Що таке тестування на масштабованість?
Загалом, масштабованість означає "вміти змінювати розмір та об'єм". Те ж саме значення має тест на масштабованість. По-простому, тестування на масштабованість - це тестування будь-якого програмного забезпечення або програми для перевірки його здатності переносити та масштабувати вгору та вниз відповідно до кількості користувачів, які отримують доступ до нього в конкретний / конкретний час. В основному він перевіряє працездатність програми на різних робочих навантаженнях, і тому її також називають Тестуванням продуктивності. Він перевіряє, чи здатна система працювати добре, як очікувалося, навіть у ситуаціях великого трафіку, обсягу даних або частоти запитів тощо. Це тип нефункціонального тестування. Тестування на масштабованість може бути виміряно за різними параметрами залежно від типу програми та може бути виконано на апаратному забезпеченні, базі даних та програмному забезпеченні.
У реальному світі дуже важливо перевірити масштабованість системи перед її випуском у виробниче середовище. Розглянемо сценарій покупок на веб-сайті для електронної комерції, і веб-сайт працює нормально у звичайні дні, але під час продажу чи будь-якого особливого випадку навантаження / трафік на веб-сайті збільшується в 2-3 рази, і веб-сайт починає реагувати дуже повільно або виходить з ладу в деякій точці. Це призведе до величезних втрат грошей і репутації на ринку. Програми повинні мати можливість справлятися з різними сценаріями великої кількості запитів користувачів, обсягу даних та інших навантажень. Тестування масштабності гарантує розробникам, що програма готова до випуску та доступності для клієнтів.
Багато людей використовують терміни перевірки масштабності та тестування навантаження взаємозамінно, але існує велика різниця між вищезазначеними двома. Хоча те й інше є нефункціональним тестуванням навантаження, щоб перевірити, у який момент застосування максимального навантаження додаток би зламався, але тестування масштабності проводиться для перевірки поведінки різних атрибутів програми при застосуванні різних навантажень від мінімальних до максимальних. Основна його мета - перевірити працездатність програми під різними навантаженнями, а не перевірити точку відмови програми у програмі.
Як проводиться тестування масштабності?
Як обговорювалося вище, тестування на масштабованість проводиться для перевірки працездатності програми при різних навантаженнях. Для проведення тестування на масштабованість виконуються наступні кроки, використовуючи будь-який інструмент для перевірки масштабності, наявний на ринку.
- Перший крок - визначити повторюваний процес, що працює протягом усього життєвого циклу програми.
- Пошук будь-якого відповідного програмного забезпечення / інструменту для тестування програми.
- Створення хорошого тестового середовища, яке є майже копією виробничого середовища, де проводиться ціле тестування.
- Налаштуйте обладнання, необхідне для тестування на масштабованість.
- Створення декількох віртуальних користувачів у вигляді потоків для проведення тестування під різними навантаженнями.
- Створюйте різні тестові сценарії, враховуючи різні умови тестування.
- Запустіть тестові сценарії у створеному вище тестовому середовищі.
- Оцініть результати та спостерігайте за різними графіками та діаграмами, створеними для кожного сценарію.
- Вживайте коригувальні заходи відповідно до результатів, знайдених у вищезазначених сценаріях для підвищення продуктивності програми.
Інструменти тестування масштабності
Інструмент, який використовується для тестування на масштабованість, залежить від програми, яку користувач хоче протестувати. Хоча на ринку є багато інструментів для перевірки масштабності, які занадто відкриті. Деякі інструменти згадуються нижче:
- LoadUI Pro
- LoadNinja
- Apache Jmeter
- Перегляд завантаження
- Neo Load
- Вплив навантаження
- Бліц
- Навантажувач
Немає класифікації найкращих та найгірших інструментів, доступних на ринку для тестування на масштабованість. Кожен інструмент надає свої особливості для перевірки масштабованості програми, але кожна організація має певні критерії, а екологічні фактори програми також впливають під час вибору будь-якого інструменту для тестування програми. Тестерам потрібен інструмент для перевірки, який може обробляти коефіцієнт навантаження за різних створених сценаріїв.
Атрибути тестування масштабованості
Нижче наведено деякі поширені атрибути тестування на масштабованість:
1) Пропускна здатність
Пропускна здатність визначається як кількість запитів, оброблених за одиницю часу. Однак для різних застосувань визначення пропускної здатності може відрізнятися і перевіряється по-іншому. Наприклад, для веб-додатків пропускну здатність перевіряють шляхом перевірки кількості запиту, який запитував користувач, обробленого за одиницю часу, тоді як у випадку з базою даних пропускна здатність вимірюється кількістю запитів, оброблених за один раз.
2) Використання пам'яті
Використання пам'яті також тестується для того, щоб отримати найкращі результати споживання пам'яті для програми. У розділі "Використання пам'яті" перевіряється об'єм пам'яті, використаний для виконання будь-якого завдання в додатку. Оскільки для виконання будь-якого завдання використовується пам'ять оперативної пам'яті, яка повинна бути оптимізована для безперебійного запуску будь-якої програми. Для меншого використання пам’яті слід дотримуватися належної практики програмування, як менше використання надмірних циклів, зменшення звернень до бази даних, обробка максимальних перевірок лише на стороні клієнта тощо. Багато разів у програми не вистачає пам'яті через велика кількість запитів, тому розробникам завжди слід зберігати додаткову базу даних для вирішення таких ситуацій.
3) Використання процесора
Використання процесора тестується для перевірки використовуваного процесора при виконанні будь-яких завдань у програмі. Використання процесора вимірюється в MegaHertz. Для меншого використання CPU та більшої пропускної здатності код будь-якої веб-програми, написаної будь-якою мовою програмування, повинен бути належним чином оптимізований. Уникаючи таких програм програмування, як мертвий і зайвий код, розробники повинні уникати ниток, зайвих циклів, щоб зменшити використання процесора. Сон - найкращий метод, який слід використовувати для мінімізації використання процесора між ними.
4) Використання мережі
Внутрішнє мережеве використання тестується кількість пропускної здатності, спожитої для виконання конкретного завдання в додатку. Використання мережі вимірюється байтами, сегментами, пакетами, отриманими або відправленими в секунду по мережі. Щоб ідеальне додаток дало найкращі результати, використання мережі повинно бути мінімальним. Для зменшення споживання мережі та високої продуктивності програми програмісти використовують різні методи перевантаженості.
5) Час відповіді
Це один з найважливіших ознак тестування на масштабованість. Час відповіді - це час між запитом користувача та відповіддю від сервера додатків. Час відповіді перевіряється на різних навантаженнях або шляхом збільшення кількості запитів на користувача, або збільшення кількості користувачів, щоб перевірити, що в який момент часу програма почне реагувати пізно. У кластерному середовищі балансир навантаження використовується для перевірки навантаження на різні вузли, так що, можливо, не так, що один вузол перевантажений запитом, а інший вузол простоює очікування запиту, що призводить до збільшення часу реакції. Для масштабованого додатку час відгуку повинен бути мінімальним навіть при збільшенні трафіку. Скоротіть час реакції. Більш висока продуктивність програми.
6) Для завантаження веб-сторінки веб-сайту потрібен час
Певна веб-сторінка забирає час для завантаження програми також має велике значення і впливає на загальну ефективність веб-сайту. Щоб будь-яка веб-сторінка швидко завантажувалася, програмістам рекомендується використовувати хороші практики програмування та використовувати легкі інструменти, зображення, відео тощо, які можуть завантажуватися легко та швидко.
Підходи тестування масштабності
Існує два підходи до тестування на масштабованість:
1) Горизонтальне масштабування
Горизонтальне масштабування передбачає додавання більше фізичних машин та ресурсів, а отже, зменшення навантаження на кожну машину / ресурс. Цей процес передбачає збільшення кількості вузлів замість збільшення потужності, навантаження поділяється між старими та нещодавно доданими ресурсами. Горизонтальне масштабування називається масштабуванням, оскільки масштабування проводиться у зовнішньому напрямку за рахунок збільшення ресурсів.
Горизонтальне масштабування виконується великими компаніями, такими як Google, Yahoo, Facebook, Amazon тощо, які мають дуже великі проекти / програми, що працюють у багатовузловому, розподіленому середовищі. Це вимагає високого рівня обчислень, і це може бути досягнуто за допомогою кластерних, збалансованих навантаженням та розподілених файлових систем. Горизонтальне масштабування включає розподіл даних, тобто дані розділені між різними вузлами. хоча потужність одного вузла залишається однаковою і не зменшується, але навантаження поділяється між різними вузлами, а отже, загальна продуктивність покращується при різних навантаженнях. Хоча теоретично зробити горизонтальне масштабування простіше, додавши ресурси в існуючий пул, але практично, це дуже важко масштабувати додаток.
2) вертикальне масштабування
Вертикальне масштабування передбачає збільшення потужності вже існуючих машин або в процесорі, оперативної пам’яті, диску на сервері. Це може додавати більше процесорів до одного сервера. Наприклад, раніше, коли робота оброблялася 1 процесором, через збільшення навантаження продуктивність системи починає знижуватися, для цього, незважаючи на використання 1 ЦП, на одному сервері кількість CPU була збільшена. Якщо потреба в пам'яті збільшується з 4 ГБ до 16 ГБ для підтримки хорошої продуктивності системи або розмір диска збільшується від існуючого розміру, проводиться вертикальне масштабування.
Вертикальне масштабування, як правило, проводиться невеликими або середніми компаніями для невеликих додатків, де продуктивність може бути забезпечена збільшенням навантаження за рахунок збільшення потужності та розміру вже використаних ресурсів. При вертикальному масштабуванні дані розміщуються на одному вузлі в одному місці, і навантаження поділяється між різними процесорами та пам'яттю через багатовузловий. Вертикальне масштабування порівняно складно і обмежується певною ємністю машини або сервера. MySQL є хорошим прикладом вертикального масштабування і його можна досягти при переході від невеликих до набагато більших машин. \
Переваги та недоліки тестування на масштабованість
Переваги
Нижче наведено деякі переваги тестування на масштабованість:
- Однією з найважливіших переваг тестування на масштабованість є те, що він визначає досвід кінцевого споживача під конкретним навантаженням, щоб заздалегідь можна було вжити коригувальні заходи для усунення проблем та підвищення додатковості програми.
- Це допомагає визначити обмеження тестуваної веб-програми з точки зору часу реагування, використання мережі, використання процесора тощо.
- Щоб знизити ризик величезних втрат грошей та репутації компанії через погану роботу програми, дуже важливо провести суворі тести на масштабованість, перш ніж випускати їх у виробничі умови.
- Він виявляє точну причину різних проблем із роботою у програмі лише на етапі тестування, що економить багато часу та грошей, якщо їх виявлено у виробничих умовах.
- Тестування масштабності також допомагає в ефективному відстеженні використання інструменту.
Недоліки
Одні з недоліків тестування на масштабованість:
- Середовище тестування не завжди точно збігається з виробничим середовищем, а отже, може призвести до різних питань та різних результатів.
- Використання сучасних інструментів для тестування масштабності та визначеної групи тестування для тестування продуктивності може призвести до перевищення бюджету проектів.
- Час, витрачений на тестування кожного окремого атрибуту тестування на масштабність, іноді дуже великий і може спричинити затримку з дотриманням термінів проекту.
- Іноді тести, які насправді працюють добре, на етапі тестування виходять з ладу через неправильні тестові сценарії та тестові сценарії, викликають марну витрату часу на внесення непотрібних змін.
- Іноді функціональні помилки залишаються позаду і їх неможливо визначити при тестуванні на масштабованість.
- Часом пропоноване тестове вікно дуже вузьке, щоб не порушити бізнес-процеси, а отже, дефекти залишаються не розкритими.
Висновок
У галузі програмного забезпечення дуже важливо донести якісні результати до клієнта, а для досягнення найкращих результатів та продуктивності, тестування на масштабованість є обов'язковим для повноцінного розвитку програми перед його випуском у виробничі умови. Основна мета тестування на масштабованість полягає у пошуку, коли програма починає принижуватись із застосуванням різних навантажень з метою вжиття профілактичних заходів та внесення змін, щоб зменшити ризик втрати грошей та репутації на ринку. Хоча метод і інструмент, використовуваний для тестування на масштабованість, відрізняються від організації до організації та від програми до програми.
Зараз майже всі компанії додали тестування на масштабованість як частину свого процесу тестування. Тестування масштабності вимагає окремої команди професіоналів та тестера, які мають повні знання системи та мають сильні аналітичні навички. На ринку існує великий попит на тестування на масштабованість, і компанії готові запропонувати красиві пакети професіоналам.
Рекомендовані статті
Це посібник з тестування масштабності. Тут ми обговорюємо атрибути тестування масштабованості, інструменти та підходи тестування масштабності разом з перевагами та недоліками тестування масштабності. Ви також можете переглянути наступні статті, щоб дізнатися більше -
- Інструменти тестування продуктивності
- Тестування SOA
- Інструменти тестування DevOps
- Тестування чорного ящика
- Техніка тестування чорної скриньки