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互联网与车联网、远程医疗、AR/VR 等新技术领
域深度融合,要求下一代 IP 网络具有高速率、低
时延、高带宽、高并发等特征,对传统的工业领
域、生活领域、技术领域带来了广泛影响,导致
应用场景泛化,对传统的 IP 网络技术以及测试方
式方法都带来新的挑战。传统测试以单一测试场
景为主,主要对场景功能、设备性能、平台压力
进行测试。在下一代 IP 网络场景下,还应从场景
需求和特征出发,考虑设备的异构性、场景的组
合性,从服务需求角度构建测试框架。传统测试
方法主要面临以下几个挑战。
(1)下一代 IP 网络涌现众多创新应用
网络技术的发展,产生了纷繁的新应用,互
联网承载的应用越来越丰富,远程医疗、工业互
联网、智慧校园、AR/VR 等新应用已悄然而至,
全息通信、泛在移动、边缘计算等应用场景也即
将到来,人们正在进入一个万物感知、万物互联
的智能化世界。
(2)多元化测试指标
网络的新应用对 IP 网络提出了新的需求和
挑战。而随着技术的发展,性能指标早已不是
限制技术发展的关键因素,而是以面向服务的
方式,对场景的符合性测试才是行业内普遍关
注的重点。
(3)设备的异构性
由于新引用场景本身特征和运行环境的不
同,其设备所支持的网络通信协议、依赖的传输
网络、数据解析和处理的过程都截然不同,且除
了传统的网络设备,越来越多物联设备、通信设
备的涌现,无法通过统一的测试体系框架对所有
设备的链接性、安全性、一致性等进行测试。
(4)传统测试模型无法满足新业务需求
在传统的测试方法上,主要测试流程先分解
测试目标、定义测试用例、制定测试预期结果,
从而反复迭代;而当被测对象或需求场景有变动
时,就必须修改其源测试方案,导致测试周期变
长;且由于每个测试项目的测试场景及目标不同,
已有的测试方案的重复使用率较低,导致测试成
本升高。
针对以上挑战,本文提出采用基于微服务的
测试体系框架可以有效地提高测试效率,通过搭
建各类微服务模块,借助其服务独立、易扩展性
等特征,整合各类应用场景,建立基于场景特征
的全过程驱动模型,制定统一的测试体系框架,
使得在未来 IP 网络新应用的场景下,对其整体的
应用测试过程能够灵活快速地适应新业务的持续
发展状况,降低测试方案的复杂度及测试成本。
2 研究现状
当前,下一代 IP 网络技术是一个重点研究的
方向,不仅影响着产业发展前景,同时给国家利
益及网络安全带来改变,因此各个国家都展开了
针对下一代 IP 网络的研究计划[1],且大数据和人
工智能的发展,也为下一代 IP 网络向智能化发展
提供了新的契机。从现阶段来看,目前网络基础
架构、网络协议等方面在面对下一代 IP 网络的新
应用需求时还存在诸多问题。由于业务环节、业
务范畴及运营需求的改变,现有 IP 网络正面临着
一系列的挑战,很多需要网络核心支持的协议功
能(例如移动 IP、InterServ、DiffServ 等控制协议)
都难以成功部署,约束了网络的创新能力[2]。蒋
林涛[3]认为在网络层面,网络能力和性能的缺失
和不足、网络智能管理策略不足、网络自动部署、
自愈能力不足,都成为信息业发展的瓶颈。
目前常用的针对网络层面的测试框架大部分集
中在对设备性能及传输协议的测试。参考文献[4]提
出互操作性测试,用于检测在两个或两个以上的
协议实现关于能否互联互通互操作的测试。为了
提高测试效率,参考文献[5]采用了分层体系结构,
设定任务模板,规范测试任务的输入域输出,有
效提升了整体测试效率。
但传统的测试框架已无法满足未来多应用场
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·31· 电信科学 2019 年第 9 期
景下的特征和模式需求。因此,很多学者开始关
注采用微服务的架构与新型网络场景结合,参考
文献[6]提出了采用微服务和物联网的云平台系统
来构建智慧城市管理平台,Sun 等人[7]提出了通用
型的物联网微服务中间件,有效解决通信设备在
传输协议上的差异性。在测试层面中,参考文献[8]
提出用微服务架构实现对软件的自动化测试;参
考文献[9]提出基于场景特征的测试体系架构。
但上述诸多研究成果均经过在未来 IP 网络中
场景的多样性、终端的海量性以及传输的异构性
等特征方面的综合考虑,缺乏统一的测试框架可
以适用于未来多变的业务场景,且不够重视场景
的性能特征以及业务请求之间的差异,对不同测
试服务的互操作支持都缺少详尽的考虑。
3 下一代 IP 网络典型应用场景及特征
3.1 移动互联网
移动互联网的主要应用场景包括 5G、6G、物
联网等。很多传统的行业例如能源、市政、交通
等都将参与移动互联网生态环境的建设。和以往
移动通信技术相比,速率更高、终端更多;未来
移动互联网需要满足更加多元化的场景,面临更
多极致的性能挑战。
(1)海量物联网终端通信
以智慧交通、智慧校园、智慧城市[10]为典型
应用场景,主要以数据采集和传感为目标,具有
低功耗、低流量、海量链接等特点,且要求支持
高密度链接。
(2)泛在移动性
在下一代高铁与磁悬浮列车应用场景中,
需要保证在高速移动下的车载业务不中断。需
要基于物理位置所分配的 IP 地址不断变化,因
此针对多种业务,网络需要提供按需、泛在的
移动性支持。
(3)网络安全性
在特定应用场景中,未来 IP 网络在安全防护
中,应具备对网络攻击的自动识别以及自我防御
能力,具有网络故障的自动检测和自动恢复能力。
3.2 产业互联网
传统实体行业与当今网络技术的结合,催生
了产业互联网。产业互联网将重点关注生产智能
化、定制个性化以及网络协同化等场景特征。产
业互联网的未来新应用场景包括智能工厂、车联
网、远程医疗、智能电网等多种引用场景;综合
产业互联网海量终端、时延低等新特性,其普遍
对下一代 IP 网络的需求如下。
(1)网络体系需求
需要建设高可靠、高覆盖、高带宽、可定制
的企业网络基础设施;具备 IPv6 支持能力及数以
百计的产业物联网终端设备。
(2)平台体系需求
协同传统产业协同发展产业互联网平台,满
足企业的云化需求,保障企业工艺的流程控制,
优化时间敏感度、实时性、稳定性及低功耗。
(3)安全体系需求
对场景下设计的所有设备、数据、平台、网
络建立安全态势感知及安全保障能力。
(4)网络自适应性
在车联网等新应用中,要求节点之间通信链
路的切换时间大幅缩短,导致网络拓扑将频繁变
换,针对此场景,网络应具备自适应的能力。
(5)组网方式不同
包括实体组网、虚拟组网的混合组网方式。
3.3 全息通信
当前通信网络传输最多为二维信息,而人类
从日常行为到复杂操作都高度依赖人们的视觉感
知系统。全息通信则可获取三维场景,让人们感
知视觉信息的全面性、真实性及沉浸感。将互联
网技术与全息通信技术相结合可以突破远程医
疗、赛事直播、游戏娱乐[11]等应用场景中三维视
觉信息丢失问题,具有十分广阔的应用前景。相
比于传统二维通信,预估其传输量是传统方式的