WCDMA网络用户数据采集压缩系统测试研究

摘要

本文主要从设计测试方案的角度出发,来研究如何对WCDMA网络中某用户数据采集和压缩系统的功能进行评估。
　　无线网络带宽的提升使得很多曾植根于传统以太网的业务应用在无线通信网络中大行其道,如语音聊天、云存储、网络游戏、多媒体视频点播等。这些各式各样应用无一例外地依托于包交换来实现。“新”业务的出现更加催生了大家对无线通信服务质量(QoS),突发性处理以及更高传输速率的要求。尽管通过扩容的方式来提升用户体验是一种不错的解决方案,但是扩容对运营商来说就意味着大量基础设施建设以及资本的投入。为了可以在不增设传输线路的前提下提升用户体验,参照以太网的经验,数据压缩和深度包检测技术是不错的选择,而这两者的前提都是数据采集。
　　本文首先介绍了WCDMA网络中某用户数据采集与压缩系统的集成平台,系统架构以及其在网络中的运行拓扑。为了对系统进行功能验证,本文提到在研发初期实验室中使用某商用软件编写的无线会话虚拟流程对系统测试。在此场景下,一旦会话被建立,虚拟用户终端发送的ftp包就被系统所解析和压缩,压缩率甚至达到百分之六七十。可是在真实网络的实际演示过程中,压缩率却达不到百分之五。究其原因为之前对系统的评估手段不够准确。考虑到可能是由于系统无法正确处理真实网络中的某些特定会话流程或实时网络中出现的突发状况导致的问题,本文参照以太网中的测试手段,设计了一套 WCDMA无线网络适用的真实数据测试方案。
　　在阐述了如何在实际运营商网络中采集用以测试的网络实时数据(即PCAP包)后,文章提出了基于此的实验室拓扑模拟,并通过协议消息段分析大致概括了WCDMA网络和TD-CDMA网络在进行用户数据采集上的不同,最终结合被测用户数据采集与压缩系统的系统结构,提出利用PCAP包在实验室环境的重放,从数据平面和控制平面两方面来对系统进行评估。
　　数据平面的测试侧重于验证系统的宏观表现情况。本文在选取常规样本点统计吞吐率,压缩率及监测到的高速下行链路通信数量的同时,更结合各层协议从审视会话流程的角度向系统开发人员提出了测试样本点方案。该方案能够对具体一些消息处理的成功与否做出判断。依托数据平面的测试,项目管理和开发人员可以通过对比从这些关键信息样本点上获取对某版本系统性能好坏的直观评价。
　　控制平面的测试侧重于验证系统对每一个会话乃至消息的处理情况,这是一个处理海量信息的过程。因此在分析3G协议并提炼出系统所关心的高速下行分组接入会话的流程各阶段关键信息后,本文据此对照系统对PCAP包的控制平面日志输出,总结出日志记录的规律,并通过编写自动化脚本将这些关键样本点对应的信息录入至数据库中。另一方面,网络测试辅助工具将同样的PCAP包解析成了可读的文本文件,通过脚本抽象成与日志数据库对应的样本空间。至此,本文进一步地论述了如何从这些公共的样本点中提取出可以作为对比的索引信息,最终将繁琐的大数据量对比简化为数据库查询对比工作实现了控制平面的测试。本文的最后列举了一个实际的测试案例,展示了依据本文的测试方案如何以高速下行分组接入端口号的丢失为切入点,系统日志的端口删除原因为辅助,反向推导出系统日志信息与PCAP包实际内容在会话流程上的冲突,并最终定位系统漏洞,使得研发能够由此修复问题,为系统的完善提供了支持。

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第一章 概述

1.1 引言

1.2 用户数据的采集与压缩

1.3 用户数据采集压缩的测试验证

1.4本章小结

第二章 WCDMA用户数据采集与压缩系统的测试研究

2.1 引言

2.2 运营商网络中的数据采集

2.3 实验室模拟运营商网络

2.4 系统基于实验室网络的验证研究

2.5本章小结

第三章 数据平面的测试验证

3.1引言

3.2数据平面关键信息的选取

3.3 自动化验证的实现

3.4 本章小结

第四章 控制平面的验证

4.1 引言

4.2 常规的高速下行分组接入会话流程研究

4.3 验证方法

4.4 验证的实现

4.5 本章小结

第五章 全文总结

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

符号与标记（附录1）

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文