技术适配层基本功能适配层的帧结构适配层的分段与重组适配层的头部压缩适配层地址生成适配层路由协议路由转发路由转发本章小结第四章协议致性测试方法和结构致性测试的基本理论致性测试的基本概念致性测试的过程致性测试方法抽象测试法的基本概念端系统的抽象测试方法中继系统的抽象测试方法改进的中继系统测试法集成测试法集成测试法的提出集成测试法的原理集成测试法在路由中的应用测试系统结构的设计设计需求系统设计方案本章小结第五章致性测试集的开发与实现致性测试集的规划原则协议的测试集规划测试集的规划万方数据测试组的规划测试子组的规划测试例的规划致性测试拓扑与流程致性测试描述与实现过程数据类型的定义测试模板的定义测试配置的定义测试行为的定义测试控制的定义测试结果与分析本章小结第六章总结与展望本文总结展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论课题研究背景信息技术的快速发展，极大地促进了无线传感网，的发展。无线传感网被美国技术评论评为世纪改变世界的十大技术之，具有广泛的应用前景和巨大的潜在价值。传感器是信息采集最基本和最重要的方式。传感器网络是由大量低功耗的传感器节点组成的网络系统，每个节点具有数据采集简单数据处理短距离无线通信和自动组网的能力。无线传感网涉及多学科交叉和多技术的融合，具有获取信息精度高组网灵活性强经济性好的特点，在军事工业生产交通环境健康家庭等多个领域具有广阔的应用前景。标准是第个全球低功耗的无线协议标准，它是针对低功耗无线个域网的，其低成本和低功耗的特点很适合无线传感网的要求，因此广泛应用于无线传感网中。但是无线传感网通常并不是个孤立的网络，而是要求接入互联网，以便用户可以通过互联网对无线传感网进行远程访问和控制。然而，标准只定义了物理层和层协议，不涉及网络层及以上层。随着信息技术的发展，设备数量和信息量将越来越多，实现网络化很有必要。因此将无线传感网与互联网加以融合是下代网络发展的必然趋势。无线传感网与互联网的无缝结合方式是全互连方式，可以实现用户与无线传感器节点之间端到端点低功耗低处理能力的特点要求路由协议应尽可能的简化。简化路由万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章适配层技术协议具体体现在精简路由表，减少路由计算，降低内存的占用等方面。此外，中的节点能量有限，需要考虑节点在休眠模式下的路由协议的实现。当拓扑结构变化时，路由维护的开销也要尽可能的小。适配层的帧结构与经典的报文格式相似，中的报文依旧采用分层的思想，按照物理层头部层头部适配层头部网络层头部以及高层协议头部的顺序依次向后扩展。适配层的作用是对上层数据报进行封装，作为层的协议数据单元。图给出了数据报在负载上的封装格式。网络层协议数据单元适配层协议数据单元层数据单元适配层帧头层帧头图适配层封装格式适配层使用的是封装头栈，在需要时可以添加，数据报就紧跟在封装头后面。适配层支持四种头部格式头部广播头部分段头部和压缩头部。根据上层应用和实际情况的不同，适配层的帧头部通常包含个或多个功能头部。若这四种头部都有，按上述顺序封装。适配层帧格式如图所示。物理层帧头层帧头适配层帧头头部数据报广播头部分段头部压缩头部图适配层帧格式四种不同的功能头部用封装头部的首个字节发送值来区别，以标识不同类型的适配层数据报。发送值的前两位为表示不是数据帧，表示下个头部是头部，表示下个头部是广播头部，表示下个头部是分段头部，表示下个头部是压缩头部。在实际情况中，可以根据具体需要有选择性的加入相应的头部。如上层应用要进行路由，则添加头部若需要对报文进行分段，则添加分段头部。头部当节点数量较多网络规模较大时，需要使用路由协议以支持报文的转发。头部是万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章适配层技术与路由结合使用的，此时适配层报头必须包含头部来实现适配层的路由。其格式见图。图头部表示头部。表示是位长地址。表示是位短地址。表示是位长地址。表示是位短地址。指明剩余跳数。数据报在进行多跳转发时，该值依次递减当递减到时，报文被丢弃。为源节点地址。为目的地址地址。广播头部个广播头部含有个发送类型和个序列号，如图所示。图广播头部用来检测重复的数据报，区分不同的帧。当源地址发送个新的广播帧时，这个值加。以上分析了头部和广播头部的格式以及各字段的含义，另外两个功能头部即分段头部和压缩头部在下文叙述。适配层的分段与重组个帧的负载是有限的，当数据报超过层数据帧的负载能力时，需要对报文进行分段，所有的分段都是字节的倍数。分段头部如图所示。首片分段后续分段图分段头部分段前整个数据报的总长度。对于同数据报的所有分段来说，万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章适配层技术该字段都是样的。由于目的节点未必第个收到首个分段，这个字段可以保证目的节点收到任意分段报文后都能够得知整个数据报的长度，并且提前做些预处理。分段标识。每个分段报文都有该字段，且值的大小相同，以便于目的节点在收到各个分段后对属于同帧的分段进行重组。分段偏移量。表明该分段与第个负载分段的偏移量，即它在原数据报中的位置，除了第个分段没有，其他分段都有。适配层的头部压缩由可知，数据报的头部加上头部大大减少了层的有效负载长度，会导致网络层报文的分段较为频繁，造成效率低下，加重网络负担。因此，对报文头部进行压缩至关重要。目前适配层报头压缩般都是通过压缩编码实现的，应用较多且效率较高的是和。负责压缩基本报头，负责压缩上层协议的报头。协议栈的传输层可以是协议，但无线传感网中较为常用的是协议，因此适配层的头部压缩主要是对报头和报头进行压缩。压缩后的报头格式如图。编码域编码域未压缩字段未压缩字段上层协议负载编码域未压缩域图压缩后的报头格式报头压缩压缩的原理是版本号总是为，可以省略的地址若被压缩，则该地址必定是链路本地地址，前缀默认是当它的接口标识符是通过自动配置得来时，可以从数据链路层的地址推断出来负载长度既可以从数据帧的帧长度字段推断得出，也可以从分段头的字段得到传输类型和流标签的意义不大，置为下个头部类型为中的种，由字段控制。跳数限制字段是头部中唯不能压缩的字段，直接放在未压缩域中。采用上述方法，最多可以将基本报头从字节压缩至个字节，头与各占字节。未能压缩的字段，需按照定的顺序放在未压缩区域，起发送到目的节点。经过压缩后的头部格式如图所示。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章适配层技术图编码地址前缀和接口未压缩地址前缀未压缩接口已压缩地址前缀未压缩接口未压缩地址前缀未压缩接口已压缩地址前缀和接口未压缩地址前缀未压缩接口已压缩地址前缀未压缩接口未压缩地址前缀未压缩接口已压缩表示未压缩，表示，的值均为。表示未压缩，表示下个头部是报头，表示下个头部是报头，表示下个头部是报头。表示没有其他报头压缩字段，表示存在其他报头压缩字段，决定了对哪种网络层负载进行压缩本文仅讨论对的压缩。报头压缩当基本报头压缩中的值为时，表明还要对下个头部进行压缩。由上文可知，我们只考虑报文。压缩只对头部中的源端口目的端口和长度进行压缩，校验和保持不动，以免报文在传输中出错，最后整个压缩成头。经过压缩后，报头最多从原来的字节缩短为字节。同样，未能压缩的字段，按照定的顺序放在未压缩区域。的具体格式见图。图编码表示未压缩，表示已压缩，压缩后的位源端口放在未压缩域中表示未压缩，表示已压缩，压缩后的位目的端口放在未压缩域中。表示未压缩，表示已压缩，可根据报头和扩展头部的长度推出。为保留位。万方数据单位代码密级公开硕士学位论文论文题目基于的无线传感网络协议致性测试技术研究高莉杨龙祥通信与信息系统移动通信与无线技术工学硕士学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将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汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要无线传感网作为信息采集的重要方式，具有广泛的应用前景和巨大的潜在价值。将无线传感网和网络互连是无线传感网发展的必然趋势。的提出为实现无线传感网与下代网络的无缝连接提供了极大的可能。而如何对这基于的无线传感网协议进行致性测试以确保可靠有效的通信，成了该技术发展与普及的关键。本文针对进行了协议致性测试技术的相关研究，所做的工作如下对适配层的关键技术进行了系统的分析和深入的讨论，重点研究了头部压缩和解压缩分段与重组以及路由技术等。对中继系统的测试方法做出了改进，称之为集成测试方法。在详细地阐述了集成测试法的测试原理测试结构和测试流程后，给出了它在路由中的应用。该方法不仅减小了传统测试法中多个测试器之间由于环境不同造成的差异，提高了测试精度，而且简化了实际的测试系统，降低了多个测试器的同步与控制协调的难度。设计了致性测试系统结构，给出了各模块的设计目的功能和具体组成。系统的设计采用模块化的思想，实现功能的分配与隔离。首先，独立的模块具有高内聚性其次模块间通过统的接口通信，具有通用性和可扩展性。对协议进行了详细的测试集规划。用语言对中报头压缩分段报头解压缩和重组这四个核心功能进行测试描述和实现，并通过实验进行了致性测试。实验结果表明测试的的相关功能到达了预期目标。关键词，无线传感网致性测试万方数据，万方数据目录第章绪论课题研究背景课题研究现状论文主要研究内容论文组织结构第二章相关技术背景