基于docker的時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置web測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

符偉杰 ，邵 軍 ，褚澤帆 ，張志堅(jiān) ，宗 澤

（1.水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所江蘇南京210012；2.水利部水文水資源監(jiān)控工程技術(shù)研究中心江蘇南京 210012）

緊密圍繞水資源高效開發(fā)利用的國家目標(biāo)，針對(duì)復(fù)雜多變條件下的大江大河流量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)問題[1-2]，研發(fā)適合于國內(nèi)實(shí)際情況的時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置，滿足水資源智能調(diào)度及精細(xì)化管理要求[3]。web遠(yuǎn)程管理控制系統(tǒng)為時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置提供水位、流速、流量、視頻安防監(jiān)控等的顯示與控制功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)聲道距離、安裝高程、當(dāng)前水位、安裝角度等的參數(shù)設(shè)置，提升時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、設(shè)置等的操作便捷性、統(tǒng)一管理性[4-5]，因此，時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置web遠(yuǎn)程管理控制系統(tǒng)必須經(jīng)過嚴(yán)格緊密的功能性測(cè)試，不斷優(yōu)化完善邊界條件、多瀏覽器支持等異常情況，確保其能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行在各個(gè)環(huán)境條件，為開發(fā)及管理人員提供技術(shù)決策支撐。

1 Selenium自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

selenium是目前web和app自動(dòng)化測(cè)試的主要框架，用于創(chuàng)建衰退測(cè)試檢驗(yàn)軟件功能和用戶需求，包含測(cè)試的錄制（Selenium IDE）、編寫及運(yùn)行（Selenium Remote Control）和測(cè)試的并行處理（Selenium Grid）。Selenium的核心Selenium Core基于JsUnit，完全由JavaScript編寫，因此可運(yùn)行于任何支持JavaScript的瀏覽器，selenium不僅支持對(duì)瀏覽器原生API進(jìn)行操作，也同時(shí)支持javascript[6-8]。由于其能夠完全模擬手動(dòng)操作行為，故被應(yīng)用于自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，理論上只要測(cè)試用例寫得足夠詳細(xì)完全能夠取代人為測(cè)試，特別在回歸測(cè)試環(huán)節(jié)有效減少人力成本，提高測(cè)試效率。Selenium Standalone Server的Grid分布式布局的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，selenium hub類似于一個(gè)中央處理器，selenium node是遠(yuǎn)程需要執(zhí)行測(cè)試的節(jié)點(diǎn)，selenium Test case是運(yùn)行在hub上的測(cè)試用例[9-10]。

圖1 Grid分布式布局結(jié)構(gòu)圖

對(duì)于單版本瀏覽器，selenium可以在一臺(tái)PC機(jī)器上完成測(cè)試，由于一臺(tái)PC機(jī)器上不能同時(shí)安裝2種不同版本的瀏覽器，針對(duì)多版本的瀏覽器兼容性測(cè)試有3種解決方案，第一種方案是增加真實(shí)PC機(jī)的數(shù)量，但是這在管理、資源及成本上造成不必要的浪費(fèi)；第二種方案是在vm虛擬機(jī)上裝有多個(gè)操作系統(tǒng)，每個(gè)操作系統(tǒng)安裝不同版本的瀏覽器，但是這消耗了PC機(jī)大量系統(tǒng)資源，可操作性不高；取代這兩種方案的第3種方案是基于docker容器引擎技術(shù)[11]，在docker不同的容器中安裝不同版本的瀏覽器且注冊(cè)到selenium的hub節(jié)點(diǎn)上，這樣既節(jié)省系統(tǒng)資源開銷與成本也方便管理。

2 docker容器引擎技術(shù)

2.1 docker容器引擎技術(shù)概述

Docker使用客戶端-服務(wù)器（C/S）架構(gòu)模式，使用遠(yuǎn)程API來管理和創(chuàng)建docker容器，其容器通過docker鏡像來創(chuàng)建。容器與鏡像的關(guān)系類似于面向?qū)ο缶幊讨械膶?duì)象與類。docker daemon一般在宿主主機(jī)后臺(tái)運(yùn)行，等待接收來自客戶端的消息[12]。docker是一個(gè)由Go語言寫的程序，運(yùn)行的容器（Linux containers，LXCs）實(shí)現(xiàn)了一種應(yīng)用程序級(jí)別的隔離，由直接操作虛擬主機(jī)（VM），轉(zhuǎn)換到操作程序運(yùn)行的容器上。其把特定的應(yīng)用裝在容器內(nèi)，通過Linux Container技術(shù)將App變成一種標(biāo)準(zhǔn)化的、可移植的、自管理的組件，這種組件可以在你的Laptop上開發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行，最終非常方便和一致地運(yùn)行在生產(chǎn)環(huán)境下，其應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 docker架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2.2 docker鏡像獲取及啟動(dòng)

docker鏡像是一個(gè)只讀的鏡像，通過鏡像ID進(jìn)行識(shí)別，一個(gè)docker鏡像可以構(gòu)建于另一個(gè)docker鏡像之上，根據(jù)測(cè)試環(huán)境的需要，這種層疊關(guān)系可以為多層，鏡像繼承了他們的父層鏡像的所有屬性和設(shè)置。將負(fù)責(zé)管理容器的docker服務(wù)端和控制服務(wù)端進(jìn)程的docker客戶端安裝部署在同一臺(tái)PC機(jī)器上，使用Xshell或者CRT連接docker后，執(zhí)行命令docker pull selenium/hub，系統(tǒng)自動(dòng)從鏡像源中下載最新的selenium/hub鏡像，構(gòu)建selenium自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境，接著執(zhí)行命令docker pull selenium/node-firefox，將自動(dòng)從鏡像源中下載最新selenium/node-firefox鏡像。在Xshell中輸入指令docker images，Xshell或者CRT遠(yuǎn)程連接器提示selenium/node-firefox（firefox瀏覽器鏡像）及selenium/hub[13-15]，顯示如圖3所示信息，則說明docker鏡像安裝并部署成功。

圖3 鏡像提示信息

構(gòu)架分布式測(cè)試環(huán)境必須先啟動(dòng)一個(gè)selenium hub，在docker中啟動(dòng)命令如下：

docker run-p 5555:4444-d--name'selenium_hub'selenium/hub

具體的參數(shù)說明如下：

1）run：通過鏡像啟動(dòng)一個(gè)容器。

2）-p：端口映射，5555是容器宿主機(jī)的端口，4444是容器的端口。說明把容器的4444端口開放給docker主機(jī)的5555端口，從而實(shí)現(xiàn)通過docker主機(jī)的5555端口來訪問容器。

3）-d：docker后臺(tái)運(yùn)行的容器，運(yùn)行 serverstandalone-2.52.0.jar后啟動(dòng)一個(gè)socket程序，使得在xshell當(dāng)前窗口進(jìn)行其他指令操作。

4）--name：指定容器運(yùn)行的別名，如果不指定則隨機(jī)生成一個(gè)。

5）selenium/hub：要運(yùn)行的鏡像文件。

啟動(dòng)selenium hub后，需要啟動(dòng)node，在Xshell中啟動(dòng)node命令如下：

docker run-P-d--link selenium_hub:hub sele nium/node-firefox

具體的參數(shù)說明如下：

1）run：通過鏡像啟動(dòng)一個(gè)容器。

2）-P：隨機(jī)生成映射端口號(hào)，啟動(dòng)selenium hub指令中的-p是指定特定的端口號(hào)，此處并不需要知道容器內(nèi)部的端口號(hào)，但端口號(hào)不可沖突。

3）-d：docker后臺(tái)運(yùn)行的容器。

4）--link：依賴容器selenium_hub。

5）selenium_hub:hub：selenium_hub是通過 selenium/hub鏡像啟動(dòng)容器的別名；hub一定要寫成hub或者HUB，寫成其他啟動(dòng)失敗。

6）selenium/node-firefox：node的鏡像。

啟動(dòng)selenium/hub與selenium/node后，運(yùn)行指令docker ps有如圖4所示提示信息，則說明啟動(dòng)成功。

圖4 selenium hub及node啟動(dòng)成功提示信息

在docker啟動(dòng)elenium hub及node后，在瀏覽器中輸入如下ip地址：

http://192.168.99.100:5555/grid/console，有如圖 5所示瀏覽器提示信息，從圖中可以看到hub中有個(gè)新注冊(cè)的裝有firefox瀏覽器且版本號(hào)為50.0的node節(jié)點(diǎn)，接著可以通過docker客戶端運(yùn)行腳本來測(cè)試Grid分布式布局是否部署成功。

圖5 瀏覽器提示信息

2.3 docker鏡像制作

2.3.1 docker中文鏡像制作

當(dāng)從docker鏡像倉庫中下載的鏡像不能滿足項(xiàng)目需求時(shí)，必須構(gòu)建符合項(xiàng)目測(cè)試特征的docker鏡像。時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置web遠(yuǎn)程管理與控制系統(tǒng)需要各版本瀏覽器支持中文顯示，為了保證鏡像的健壯性，需重新編寫Dockerfile，制作中文鏡像。修改Dockerfile，使得內(nèi)容如下：

修改Dockerfile文件內(nèi)容后，保存退出，切換至Dockerfile文件目錄執(zhí)行指令docker build-t selenium/my_node-firefox，即可完成docker中文鏡像的制作，為該容器下載中文包及相應(yīng)的字體后，有效避免測(cè)試過程中出現(xiàn)中文亂碼。

2.3.2 構(gòu)建不同瀏覽器版本鏡像

在鏡像獲取過程中，獲取的鏡像版本號(hào)為50.0版本，但是為了集群測(cè)試每臺(tái)機(jī)器上不同版本的firefox，需要?jiǎng)?chuàng)建不同版本的鏡像[16]。構(gòu)建firefox瀏覽器版本為47.0.2的鏡像，修改添加Dockerfile內(nèi)容如下：

添加不同版本瀏覽器鏡像支持后，切換到Dockerfile文件目錄中運(yùn)行指令：docker build-t selenium/node-firefox47.0.2，經(jīng)過一段時(shí)間后建立一個(gè)firefox版本為47.0.2的鏡像，當(dāng)run這個(gè)鏡像來啟動(dòng)容器時(shí)，注冊(cè)進(jìn)hub的就是這個(gè)版本的瀏覽器，并且可通過使用docker ps命令可以查看所有正在運(yùn)行中的容器列表。

3 結(jié) 論

通過在docker容器引擎中制作多個(gè)鏡像來啟動(dòng)不同的容器，并在每個(gè)容器實(shí)現(xiàn)不同的軟件需求，從而開發(fā)一套時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置web分布式多容器測(cè)試系統(tǒng)，解決基于Selenium Standalone Server的Grid分布式布局需多臺(tái)PC機(jī)同時(shí)配合的難題，節(jié)約運(yùn)營成本，降低系統(tǒng)運(yùn)行開銷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)差法流量監(jiān)測(cè)裝置web自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)一、集中管理。

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