CC BY
36
I
SCIENCE TIME
I
МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Туровец Николай Олегович, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, г. Минск, Республика Беларусь
E-mail: turovets.nick999@gmail.com
Алефиренко Виктор Михайлович, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, г. Минск, Республика Беларусь
E-mail: alefirenko@bsuir.by
Аннотация. Статья посвящена обзору методов тестирования интегрированных информационных систем. Рассмотрены основные инструменты для проведения тестирования производительности, нагрузочного тестирования и стресс-тестирования.
Ключевые слова: информационная система, виды тестирования, тестирование производительности, нагрузочное тестирование, стресс-тестирование.
Интегрированная информационная система - это набор интегрированных приложений, которые комплексно, в едином информационном пространстве поддерживают все основные аспекты управленческой деятельности предприятия. В настоящее время существует большое количество различных интегрированных информационных систем [1]. Перед внедрением в эксплуатацию необходимо проводить тестирование информационной системы.
Работа любого программного обеспечения информационной системы должна предусматривать нагрузку в течение длительного времени. Сбои и отказы в системе могут привести к неприятным последствиям, таким как потеря пользователей и убытки компании. Тестирование позволяет определить, как и с какой скоростью может работать система под определенной нагрузкой. Можно выделить 3 основных метода тестирования информационных систем: тестирование производительности, нагрузочное тестирование и стресс-тестирование.
Тестирование производительности интегрированной информационной системы позволяет находить возможные уязвимости и недостатки в системе в
1 SCIENCE TIME 1
условиях нормальной, повышенной и пиковой нагрузки. С помощью нагрузочного тестирования проводится оценка на соответствие производительности продукта требованиям, сформулированным в техническом задании. Нагрузочное тестирование выполняется для определения времени отклика системы на запросы различных типов, с целью удостовериться, что система работает в соответствии с требованиями при нормальной пользовательской нагрузке. Стресс-тестирование предполагает проверку работоспособности системы при максимальных нагрузках и нагрузках, превышающих пользовательские в несколько раз.
Тестирование производительности (Performance Testing) - это тестирование, которое выполняется для определения того, как компоненты системы работают в конкретной ситуации [2].
В большинстве случаев тестирование производительности имеет не одну, а несколько целей, так как другие типы тестирования в ходе проведения совмещаются с другими целями. Основная цель тестирования производительности включает установление эталонного поведения системы. Основная особенность тестирования производительности заключается в том, что оно происходит только после полного функционального тестирования. Ошибки функциональности не исправляются в ходе тестирования производительности [2].
Тестирование производительности проводится с целью предоставления информации о системе, касающейся скорости, стабильности и масштабируемости. Тестирование производительности определяет, соответствует ли программное обеспечение информационной системы требованиям скорости, масштабируемости и стабильности при ожидаемых рабочих нагрузках [2].
В настоящее время на рынке программного обеспечения существует большое количество различных инструментов для проведения тестирования производительности, начиная от программных средств с открытым исходным кодом и заканчивая приложениями для автоматизированного тестирования премиум-класса. Однако, имея такое множество альтернатив, иногда трудно выбрать лучший инструмент. Рассмотрим несколько инструментов тестирования производительности [3].
Apache JMeter - один из самых популярных инструментов с открытым исходным кодом для тестирования производительности. Инструмент имеет богатую функциональность и достаточно давно успел себя зарекомендовать, как отличную альтернативу платным аналогам для большинства решаемых задач [3].
Инструмент кроссплатформенный, так как разработан на Java. Доступна как работа из GUI, так и запуски в консольном режиме. JMeter действительно очень популярен в отрасли, об этом говорит тот факт, что некоторые инструменты используют JMeter в качестве своего базового программного обеспечения. Интерфейс JMeter представлен на рисунке 1.
20
I
SCIENCE TIME
I
г»С01 - Türe« Gnx>p
/ HTTP ReQuestetempjmx (Dí\HTTP RcquesUftefnpjmx) - Apach« JMeter (5J.I)
I*» fwck gun QptaMt looH HHP
|а|м ц Á ,0 *¡ -| •-! [ ►lbl» о i^b
» . TtstPtin i » j-
л №. «.«Л TM Thr*«1 _
V Re port
^ Uft*rQ«fo*d VariaM«! X CSV Data SílCííéfl
X HTTP c««t Ujrug*< X HTTPCiKn» Ujruj*' f O j|J№~llHt*0Gi«M»
? : UC01 • Trini «oon Ccr*<Hw - uC0T_*_wgn«e s иС01.в_1одл j UC0l_C_*<**_t>w t : uCOlJUoootf
/ UCOT.DjOQfXJMW ito-bw 9 f UC01_D_IÚQMÍ_164
/С HTTP Н#лО»г Um»;» / (JSR) IM ntiA to »I* y' Oteug Sjrnpie<
> iu E *
ООЖКЮ ^ 0 IW (¿j)
AcTwb 10 Ы lik«« Itof я Samptaf »fror • Смит O iwmuiiMiMiM
propertm Numtaf Ы TbfMdt (WMnt [т_
«op IM«M Slop Inl Slop To« Mow
у tow виг » «el britm
SpKlf Ihrred M*tm
'O- TMtrmpt
¡ HTTP^S) T*i1 Sinei RtttrdK
1í:U!S7,}L) «PO LM«n( fila: D:\kTTP
2939-92-12 14! 16:57,214 WO O.a.].i.Ml«Jr»ir: Set № b*i«**Oí\*
ÍOÍÍttMJ 14tlfti37»2L4 1ЯРО O.«.J.«.Í«vaSer*ÍC»l LOédln| «leí D;\M1 Ir Reí.cítfeenp■ *пи ÍOÍOCIIÍ U:]e:S7,№ WO o, i. j.f.HIcSarver: oeu biM-'0:V*
Рис. 1 Интерфейс Apache JMeter
Apache JMeter - это отличный инструмент тестирования производительности с открытым исходным кодом для больших и малых компаний. Программа предоставляет бесплатно своим пользователям различные полезные инструменты тестирования, и пользователи могут настроить её в соответствии со своими потребностями и каждого.
Micro-Focus LoadRunner (ранее известный как HP LoadRunner) - это довольно сложный и универсальный инструмент тестирования производительности программного обеспечения, который обнаруживает проблемы с производительностью прежде всего в корпоративных приложениях, используемых крупными компаниями для зарабатывания денег. Однако из-за своей цены этот инструмент больше подходит для средних и крупных организаций. LoadRunner может применяться для тестирования программного обеспечения ERP, устаревших системных приложений, а также технологий Web 2.0. Интерфейс LoadRunner представлен на рисунке 2 [3].
21
SCIENCE TIME
Рис. 2 Интерфейс Micro-Focus Loadrunner
LoadRunner позволяет тестировщикам программного обеспечения проводить комплексную оценку производительности своей системы. Он специализируется на выявлении узких мест до того, как приложение будет внедрено в компанию или до стадии развертывания. В результате пользователи могут оценить каждый компонент по отдельности, прежде чем он начнет работать. Также этот инструмент очень полезен при обнаружении пробелов в производительности, если будет проводится обновление системы. Также он предоставляет пользователям функции для прогнозирования затрат по увеличению производительности приложений. Благодаря точному прогнозированию таких затрат, связанных с аппаратным и программным обеспечением, специалистам проще повысить производительность и масштабируемость приложения [3].
BlazeMeter - инструмент тестирования, который предоставляет пользователям тестирование производительности, нагрузочное тестирование и стресс-тестирование как услугу. Служба содержит инновационную и всеобъемлющую платформу непрерывного тестирования. Веб-интерфейс приложения эффективен для создания статических нагрузочных тестов и использования сценариев JMeter для выполнения динамических нагрузочных тестов. Интерфейс BlazeMeter представлен на рисунке 3 [3].
22
I
SCIENCE TIME
I
Рис. 3 Интерфейс BlazeMeter
BlazeMeter известен широчайшим использованием одного из лучших инструментов нагрузочного тестирования с открытым исходным кодом - Apache JMeter. Он предоставляет различные корпоративные функции для бесплатной платформы. То есть пользователи могут получить доступ ко многим расширенным функциям, таким как мониторинг производительности приложений (APM), создание отчетов в режиме реального времени, распределенное тестирование и интеграция с инструментами разработчика для непрерывной интеграции [3].
BlazeMeter - отличный инструмент для тестирования производительности для организаций, которые уже используют Apache JMeter.
Тестирование производительности рекомендуется проводить при внедрении крупного изменения, которое существенно влияет на функционал (например, обновление программного обеспечения). Оно позволяет выявить и предотвратить ошибки в информационной системе перед внедрением в эксплуатацию; определить максимальное количество одновременно работающих пользователей в системе и максимальное количество одновременно выполняемых операций без потери качества обслуживания.
Нагрузочное тестирование (load testing) - данный тип тестирования представляет собой определение производительности и времени-отклика программно-технической системы в ответ на внешний запрос, а также позволяет оценить поведение системы при возрастающей нагрузке. Цель нагрузочного тестирования - это определение максимальной нагрузки, при которой система может функционировать.
В роли нагрузки может выступать количество пользователей, а также количество операций на сервере.
1 SCIENCE TIME 1
Производительность при этом определяется следующими факторами [4]:
- скоростью работы программного обеспечения;
- скоростью работы аппаратного обеспечения;
- скоростью работы сети.
Во время тестирования могут осуществляться следующие операции, позволяющие более точно измерить производительность и определить «узкое место» системы [4]:
- измерение времени выполнения выбранных операций при определенных интенсивностях выполнения этих операций;
- определение количества пользователей, одновременно работающих с приложением;
- определение границ приемлемой производительности при увеличении нагрузки (при увеличении интенсивности выполнения этих операций).
Рассмотрим 2 примера тестов, которые представлены на рисунке 4 и 5, для определения количества пользователей, с которыми может работать система.
Пример 1. В этом тесте 50 пользователей добавляются через каждые 50 секунд, пока нагрузка не достигнет 500 пользователей. Каждый шаг занимает 50 секунд, и JMeter ждет 50 секунд, прежде чем начать следующий шаг. Как только нагрузка достигнет 500 потоков, все они будут продолжать работать в течение 100 секунд вместе, а затем, наконец, останавливают 20 потоков каждые 10 секунд [5].
Пример 2. В этом тесте 10 пользователей добавляются через каждые 120 секунд, пока нагрузка не достигнет 100 пользователей. Каждый шаг занимает 120 секунд, и JMeter ждет 120 секунд, прежде чем начать следующий шаг. Как только нагрузка достигнет 100 потоков, все они будут продолжать работать в течение 180 секунд вместе, а затем, наконец, останавливают 5 потоков каждые 10 секунд [6].
24
I
SCIENCE TIME
I
Рис. 4 Пример 1 выполнения нагрузочного тестирования
Рис. 5 Пример 2 выполнения нагрузочного тестирования
1 SCIENCE TIME 1
Стресс-тестирование (stress-testing) - это вид тестирования, который характеризует систему со стороны устойчивости её работы при условиях, превышающих нормальные. Цель данного вида тестирования - оценка производительности системы при пороговых значениях рабочей нагрузки или за её пределом. Также в ходе тестирования можно оценивать работу системы при изменении ресурсов, доступных системе, таких как процессорное время, память, ширина сетевого канала и т. д [7].
В ходе тестирования измеряется [2]:
- возможность и время регенерации системы - возможность и время возвращения системы к нормальному состоянию после стрессовых нагрузок;
- корректность логирования ошибок и оповещений о их возникновении;
- производительность системы при стрессовой нагрузке;
- оценка влияния сбоев тестируемой системы на внешние системы.
Проверять работоспособность в экстремальных условиях использования в
первую очередь необходимо для программного обеспечения, сбои в работе которого может привести к большим и серьезным последствиям, как финансовым, так и более серьезных, вплоть до человеческих жизней [2].
Зачастую, вручную создать необходимые условия нагрузки не представляется возможным, поэтому прибегают к [8]:
- фокусировании на транзакциях определенных типов, что более сильно влияет на возникновение граничных ситуаций, нежели при нагрузочном тестировании;
- использованию скриптов, виртуальных пользователей и прочих автоматизированных симуляторов интенсивного рабочего процесса, что позволяет исследовать поведение программного обеспечения при пиковой нагрузке;
- исследованию «узких мест» системы;
- исследованию процессов обработки ошибок и исключительных ситуаций.
Таким образом, в настоящее время существует большое число инструментов тестирования информационных систем. Представленные методы и соответствующие инструменты позволяют проверить такие нефункциональные требования, как производительность и работоспособность информационной системы при различных нагрузках и создаваемых условиях. Тестирование позволяет не только следить за работой системы, но и помогает давать рекомендации по оптимизации работы системы, а также позволяет выявить и устранить большой набор потенциальных угроз, которые информационная система может начать испытывать на стадии эксплуатации.
1 SCIENCE TIME 1
Литература:
1. Алефиренко В.М. Обзор и классификация информационных систем / В.М. Алефиренко, Н.О. Туровец // Danish Scientific Journal. - 2021. - Vol. 1, № 55. - С. 52-56.
2. PerfomanceLab [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// www.performance-lab.ru/blog/load-testing/testirovanie-proizvoditelnosti
3. PerfomanceLab [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// www.performance-lab.ru/blog/luchshie-instrumenty-dlya-nagruzochnogo-testirovaniya
4. ПроТестинг.т [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.protesting.ru/testing/types/loadtesttypes.html
5. BlazeMeter [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// www.blazemeter.com/blog/advanced-load-testing-scenarios-jmeter-part-4-stepping-thread-group-and-concurrency-thread
6. Jmeter-Plugins [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://jmeter-plugins.org/wiki/SteppingThreadGroup/
7. QALight [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://qalight.ua/ru/ baza-znaniy/stress-testirovanie/
8. Software-Testing [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://software -testing.ru/library/testing/performance-testing
