基于虚拟机架构的云平台可靠性验证方法研究

摘要

云计算已经成为当前信息技术的主要趋势之一。云计算基于虚拟化技术，可实现资源和规模的动态调整，因而部署在其上的软件的架构、开发技术、测试平台和测试方法都显著区别于传统体系。随着云环境下软件代码量和复杂度的不断增加，软件测试扮演着日益重要的作用。现有可靠性测试方案主要面向传统的单机或节点相对少的分布式环境，大多基于所实现的测试平台传递命令到待测节点，再基于节点的状态分析可靠性，并未充分考虑效率问题和环境的变化。因此，在面对云环境时，一方面，这些方案既无法高效地同时测试、分析成千上万的节点，也无法应对其中复杂多变的网络和软硬件环境；另一方面，这些方案多预先集成某些测试模块，不具有可扩展性，无法全面测试、分析云环境的可靠性，其结果缺乏可信性和完备性。实现面向云环境的可靠性测试系统的高效性、可扩展性和准确性已成为一大挑战。
　　云平台可靠性测试系统（简称为CloudDTB, A Dependability Test Bed for Cloud Computing Systems）基于伸缩性良好的零消息传输协议(ZMTP, Zero Message Transport Protocol）在传输层和应用层间实现了一个新的通讯中间件和一个支持异步I/O、高度封装 Socket的库，并基于该库实现了一个高效、可靠的消息通信机制，以保证高效性和伸缩性；其次，采用基于安全壳（SSH, Secure Shell）协议和哈希的验证匹配技术，CloudDTB可以在动态多变的云环境中精确定位测试目标，保证准确率；再次，借助自定义的挂载策略，CloudDTB可以方便的扩展以支持多种测试场景，可扩展性良好；最后，CloudDTB实现了一个支持多级日志的库函数以详细描述测试信息。
　　实验结果表明，CloudDTB拥有高效的通讯机制，平均每秒可以发送10万条、接收4万条单条大小为1KB的消息；伸缩性良好，支持对云环境内的数千台节点同时测试分析，定位的准确率为100％；具有良好的可扩展性，可以自主挂载不同的测试模块、配置不同的测试用例；能够生成详细的测试描述信息。

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1 绪论

1.1 问题提出

1.2 课题背景

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要研究内容

1.5 文章的组织结构

2 云平台可靠性测试系统设计

2.1 云平台可靠性测试系统的设计目标

2.2 云平台可靠性测试系统的体系结构和系统架构

2.3 云平台可靠性测试系统的模块划分

2.4 小结

3 云平台可靠性测试系统的关键技术实现

3.1 消息通信子系统的实现

3.2 目标定位子系统的实现

3.3 通用测试子系统的实现

3.4 日志子系统的实现

3.5 小结

4 系统测试

4.1 测试环境描述

4.2 消息传输效率评测

4.3 系统的可伸缩性评测

4.4 定位目标节点准确率评测

4.5 测试模块的可扩展性评测

4.6 小结

5 总结及展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士期间参与的项目

附录2 攻读硕士期间申请的软件著作版权