如何自动测试网络 (TCP/IP) 应用程序？

Question

我教学生开发网络应用程序，包括客户端和服务器。目前，我们还没有接触到现有的协议，例如 HTTP、SMTP 等。学生们在普通的套接字 API 之上编写了非常简单的程序。目前我手动检查学生的工作，但我想自动化这项任务并为网络应用程序创建一个自动化测试台。最有趣的测试主题是：

1. 将 TCP 分段分成小部分并以明显延迟交付它们。我需要这样的测试的一个原因是学生通常只是发出read/recv 调用并处理接收到的数据，而不检查是否收到了所有必要的数据。 TCP 不保证消息边界，因此在某些情况下需要进行多次read/recv 调用。问题在于，在大多数简单的网络应用程序中（例如，在聊天应用程序中），消息都很小并且适合单个 TCP 段，因此不会出现问题。我的想法是人为地将消息分成几个小的 TCP 段（即几个字节的数据），这样问题就会出现。
2. 暂停数据传输一段时间以模拟多个慢速客户端，并检查学生服务器中的多线程/异步套接字是否正确实现。
3. 随机重置连接。

我发现了几个模拟不良网络的系统（dummynet、clumsy、netem）。但是，它们都在堆栈的 IP 级别上工作，因此操作系统及其 TCP 实现将补偿数据丢失。这样的系统能够解决任务 2，但他们无法解决任务 1 和 3。所以我认为我需要开发自己的解决方案，它将充当 TCP 代理。我的问题是：

1. 也许有任何库或应用程序可以（至少部分）解决给定任务，所以我可以将它们用作我自己的解决方案的基础？
2. 如果没有任何合适的现有软件项目，也许有任何关于如何正确执行此操作的想法和方法？

Answer 1

来自WireShark mailing list - Creating and Modifying Packets：

...Wireshark Wiki 上有一个“工具”页面：

• http://wiki.wireshark.org/Tools

其中有一个“流量生成器”部分：

• https://wiki.wireshark.org/Tools#Traffic_generators

其中列出了一些可能有用的工具...

“流量生成器”一章还提到了another collection of traffic generators

Answer 2

如果您编写自己的套接字代码，则可以解决所有 3 个任务。

1. 通过setsockopt()启用套接字的TCP_NODELAY选项（禁用用于发送合并的Nagle算法），然后您可以根据需要send()小数据片段，可选地在两者之间延迟（参见# 2).

2. 只需在您的 send() 通话之间设置一个延迟即可。

3. 使用setsockopt() 调整套接字的SO_LINGER 和SO_DONTLINGER 选项来控制关闭套接字是执行中止关闭还是正常关闭，然后在建立连接后以某个随机间隔简单地关闭套接字。