Átírás

1 Távközlési szoftverek Ziegler Gábor, BME-T T T

2 A távközlési szoftverek jelentősége Távközlőhálózat: műszaki eszközök komplex rendszere, mely f öldraj zilag t á v ol eső pont ok közöt t I nf ormá c ió c seré j é t t eszi leh et ő v é Részei: Á t v it el t ec h nika: a j elek t ov á b b í t á si mó dj a K apc solá st ec h nika Kapcsolatok felépítése, fen n tar tása, leb on tása, az az v ez ér lés Jelzéstechnika: jelzésr end szer ek, p r o to ko llo k Hálóz a t m e n e d z s m e n t T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 2

3 Távközlési rendszerek vezérlése (1878) Az első telefonközpont tisztán manuális (banki riasztó rendszerből nőtt ki) (1889-t ó l ) E l s ő a u t o m a t a k ö z p o n t o k Elektromechanikus vezérlés H uzalozott log ika M ind en új f unkció, szolg áltatás bevezetése a közpo n t átépítését j el en ti dr ág a és l a ssú (1949) Tár o l t p r o g r a m v e z ér l és (TP V ) Új f u n kc i ók, szo l vál ta táso k so kszo r c sa k szo f tver c ser ét j el en ten ek A kár m űködés közben i s l eh et T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3

4 Távközlési szoftverek jellemzői 1 Magas fokú megbízhatóság: pl. SS7 célja az ún. ötki lences r end elkezésr e állás Redundáns elemek Elosztott és beágyazott rendszerek F o nt o s a z eg y es elemek kö z ö t t i ko mmuni kác i ó! P r o t o ko ll t ec h no lóg i a M u lti p roc esszi ng/ m u lti taski ng U g y a na z o n a z a da t st r ukt ú r án t ö b b mi nt eg y p r o c essz do lg o z i k U g y a na z a p r o c essz o r eg y i dő b en t ö b b f ela da t o t lát el i dő o sz t áso s ü z emmódb a n T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 4

5 Távközlési szoftverek jellemzői 2 Többszálúság Több folyamat kell hozzáférjen a kritikus erő forrásokhoz: kölc sönös kizárás p roblémái Moduláris felépítés struk túráltság, h iera rc h ik usság Többek között a jó meg bí zható ság, on-line frissí thető ség miatt, skálázható ság miatt S k áláz h a tó ság U g yanaz a szoftv er a nag y- és kis közp ontokban T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 5

6 Távközlési szoftverek jellemzői 3 Eseményvezérelt működés gerjesztés/válasz jellegű, azaz ú n reak tí v ren d szerek S zem b en az i n f o rm ati k a egy éb terü letei n szo k áso s ú n. ad at-tran szf o rm ác i ó s ren d szerek k el: A V álasz= 4 2 Kihegyezett teljesítményű adatbázis kezelés P O T S : n em go n d I S D N /I N : szí n es szám o k, h ely f ü ggetlen szám o k, szám h o rd o zh ató ság: központi adatbázis kell! M o zgék o n y ság k ezelés: i gen n agy jelzés f o rgalo m T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 6

7 Távközlési szoftverek jellemzői 4 Valósi idejű rendszerek (RT) Valós idejűség f o ga l m a A r b ü l m y r a t t n b ü l k l v á l a o l n en dsz er en el in den esem én e do idő el el sz i Minden interakciót időzítővel védünk G erj es ztés ko r időzítő indu l, véd a dead-lo ck ellen K o rlá to s s zá m ú ú j radá s vá las z elm aradá s a es etén Ezért: a távközlés úttörő szerepet visz az in f o rm atikáb an. sp ec iá l is p r o gr a m n y el v ek U n ix, C p r o gr a m n y el v ek, st b. p l. A B el l L a b s-tól j ö ttt T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 7

8 Kis számpélda j é i d ő? a z a z k i y b!!! M a t R t b : F t a z a z m i l l i F t t > F t / a z a z k b F t /!!! ( f o M A T i k o n o l i d t C a F l o w K i m u t a t I A S n t Magas fokú megbízhatóság: 99,999% Mi t el en t ez kon kr t ben Max. 365*24*60 perc 0,001%-a, 5,256perc esés eg év en Mit jelent ez bevételben? áv. működési ev ét el e 2002-b en , 122,240 árd. eh át perc,. 1,2M 5perc rrás ÁV év sz ál sh ás sz eri ) T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 8

9 Távközlési szoftverek részei Mottó: O n l y t h e e x t e r n a l b e h a v i o u r o f O p e n S y s t e m s i s r e t a i n e d a s t h e s t a n d a r d o f b e h a v i o u r o f r e a l O p e n S y s t e m s (forrás: az ISO OSI modell, X.200 ITU-T aj án lás) Központok belső szoftverei A g y árt ó b elü g y e! D e: é rdemes j ó l c si n áln i a k ö lt sé g ek mi at t Központok kü lső szoftverei: a protokollok E z az ami é rdek el(h et ) b en n ü n k et (már, ak i t ) T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 9

10 A specifikáció fo n t o sság a b i c k d y m s p i f i k i k Az előb élo ér ek éb en precíz és eg ért el ű ec ác ó ell E n n ek ér d ek éb en a z I T U k ülön s zo lg ált a t ás s p ec i f i k ác i ós m ód s zer t a n t d o lg o zo t t k i Az ISDN specifikációs mód szer t a n a 8 0 -a s év ekben szület et t F elfed ezh et ő ben n e a ma i mo d er n specifikációs mód szer t a n o k so k eleme A ma i In t er n et es t áv közlési meg o ld áso k is so ka t pr o fit áln án a k ezen kér d ések mód szer es v ég ig g o n d o lásából T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 10

11 m A szolgáltatások leírásának 3 fázisú ó d szere T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 11

12 Protokoll technológia

13 Mi az a protokoll? Három fő szabály készlet együttese Szintaktikai szabályok: az üzenetek formátuma Szemantikai szabályok: az üzenetek j e l e n té s e Sokszor csak implicit megadás: az időbeli szabályokban elrej tv e I d ő beli szabályok: mikor, milyen szituációban milyen üzenet következhet S D L, E stelle, L otos T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 13

14 ű Protokoll technológia problémái Formális módszertan: nagy kezdeti humán kö ltsé g A plain-e ng lis h -t e x t r it k á n t e lj e s e n e g y é r t e lm Automatikus kódgenerálás kérdései: mire optimáljunk? L ásd E T S I tanulmány Ha csak egy implementáció a cél: hagyományos úton Ha tö b b sz ö r f el tu d j u k hasz nálni a speckót már megér i Mivel nem egyértelmű a jó megvalósítás Tesztelni (vizsgálni) kell D e h o gy a n? A z O S I m egkö ti a kezü nket! Automatikus tesztgenerálás (CATG) problémái T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 14

15 Protokoll tesztelés Miért tesztelünk? Nagy megbízhatóság okán: 99,999% volt a cél CIA sztori Milyen tesztelés? F ek ete d o b o z tesztelés ( B B ) B B T eszteléssel h ib a m entesség r ő l elv ileg m eg g yő ző d ni nem leh et. Vajon miért? T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 15

16 Vezérelhetőségi probléma Beágyazott rendszerek, nem determinisztikus rendszerek, stb. P é l da1 : mobil hálózatok: p e r iód iku s he ly ze t f r is s í té s hog y an ké n y s ze r í the tő ki az M S -bő l? Csak kerülő úton, a ti m er é rté ké nek rö v i d re á llí tatá sá v al I S D N hálózatok: I S U P I N R ü ze n e te t hog y an ké n y s ze r í te m ki? C s ak közp on t mg mt. kon zolon T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 16

17 C C D Megfigyelhetőségi probléma Elosztott rendszerek! Ez jó: Hivo T a vk Ha l Hivot t C on n e c t R e q u e s t on n e c t I n d ic a t ion C on n e c t C on f ir m on n e c t R e s p on s e D is c on n e c t is c on n e c t Elosztott rendszerek! Ez nem jó: K e t t ő e g y ü t t n e m o ké E u U S A Hivo T a vk Ha l Hivot t C on n e c t R e q u e s t C on n e c t I n d ic a t ion Oké C on n e c t C on f ir m D is c on n e c t Oké C on n e c t R e s p on s e D is c on n e c t T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 17

18 Modell és megvalósítás ekvivalencia ellenő r iz h ető sége tesz teléssel neh éz m t m t B B t Maga az ekvivalencia ellenőrzés csak erős egkö ések ellet leh et séges eszt eset én Pl. felteszem, hogy B B -b a n F S M v a n F elteszem, hogy a z F S M á lla p otszá ma felü lr ő l k or lá tos F elteszem, hogy a tesztelé s sor á n a z a u toma ta n em v á ltozi k meg T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 18

19 m m m m Különféle F D T -k ka p c s o la t a Va li d álás/ te sz tg e n e r álás U ML Köv e te lm én y e g h a tár o z ás MSC Köv e te lm én y e g h a tár o z ás v a li d álás Köv e te lm én y e g h a tár o z ás új r a f e lh a sz n álás A SN. 1 te sz tg e n e r álás SD L Va li d álás/ v e r i f i kálás kód g e n e r álás (M e gf e l e l ős s ég (k o n f o r m a n c i a ) ) I U T Vi z sg ála t Vi z sg ált e g v a lósítás új r a f e lh a sz n álás T T CN kód g e n e r álás T S Vi z sg áló r e n d sz e r T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 19

20 Az SDL nyelv

21 Az SDL nyelv Elsősorban a rendszer dinamikus viselkedésének és st r ukt ur á lis f elép í t ésénekú leí r á sá r a sz o lg á l V ö ü f á t u m á i annak eszk zei az zenet ek orm nak leí rá sá ra s T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 21

22 A matematikai modell FSM-e n a l a p u l m o d e l e l s ő s o r b a n b e j ö v ő s t r i n g e k h e l y e s s é g é n e k e l l e n ő r s é r e a l k a l m a s t á v k ö é s i r e n d s r e k l e í r á s á r a C E m o d e l l j o b b m m u n i c a t i n g ( g e r j e s z t é s v á l a s z ) E E x t e n d e d ( á l l a p o t v á l t o z ó k m e l l e t t a t t r i b ú t u m o k, p r e d i k á t u m o k ) L C E t h a s á l K é t v á l t o z a t a v a n : K e e t b e n b l o k k d i a g r a m s r ű v i s e l k e d é s l e í r á s, a I T U t á m o g a t t a : L. G R j d a t o o l t á m o g a t á s m i a t t k e l l e t t e g y g é p i l e g f e l d o l g o a t ó v e r ó : L. P R G R e g y t e l m n i n c s m e g a l a y o u t i n f ( a z t a C I F t u d j a ) Az FSM zé A zl ze FSM C= Co = Az SD FSM-e zn zd ze z SD Ma zh zi SD PR ér ű, PR G R ó T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 22

23 SDL modellre példa: az I n res modell

24 ASN.1 (Ab s t r a c t Sy n t a x No t a t i o n Nu m b e r O n e ) Formális jelölés K ommu n ik ác ió s p rot ok ollok ü z en et ei ált a l h ord oz ot t a d a t ok leí rására A h a sz n ált meg v a ló sí t ási n y elv t ő l f ü g g et len ü l Á b ráz olást ó l f ü g g et len ü l E g y sz erű és n a g y on b on y olu lt a lk a lma z ások h oz T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 26

25 K a m Protokollok megvalósítása K la s s z i ku s m ó d j a a p rot okoll t e rv e z é s n e k é s m e g v a ló s í t á s n a k V e z é rlé s + a p rot okoll ü z e n e t e k s t ru kt ú rá j a é s t a rt a lm Szöveges/táblázatos (eseten k é n t SD L /M SC ) P rot okoll s p e c i f i ká c ó A S N. 1 m ó d j a a p rot okoll t e rv e z é s n e k é s m e g v a ló s í t á s n a k V e z é rlé s a p rot okoll ü z e n e t e k s t ru kt ú rá j a é s t a rt a lm a A S N. 1 a b s t ra c t s y n t a x é z i kó d olá s a a p rot okoll ü z e n e t e kn e k é s v e z é rlé s n e k ( ú j ra é s ú j ra ki f e j le s z t j ü k a ke re ke t ) P rot okoll e g v a ló s í t á s A v e z é rlé s ké z i kó d olá s a A z A S N. 1 e le m e k a u t om a t i ku s kó d olá s a á lt a lá n os c é lú A S N. 1 e n kó d e rre l E z a ká r 3. f é l t e rm é ke i s le h e t A S N. 1 t ra n s f e r s y n t a x T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 27

26 ASN.1 absztrakt szintakszis főbb elemei U ) M s. ö U H o m o l U ) H m H o m o h m ) v á H A m a b I j B ( v v á l s p l m o s!! C b A A S N. 1 c a s m ó d o s í o p s m á d l v á b b m á m u l á l h p o s v! Előre definiált egyszerű típusok INTEGER, BOOLEAN, karakterfüzérek (IA5String, niv ers al String, BIT STRING, OC TET STRING,, ENU ERATED, tb Ezekb ől sszetett típusok ké szíth etők: Stru ktú rá k (SEQ ENC E) gén is tá k (SEQ ENC E OF al azo k (SET gén al azo k (SET OF Al ternatí k (C OIC E) ltípusok, egkö té sek tám oga tása S lonok : nform ác ió s ob ektum ok eé pített kiterj eszth etősé g ex tension) erzió tá ex ic it tá gatá a! ím ke kezelé si sza ályok z sa k strukturális ké rdé sekkel fogla lkozik Ninc enek tó erá to ro k, egy egy zer r nem anip ató r efiniá t érték to ez nem egy ro gram zá i ny el T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 28

27 ASN.1 transzfer szintakszis Számos kódolási szabály készletet definiáltak: BER, PER, CER/DER, XER Ez e k p l a t f o r m f ü g g e t l e n s z a b v á n y o k S z a b v á n y o s, a l a p o s a n l e t e s z t e l t, ú j r a f e l h a s z n á l h a t ó e n k ó d e r g e n e r á t o r o k U g y a n a z o n a b s z t r a k t s z i n t a k s z i s m ö g é a d o t t a l k a l m a z á s r a o p t i m a l i z á l t e n k ó d e r s z i n t e s z a b a d o n v á l a s z t h a t ó Sokan már most h asználnak A SN. 1 -et tu dtu kon kí v ü l S N M P, V o I P ( H ) : N e t m e e t i n g / G n o m e M e e t i n g / O H Ph o n e, O p e n S S L ( PEM ) T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 29

28 Mindig kell egy mintapélda INRESdatatypeModule D EF INIT IO NS: : = Seq uen c en um b er : : = ENU MERA T ED { 0, 1 } ; ISD U T ype : : = ENU MERA T ED { ISD U } IP D U T ype : : = ENU MERA T ED { C R, C C, D R, D T, A C K } Si m plep D U T ype: : = IP D U T ype; D T P D U T ype : : = SEQ U ENC E { i d IP D U T ype D EF A U L T D T ; n um Seq uen c en um b er ; data ISD U T ype } ; A K P D U T ype : : = SEQ U ENC E { i d IP D U T ype D EF A U L T A K ; n um Seq uen c en um b er ; } END T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 0

29 TTCN teszt nyelv Korábban (TTCNv2) Tree a n d Ta b u l a r C o m b i n ed N o t a t i o n Ú j ve rz i ó (TTCNv3 ) Tes t i n g a n d Tes t C o n t ro l N o t a t i o n A ny e l v ú j ve rz i ó j a ál t al ános c é l ú t e s z t ny e l v T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 1

30 Mik a leggyakoribb tesztelési feladatok? 1. Teszt-g er j eszté s k ü l d é se 2. A k a p o tt v á l a sz el em zé se: Mintaillesztés sp ec. p r o b lém á i: opcionális, t e t sz ő le g e s sor r e nd ű é s a t e sz t e lé s sz e m pont j áb ó l k ö z ö m b ö s e le m e k k e z e lé se A lter natí v / ad ap tí v tesztelés a v á laszo k tó l f ü g g ő en I sm étlő d ő ( alap ér telm ezett) esem ény ek k ezelése 3. Időzítési követelmények ellenőrzése T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 2

31 Viselkedési fák támogatása S4 S7 S2 S9 S1 S8 S5 S3 S10 S6 S1; a l t { [ ] S3 { S6 ; } [ ] S2 { a l t { [ ] S4 { S7 ; } [ ] S5 { S8 ; a l t { [ ] S9 ; [ ] S10 ; } } } } } T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 3

32 További szempontok Konkurrens v i sel ked é s kez el é se D i na m i kusa n v á l t oz ó t esz t konf i g urá c i ó P a ra m é t erez h et ő t esz t ké sz l et ek h a t é kony kez el é se G l ob á l i s v i z sg á l a t i m i nő sí t é sek ( v erd i c t ) kez el é se el osz t ot t t esz t el é s ( l oká l i s m eg f i g y el ő k) eset é n T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 4

33 O O M A TTCNv3 nyelv különféle formái A S N. 1 T y p es & V al u es th er ty p es & V al u es 2 TTCN-3 Co r e L a n g u a g e Text format T ab u l ar F orm at S C F orm at Presentation F orm at 3 th er ty p es & V al u es n Presentation F orm at n T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 5

34 Ez itt a reklám helye IP-a l a p ú k o m m u n i k á c i ó s z o f t v e r t e c h n o l ó g i á i v á l a s z t h a t ó t á r g y : V IT T E z e k a f ó l i á k l e t ö l t h e t ő k T á v k.h á l Z i e g l e r G á b o r 3 6