CN113518018B - 一种路由器系统稳定性测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种路由器系统稳定性测试系统及测试方法，本发明测试系统包括应用层、控制层及调用层，其中，所述应用层设有一测试工具，用于对路由器系统进行稳定性测试；若干个测试用例，供测试工具调用，用于分别对路由器系统的不同测试项测试；所述控制层设一控制台，用于数据管理和测试报告输出；所述调用层设有若干个功能模块，供测试工具测试时调用，所述功能模块包括：串口控制模块、可视化界面模块、系统操作模块、配置工具模块、服务器模块、mesh系统切换模块等。本发明搭建一套完整的自动化测试系统，具备可维护性、可扩展性；提高测试效率，简化操作。

Description

一种路由器系统稳定性测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及路由器测试技术，尤其涉及一种路由器系统稳定性测试系统及测试方法。

背景技术

原有的开关机只能通过开关然后查看配置是否丢失；路由器出现问题时无法保存现场测试环境；无法统计出现问题的概率；无法检测mesh通断电之后的组网是否成功；无法检测系统上电后，系统是否正常工作，如WAN口是否正常拨号、WiFi能否正常连接、时间是否同步、下挂客户端能否正常上网。因此，现有技术针对路由器的自动化测试时需要用到多种不同的专门工具，如通断电设备、串口等，存在如下缺陷：

每次测试需要机械式的重复操作，耗时长且枯燥。测试项较多，有时手动会出现误操作导致测试结果不准确，此外，测试结果不能自动保存。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种路由器系统稳定性测试系统及测试方法，使用者不需要花时间去深入学习路由器平台的接口协议，只需通过软件进行简单的操作即可完成路由器的系统稳定性测试。

本发明测试系统包括应用层、控制层及调用层，其中，所述应用层设有一测试工具，用于对路由器系统进行稳定性测试；若干个测试用例，供测试工具调用，用于分别对路由器系统的不同测试项测试；所述控制层设一控制台，用于数据管理和测试报告输出；所述调用层设有若干个功能模块，供测试工具测试时调用，所述功能模块包括：串口控制模块：用于控制串口的输入、输出、通断电设备操作；可视化界面模块：用于生成可视化操作界面；系统操作模块：用于连接WiFi、ping命令、获取所有网卡的信息；配置工具模块：用于路由器的满配置操作；服务器模块：用于启动需要的服务器，获取服务器信息；mesh系统切换模块：用于做mesh系统的角色切换稳定性系统测试。

本发明作进一步改进，所述服务器模块包括DHCP服务器模块、DNS服务器模块和时间服务器模块，其中，所述DHCP服务器模块用于启动DHCP服务器，也能够配合DNS、时间服务器模块做时间同步系统测试，所述DNS服务器模块用于启动DNS服务器，也能够配合DHCP服务器模块、时间服务器模块做时间同步系统测试；所述时间服务器模块用于使用时间服务器。

本发明作进一步改进，所述mesh系统切换模块包括客户端、两个以上的用于自动组建mesh网络的待测路由器设备(简称待测mesh设备)，与待测mesh设备一一对应相连的、与待测mesh设备数量相同的陪测路由器和陪测主路由器，所有的陪测路由器的WAN口与陪测主路由器LAN口相连，其中，所述客户端设有两张网卡，其中一张网卡连接陪测主路由器，IP地址设置为自动获取；另外一张网卡连接到其中一个待测mesh设备，并且设置IP地址与待测mesh设备在同一网段。

本发明作进一步改进，所述待测mesh设备和陪测路由器的数量均为2个，所述mesh系统切换模块的测试方法为：

(1)两个陪测路由器的WAN侧接入到陪测主路由器的LAN口，两个设置为同网段不同的IP地址，开启左侧陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭右路的陪测路由器的DHCP服务器模块，并开启远程web访问；

(2)待测mesh设备分别接入到两个陪测路由器的lan口，记录此时的待测mesh设备主次节点的IP地址，切换mesh角色，再次记录两者的IP地址；

(3)开启右路陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭左路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测mesh设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

(4)开启左路上级路由器的DHCP服务器模块，关闭右路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测mesh设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

(5)循环步骤(3)-(4)。

本发明作进一步改进，所述串口控制模块在串口操作之前，将从串口获取到的所有的字符进行处理，将字符替换成能够正常识别的编码。

本发明作进一步改进，所述系统操作模块在连接WIFI操作时，引入第三方的动态连接库wlan.dll；并且在连接前先对SSID进行编码的判断，如果是中文，则将SSID的编码方式改成“gb18030”，否则将SSID的每个字符全部转化成ascii码。

本发明作进一步改进，所述测试工具采用Python的标准GUI库tkinter创建。

本发明作进一步改进，所述测试工具调用事件时，使用多线程的方法，每一个事件都生成一个单独的线程。

本发明还提供一种基于所述9.的路由器系统稳定性测试系统的测试方法，包括如下步骤：

步骤一、开始，初始化运行界面；

步骤二、选择测试用例；

步骤三、配置初始数据，包括测试执行的循环次数；

步骤四、执行步骤二选择的而测试用例循环依次执行各个测试用例，直至达到设定的循环次数；

步骤五、结束，并输出报告。

本发明作进一步改进，步骤二中，所述测试用例包括WIFI断连测试、mesh组网角色切换稳定性测试和设备通断电系统稳定性测试。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)搭建一套完整的自动化测试系统，具备可维护性、可扩展性；(2)简单操作后，操作能够持续24小时自动运行，减少人工重复步骤；(3)可视化操作界面，提高测试效率，简化操作；(4)可量化问题出现的概率：如mesh产品的通断电之后的组网成功率；(5)自动保存测试结果，统计问题出现的概率。

附图说明

图1为本发明测试系统结构示意图；

图2为本发明测试工具测试界面示意图；

图3为mesh系统切换模块组网拓扑图；

图4为本发明测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图4所示，本发明测试系统包括应用层、控制层及调用层，其中，所述应用层设有一测试工具，用于对路由器系统进行稳定性测试；若干个测试用例，供测试工具调用，用于分别对路由器系统的不同测试项测试；所述控制层设一控制台，用于数据管理和测试报告输出；所述调用层设有若干个功能模块，供测试工具测试时调用，所述功能模块包括：串口控制模块：用于控制串口的输入、输出、通断电设备操作；可视化界面模块：用于生成可视化操作界面；系统操作模块：用于连接WiFi、ping命令、获取所有网卡的信息；配置工具模块：用于路由器的满配置操作；服务器模块：用于启动需要的服务器，获取服务器信息；mesh系统切换模块：用于做mesh系统的角色切换稳定性系统测试。

本例服务器模块包括DHCP服务器模块、DNS服务器模块和时间服务器模块，其中，所述DHCP服务器模块用于启动DHCP服务器，也能够配合DNS、时间服务器模块做时间同步系统测试，所述DNS服务器模块用于启动DNS服务器，也能够配合DHCP服务器模块、时间服务器模块做时间同步系统测试；所述时间服务器模块用于使用时间服务器。

以下对本发明测试系统进行详细说明。

1、测试框架：os+serial+pywifi+requests+tkinter

os模块是Python标准库中的一个用于访问操作系统相关功能的模块，os模块提供了一种可移植的使用操作系统功能的方法。使用os模块中提供的接口，可以实现跨平台访问。但是，并不是所有的os模块中的接口在全平台都通用，有些接口的实现是依赖特定平台的，比如linux相关的文件权限管理和进程管理。

serial库用来操作串口，serial的使用流程跟平常的类似，也是打开、关闭、读、写。

pywifi提供了一个跨平台的Python模块，用于操作无线接口，例如无线关联及加载配置文件等等。

requests是一个可以让用户发送、侦听和解析并伪装http报文的Python程序。这些功能可以用于制作侦测、扫描和攻击网络的工具。换言之，requests是一个强大的操纵报文的交互程序。它可以伪造或者解析多种协议的报文，还具有发送、捕获、匹配请求和响应这些报文以及更多的功能。requests可以轻松地做到自定义头、get请求、post请求、put请求、delete请求等等HTTP的请求。

tkinter是Python的标准GUI库。Python使用Tkinter可以快速的创建GUI应用程序。Tkinter它可以在大多数的Unix平台下使用,同样可以应用在Windows和Macintosh系统里.Tk8.0的后续版本可以通过ttk实现本地窗口风格,并良好地运行在绝大多数平台中。

2、测试工具使用流程

(1)将路由器WAN口接到Internet上；将电脑的网卡设置成动态地址；无线网卡连接到电脑上；配置路由器的配置，并导出；

(2)串口连接路由器，通断电设置上电并且与电脑连接；

(4)启动系统稳定性测试工具自动化软件；

(5)勾选需要执行的自动化用例；

(6)自动化运行完毕后，程序自动退出。

3、模块封装

Interface_generation.py：用于生成可视化操作界面，并且将所有用到的工具集成；

config_set.py：满配置工具，配置路由器的所有可配置的信息；

dhcp_offer.py/dhcp_server.py：用于启动DHCP服务器给路由器WAN口提供地址；

dns_server.py：DNS服务器，用于给路由器做域名解释；

win_ctrl.py：Windows的操作模块，包含连接WiFi、ping命令、获取所有网卡的信息(IP地址、MAC地址等)；

ser.py:串口控制模块，用于控制串口的输入、输出、通断电设备操作；

switch_node.py：mesh系统切换角色稳定性系统；

time_server.py：时间服务器模块，用于给DUT同步时间。

4、模块详解

(1)主程序：软件启动后进入Interface_generation模块，生成主界面；根据要测试的用例进行初始化数据配置；然后依次执行测试用例，全部执行完毕后将测试完成时间写入到本地报告中；程序退出。具体如图4所示。

(2)Interface_generation模块：用于生成程序的可视化控制界面，并且将可视化的界面与各个模块建立连接，通过可视化界面控制各个模块的功能开启、关闭或者启动。生成的界面如下图2所示。

主界面中，ap满配置选项：用于路由器的满配置操作；DHCP：用于启动DHCP服务器，配合DNS、Time做时间同步系统测试，也可以单独使用；DNS：用于启动DNS服务器，配合DHCP、Time做时间同步系统测试，也可以单独使用；Time：用于使用时间服务器，配合DNS、DHCP做时间同步系统测试，也可以单独使用；WiFi：用作WiFi断开及连接测试；开关机：用作通断电测试；mesh系统：用于做mesh系统的角色切换稳定性系统测试。

(3)config_set模块：满配置工具，配置路由器的所有可配置的选项。主要流程如下，登录路由器，获取路由器的cookie，然后进行路由器的配置。

(4)DHCP模块：用于开启DHCP服务器，给路由器的WAN口分配IP地址。

(5)DNS模块：用于开启DNS服务器，给路由器做DNS域名解析用，主要配合时间服务器使用。

(6)Time模块：用于开启时间服务器，给路由器做同步时间使用，主要配合DHCP及DNS服务器使用。

本实施例中，DHCP服务器、DNS服务器、时间服务器在整个用例的执行过程中只需要开启一次。

(7)Windows的操作模块：执行window的操作，并且返回操作结果。ping命令、创建日志文件夹、获取网卡的信息、无线连接，获取无线信息。

a、ping命令：def ping_ip(ip,result＝0,saddr＝"",n＝3,network＝None):

1)判断命令，是否是指定网卡或者是指定IP，若是指定网卡，则需要先获取网卡IP；

2)执行命令，然后获取返回值；

3)判断命令执行结果，是否与预期结果相同，相同返回True，否则返回False。b、创建日志文件夹：def mkdir_report_path():

1)获取当前程序所在路径；

2)判断日志文件夹是否存在，存在则直接返回，否则需要创建文件夹再返回。

c、获取网卡的信息：def get_network_info(name＝"lan"):

1)根据网卡名字获取网卡的所有信息；

2)从获取到的信息中通过正则表达式提起对应的信息，如IP地址、MAC地址等；

3)将信息填充到字典格式中，返回字典。

d、无线连接：def connect_wifi(ssid,password＝'12345678',auth＝'WPA2-PSK',key＝'AES',timeout＝32):

1)获取无线网卡；

2)根据传入的参数连接无线；

3)判断连接的状态，连接成功则返回True，否则连接超时或者连接失败返回False。e、获取无线信息：def get_wlan_info():

1)获取已连接的无线信息，包括：传输速率、无线信道、无线网卡的mac地址、无线的SSID、无线的BSSID、无线的认证方式。

为了解决中文SSID无法连接的技术问题，在所述系统操作模块在连接WIFI操作时，引入第三方的动态连接库wlan.dll；并且在连接前先对SSID进行编码的判断，如果是中文，则将SSID的编码方式改成“gb18030”，否则将SSID的每个字符全部转化成ascii码。

(8)串口的操作模块：包括串口的读取、写入、设置通断电设备、获取通断电设备的状态等。

a、串口信息读取：def recv(serial)：

1)读取串口的输出，并且返回所有串口的输出值；

b、def get_switch_status(ser,status＝True):

1)通过串口获取通断电设备当前所处的状态；

c、def set_switch(ser,timeout＝5):

1)通过串口开启或者关闭通断电设备。

优选的，所述串口控制模块在串口操作之前，将从串口获取到的所有的字符进行处理，将字符替换成能够正常识别的编码。从而解决在串口操作时，经常出现由于字符编码的问题，导致串口操作失败的技术问题。

(9)switch_node模块：用来做mesh系统切换角色后的组网稳定性测试，网络拓扑图如图3所示。

所述mesh系统切换模块包括客户端、两个以上的待测mesh设备，与待测mesh设备一一对应相连的、与待测mesh设备数量相同的陪测路由器和陪测主路由器，所有的陪测路由器的WAN口与陪测主路由器LAN口相连，其中，所述客户端设有两张网卡，其中一张网卡连接陪测主路由器，IP地址设置为自动获取；另外一张网卡连接到其中一个待测mesh设备，并且设置IP地址与待测mesh设备在同一网段。

本例待测mesh设备和陪测路由器的数量均为2个，所述mesh系统切换模块的测试方法为：

(1)两个陪测路由器的WAN侧接入到陪测主路由器的LAN口，两个设置为同网段不同的IP地址，开启左侧陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭右路的陪测路由器的DHCP服务器模块，并开启远程web访问；

(2)待测mesh设备分别接入到两个陪测路由器的lan口，记录此时的待测mesh设备主次节点的IP地址，切换mesh角色，再次记录两者的IP地址；

(3)开启右路陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭左路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测mesh设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

(4)开启左路上级路由器的DHCP服务器模块，关闭右路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测mesh设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

(5)循环步骤(3)-(4)。

如图4所示，本发明测试方法，包括如下步骤：

步骤一、开始，初始化运行界面；

步骤二、选择测试用例，所述测试用例包括WIFI断连测试、mesh组网角色切换稳定性测试和设备通断电系统稳定性测试；

步骤三、配置初始数据，包括测试执行的循环次数；

步骤四、执行步骤二选择的而测试用例循环依次执行各个测试用例，直至达到设定的循环次数；

步骤五、结束，并输出报告。

优选的，本例测试工具采用Python的标准GUI库tkinter创建。所述测试工具调用事件时，使用多线程的方法，每一个事件都生成一个单独的线程。这样就解决了事件在循环时，界面容易卡住的情况，并且，在接收数据时，加入try及except方法进行容错，使用tkinter进行socket连接时，经常出现超时情况，并且在测试用例测试时，也都会进行是否超时的判断。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)使用者不需要深入学习协议相关知识，只需通过软件进行简单的操作即可完成测试；

(2)单项耗时较长，自动化测试效率远超过手动测试；

(3)无线接口模块可以模拟人工进行无线关联(关联失败后会自动重新关联，连续3次失败视为无法关联，提高测试准确度)；

(4)报告保存在本地，并且标有测试开始和完成时间；

(5)该系统具有良好的维护性，后期可根据需要进一步拓展测试用例。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种路由器系统稳定性测试系统，其特征在于，包括应用层、控制层及调用层，其中，所述应用层设有一测试工具，用于对路由器系统进行稳定性测试；若干个测试用例，供测试工具调用，用于分别对路由器系统的不同测试项测试；所述控制层设一控制台，用于数据管理和测试报告输出；所述调用层设有若干个功能模块，供测试工具测试时调用，所述功能模块包括：

串口控制模块：用于控制串口的输入、输出、通断电设备操作；

可视化界面模块：用于生成可视化操作界面；

系统操作模块：用于连接WiFi、ping命令、获取所有网卡的信息；

配置工具模块：用于路由器的满配置操作；

服务器模块：用于启动需要的服务器，获取服务器信息；

mesh系统切换模块：用于做mesh系统的角色切换稳定性系统测试，

所述mesh系统切换模块包括客户端、用于自动组建mesh网络的待测路由器设备、陪测路由器和陪测主路由器，

所述待测路由器设备和陪测路由器的数量均为2个，并一一对应相连，所述mesh系统切换模块的测试方法为：

（1）两个陪测路由器的WAN侧接入到陪测主路由器的LAN口，两个设置为同网段不同的IP地址，开启左侧陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭右路的陪测路由器的DHCP服务器模块，并开启远程web访问；

（2）待测路由器设备分别接入到两个陪测路由器的LAN口，记录此时的待测路由器设备主次节点的IP地址，切换mesh角色，再次记录两者的IP地址；

（3）开启右路陪测路由器的DHCP服务器模块，关闭左路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测路由器设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

（4）开启左路上级路由器的DHCP服务器模块，关闭右路上级路由器的DHCP服务器模块，客户端通过连接待测路由器设备的网口循环去ping切换后的IP地址，直到两者都ping通，跳出循环；

（5）循环步骤（3）-（4）。

2.根据权利要求1所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：所述服务器模块包括DHCP服务器模块、DNS服务器模块和时间服务器模块，其中，所述DHCP服务器模块用于启动DHCP服务器，也能够配合DNS、时间服务器模块做时间同步系统测试，所述DNS服务器模块用于启动DNS服务器，也能够配合DHCP服务器模块、时间服务器模块做时间同步系统测试；所述时间服务器模块用于使用时间服务器。

3.根据权利要求2所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：用于自动组建mesh网络的所述待测路由器设备、待测路由器设备的数量扩展为三个以上，陪测路由器与待测路由器设备一一对应相连、与待测路由器设备数量相同，所有的陪测路由器的WAN口与陪测主路由器LAN口相连，其中，所述客户端设有两张网卡，其中一张网卡连接陪测主路由器，IP地址设置为自动获取；另外一张网卡连接到其中一个待测路由器设备，并且设置IP地址与待测路由器设备在同一网段。

4.根据权利要求1所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：所述串口控制模块在串口操作之前，将从串口获取到的所有的字符进行处理，将字符替换成能够正常识别的编码。

5.根据权利要求1所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：所述系统操作模块在连接WIFI操作时，引入第三方的动态连接库wlan.dll；并且在连接前先对SSID进行编码的判断，如果是中文，则将SSID的编码方式改成“gb18030”，否则将SSID的每个字符全部转化成ascii码。

6.根据权利要求1所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：所述测试工具采用Python 的标准 GUI 库tkinter创建。

7.根据权利要求6所述的路由器系统稳定性测试系统，其特征在于：所述测试工具调用事件时，使用多线程的方法，每一个事件都生成一个单独的线程。

8.基于权利要求1-7任一项所述的路由器系统稳定性测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、开始，初始化运行界面；

步骤二、选择测试用例；

步骤三、配置初始数据，包括测试执行的循环次数；

步骤四、执行步骤二选择的测试用例，直至达到设定的循环次数；

步骤五、结束，并输出报告。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于：步骤二中，所述测试用例包括WIFI断连测试、mesh组网角色切换稳定性测试和设备通断电系统稳定性测试。

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