浅介TTCN-3中语法特性对通信协

Author：Xingzai LvDate：2007-10-13

TTCN-3是ETSI指定的一个强大的黑盒测试标准，其标准的内容包括核心语言，整体架构和与其他各个模块的接口。由于项目进展需要，上周我对TTCN-3进行了一些调研。由于时间又比较短，且缺乏计算机专业方面的知识，因此TTCN-3标准对我来说比较难以理解，想必计算机专业出身的人读通信协议的感受应该和我的感觉类似。以下尽我所能对TTCN-3语法中对通信协议的支持展开一些浅薄的讨论。以下蓝色粗体，如type，为TTCN-3中的关键字。

1.List & Range

在TTCN-3中，定义一个类型的时候（如C中的typedef），不仅可以把内置类型定义为自己的类型，同时还可以给出该类型的取值范围，取值范围可以是一个List，也可以给定一个Range。比如：

type integerMyIntegerRange (0 .. 255);

type charstringMyStringList ("abcd", "rgy", "xyz");

上式中分别定义了一个新的整数类型MyIntegerRange,其取值范围为0到255定义了一个新的字符串类型MyStringList，其取值范围为"abcd", "rgy", "xyz"三个字符串之一。即使都是整数，但是取值范围不一致，也会被TTCN-3认为是不兼容的类型。

尽管很多语言都支持这个特性，但该功能不失实用。我们肯定还记得，在通信协议中，很多属性的取值都是属于一定范围的整数，浮点数，或者是一些离散的整数值。比如窗口的大小，FFT的点数，等等。以WiMAX中ARQ_BLOCK_SIZE为例，该值可取：16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024。因此我们可做如下定义：

type integerWIARQBlockSizeType (16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024);

WIARQBlockSizeTye arqBlockSize；

我们无须担心代码里的这个arqBlockSize被赋上一个非法的值，也无须另外一个不同类型的整数被赋给了arqBlockSize，TTCN-3会自动为我们保证正确性。

2.Record & Set

Record和Set类似与C语言中的结构体，不同的是，Record中各个属性是有严格顺序关系，而set中各个属性则没有顺序的关系。更为强大的是，Record和Set都可以提供optional的属性，即下面的某个属性可以是无效的。如

typerecord MyRecordType

{

integerfield1,

MyOtherRecordType field2optional,

charstringfield3

}

field2是一个可以忽略，即可以不在结构体中出现的属性。这是否让你想起了什么呢？是的，WiMAX中万恶的可有可无的TLV。利用set结构，和optional关键字，可以方便的从逻辑上简洁地描述这种灵活的结构，不再需要一大堆的present。一条空口消息无非包括固定的有序部分和可选的变化部分，一个record结构套上一个set结构即可以完美表达。

3.Template

Template是TTCN-3提供的强大的功能，分为消息模板和函数模板。如果你不幸学过C++，可能会把这里的Template概念和C++中的Template概念搞混，事实上，二者是十分不同的东西。TTCN-3中的Template实际上是一个特定值的集合，你可以用Template来规定一组传输的数据，或是测试接收的值的集合是否与Template中的规定匹配。

由于Template比较复杂，在此不在举例说明，有兴趣的可以去参阅相关文档。我想说明的是，Template提供一个最有用的功能的，它使函数可以在传入某些参数的情况下才被调用，或者是从接收到的消息中过滤出符合特殊要求的消息。由于它是在底层语法级别上支持这一功能，Template可以和任何内置或自定义的类型联用，因而极大简化了程序。比如上一点中自定义的消息类型就可以和Template连用，构成消息模板。这样TTCN-3会自动检测消息是否和模板中指明的域是否匹配，并在匹配时才调用相关操作（是的，QL，这就是MASK）。对任何通信协议的一致性测试，这都是个极为重要的功能。

4．Altsteps

Altsteps又是一个即为强大的功能。你可以将它等同与C中的switch-case语句，但Altsteps比后者强大得多，而且是动态的。有例如下：

alt{

[ ] L1.receive {// Boolean guard/expression

setverdict(pass);

}

[ ] L2.receive {// Boolean guard/expression

setverdict(inconc);

}

}

在进入alt语句块前，TTCN-3会进行一次Snapshot，“照”下当前系统内的状态，然后依据这个状态触发对应的alt branch。如上面的例子。如果port L2中有消息，可以被接收，就会运行第二条branch中{}的语句。这东东用来写状态机是十分合适的，特别是配合Template，可以避免你设无穷多个状态变量。alt语句中，你可以如下写：

MyPort.call(MyProc:{ -, MyVar2}) {// in-line signature template for the call of MyProc

[] MyPort.getreply(MyProc:{?, ?}) { }

}

上面指出了我们调用了一个MyProc的RPC，并且在MyPort这个Port等待他的答复。如果用C语言实现，我们很可能设置一个变量来记录我们发起过这个调用并在等待回应，并且检查收到的每一条消息，看他是否是来自MyProc的Reply；这样的调用一多，状态变量必然很多，难以避免地会出现一大堆层层嵌套的switch-case语句。而Altsteps可以将逻辑相关的语句有效地捏合在一起，有利于阅读和维护。

TTCN-3中还有好些好玩的东西，比如anytype，run on，with等等关键字，对port的操作，及基于procedure的通信，都是很有意思的语法特性，限于体力，不做介绍。总之，TTCN-3语言本身是种比较抽象和高级的语言，屏蔽了很多琐碎的细节，coder可以集中注意在逻辑和协议本身。可惜的是，没有找到TTCN-3的开源实现，商业的TTCN-3可能会比较昂贵。由于TTCN-3比较复杂，比如以上特性，基本上都需要利用多线程和通信特性，系统可移植性也是个问题，也许用Java实现是一个比较好的选择。无论如何，对于复杂的分布式开发系统，要部署TTCN-3，其至少在接口方面的开源是必须的，而且需要很大一番努力将其整合进现有系统。