试系统实现技术

21、也将不断发展成熟，分布式测试工具将成为下一步测试工具的重点发展方向。 二 云测试工具：云测试是基于云计算的一种新型测试方案，云计算通过网络以按需、易扩展的方式向用户交付所需的资源，包括基础设施、应用平台、软件功能等服务。作为软件测试工具（包括功能测试 工具、性能测试工具等）服务商提供的测试平台，软件开发企业在其平台上进行相关自动化测试、不再在本地计算机上安装和使用这些工具。这种无须本地安装和配置测试环境，在远程测试平台上进行测试的方式被称作云测试。目前云测试平台还处于实验阶段，随着云计算技术的逐步发展，云测试技术也将不断发展完善。 三 安全性测试工具：安全性测试工具以自动化或半自动化的方式验证

22、系统安全功能运行是否正确、安全机制是否有效和查找潜在的安全漏洞。随着计算机网络的迅速发展和软件的广泛应用，软件的安全性己经成为备受关注的一个方面，渐渐融入我们的 生东南大学硕士学位论文 4 活 ，成为关系到金融、电力、交通、医疗、政府以及军事等各个领域的关键问题。软件安全漏洞造成的重大损失以及还在不断增长的漏洞数量使人们已经开始深刻认识到软件安全的重要性。随着安全性测试技术的深入研究，安全性测试工具也将是测试工具的重点发展方向。 虽然测试工具种类繁多，功能各异，但基本都是单个测试工具执行单种功能，而集成多种测试工具，并控制它们执行的例子还不多见。 1.2.3 实习单位介绍 本人在杭州华三通信技

23、术有限公司 IMOS(IP Multicast Operation System,网络多媒体操作系统 )监控自动化测试部进行实习。 IMOS Inside 是公司最近两年推出的 IP 监控平台。公司对 IMOS Inside 寄予厚望，不管是开发方面还是测试方面都投入了大量的人力和物力。在监控产品市场竞争日益加强的背景下， H3C 为了保证监控产品的销量，提升自身品牌的知名度，对监控产品不断进行研究和开发，提出了基于 IMOS 的 iVS(IP Video Surveillance System,IP 视频监控系统 )解决方案。 H3C 基于 IMOS5的 iVS IP 监控解决方案包括 iV

24、S3000 和 iVS8000 解决方案，分别针对商业监控和行业监控市场，适用的监控规模不同，管理平台的产品形态和个别功能有所差异。基于 IMOS 的 iVS3000 和 iVS8000 解决方案包括了编解码器、存储系统、网络系统和管理平台四大组件 。基于 IMOS 的 iVS3000 和 iVS8000 解决方案的核心是 MPPV3管理平台，包括 VM3.0(Video Management Server,视频管理服务器 )、 DM3.0(Data Management Server,数据管理服务器 )、 MS3.0(Media Switch,媒体交换服务器 )、集成监控中心主机等，当需要接

25、入第三方 DVR(Digital Video Recorder,数字视频录像机 )、IPCamera 设备时还需要配置代理服务器实现信令转换和媒体分发。 H3C 的 IMOS Inside平台现处于不断添加新功能的阶段，自动化测试部在验证接口函数和业务功能，发现代码缺陷方面起着十分重要的作用，特别是每天验证每日编译版本更体现出了自动化测试的优势和高效。 如图 1-1所示， IMOS 自动化测试部门根据测试事务分为三大项：分别是每日编译、特性跟踪和用例补充。每 日编译主要是对开发每天编译出的新版本进行预测试套基本功能验证；特性跟踪主要是对开发开启的新特性，进行专门的特性脚本用例编写，这部分特性用例脚本在开发新特性合入到每日编译后也会合入到预测试套中；用例补充主要是对预测试套中的基本功能用例进行完善和覆盖，并添加业务功能检测复杂测试用例。这三项测试事务的基础是编写测试用例脚本，为了达到复杂功能检测测试用例的需求，有时需要专门设计测试工具来帮助编写测试用例。 图 1-1 IMOS 自动化测试组组成