分布式系統(tǒng)測(cè)試方法及應(yīng)用實(shí)踐研究

唐利

摘要：分布式系統(tǒng)的多數(shù)端口分布在不同的物理位置，因此在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，必須要保障每一個(gè)端口都要有一個(gè)測(cè)試者，每一個(gè)測(cè)試者可以觀察自己端口的事件，進(jìn)而加強(qiáng)控制，對(duì)此文章主要對(duì)分布式系統(tǒng)測(cè)試方式及應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：分布式系統(tǒng)；測(cè)試方法；應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）07-0073-02

Abstract： distributed systems most of the physical location of port distribution is not the same， this process in the test， we must protect each port must have a test， each test can observe their own port events， thereby strengthening control， this article mainly explores the simple analysis the testing methods of distributed system and application.

Key words： distributed system； test method； application practice

分布式系統(tǒng)在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)之上進(jìn)行分布，利用信息傳遞的方式進(jìn)行通信以及動(dòng)作的協(xié)調(diào)，進(jìn)而完成相關(guān)任務(wù)系統(tǒng)的要求。分布式系統(tǒng)有著并發(fā)性、缺乏全局時(shí)鐘以及故障獨(dú)立性的特征，故而導(dǎo)致了分布式系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中存在一定的困難。本文就分布式系統(tǒng)測(cè)試方法以及應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究分析。

1 分布式系統(tǒng)特征

1.1異構(gòu)性

第一、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)：分布式系統(tǒng)主要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中產(chǎn)生及生存的，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中其種類相對(duì)較多，有著不同的運(yùn)行協(xié)議。

第二、計(jì)算機(jī)硬件異構(gòu)：不同模式的硬件類型的計(jì)算機(jī)共同構(gòu)建了分布式系統(tǒng)，也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)硬件的構(gòu)建導(dǎo)致了分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表示方式手段具有一定的差異性。

第三、操作系統(tǒng)異構(gòu)：可以通過(guò)windows， unix， linux等系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行。

第四、編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)者不同。

1.2開(kāi)放性

軟件系統(tǒng)自身的開(kāi)放性特征直接影響了整個(gè)系統(tǒng)是否可以通過(guò)不同的方式拓展以及重現(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)放性[1]。

1.3并發(fā)性

不同的、多重事務(wù)的同時(shí)發(fā)生，在沒(méi)有有效的協(xié)調(diào)以及控制機(jī)制中進(jìn)行操作，其并發(fā)性就會(huì)不受限制。在分布式系統(tǒng)中，必須要處理好并發(fā)性，這樣才可以提升其整體質(zhì)量。

1.4缺乏全局時(shí)鐘

在系統(tǒng)協(xié)作的時(shí)候，主要通過(guò)消息協(xié)調(diào)動(dòng)作，如果協(xié)調(diào)依賴于動(dòng)作發(fā)生時(shí)間的共識(shí)，那么不同設(shè)備的時(shí)鐘有所差異，同步相對(duì)較為困難。

2 分布式系統(tǒng)測(cè)試方法

2.1協(xié)同測(cè)試序列生成方法

文章所說(shuō)的分布式系統(tǒng)測(cè)試方式，必須要基于了解全局測(cè)試序列基礎(chǔ)之上開(kāi)展的。要想有效的解決控制性以及觀察性的問(wèn)題，在實(shí)踐中需要基于通道優(yōu)化算法生產(chǎn)需要發(fā)送的系統(tǒng)控制消息的通道集合開(kāi)展，基于協(xié)同消息的實(shí)際添加規(guī)則進(jìn)行消息的增加，然后通過(guò)具備測(cè)試序列算法生產(chǎn)優(yōu)化的方式進(jìn)行局部的測(cè)試序列。

協(xié)同測(cè)試序列生產(chǎn)方式主要是基于協(xié)同分布式測(cè)試架構(gòu)生產(chǎn)的，此系統(tǒng)分布測(cè)試架構(gòu)與集中測(cè)試架構(gòu)的不同就是集中模式測(cè)試架構(gòu)在實(shí)踐中只有一個(gè)測(cè)試者，主要就是在一些小型的分布模式系統(tǒng)中測(cè)試，而協(xié)同分布模式的測(cè)試架構(gòu)在實(shí)踐中的測(cè)試者沒(méi)有限制，不同的測(cè)試者均可以利用對(duì)應(yīng)的端口進(jìn)行交互處理，也可以利用通道與其他相關(guān)測(cè)試者溝通聯(lián)系[2]。

若想解決分布式系統(tǒng)測(cè)試中存在的控制性問(wèn)題以及觀察問(wèn)題，其常規(guī)的解決方式就是應(yīng)用協(xié)調(diào)消息、控制協(xié)同消息以及觀察協(xié)同消息的方式同步開(kāi)展，進(jìn)而基于既定的測(cè)試序列開(kāi)展測(cè)試。在實(shí)踐中不同的測(cè)試者之間發(fā)送的消息必須要通過(guò)外部通道實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建以及維持通道勢(shì)必會(huì)增加整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的成本，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的延遲問(wèn)題。對(duì)此在實(shí)踐中要盡量地減少測(cè)試者的通道數(shù)量。

2.2分布式系統(tǒng)測(cè)試模型

分布式測(cè)試架構(gòu)的測(cè)試系統(tǒng)是通過(guò)不同的測(cè)試者溝通，對(duì)此在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中，必須要對(duì)IUT（ImPlementantaionUnderTes被測(cè)系統(tǒng)）的形式化描述，通過(guò)多個(gè)端口狀態(tài)的有限狀態(tài)機(jī)對(duì)其進(jìn)行描述。在被測(cè)試的系統(tǒng)中，就可以基于多端口的有限狀態(tài)機(jī)構(gòu)建模型。在實(shí)踐中可以將被測(cè)系統(tǒng)中的相關(guān)組件看做有限狀態(tài)機(jī)的端口，基于系統(tǒng)模型構(gòu)建全局測(cè)試的序列，其全局測(cè)試序列通過(guò)本地的測(cè)試序列就可以生產(chǎn)算法，并且將全局的測(cè)試序列在IUT的不同端口之上進(jìn)行映射。如果其測(cè)試者可以觀察到既定的輸入以及輸出序列，那么就意味著其與IUT的規(guī)范要求內(nèi)容一致，否則就將其認(rèn)為IUT在實(shí)踐中存在著一定的錯(cuò)誤與不足。測(cè)試機(jī)在實(shí)踐中基于特定的算法執(zhí)行本地的測(cè)試序列則可以完成整個(gè)分布式系統(tǒng)的測(cè)試。

2.3 控制性問(wèn)題的解決方式

控制性問(wèn)題就是在整個(gè)分布式的測(cè)試過(guò)程中，其中一個(gè)測(cè)試者沒(méi)有將上一個(gè)輸入進(jìn)行發(fā)送或者并沒(méi)有收到上一個(gè)輸入的IUT輸出，這名測(cè)試者在實(shí)踐中不知道在什么時(shí)間向IUT發(fā)送下一個(gè)信息的輸入，在這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一些控制性的問(wèn)題。在多數(shù)狀況之下還是會(huì)出現(xiàn)一些控制性的問(wèn)題與不足。

在IUT的端口相對(duì)較多的時(shí)候，如果基于滿足條件的測(cè)試者中進(jìn)行隨意選擇，就會(huì)耗費(fèi)系統(tǒng)中的通信資源以及配置資源，就會(huì)增強(qiáng)系統(tǒng)測(cè)試的成本。對(duì)此在實(shí)踐中可以通過(guò)貪心算法開(kāi)展操作，計(jì)算出在出現(xiàn)控制性問(wèn)題時(shí)候的端口鏈接中最多的端口對(duì)數(shù)量，然后將此端口作為候選，進(jìn)而可以把整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中構(gòu)建的通道數(shù)降低到最少，真正的有效避免通信以及部署資源的過(guò)度浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。

貪心算法的輸出結(jié)果直接導(dǎo)致最大化端口對(duì)的信息集合，在整個(gè)集合中進(jìn)行選擇可以有效地避免各種不必要的通信以及資源部署，在整個(gè)IUT系統(tǒng)中端口數(shù)量較多的時(shí)候，此種效果更為明顯，在整個(gè)IUT端口數(shù)量相對(duì)較少的時(shí)候，則可以應(yīng)用既定的規(guī)則進(jìn)行選擇[3]。在本地測(cè)試序列的生成算法過(guò)程中，應(yīng)用此種方式融合相關(guān)要求，就可以有效的提升本地測(cè)試序列生成算法的伸縮性以及靈活性。

2.4 觀察性問(wèn)題解決方法

觀察性問(wèn)題就是在進(jìn)行分布式的測(cè)試過(guò)程中，判斷輸入以及輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系的整體能力，在常規(guī)狀況之下與輸入與輸出移位錯(cuò)誤有著一定的關(guān)系[4]。在出現(xiàn)觀察性問(wèn)題的時(shí)候，解決觀察性問(wèn)題的方式就是在本地測(cè)試序列中加入觀測(cè)性的協(xié)同消息。

3 分布式系統(tǒng)測(cè)試方法及應(yīng)用實(shí)踐研究

3.1 電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)概述

電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)在實(shí)踐中具有軟件設(shè)計(jì)組件化、企業(yè)流程抽象化以及接口合同等相關(guān)特征，是一種基于組件為基礎(chǔ)的分布式系統(tǒng)，其主要特征具體如下：

3.1.1軟件設(shè)計(jì)組件化

電信運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)在實(shí)踐中經(jīng)常應(yīng)用一種與技術(shù)沒(méi)有關(guān)系的體系結(jié)構(gòu)開(kāi)展，系統(tǒng)在實(shí)踐中不僅僅局限于特定的技術(shù)手段，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)完全的分布模式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在分布不同的物理位置之上的各個(gè)組件共同的完成業(yè)務(wù)流程[5]。系統(tǒng)中的各個(gè)組件在工作中至少需要兩個(gè)接口，而其中一個(gè)組件就是進(jìn)行管理，另一個(gè)組件的作用就是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的合同，而合同的內(nèi)容主要彰顯了功能性需求，保障流程控制實(shí)體在實(shí)踐中可以觸發(fā)對(duì)應(yīng)的處理流程，便于不同組件的組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全新的功能，為其他相關(guān)組件提供服務(wù)。

3.1.2企業(yè)流程抽象化

運(yùn)營(yíng)支撐主要目的就是保障企業(yè)流程的通暢性，對(duì)其進(jìn)行有效控制。而流程控制的主要目的就是讓組件個(gè)體無(wú)需具備與流程操作具有關(guān)聯(lián)的整體邏輯知識(shí)。流程的分解在實(shí)踐中可以提升組件集成的靈活性。在流程控制組件的時(shí)候，此組件必須要既有合同定義的能力提供相關(guān)服務(wù)[6]。此種企業(yè)流程的抽象性以及分解，可以在企業(yè)流程不改變組件自身的基礎(chǔ)之上改變企業(yè)流程，利用配置管理的方式實(shí)現(xiàn)工作，提升了整個(gè)組件的重用性。

3.1.3實(shí)行接口合同

電信運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)通過(guò)綜合接口合同機(jī)制，組件的每一個(gè)接口都利用合同規(guī)范要求對(duì)其進(jìn)行描述。

3.2補(bǔ)充業(yè)務(wù)處理流程操作實(shí)踐

3.2.1案例描述

在客戶要進(jìn)行新業(yè)務(wù)的補(bǔ)充過(guò)程中，要先在業(yè)務(wù)受理組件發(fā)送請(qǐng)求，在受理組件執(zhí)行之后，再觸發(fā)訂單處理組件就會(huì)生成訂單，同時(shí)利用短信的方式通知組件發(fā)送短信對(duì)其進(jìn)行通知，然后業(yè)務(wù)配置組件基于客戶訂單的需求進(jìn)行業(yè)務(wù)實(shí)例的配置，激活操作[7]。在訂單處理組件接到請(qǐng)求之后，將訂單設(shè)置為完成狀態(tài)，同時(shí)受理組件的組件業(yè)務(wù)實(shí)例，然后再通過(guò)短信的方式通知客戶業(yè)務(wù)可以應(yīng)用。

其中資源配置組件、訂單處理組件、短信通知組件中的完工處理模塊隸屬于訂單處理性的組件。因?yàn)榇讼到y(tǒng)屬于分布式系統(tǒng)，對(duì)此在實(shí)踐中要利用協(xié)同分布式測(cè)試加工對(duì)其進(jìn)行測(cè)試處理。

3.2.2局部測(cè)試序列生成

在協(xié)同消息的添加規(guī)則沒(méi)有優(yōu)化操作之前，如果有多個(gè)滿足發(fā)送控制消息條件的測(cè)試人員的時(shí)候，其較為優(yōu)化的算法就是隨機(jī)的進(jìn)行選擇，但是此種方式增加了協(xié)同消息的數(shù)量，對(duì)此在實(shí)踐中要構(gòu)建一個(gè)通道[8]。根據(jù)添加協(xié)同消息的規(guī)則進(jìn)行添加消息之后的測(cè)試序列映射測(cè)試，通過(guò)通道進(jìn)行協(xié)同消息的發(fā)送，可以有效地減少測(cè)試過(guò)程中的通道數(shù)量，進(jìn)而降低通道維護(hù)以及相關(guān)資金的投入。

雖然文章中探究的協(xié)同消息的添加規(guī)則減少了一些冗雜的協(xié)同消息，在整個(gè)過(guò)程中要協(xié)同的消息數(shù)量較少，因?yàn)樵陂_(kāi)始測(cè)試的時(shí)候增加了相關(guān)消息，對(duì)此發(fā)送協(xié)同消息的通道并沒(méi)有真正的減少，基于實(shí)際的測(cè)試執(zhí)行過(guò)程來(lái)說(shuō)，其信息的添加可以為計(jì)算時(shí)間約束提供一定的便捷，在實(shí)踐中計(jì)算等待的具體時(shí)間以及反應(yīng)時(shí)間的時(shí)間約束公式就可以獲得其既定的反應(yīng)時(shí)間，如果在既定的反應(yīng)時(shí)間中訂單處理組件沒(méi)有收到消息，則表示整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)失敗。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)分布式系統(tǒng)特征、分布式系統(tǒng)測(cè)試方法及應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究，通過(guò)對(duì)其測(cè)試方式的探究，提出了通

道優(yōu)化算法，在測(cè)試過(guò)程中減少通道數(shù)，進(jìn)而減少測(cè)試，加強(qiáng)控制，希望可以有效地提升分布式系統(tǒng)測(cè)試方式的科學(xué)性與有效性，但是文章并沒(méi)有對(duì)觀察消息通道進(jìn)行深入的研究，希望在今后的研究中，可以綜合觀察消息的通道以及控制消息的通道因素綜合，進(jìn)而提升分布式系統(tǒng)測(cè)試方式的科學(xué)性。

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