基于云計算的信息系統(tǒng)評測平臺研究與應(yīng)用

王益亮 劉思杙 謝勇 袁強(qiáng)

（1.國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓(xùn)中心 四川省成都市 610000）

（2.四川科銳得實業(yè)集團(tuán)有限公司青羊分公司 四川省成都市 610000）

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，新增研發(fā)系統(tǒng)的快速膨脹，信息系統(tǒng)的融合度愈發(fā)升高，人工智能時代下如何更科學(xué)、高效、合理地管理評測信息系統(tǒng)，建成統(tǒng)一平臺，集成安全、靜態(tài)、功能測試以及架構(gòu)測試和安全測試等多維測試引擎，建立出統(tǒng)一自動化的測試環(huán)境，實現(xiàn)對信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行有效的測試和管理，成為評測系統(tǒng)在信息管理中應(yīng)用的研究熱點。

1 信息系統(tǒng)評測工作面臨三方面挑戰(zhàn)

整體而言，現(xiàn)階段的測試工作面臨三方面挑戰(zhàn)：

（1）測試數(shù)量高速增加。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)研發(fā)的加劇，相應(yīng)的對信息系統(tǒng)評測需求的不斷加劇，都導(dǎo)致測評工作的開展面臨體量上的挑戰(zhàn)。

（2）對數(shù)據(jù)挖掘不夠，信息管理系統(tǒng)內(nèi)的具體數(shù)據(jù)得不到充分挖掘與應(yīng)用?？衫迷朴嬎慵夹g(shù)，發(fā)揮云計算優(yōu)秀的分布性、強(qiáng)大的計算能力，并結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對評測數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘與利用。

（3）信息評測系統(tǒng)不夠智能化。目前的評測系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化測試環(huán)境，我們理應(yīng)融合更多的信息技術(shù)手段，賦能評測平臺工作模式，實現(xiàn)信息系統(tǒng)評測平臺的處理高效化、診斷智能化與評測精準(zhǔn)化。

2 云計算的信息系統(tǒng)評測平臺的架構(gòu)設(shè)計

當(dāng)前，AI、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為信息系統(tǒng)評測平臺的建設(shè)與優(yōu)化提供了良好的契機(jī)與融合點?；谠朴嬎氵@類新一代的信息化技術(shù)，在其多模塊的大型數(shù)據(jù)處理能力和泛在訪問的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展云平臺的測評工作已然成為云計算發(fā)展的又一必然趨勢，從而有利于實現(xiàn)對信息系統(tǒng)測評平臺搭建進(jìn)程的優(yōu)化與評估方法智能化、科學(xué)化與精細(xì)化。第一階段，系統(tǒng)評測平臺主要集中面向服務(wù)質(zhì)量、資質(zhì)等方面的離線評估，而當(dāng)前基于云計算的信息平臺研究已經(jīng)從對云平臺可信評測的安全標(biāo)準(zhǔn)制定擴(kuò)展到云平臺遠(yuǎn)程驗證與量化評估等多個方面，高效合理的在線評測成為信息評測面臨的挑戰(zhàn)。建立一流的信息系統(tǒng)評測中心是信息系統(tǒng)測試的基本條件，而測試云平臺則是現(xiàn)代一流信息系統(tǒng)評測中心應(yīng)具備的基本條件，基于云計算的信息系統(tǒng)評測平臺，是利用云計算技術(shù)的測試方式或測試模式，能夠?qū)崿F(xiàn)“測試資源”服務(wù)化，并且有效解決傳統(tǒng)測試較難破解的問題，如模擬百萬級別的并發(fā)性能壓力測試。為此，我們設(shè)計并實現(xiàn)了基于云計算的信息系統(tǒng)評測平臺，基于云計算的信息系統(tǒng)平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)如圖1所示。

如圖1 基礎(chǔ)架構(gòu)所示，云計算信息系統(tǒng)評測平臺環(huán)境的建設(shè)，從基礎(chǔ)架構(gòu)層面進(jìn)行主機(jī)與存儲的基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化整合，同時，依托主機(jī)、存儲以及驅(qū)動流程的自動化運維管理系統(tǒng)規(guī)范和完善運維管理流程，從而建立覆蓋云資源整個生命周期的管理支撐，為測試目標(biāo)用戶對資源快速靈活調(diào)度與管理需求，建立端到端的服務(wù)保障體系。云計算信息系統(tǒng)評測平臺的搭建既要考慮測試環(huán)境的整體構(gòu)成，也要對測試資產(chǎn)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，云測試平臺的搭建將建立一套基于web 的軟件環(huán)境，同時在中心建立管理資源池。為了方便信息評測的易操作性和安全性，評測平臺還需涵蓋以下模塊工具:調(diào)度、查詢模塊、審核模塊以及維護(hù)模塊這四大內(nèi)容。就模塊級的調(diào)度測試而言，首要解決的問題便是策略梳理，調(diào)度模塊則可以起到進(jìn)程分配的梳理作用，通過合理設(shè)計計算優(yōu)先級（權(quán)重）的策略，如固定優(yōu)先級調(diào)度、協(xié)作調(diào)度等內(nèi)容。查詢模塊可以根據(jù)不同任務(wù)情況進(jìn)行查詢，審核模塊可由操作員進(jìn)行調(diào)度，若無異常則可通過審核，反之則可在此進(jìn)程上直接對項目進(jìn)行修改。各模塊之間相互協(xié)助配合，從前期對工作內(nèi)容的基本信息錄入評測系統(tǒng)，到進(jìn)行任務(wù)分配，各評測模塊從任務(wù)環(huán)境到組件模式等制訂科學(xué)的測評計劃，保證測評工作的動態(tài)性進(jìn)程。基于云計算的并行處理功能，可以改變從上層數(shù)據(jù)輸入的轉(zhuǎn)移，通過中間服務(wù)層實現(xiàn)異步形式訪問信息集群，實現(xiàn)信息路徑異步并行的評測矩陣。在云計算的信息系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)架構(gòu)上，我們設(shè)計并實現(xiàn)了基于云計算的信息系統(tǒng)評測的應(yīng)用架構(gòu)，靈活適應(yīng)未來預(yù)期需求。

圖1：基于云計算的信息系統(tǒng)平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)

如圖2所示，基于云計算的信息系統(tǒng)評平臺首先是集云計算環(huán)境的測試平臺邏輯架構(gòu)下，各種軟件測試均可納入標(biāo)準(zhǔn)的測試流程，在統(tǒng)一的云測試工具平臺上實現(xiàn)。云計算的信息系統(tǒng)評測按照標(biāo)準(zhǔn)測試流程、規(guī)范以及方法，從測試需求和計劃到測試設(shè)計與管理，再到測試自動化執(zhí)行等流程，最后輸出測試報告和度量。云測試管理和工具平臺包含測試管理ALM 可進(jìn)行測試需求管理以及對測試執(zhí)行的，除此之外可以能夠?qū)崿F(xiàn)對測試腳本與測試報告管理等多項內(nèi)任務(wù)內(nèi)容。其通用測試平臺包括了自動化測試類工具，能有效地加速測試過程，提升測試質(zhì)量。同時測試平臺配備獨立的測試環(huán)境，能快速部署被測應(yīng)用，并提供基于生產(chǎn)配置的運算能力，能較好地反應(yīng)真實環(huán)境下被測應(yīng)用的實際性能。云測試的工具平臺可以執(zhí)行功能測試、架構(gòu)測試、性能測試、安全性測試等內(nèi)容。如在架構(gòu)測試中，測試階段的基礎(chǔ)主要使用DSM（Dependency Structure Matrix）模型依賴關(guān)系。具體可以提供對函數(shù)、字段以及類、宏等各變量之間的關(guān)聯(lián)分析，從而進(jìn)行測試及優(yōu)化建議，建立整個系統(tǒng)的架構(gòu)模型，并對其進(jìn)行相關(guān)的測試和優(yōu)化建議，最終從擴(kuò)展性與穩(wěn)定性兩大方面提高系統(tǒng)架構(gòu)質(zhì)量。如圖3所示在軟件框架中，DSM(Dependency Structure Matrix) 表示類組（java package、 c#namespace）之間的依賴關(guān)系。矩陣每行表示被依賴的包，每列表示需要依賴其他包的包。DSM 工具可以使架構(gòu)可視化，分層系統(tǒng)的DSM 可視化圖詳細(xì)、直觀的呈現(xiàn)維護(hù)組件間的依賴。面向不同領(lǐng)域的系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫到服務(wù)和應(yīng)用程序，均可采用領(lǐng)先的相關(guān)結(jié)構(gòu)矩陣(DSM) 設(shè)計方法，用相關(guān)性建立一個精確、可升級、任務(wù)關(guān)鍵、復(fù)雜的軟件架構(gòu)，對系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行全面的分析,管理和優(yōu)化。

圖2：基于云計算的信息系統(tǒng)評測的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計

圖3：依賴結(jié)構(gòu)矩陣DSM 工具可視化圖

再如在性能測試中實現(xiàn)對性能腳本的開發(fā)、執(zhí)行以及對性能結(jié)果進(jìn)行分析。云測試環(huán)境包含應(yīng)用環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和數(shù)據(jù)環(huán)境，應(yīng)用環(huán)境包含相應(yīng)的操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫、CPU、內(nèi)存分配等內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括分配網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址等，配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，數(shù)據(jù)環(huán)境包括存儲源代碼、文件和數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資源的存儲空間。測試資產(chǎn)和測試環(huán)境，共同構(gòu)成云測試平臺兩大重點支撐：第一大支撐主要用于對軟件的功能、易用性以及可靠性和安全性方指標(biāo)方面的主要環(huán)境。測試資產(chǎn)是指測試過程中所需的自動化測試軟件和管理軟件。通過測試管理平臺共享測試資產(chǎn)，確定測試流程，查看測試結(jié)果。自動化測試軟件取代了手工測試的繁重工作，更加符合人工智能時代下高效測評的要求，使測試工作準(zhǔn)確、有效的進(jìn)行。

3 云計算的信息系統(tǒng)評測平臺的三大特性

通過云計算構(gòu)建的測試池是一種按需供應(yīng)、集中式樣的模式，能夠達(dá)成物理服務(wù)器與信息邏輯計算資源之間的耦合問題?；诖?，測試項目組便可以不必憂心測試環(huán)境部署、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等外在因素，測試環(huán)境將通過測試模板及標(biāo)準(zhǔn)庫在測試池中快速創(chuàng)建并交付給測試項目組使用，測試全過程均通過系統(tǒng)統(tǒng)一管理。測試池的建設(shè)應(yīng)用將大大改進(jìn)測試管理模式，提高測試服務(wù)水平，降低時間和人力成本。

3.1 數(shù)據(jù)空間化，夯實數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)底座

傳統(tǒng)測試，同時模擬多個用戶活動的經(jīng)濟(jì)成本較高(系統(tǒng)的并發(fā)用戶數(shù)計算：C=nL/T F=R×C） ，大多數(shù)應(yīng)用程序在服務(wù)器架構(gòu)上運行，并且數(shù)據(jù)與服務(wù)器架構(gòu)中的應(yīng)用程序緊密耦合。例如，面向用戶系統(tǒng)的評測，模擬該系統(tǒng)下4800 個用戶活動，平均每天約400 用戶訪問量。典型用戶，從登錄到退出系統(tǒng)平均耗時一天4 小時，用戶在8 小時內(nèi)使用該系統(tǒng)。即C = 400*4/8 = 200 C’≈200+3*√200= 242 。F=VU * R/T 其中F 為吞吐量，VU 表示虛擬用戶個數(shù)，R表示每個虛擬用戶發(fā)出的請求數(shù)，T 表示性能測試所用的時間。R= T/TS （用戶思考時間）。

而云計算的信息系統(tǒng)評測平臺，可以綜合調(diào)動云計算平臺中的資源，綜合組織軟件測試為易于擴(kuò)展的按需服務(wù)，創(chuàng)建靈活且可重用的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)空間化服務(wù)，縮減運行經(jīng)濟(jì)成本?？傮w評測空間是彈性可擴(kuò)展的，通過云計算的信息系統(tǒng)評測平臺，測試使組織可以隨著需求的變化或項目目標(biāo)的變化而逐漸增加和減少，靈活適應(yīng)項目指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)變化的需求。

信息系統(tǒng)安全等級測評，主要按部分等級保護(hù)測評單位和專家的思維方式。如風(fēng)電場需同時備案數(shù)個信息系統(tǒng)，對這些信息系統(tǒng)一一進(jìn)行邊界劃分、安全措施、安全管理等測評，不僅難以在安全責(zé)任單位落實和開展運維管理，絕大部分測評單位也需要投入巨大的人力、物力才能完成相關(guān)工作。這與有效控制成本資的原則相違背的。[1]而從云計算的信息系統(tǒng)評測平臺診斷依據(jù)的原始數(shù)據(jù)收集與處理來看，如采用對系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)形式的控制，采用對評測單元獲取實時數(shù)據(jù)的及時評量，有望實現(xiàn)有效控制成本、優(yōu)化配置資源。對于代碼檢測過程中備受關(guān)注的安全性問題，采用分步記錄，用過程間分析能力的漏洞檢測引擎，再加上深度學(xué)習(xí)方法對檢測結(jié)果進(jìn)行安全智能診斷。同時，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提速，研究對物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)安全問題也日益加大關(guān)注。在物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)中安全測評服務(wù)中也可以運用到云計算的信息系統(tǒng)評測平臺。

3.2 測評精細(xì)化，云中開啟線上測試

云計算測試面向的系統(tǒng)要求驗證過程可直接在云中進(jìn)行，其測試環(huán)境的流程架構(gòu)是動態(tài)的，并且隨時可用，并未局限于面向內(nèi)部部署數(shù)據(jù)而展開評測。同時，在遠(yuǎn)程驗證方面，基于密碼學(xué)等技術(shù)對云上之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過結(jié)合實際需求情況選用適當(dāng)?shù)乃惴?，面向目?biāo)掃描結(jié)果作出分析。如通過對系數(shù)不同落點的分析等，及時判別問題所在，對實際情況作出精細(xì)、全面的評估判斷。從可信性動評測及分析到可信性多維量化評估等多種方式對評測指標(biāo)的量法予以確定。

3.3 評估智能化，為企業(yè)降本增效

云計算的信息系統(tǒng)評測平臺從數(shù)據(jù)收集到云計算處理，能夠及時、自動、科學(xué)的生成智能判斷力報告，不僅保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的驗證范圍達(dá)到全覆蓋，既升級了測試工作效率，節(jié)約了人、物和財力，有效降低測試項目的實施成本。同時，評測及時化更適應(yīng)了移動互聯(lián)網(wǎng)時代下產(chǎn)品快速上線、快速迭代的靈活需求，評測智能化精準(zhǔn)找出測評問題，在保證測試質(zhì)量與測試覆蓋范圍的基礎(chǔ)上有效縮短測試執(zhí)行周期，輔助企業(yè)縮減產(chǎn)品研發(fā)周期，加快開發(fā)商速度助力產(chǎn)品完善。

同時，基于AI 智能化的測試管理系統(tǒng)，可協(xié)助操作自動化測試情境排程的規(guī)劃，以及測試后端大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢視與除錯，在前期幫助企業(yè)查處故障、保障修復(fù)，有利于企業(yè)后續(xù)信息系統(tǒng)的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，進(jìn)一步降低運行成本。如在測試數(shù)據(jù)累積方面，平臺基于云端可以進(jìn)行AI 自動化深度學(xué)習(xí)與分析，自動生成測試用例提出除錯與改善方案，大幅度提高測試效率和覆蓋率。同時，其測試模板、標(biāo)準(zhǔn)庫、用例庫都可以復(fù)用到每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了測試資產(chǎn)的高復(fù)用，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為實現(xiàn)企業(yè)的信息化建設(shè)提供支持。同時，通過云計算進(jìn)行工作縮減了測試周期，實現(xiàn)了進(jìn)一步降低服務(wù)器維護(hù)要求以及評測工作人員的相關(guān)勞動成本。

4 結(jié)束語

通過基于云計算對信息系統(tǒng)評測平臺的設(shè)計，證明了云計算信息評測系統(tǒng)在評測平臺評估中的有用性與有效性。云計算技術(shù)作為信息化技術(shù)中的重要一方，必將隨著信息科技的進(jìn)步發(fā)揮更大的指數(shù)效應(yīng)，通過云計算建立信息系統(tǒng)評測平臺，明確對信息系統(tǒng)安全路徑以及信息數(shù)據(jù)的集群處理更具有重要作用，其應(yīng)用作用將逐步邁入成熟。無論是在小型企業(yè)的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、電子查詢系統(tǒng)等諸多調(diào)入系統(tǒng)中都可以引入測試，保證測試單位系統(tǒng)的整體安全性，為風(fēng)險評估及時評定、作出預(yù)防。

信息系統(tǒng)的安全性理應(yīng)高度重視加強(qiáng)保障與管理，同時更應(yīng)與時俱進(jìn)搭乘信息技術(shù)的高速快車，在科學(xué)合理的前提下，通過云計算信息系統(tǒng)評測平臺為其安全有效運行保駕護(hù)航。整體而言，基于云計算的信息系統(tǒng)評測平臺具有較好的應(yīng)用前景與價值。云的解決方案旨在幫助在瞬息萬變的世界中加速軟件交付速度，同時在人工智能時代下信息環(huán)境中保持較高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保持較優(yōu)的數(shù)字體驗，在檢測能力、檢測準(zhǔn)確性和檢測時效性等維度上充分實現(xiàn)效能最大化。