CN113163420B

CN113163420B - 一种用于模拟多ap上线的测试方法

Info

Publication number: CN113163420B
Application number: CN202110206145.7A
Authority: CN
Inventors: 范豪
Original assignee: Shenzhen Tenda Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tenda Technology Co Ltd
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2041-02-24
Also published as: CN113163420A

Abstract

本发明涉及路由器测试领域，特别涉及一种用于模拟多AP上线的测试方法。该方法包括以下步骤：S1.抓取真实AP设备连接路由器LAN口时，AP上线过程与路由器之间的全部交互报文，过滤并提取与AP上线相关的AP交互报文，并保存；S2.传入外部参数；S3.解析并替换AP交互报文中AP设备的属性值，将具有相同属性值的AP设备封装成字典；S4.生成多个线程，且每个线程模拟一个单独的AP设备；S5.将字典传入主函数中并执行，并拉起多个线程依次与路由器进行交互；S6.进入路由器管理页面，查看是否有符合模拟个数的AP信息上线，直至个数符合后完成测试验证。本方法满足运营商测试用例的测试需求，能够在外场测试中实现模拟多个AP在商用路由器中上线。

Description

一种用于模拟多AP上线的测试方法

技术领域

本发明涉及路由器测试领域，特别涉及一种用于模拟多AP上线的测试方法。

背景技术

之前测试商用路由器的多AP上线功能是否工作正常，使用的是实际网络环境中的多个AP设备进行测试。在运营商给出的招标测试用例中，测试多AP上线数量的测试用例，要求使用AP模拟工具测试AP上线数量是否满足32个的要求。基于上述背景情况，测试人员需要自动化组测试开发人员基于当前的AP功能协议标准开发模拟多AP上线的测试工具，要求该工具需要符合Tenda AP协议交互标准，同时满足模拟至少32个AP在线。

现有测试方法中，需要部署交换机连接至少32个AP设备；将待测试的商用路由器通电启动，并将交换机端口通过以太网线连接至路由器LAN口；等待AP上线，查看商用路由器管理页面-AP管理页面是否有符合实际AP设备数量的AP信息。

目前的测试方法中存在以下问题：

1、缺少此类AP模拟工具，测试商用路由器的AP上线功能；

2、测试多AP上线功能，是通过部署的实际网络环境和AP设备进行测试；部署此测试环境需要交换机以及数量较多的AP设备，这些设备都比较占用空间，同时此测试环境为固化环境；无法满足外出测试的多AP上线功能测试；

3、实际网络测试环境无法满足运营商招标现场的测试要求。

发明内容

本发明提供一种用于模拟多AP上线的测试方法，旨在解决现有测试方法中需要数量较多的实体AP设备进行测试的不便。

本发明提供一种用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.抓取真实AP设备连接路由器LAN口时，AP上线过程与路由器之间的全部交互报文，过滤并提取与AP上线相关的AP交互报文，并保存；

S2.传入外部参数；

S3.解析并替换AP交互报文中AP设备的属性值，将具有相同属性值的AP设备封装成字典；

S4.生成多个线程，且每个线程模拟一个单独的AP设备；

S5.将字典传入主函数中并执行，并拉起多个线程依次与路由器进行交互；

S6.进入路由器管理页面，查看是否有符合模拟个数的AP信息上线，直至个数符合后完成测试验证。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括，传入外部参数后，判断传入的外部参数是否满足模拟所需参数的要求，若满足要求则执行步骤S3，若不满足要求或缺少参数，则输出提示信息要求传入参数，并结束程序。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，模拟所需参数包括模拟AP设备IP地址的起始主机位、模拟AP设备的个数、网卡名称。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3包括步骤S31.第三方依赖库读取AP交互报文，根据传入的外部参数替换AP设备的属性值包括IP地址、MAC地址，并构造ARP报文将IP地址和MAC地址进行绑定。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括步骤S32.将具有相同属性和方法的模拟AP设备归纳为同一ApDevice类，在ApDevice类中将真实AP上线交互过程中AP发出的报文分别封装成一个或多个类函数方法，在类函数方法中对AP设备的属性值进行定义，并模拟真实AP设备向路由器发出交互报文。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中，过滤并提取与AP上线相关的AP交互报文，并保存为pcang文件；所述步骤S3中，通过scapy库读取pcang文件，解析并替换pcang文件中的包括IP地址、MAC地址的属性值，同时采用scapy库中的方法构造ARP报文，并将替换后的pcang文件与路由器进行交互。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中，单线程模拟单个AP，每个模拟AP定义一组属性值，并启用多线程模拟多个AP，且每个线程中模拟AP发出AP交互报文中的属性值均不一致，属性值包括IP地址和MAC地址。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中，通过thread库生成多个线程，定义一个RunThread类，并执行RunThread类中的run()方法，run()方法的执行逻辑为根据ApDevice类实例化一个AP对象，并调用AP对象自身的主函数方法。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中将字典传入主函数中并执行后，还包括：S51.主函数根据外部参数传入的个数创建线程，先实例化一个线程的模拟AP设备，对IP地址、MAC地址等数据进行处理后，拉起线程与路由器进行AP上线交互，再依次循环多个线程直至达到设定的个数后终止。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S51中，终止的条件还包括：测试人员手动输入终止代码运行，若循环多个线程后符合终止代码的要求，则直接结束程序，若不符合要求，则循环执行拉起线程与路由器进行AP上线交互。

本发明的有益效果是：通过提取真实AP与路由器上线的交互报文，替换掉报文中的关键信息，应用多线程技术，实例化线程来开发多AP模拟工具，满足运营商测试用例的测试需求，能够在外场测试中实现模拟多个AP在商用路由器中上线。

附图说明

图1是本发明一种用于模拟多AP上线测试方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本测试方法及测试工具可以适用于所有带AC功能的Tenda品牌商用路由器胖AP上线的测试。

其中涉及到的专业名词：

AP：Access Point，无线访问接入点，扩展路由器的无线信号范围。通常与路由搭配使用。

AC：AP Control，AP控制功能。能够实现与AP的交互，并对AP进行控制。Tenda品牌商用路由器通常集成了AC功能。

胖AP：相比瘦AP，胖AP具备更多的可配置功能，能访问胖AP管理页面进行单独配置。

AP上线：当Tenda AP接入至Tenda商用路由器LAN侧时，AP与路由器之间会发出数据报文进行交互(主要上报AP设备的一些信息，如IP地址、Mac地址、无线配置等)。当交互通过时，AP上线成功，此时在路由器管理页面--AP管理页面能够查看到已上线的AP设备的相关信息。

AP维链：AP上线成功后，AP与路由器之间需要通过维链报文进行维链，而路由器则通过维链报文来确认该AP是否还处于在线状态。

说明：

1、Tenda AP和Tenda商用路由器之间的AP上线交互及AP维链，是由Tenda自主研发制定的标准。所有Tenda品牌的AP和AC之间都使用同一套协议标准进行开发，即所有Tenda品牌的AP与商用路由器之间AP上线功能、AP控制、AP维链功能均兼容。

2、一个AC(带AC的路由器)能够管理和控制多个AP设备，一般能达到32个。

本测试方法的开发环境为：64位windows 7及以上操作系统、编程语言python3.6、第三方依赖库scapy。

编程语言python3.6通过执行如下命令来对测试过程进行设定：

python3 multi_ap.py -s 10-n 40 -f"Intel(R)82579LM Gigabit NetworkConnection"。

其中multi_ap.py为此工具的源码文件；后面均为执行此程序时需要外部传入的参数，-s指模拟AP中IP地址的起始主机位，网络号默认为192.168.0，上述参数指AP地址192.168.0.10；-n指模拟AP的个数，上述命令表示模拟40个AP；-f指windows网卡名，PC与商用路由器LAN口连接网卡的设备名。

其中的技术难点：1、需要掌握tenda研发的AP上线数据报文交互流程，然后scapy库进行解包、重新构造包、再将构造好的报文发出与AC进行交互。2、通过代码实现了步骤1，只是完成一个AP交互，而工具需要模拟多AP(32个)，需要使用多线程技术，一个线程实现模拟一个AP与AC进行数据报文交互。

本测试方法的实现原理为：

1、首先抓取真实AP设备连接商用路由器LAN口时，AP上线过程与路由器之间的全交互报文。分析报文，过滤在AP上线过程有作用的AP交互报文，并保存为pcang文件

2、使用scapy库读取pcang文件，解析AP上线过程的交互报文。并替换报文中的关键信息，如IP地址、MAC地址。将替换过后的报文发出与路由器进行交互。

3、scapy库中的方法构造ARP报文，确保路由器设备在自身ARP表中将前面的IP地址和MAC地址进行绑定。

4、使用thread库，生成多个线程，每个线程模拟一个AP设备，确保每个线程中发出的报文中的IP和MAC地址均不一致。

具体的，一种用于模拟多AP上线的测试方法，包括以下步骤：

S2.传入外部参数；

S4.生成多个线程，且每个线程模拟一个单独的AP设备；

其中，步骤S2还包括，传入外部参数后，判断传入的外部参数是否满足模拟所需参数的要求，若满足要求则执行步骤S3，若不满足要求或缺少参数，则输出提示信息要求传入参数，并结束程序。模拟所需参数包括模拟AP设备IP地址的起始主机位、模拟AP设备的个数、网卡名称。对输入参数进行判断保证了传入参数的正确性，避免后续模拟出错；IP地址的起始主机位、模拟AP设备的个数、网卡名称的设置可以模拟真实AP的报文参数，同时也设定了模拟AP的数量，便于后续系统操作。

步骤S3包括步骤S31.第三方依赖库读取AP交互报文，根据传入的外部参数替换AP设备的属性值包括IP地址、MAC地址，并构造ARP报文将IP地址和MAC地址进行绑定。将AP设备属性值进行替换可以来模拟真实AP的报文信息，将IP地址和MAC地址进行绑定可以使来个地址一一对应，避免程序识别出错或出现重复识别。

步骤S32.将具有相同属性和方法的模拟AP设备归纳为同一ApDevice类，在ApDevice类中将真实AP上线交互过程中AP发出的报文分别封装成一个或多个类函数方法，在类函数方法中对AP设备的属性值进行定义，并模拟真实AP设备向路由器发出交互报文。通过对模拟AP设备和报文的归类，能够方便在后面通过类实例化多个AP设备。

其中，步骤S1中过滤并提取与AP上线相关的AP交互报文，并保存为pcang文件；步骤S3中，通过scapy库读取pcang文件，解析并替换.pcang文件中的包括IP地址、MAC地址的属性值，同时采用scapy库中的方法构造ARP报文，并将替换后的pcang文件与路由器进行交互。利用scapy库中的方法来替换属性值并构造ARP报文，在同一依赖库中进行操作，可以使替换和交互过程更稳定。

步骤S4中，单线程模拟单个AP，每个模拟AP定义一组属性值，并启用多线程模拟多个AP，且每个线程中模拟AP发出AP交互报文中的属性值均不一致，属性值包括IP地址和MAC地址。通过thread库生成多个线程，定义一个RunThread类，并执行RunThread类中的run()方法，run()方法的执行逻辑为根据ApDevice类实例化一个AP对象，并调用AP对象自身的主函数方法。每个线程对应一个单独的模拟AP，因此每个单独模拟AP的IP地址和MAC地址不一致，可以避免路由器将多个模拟AP识别为同一个，可以模拟出多个AP的报文，使路由器识别为多个模拟AP。

步骤S5中将字典传入主函数中并执行后，还包括：

S51.主函数根据外部参数传入的个数创建线程，先实例化一个线程的模拟AP设备，对IP地址、MAC地址等数据进行处理后，拉起线程与路由器进行AP上线交互，再依次循环多个线程直至达到设定的个数后终止。终止的条件还包括：测试人员手动输入终止代码运行，若循环多个线程后符合终止代码的要求，则直接结束程序，若不符合要求，则循环执行拉起线程与路由器进行AP上线交互。路由器依次对每一个线程的模拟AP进行识别，直到设定数量的线程被模拟完，使路由器有序地对模拟AP进行识别，避免出现错乱。

本用于模拟多AP上线的测试方法涉及到的软件设计过程为：

(一)需求设计分析：

(1)能够在windows系统上运行该工具即可进行模拟多AP上线测试，不需要其他额外的硬件设备。

(2)能够通过外部传参的方式，根据需求传入自定义参数，如模拟AP个数、选择发送数据包的网卡。

(3)最后，需要满足当前我司AP上线的协议标准。

(二)总体设计：

(1)编写ApDevice类，将AP上线交互过程中AP发出的报文分别封装成多个类函数方法，即调用该函数即可发出该报文。定义的这些类方法将在实例化AP对象后，被调用。而AP设备的属性值，如IP地址、Mac地址等在类的__init__方法中定义。

(2)编写RunThread类，继承threading.Thread类，重写run方法，在run方法中实现线程(模拟AP)的功能逻辑，同ApDevice类实例Ap，再调用类方法。

(3)编写代码main函数，传入参数(模拟AP个数、起始IP地址、起始Mac地址)。在main函数对IP地址、Mac地址进行处理、读取之前保存的报文文件，根据传入AP个数，实例化对应个数的线程，并将之前处理得到的参数分别传递到通过RunThread类实例化后的线程实例中，最后调用start()方法拉起线程，此时线程将运行RunThread类中run()方法的代码。

(4)进入商用路由器管理页面-AP管理页面，查看是否有符合模拟个数的AP信息上线。

(三)部分编码实现：

(1)外部传参；通过以下代码能够实现，执行代码文件时的外部传参功能。

相关代码：

以上代码通过定义了opts,args两个参数，这两个参数主要接收测试人员执行此工具代码时传入的外部参数。外部参数的获取通过getopt.getopt()方法实现的，getopt()方法定义了传入短参数名hn:f:s和长参数名。

for o,v in opts的代码则对传入的参数进行处理，将外部传入的参数值传递到代码中全局变量中。例如将-n后面的参数值赋值给了变量num，其他参数处理同理。

if语句结构的代码主要判断参数是否给出模拟ap个数num、网卡名称，如果不满足则打印帮助信息，提示传入这两个参数，并终止程序运行。

(2)构造ApDevice类:

模拟的多个AP设备，都属于同一个类，它们具有相同的属性及相同类方法，通过构造一个类和多个类方法，能够方便在后面通过类实例化多个AP设备(模拟32个AP)。实例化后AP对象能够调用自身方法实现相关发包功能。ApDevice类的相关方法均在main()方法中被调用。

相关代码：

以上代码主要实现ApDevice类。因为需要通过代码模拟AP设备，根据面向对象编程思想，需要模拟的ap设备可以归纳为同一类对象，他们具有的相同属性和方法。在这里定义ApDevice类用来抽象模拟的AP设备。方便后面进行调用__init__()方法主要定义了AP设备的属性值，如ip地址和mac地址。send_lldp()方法代码构造了lldp报文，并发送lldp报文。lldp报文是AP设备上线时与路由器之间交互发出的报文，通过调用send_lldp()函数能够模拟实际AP设备发出lldp报文。其他def定义的类方法都类似，都是用来发出实际AP上线发出与路由器之间的交互报文。

(3)编写线程类：单线程模拟单个AP，后面代码启用多线程即可模拟多个AP；线程类主要重写了run方法，实例化ap对象，ap对象调用main方法。ApDevice的类方法main()中调用自身封装发送数据包的类方法发出AP上线报文与商用路由器进行交互，完成AP上线时数据报文的交互过程。

相关代码：

定义一个RunThread类，父类为threading.Thread，根据python语法类的继承，RunThread具备了Thread类所有属性和方法。Thread类为python语言中自带的操作线程类。这里的代码主要实现对操作系统中线程的操作，因为需要实现一个线程模拟一个AP设备。def定义的__init__方法主要实现参数的初始化，这些参数值来源前面(1)部分的外部传入的参数值。run()方法为Thread类自带方法，在这里将这个run()根据我们的业务需要进行了重写。重写逻辑：根据ApDevice类实例化一个AP对象，并调用ap对象自身的main()方法。

其中，ApDevice类在前面第二(2)部分定义完成，在RunThread()中被调用。RunThread类在后面的工具代码的主函数中被调用。

(4)编写代码主函数main()；

main()是整个工具代码的主函数代码，前面封装的线程类RunThread()在main()函数中实例化，而AP类在线程类RunThread()的run()方法中实例化为对象，并调用AP类中封装好的类方法。

main()函数通过for循环实例化多个线程对象(模拟多个AP)，并依次对IP、mac等数据进行处理，确保每个线程对象中数据均不一致，即确保模拟的AP设备的IP地址和MAC地址不同。

相关代码：

#程序主函数

main函数为整个工具的主函数。前面定义的RunThread()类在这里实例化为线程。

num和start参数值为测试人员使用此工具时传入的参数，num值为模拟ap的个数，start参数值为模拟ap设备IP起始地址的第四位数。

for i in range(start,num+start)中的代码主要用来创建线程。num值决定了创建线程的个数，即通过创建线程模拟AP。AP设备都具有相关同属性，但每个AP设备具体的属性值是有差别的，所以thread_obj前面的代码主要是处理ip、mac等参数值，确保每个模拟的AP设备的IP地址和mac地址不冲突。

thread_obj＝RunThread(**kwargs)这句代码就是将前面处理好的参数值传入，并实例化一个线程(模拟AP的设备)对象。然后thread_obj对象调用start()方法，模拟AP上线过程，start()方法继承自thread类。

(四)测试验证：

执行工具代码，观察路由器管理页面-AP管理页面，存在多个AP设备上线信息，并能保持在线。

(五)版本发布及后续需求定制

工具经过测试验证后，即可投入到测试使用。后续测试人员有其他测试想法或测试需求，也可在工具代码基础上进行二次开发。

本发明的方法首先抓取真实AP设备在商用路由器上线时的交互报文，使用scapy库读取报文文件，并解包替换报文中的关键信息，如Mac地址和IP地址。使用thread库应用多线程技术，实例化线程。每个线程模拟一个单独的AP与路由器进行AP上线交互。

相比与现有的测试方法，本案的用于模拟多AP上线的测试方法优点在于：之前测试多AP上线，需要很多额外的AP硬件设备所构建的测试环境支撑；这样的测试环境在外面或客户场地并不具备，使用此工具的测试设备多AP上线功能，只需要携带一台笔记本电脑即可完成测试。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2.传入外部参数，传入外部参数后，判断传入的外部参数是否满足模拟所需参数的要求，若满足要求则执行步骤S3，若不满足要求或缺少参数，则输出提示信息要求传入参数，并结束程序；

S4.生成多个线程，且每个线程模拟一个单独的AP设备；

2.根据权利要求1所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，模拟所需参数包括模拟AP设备IP地址的起始主机位、模拟AP设备的个数、网卡名称。

3.根据权利要求1所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤S31.第三方依赖库读取AP交互报文，根据传入的外部参数替换AP设备的属性值包括IP地址、MAC地址，并构造ARP报文将IP地址和MAC地址进行绑定。

4.根据权利要求3所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S3还包括步骤S32.将具有相同属性和方法的模拟AP设备归纳为同一ApDevice类，在ApDevice类中将真实AP上线交互过程中AP发出的报文分别封装成一个或多个类函数方法，在类函数方法中对AP设备的属性值进行定义，并模拟真实AP设备向路由器发出交互报文。

5.根据权利要求3所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，过滤并提取与AP上线相关的AP交互报文，并保存为pcang文件；所述步骤S3中，通过scapy库读取pcang文件，解析并替换pcang文件中的包括IP地址、MAC地址的属性值，同时采用scapy库中的方法构造ARP报文，并将替换后的pcang文件与路由器进行交互。

6.根据权利要求3所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，单线程模拟单个AP，每个模拟AP定义一组属性值，并启用多线程模拟多个AP，且每个线程中模拟AP发出AP交互报文中的属性值均不一致，属性值包括IP地址和MAC地址。

7.根据权利要求6所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过thread库生成多个线程，定义一个RunThread类，并执行RunThread类中的run()方法，run()方法的执行逻辑为根据ApDevice类实例化一个AP对象，并调用AP对象自身的主函数方法。

8.根据权利要求1所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S5中将字典传入主函数中并执行后，还包括：

S51.主函数根据外部参数传入的个数创建线程，先实例化一个线程的模拟AP设备，对包括IP地址、MAC地址的数据进行处理后，拉起线程与路由器进行AP上线交互，再依次循环多个线程直至达到设定的个数后终止。

9.根据权利要求8所述用于模拟多AP上线的测试方法，其特征在于，所述步骤S51中，终止的条件还包括：测试人员手动输入终止代码运行，若循环多个线程后符合终止代码的要求，则直接结束程序，若不符合要求，则循环执行拉起线程与路由器进行AP上线交互。