4、链路层协议测试：帧结构验证、MAC地址过滤、重传机制测试

4.1 帧结构验证

帧结构验证旨在确认设备发送/接收的链路层帧是否符合 IEEE 802.15.4 / 802.11 等标准规范。测试内容包括前导码、帧起始分隔符（SFD）、帧长度、帧控制字段、地址域、序列号、帧载荷及 FCS 校验。

测试项	验证点	通过标准
前导码完整性	前导码序列是否连续、无毛刺	前导码长度误差 < 1%
帧控制字段	帧类型、安全使能、ACK请求位	与协议规范完全一致
FCS校验	CRC-16/32 计算与验证	误帧率 < 0.01%

4.2 MAC地址过滤

MAC地址过滤是物联网设备安全的第一道防线。测试验证设备能否正确识别白名单/黑名单中的MAC地址，并拒绝未授权设备的接入请求。

测试用例示例

• 白名单测试：配置白名单包含 MAC_A、MAC_B，发送设备使用 MAC_C 尝试连接 → 预期：拒绝。
• 黑名单测试：配置黑名单包含 MAC_D，发送设备使用 MAC_D 尝试连接 → 预期：拒绝。
• 广播帧处理：广播地址 (FF:FF:FF:FF:FF:FF) 是否被过滤 → 预期：根据策略允许或拒绝。

4.3 重传机制测试

重传机制是链路层可靠性的核心保障。测试验证设备在丢包、冲突、ACK超时等场景下，能否按照协议规定的退避算法（如 CSMA/CA）进行重传，并最终完成数据交付。

测试场景	注入条件	预期行为
ACK超时	模拟ACK丢失	设备在超时后执行退避，重传相同序列号帧
最大重传次数	连续注入丢包	达到最大重传次数（默认3次）后丢弃帧并上报上层
退避算法	连续冲突	退避时间呈指数增长（如 2^n * 单位时隙）

重传参数验证代码示例

// 伪代码：重传机制测试脚本
uint8_t retry_count = 0;
uint8_t max_retry = 3;
uint32_t backoff_base = 20; // ms

while (retry_count < max_retry) {
    send_frame(seq_num);
    if (wait_for_ack(backoff_base * (1 << retry_count))) {
        break; // ACK 收到，传输成功
    }
    retry_count++;
    log("重传第 %d 次，退避时间 %d ms", retry_count, backoff_base * (1 << retry_count));
}
if (retry_count == max_retry) {
    log("达到最大重传次数，丢弃帧");
    report_error();
}