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互聯網與車聯網、遠程醫療、AR/VR 等新技術領 域深度融合,要求下一代 IP 網絡具有高速率、低 時延、高帶寬、高并發等特征,對傳統的工業領 域、生活領域、技術領域帶來了廣泛影響,導致 應用場景泛化,對傳統的 IP 網絡技術以及測試方 式方法都帶來新的挑戰。傳統測試以單一測試場 景為主,主要對場景功能、設備性能、平臺壓力 進行測試。在下一代 IP 網絡場景下,還應從場景 需求和特征出發,考慮設備的異構性、場景的組 合性,從服務需求角度構建測試框架。傳統測試 方法主要面臨以下幾個挑戰。 (1)下一代 IP 網絡涌現眾多創新應用 網絡技術的發展,產生了紛繁的新應用,互 聯網承載的應用越來越豐富,遠程醫療、工業互 聯網、智慧校園、AR/VR 等新應用已悄然而至, 全息通信、泛在移動、邊緣計算等應用場景也即 將到來,人們正在進入一個萬物感知、萬物互聯 的智能化世界。 (2)多元化測試指標 網絡的新應用對 IP 網絡提出了新的需求和 挑戰。而隨著技術的發展,性能指標早已不是 限制技術發展的關鍵因素,而是以面向服務的 方式,對場景的符合性測試才是行業內普遍關 注的重點。 (3)設備的異構性 由于新引用場景本身特征和運行環境的不 同,其設備所支持的網絡通信協議、依賴的傳輸 網絡、數據解析和處理的過程都截然不同,且除 了傳統的網絡設備,越來越多物聯設備、通信設 備的涌現,無法通過統一的測試體系框架對所有 設備的鏈接性、安全性、一致性等進行測試。 (4)傳統測試模型無法滿足新業務需求 在傳統的測試方法上,主要測試流程先分解 測試目標、定義測試用例、制定測試預期結果, 從而反復迭代;而當被測對象或需求場景有變動 時,就必須修改其源測試方案,導致測試周期變 長;且由于每個測試項目的測試場景及目標不同, 已有的測試方案的重復使用率較低,導致測試成 本升高。 針對以上挑戰,本文提出采用基于微服務的 測試體系框架可以有效地提高測試效率,通過搭 建各類微服務模塊,借助其服務獨立、易擴展性 等特征,整合各類應用場景,建立基于場景特征 的全過程驅動模型,制定統一的測試體系框架, 使得在未來 IP 網絡新應用的場景下,對其整體的 應用測試過程能夠靈活快速地適應新業務的持續 發展狀況,降低測試方案的復雜度及測試成本。 2 研究現狀 當前,下一代 IP 網絡技術是一個重點研究的 方向,不僅影響著產業發展前景,同時給國家利 益及網絡安全帶來改變,因此各個國家都展開了 針對下一代 IP 網絡的研究計劃[1],且大數據和人 工智能的發展,也為下一代 IP 網絡向智能化發展 提供了新的契機。從現階段來看,目前網絡基礎 架構、網絡協議等方面在面對下一代 IP 網絡的新 應用需求時還存在諸多問題。由于業務環節、業 務范疇及運營需求的改變,現有 IP 網絡正面臨著 一系列的挑戰,很多需要網絡核心支持的協議功 能(例如移動 IP、InterServ、DiffServ 等控制協議) 都難以成功部署,約束了網絡的創新能力[2]。蔣 林濤[3]認為在網絡層面,網絡能力和性能的缺失 和不足、網絡智能管理策略不足、網絡自動部署、 自愈能力不足,都成為信息業發展的瓶頸。 目前常用的針對網絡層面的測試框架大部分集 中在對設備性能及傳輸協議的測試。參考文獻[4]提 出互操作性測試,用于檢測在兩個或兩個以上的 協議實現關于能否互聯互通互操作的測試。為了 提高測試效率,參考文獻[5]采用了分層體系結構, 設定任務模板,規范測試任務的輸入域輸出,有 效提升了整體測試效率。 但傳統的測試框架已無法滿足未來多應用場 2019218-2 ·31· 電信科學 2019 年第 9 期 景下的特征和模式需求。因此,很多學者開始關 注采用微服務的架構與新型網絡場景結合,參考 文獻[6]提出了采用微服務和物聯網的云平臺系統 來構建智慧城市管理平臺,Sun 等人[7]提出了通用 型的物聯網微服務中間件,有效解決通信設備在 傳輸協議上的差異性。在測試層面中,參考文獻[8] 提出用微服務架構實現對軟件的自動化測試;參 考文獻[9]提出基于場景特征的測試體系架構。 但上述諸多研究成果均經過在未來 IP 網絡中 場景的多樣性、終端的海量性以及傳輸的異構性 等特征方面的綜合考慮,缺乏統一的測試框架可 以適用于未來多變的業務場景,且不夠重視場景 的性能特征以及業務請求之間的差異,對不同測 試服務的互操作支持都缺少詳盡的考慮。 3 下一代 IP 網絡典型應用場景及特征 3.1 移動互聯網 移動互聯網的主要應用場景包括 5G、6G、物 聯網等。很多傳統的行業例如能源、市政、交通 等都將參與移動互聯網生態環境的建設。和以往 移動通信技術相比,速率更高、終端更多;未來 移動互聯網需要滿足更加多元化的場景,面臨更 多極致的性能挑戰。 (1)海量物聯網終端通信 以智慧交通、智慧校園、智慧城市[10]為典型 應用場景,主要以數據采集和傳感為目標,具有 低功耗、低流量、海量鏈接等特點,且要求支持 高密度鏈接。 (2)泛在移動性 在下一代高鐵與磁懸浮列車應用場景中, 需要保證在高速移動下的車載業務不中斷。需 要基于物理位置所分配的 IP 地址不斷變化,因 此針對多種業務,網絡需要提供按需、泛在的 移動性支持。 (3)網絡安全性 在特定應用場景中,未來 IP 網絡在安全防護 中,應具備對網絡攻擊的自動識別以及自我防御 能力,具有網絡故障的自動檢測和自動恢復能力。 3.2 產業互聯網 傳統實體行業與當今網絡技術的結合,催生 了產業互聯網。產業互聯網將重點關注生產智能 化、定制個性化以及網絡協同化等場景特征。產 業互聯網的未來新應用場景包括智能工廠、車聯 網、遠程醫療、智能電網等多種引用場景;綜合 產業互聯網海量終端、時延低等新特性,其普遍 對下一代 IP 網絡的需求如下。 (1)網絡體系需求 需要建設高可靠、高覆蓋、高帶寬、可定制 的企業網絡基礎設施;具備 IPv6 支持能力及數以 百計的產業物聯網終端設備。 (2)平臺體系需求 協同傳統產業協同發展產業互聯網平臺,滿 足企業的云化需求,保障企業工藝的流程控制, 優化時間敏感度、實時性、穩定性及低功耗。 (3)安全體系需求 對場景下設計的所有設備、數據、平臺、網 絡建立安全態勢感知及安全保障能力。 (4)網絡自適應性 在車聯網等新應用中,要求節點之間通信鏈 路的切換時間大幅縮短,導致網絡拓撲將頻繁變 換,針對此場景,網絡應具備自適應的能力。 (5)組網方式不同 包括實體組網、虛擬組網的混合組網方式。 3.3 全息通信 當前通信網絡傳輸最多為二維信息,而人類 從日常行為到復雜操作都高度依賴人們的視覺感 知系統。全息通信則可獲取三維場景,讓人們感 知視覺信息的全面性、真實性及沉浸感。將互聯 網技術與全息通信技術相結合可以突破遠程醫 療、賽事直播、游戲娛樂[11]等應用場景中三維視 覺信息丟失問題,具有十分廣闊的應用前景。相 比于傳統二維通信,預估其傳輸量是傳統方式的
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