协议测试
May 9,2016
协议测试
What 什么是协议测试
什么事协议？ 协议是计算机进程或网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
什么是协议测试? 协议测试就是软件界面与应用服务器间通信规则的测试。
需要注意一点，协议测试不是接口测试，接口测试通常是RPC调用，例如基于HTTP SOAP,XML-RPM 并不在本文的讨论范围之内，接口测试可以放在单元测试中。
Why 为什么要做协议测试
传统测试更多注重界面的测试，界面是针对用户的，也是唯一可见，也是最容易测试的。我们通过下面的金字塔说明。
/\
/ \
/ UI \
/``````\
/ API \
/``````````\
/ Service \
/..............\
用户只能看到 UI ，UI测试是有局限的，只能看到冰山一角，越往下层越难发现软件的缺陷。
互联网的今天应用软件已不仅仅是三层架构，互联网特点是多语言混合开发，软件运行在异构平台上。
举例最简单的B/S结构的应用测试如下:
用户 -> DNS -> CDN -> Proxy / SLB -> Web -> Application -> Cache -> Database
这已经是最简单的结构了，复杂都远不止这些。中间环节还可以加入搜罗引擎，计划任务，单点登录……
所以仅仅通过UI测试是无法满足，但我们往往看看企业中测试团队的人员比例是，UI测试人数最多，Service 人数最少，呈现出倒金字塔形状。
where 在哪儿测试
这里谈的协议，不仅限于UI到服务间的协议，还有服务于服务见的协议，进程与进程间的协议。
这些协议五花八门，有私有协议，有开放式协议，有二进制协议，有文本协议，还有中性协议二进制与文本混用。
难以归类，从不同角度可能做不同的归类。
when 什么时候测试
什么时候测试，我的建议紧随开发的进度。不要等待软件开发完时在测试，这样的好处是随时可能发现问题。
Who 谁来做，是执行对象；
协议测试可能是传统科班出身测试工程师的门槛，但对于全栈工程师来说相对容易。协议测试通常无法使用现有的测试软件做测试，很多情况需要我们写专用的测试软件。
编写测试软件需要掌握哪些技术呢，除了精通一门语言还要掌握下面最基本的技能？
数据处理
- XML处理 DOM / XPATH
- 系列化与反序列化 例如 语言自身的系列化 / Json / Hession / MsgPack / Protobuf
- 编码与解码 URL / Base64 / Unicode / GB系列
- 摘要 MD5 / SHA1 / CRC32
- 加密解密 DES / ASE / 分对称公私钥加密
- pack/unpack 主要用于处理C/C++结构体重的数据库结构
通信
- HTTP GET/POST/PUT/DELETE
- 消息队列 RabbitMQ / ActiveMQ / ZeroMQ
- Unix Socket / Tcp Socket / UDP Socket
- HTML5 / Web Socket / Ajax
- 管道
- Sniffer 软件（抓包/监控）
信号，线程，存储
- 共享内存
- 线程锁
- 信号处理
How 怎样做测试
- 使用现有的测试软件
- 编写软件模拟协议发出请求然后验证反馈结果
- 嗅探，植入
目前自动化测试软件发展很快，可以实现很多协议测试，但仍有局限。所以仍然需要用户自己开发测试工具。
对于 HTTP GET / POST 完全可以通过现有测试软件实现我们的测试需求。
对于已知协议的测试是比较容易进行的，更多是工作是，编码/解码，协议的送出与反馈。
对于很多未知的私有协议就需要经验了，需要大量协议嗅探，总结，反复尝试。文本协议门槛比较低，对于私有的二进制协议难度相对高些。
如何学习协议测试
学习协议测试分为几个阶段：
- 首先从文本协议开始学起，第一步先拿 SMTP 发送邮件 练手，了解基本协议后，就可以进行下一步学习，学习HTTP协议，处理基本的请求。 可以尝试自己开发一个 Web 服务器，不用太复杂，实现基本的目录浏览，文件下载，GET/POST 处理。最后学习ajax,json,websocket 等等，
- 然后学习二进制协议。早年都欢拿 MSN / QQ 练手，实现一个QQ机器人，这里涉及到其他语言处理C/C++的结构体的问题，就是 pack/unpack 操作，这是一道门槛，阔跨过去前途光明。 目前很多软件架构上尽量避免使用结构体，而是使用序列化例如msgpack/hession/Protobuf等等，主要是方便多语音环境的通信。
- 最后学习与硬件交互，可以拿GSM Modem AT 命令练手，DTMF 信令解码，AFSK数字信号处理 等等
案例：
Motorola Mototrbo DMR 数字电台（自己百度）测试案例分享给各位。
我是深圳较早一批使用数字电台的用户，手上有一台 Mototrbo XIR P8668 (对讲机，一下简称P8668)，P8668拥有GPS/短信收发功能。 我想搞清楚这个短信收发如何实现，并计划实现一个每日发送天气预报给终端的功能。 P8668 通过蓝牙与电脑连接，蓝牙会虚拟一个网卡，任何通信都可以转发到蓝牙设备。
首先我开启嗅探器，扫描 P8668 的UDP端口，使用python 开发了一个简单日志记录功能，记录端口上通信的数据。然后开始测试，首先是ping功能，观看数据包变化。 没有多久就分析出ping的数据包，然后是发送短信，接收短信。反复比较分析每条日志，找出变化规律，最终完美的实现了短信收发。
总结
掌握协议测试的测试工程师钱途无量，协议测试门槛也远远高于一般的测试。
对于协议测试工程师我要说的是，不要局限在协议测试工程师这个领域，格局要放大些，例如监控领域，自动化领域，游戏外挂领域等等。
