思博伦IMS测试解决方案

摘要　介绍了思博伦公司关于IMS测试的解决方案。测试领域包括IMS的应用与服务，呼叫会话控制，安全、计费、固定移动融合，、与传统网络互通、传输平面等、覆盖核心网络、接入网络及网络互通。

1  引言

IMS最重要的趋势之一是迅速推出新型多媒体服务。通过将应用/服务层与控制和传输平面隔离，可以以更低的成本更迅速地开发单个新应用。此外，服务提供商还可以利用第三方进行应用开发。这种模式的变化对测试战略有着重大影响。从历史数据上看，推出一种新服务需要18个月或更长时间。IMS有可能将时间减少到几个月，甚至几个星期。为此，测试战略必须具备传统意义上所不具有的灵活性。测试人员必须能在部署新服务之前在实验室中迅速建立原型。思博伦的IMS测试解决方案就是以此为出发点设计的，它具有使测试人员可以迅速开发用于特定应用的新呼叫流的内在灵活性。

2  思博伦IMS测试解决方案

2.1  应用与服务

思博伦的解决方案使用户可以隔离单个应用服务器（AS）或测试一个包括控制平面和AS的系统。测试人员可以测试功能性、错误处理，或调整应用服务器获得最佳性能。Presence、一键通、即时消息和共享列表服务器就是思博伦支持的一些应用类型。

2.2  呼叫会话控制

IMS的控制平面是IMS的核心。IMS标准定义了新型网络设备、呼叫会话控制功能(X-CSCF)、归属用户服务器（HSS）、策略控制与计费规则功能（PCRF）、处理用户认证的方式、呼叫路由、会话建立、计费和政策执行。这种新架构虽然可以提供非常强健的功能，但也带来了复杂性。由传统VoIP到IMS的信令信息流、完成注册客户设备以及与另一个对等设备建立会话，它们的数量增加了几倍。

这种复杂性直接影响到测试，因此设备厂商和服务提供商必须认真考虑将新的高质量产品与服务迅速推向市场。这就要求测试人员必须能够迅速开发定制的呼叫流。必须取得定制、性能和易用性之间恰当的平衡，才能从测试产品中获得最大的价值。

思博伦的IMS解决方案将下一代技术包括在可定制的基于状态机的测试中，提供高性能、可扩展性和最好的易用性。思博伦可以测试或仿真任意IMS核心网络设备，X-CSCF，HSS，AS，MRFC，UE等。每个IMS设备都可以以隔离方式测试，或与其它设备组合在一起测试以获得系统级测试。这类测试要求在测试过程中必须同时使用多种协议（如SIP，Diameter，RTP），而这正是思博伦产品固有的功能。思博伦提供惟一的可以在高负载速率下运行定制呼叫流的解决方案，这意味着用于执行功能测试的同样的测试案例可以无缝地提供性能调整和稳定性测试。

2.3  安全性

尽管安全威胁是企业主要担心的问题，但它们对于无线服务提供商来说是比较新的问题。虽然IMS为很多多媒体应用提供了保证，但同时也将安全隐患带入了无线世界，这样的例子包括黑客、对应用服务器的攻击、对网络服务的非法访问和病毒。设备厂商和服务提供商正在努力保护网络和客户的利益。他们意识到一次停机事件可能意味着损失数百万美元的收入，并导致客户信心与忠诚度严重受损。具有前瞻性的厂商和运营商懂得对防火墙、内容过滤设备和安全网关的精确测试是防止恶意攻击的惟一途径。

思博伦的IMS测试解决方案提供种类齐全的安全测试选择。它们包括仿真网络设备，如象在防火墙或安全网关中那样包围和隔离安全设备。可以对被测设备（例如，GGSN、SGSN或Web服务器）发动分布式拒绝服务（DDoS）攻击。此外，仿真数十万台由IPSec加密的IMS用户，测试人员可以测试重要的性能标准，如使用加密传输流的目标设备的激活率、容量和吞吐量。安全机制处在不断的改进之中，而思博伦公司则站在测试这些新机制的最前沿。

2.4  计费

计费是新型IMS架构不可缺少的组成部分，人们为其定义了基于标准的接口和网络设备。IMS将改变运营商可用来最大限度地增加每用户平均收入（ARPU）的独特的/可定制的计费方案数量的规则。订户将可以灵活地实时添加或删除新服务产品，这类新计费功能意味着新的测试挑战。例如，计费系统必须可扩展，必须可靠、准确。不经过彻底的测试，性能不佳和/或不准确的计费系统有可能导致收入损失和失去客户的信任。一些运营商和厂商仍以手工和耗费时间的方式评估他们的计费系统。他们应当懂得计费的重要性以及复杂性将随着IMS而增加。传统的测试方法将很快无法满足下一代网络的需要。

无线计费从采集SGSN和GGSN上的呼叫详细记录（CDR）开始。缺少自动化测量CDR采集的准确性和稳定性会导致测试的不完整。思博伦提供检验计费准确性的全自动测试案例。出自复杂的传输流模式的成千上万条记录可以在几分钟（而不再是几天或几周）内得到检验。此外，HSS或AAA功能可以得到测试，确保严格遵守正确的计费程序。

2.5  移动性和固定移动融合（FMC）

FMC的一个重要方面是双模式手机。双模手机使用户可以根据服务的可用性和网络是否费用最低、性能最高，从蜂窝网向WLAN网漫游。为此，WLAN网络必须与蜂窝分组数据网互通。3G行业组织（3GPP和3GPP2）颁布了定义这些互通或网关功能的规范。被称之为分组数据网关（PDG）或分组数据互通功能（PDIF）的新型网络设备是这些规范的关键内容。这些新设备在安全地桥接蜂窝网上的WLAN用户和支持从一种网络向另一种网络平滑切换中发挥着至关重要的作用。

如果设备厂商与运营商希望开发和部署最好的使用双模手机的FMC服务，那么可扩展性、切换性能、QoS以及PDG和PDIF的安全方面是他们必须考虑的关键测试内容。思博伦的IMS测试资产组合提供全面的FMC测试功能。思博伦设备通过仿真WLAN接入点、数百万移动节点和整个3G移动分组核心网，来隔离新的分组和安全网关设备。PDG，PDIF和安全网关可以被独立地测试，也可以作为包括真实移动分组核心网和IMS设备的系统来测试。

2.6  与传统网络互通

IMS网络并不是独立的网络。IMS若想取得成功，就必须与目前的现有网络互通。IMS核心网络将与2G蜂窝网、PSTN网以及其它VoIP网络互通。IMS标准为此定义了媒体网关、控制网关和信令网关。可扩展性、性能、互操作性以及语音质量是决定新网关功能的可用性以及客户能够得到的服务质量的关键因素。

思博伦的VoIP和PSTN测试解决方案使一致性、功能和性能测试成为可能，消除了对多种测试工具的需要。思博伦帮助设备制造商测试从遗留网络设备到融合的网络设备的迁移，即推动IMS网络架构的PSTN互通部分的演进。思博伦的测试解决方案能够测试固定到移动、VoIP和IMS网络上的语音、视频和数据传输流。在IMS网络中，思博伦可以测试数据和视频传输流对语音质量的影响。集成的测试是全面检验融合网络基础设施的惟一途径。

2.7  传输平面

基于IP的移动分组核心网是向移动用户提供新的基于IMS多媒体服务不可缺少的组成部分。移动分组核心网传送语音、视频和数据给用户。移动分组核心网所具有的性能、可扩展性和服务质量（QoS）对于客户在运营商网络中感受到的质量有着切实的影响。若要确定网络设备不仅在隔离状态下而且作为完整系统的组成部分的性能，就必须进行全面的测试。

思博伦的性能分析测试系统提供测试基于3PGG或3PGG2标准的移动分组核心网的全面测试功能。思博伦的产品能够仿真和测试GPRS/UMTS和cdma2000移动分组核心网中的每一种网络设备。思博伦产品具有业界最好的系统可扩展性，能够在一个测试台中扩展到数百万个仿真的移动节点。提供多种应用传输流(SIP，HTTP，RTP，Mail)的真实的传输流模型，并可在实验室环境中进行仿真测试，并且占用空间面积非常小。这将使厂商和运营商避免因试图将多种设备拼凑在一起而造成的费用、复杂性以及占用的实验室空间。预先制作的测试方法提供确定的和可重复的测试，这对于希望加快新产品和服务上市时间的客户至关重要。

3  利用思博伦产品测试解决IMS网络隐患

3.1  核心网络

（1）一致性测试

一种全面的一致性测试方法能够用于解决使用专有协议和未公布扩展名的网络所存在的问题。现在，服务提供商可以保证服务特性跨不同厂商的多平台一致地运行。

（2）负载测试

在开发某种特性时，全面考验这种特性的惟一途径就是确保它在负载条件下性能达到设计水平。计费服务器以及CSCF、媒体网关（MGW）和所有互联线路都将以这种方式加以考验。没有负载的特性测试不是发现问题的可行办法，必须始终在全负载条件下测试特性。

（3）服务验证

在服务被设计和开发后，必须加以检验。必须产生、捕获和分析呼叫流，使操作如预期的那样运行。全面验证服务需要图形调试工具和基于状态机的测试设备。

（4）计费检验

在服务被设计和开发后，相关的呼叫详细记录（CDR）必须加以检验，以确保客户被计费，并且被正确计费。在这种场景中，复杂的呼叫流提供对计费功能的100%的测试覆盖，来证明它是否可用于服务。

（5）互操作性测试

克服互操作问题会很复杂。一种可以在网络中使用的方便的测试方法是执行穿越网络尽可能多部分的端到端的呼叫/调用服务。这种方法将测试网络设备之间的接口和数据传送，增强对网络中的互操作性的信心。

（6）调试分析

在核心网络设备（如P-CSCF和I-CSCF）之间存在问题的地方，可视化调试工具将克服和解决问题。如果调试工具可以迅速重现呼叫流来实现对网络设备进一步的仿真或模拟，这些问题将得到最有效的解决。

（7）强健性测试

决策功能（PDF）是一种核心网络设备，它使用户可以访问网络和决定服务水平。强健性测试套件将发现这类问题，确保网络的这一关键组成部分做好部署的准备和发现任何隐藏的服务故障。

（8）专有呼叫流测试

由于标准在飞速变化的市场中达不到服务提供商的需要，因此必须测试专有的呼叫流。需要一种进行非标准测试的测试工具。这类测试工具常常基于"状态机"而不是协议。这将使服务提供商可以根据需要建立呼叫流原型或修改它们。

3.2  接入网络

（1）QoS和网络可扩展性测试

移动分组核心网络在为用户提供应用传输流中发挥着关键作用。如果分组核心网没有经过全面的测试，可能危及整个网络的体验质量。存在着许多潜在的隐患，包括低数据吞吐量、造成敏感应用的延时或损失的低服务质量（QoS）、切换过程中掉话以及由于容量负载造成的呼叫建立失败。完整的测试由系统仿真和测试分组核心网络中的每一个网元组成，能够利用真实的流量模式仿真数百万IMS的移动节点。

（2）计费准确性和可靠性测试

准确的计费是网络所必需的功能。计费错误意味着损失收入并动摇客户的信心。无线计费从采集SGSN和GGSN上的呼叫详细记录（CDR）开始。缺少测量CDR采集的准确性和稳定性的自动化会导致测试的不完整。

（3）WLAN与蜂窝互通测试

IPSec加密技术被广泛地用于保护传送到3G网络的WLAN传输流。IPSec显著地增加了开销和处理需求。如果分组数据网关（PDG）设备没有经过恰当的调节来取得良好的性能，网络在最终用户眼中就会显得动作迟缓。双模手机由WLAN到蜂窝网的切换能力带来另一个必须加以测试的潜在故障点。

（4）安全测试

长期以来，安全问题一直是企业网络的心头之患。基于IMS的应用普及使无线和IMS网络成为恶意攻击的主要目标。安全网关和防火墙承担起阻止病毒和拒绝服务攻击以及提供对网络服务的授权访问的责任。测试人员必须掌握仿真这些安全威胁的能力。

3.3  网络互通

（1）语音质量测试

通过使用PESQ，MOS，R-Value，E-Model等标准化测试，可以得到了解网络变化对语音质量产生何种影响的客观的数值。这类测试将帮助服务提供商了解设备A为何优于设备B，以及网络延迟、延时和抖动对良好的语音质量和客户满意度为何发挥着重要的作用。

（2）故障切换测试

由于90%以上的现有传输流经过PSTN域，因此IMS和PSTN域之间的媒体和信令连接面临着巨大的流量需求。应当提供一个用于这些连接的备份网关，并在服务部署前进行充分的故障切换测试。

（3）网关容量测试

任何网络中的边缘和互通网关的容量都应当被掌握。然后，服务提供商才能进行规划并从网关中得到最大的财务收益。思博伦产品可以生成投资回报（ROI）指标，使来自不同厂商的网关可以相互比较。

（4）PSTN适应性测试

克服大型网络上的PSTN适应性问题非常容易。由于这类网络的运行情况被详细地记录下来，因此可以进行深层次的一致性测试。通过运用行业标准测试仪进行测试，可以达到适应性标准并获得与遗留网络连接的权限。