使用虚拟实验室进行物联网设备的经济有效测试

即使最小的物联网设备也生活在复杂的环境中，在开发时可能无法完全理解。实际上，我们已经看到了与设备首次连接到Internet相关的安全问题。在上一篇文章中，我们讨论了面向服务的设计，开发和测试的好处。在本文中，我们将把基于服务的测试和服务虚拟化带到下一步-虚拟实验室。建立一个现实的物理测试实验室环境非常困难，即使完成后，它也成为系统测试的主要瓶颈。虚拟实验室消除了这一瓶颈，同时为基于服务的物联网设备测试提供了新的优势。

即使最小的物联网设备也生活在复杂的环境中，在开发时可能无法完全理解。实际上，我们已经看到了与设备首次连接到Internet相关的安全问题。在上一篇文章中，我们讨论了面向服务的设计，开发和测试的好处。在本文中，我们将把基于服务的测试和服务虚拟化带到下一步–虚拟实验室。建立一个现实的物理测试实验室环境非常困难，即使完成后，它也成为系统测试的主要瓶颈。虚拟实验室消除了这一瓶颈，同时为基于服务的物联网设备测试提供了新的优势。

许多物联网设备尚未准备就绪

最近的一项研究发现，尚未对80％的IoT应用进行安全缺陷测试。巴尔小组发现，有56％的嵌入式设备开发人员没有审查源代码中的安全漏洞，而37％的人没有书面的编码标准。这些数据并不令人鼓舞，而且很明显，IoT设备制造商需要更加重视质量，保障性和安全性。测试自动化是重要的一步，可确保更严格，一致和彻底地进行测试。测试，尤其是针对安全漏洞的测试，通常被认为过于昂贵和复杂，因此被匆忙或完全忽略了。但是，让您的客户（和攻击者）为您测试IoT设备安全性是一个代价高昂的错误。

虚拟实验室的成分

真正的测试实验室需要与IoT设备计划在其中工作的环境最接近的物理表现形式，但是即使在最复杂的实验室中，也很难将其扩展到实际环境。虚拟实验室可以解决此问题。虚拟实验室的发展已经超越了对难以发现（或可能不存在）的硬件依赖的需求。将复杂的服务虚拟化与其他关键测试自动化工具结合使用：

• 服务虚拟化模拟被测设备所需的所有依赖关系，以执行完整的系统测试。这包括设备使用的所有连接和协议，以及对通信的真实响应。例如，服务虚拟化可以模拟IoT设备与之通信的企业服务器后端，以提供定期的传感器读数。同样，虚拟化可以以现实的方式控制IoT设备。

• 服务和API测试提供了一种方式来驱动被测设备，以确保其提供的服务（和提供的API）能够完美执行。这些测试可以通过自动化平台进行操作，以根据需要执行性能和安全性测试。

• 运行时监视实时检测被测设备上的错误，并捕获重要的跟踪信息。例如，可以在价格低廉的情况下及早发现并解决在成品中无法发现的内存泄漏。

• 测试实验室管理和分析提供对虚拟实验室的总体控制。虚拟化后，可以根据需要复制整个实验室设置，并且可以自动重复测试运行。分析提供活动和结果的必要摘要。

边缘计算物联网生态系统如下图1所示，描绘了部署嵌入式物联网设备的典型环境。传感器和控制设备将信息传递给Edge，Edge是一系列设备或应用程序，可以接收信息并使用逻辑来与设备进行通信，或与云进行通信。然后，云具有允许它根据该信息采取行动的高层逻辑。云是一组服务（微服务、数据库连接、附加逻辑或第三方服务），是功能构建块的复杂网络，如右图所示。

图1：将在其中部署嵌入式设备的典型物联网生态系统

当需要在IoT生态系统中进行测试时，需要进行多层测试。例如，要测试网关中引入的新功能，请验证网关是否可以从传感器接收信息，并以您构建业务逻辑的方式进行交流。

为了验证所有这些复杂性，使用了Parasoft Virtualize（模拟所需的依赖性）和Parasoft SOAtest（驱动测试）来模拟这些输入。这些工具可模拟来自网络上设备的实际呼叫（无论它们是诸如REST/HTTP之类的协议，还是诸如IoT流行的协议（如CoAP，XMPP或MQTT之类）），并测试被测设备（此示例中的网关）通过验证从SOAtest返回的响应，与云服务进行了适当的通信。下面的图2显示了如何为受测边缘设备创建虚拟实验室环境的示例。

如果有将信息传达到该网关的外部方法，则也可以模拟这些呼叫。Parasoft Virtualize旨在稳定测试环境，对利用SOAtest的测试数据的请求创建可预测的响应，从而全面测试网关和服务。

最后，顶级服务可能正在与边缘进行通信，并与其他传感器和外部参与者进行通信，因此了解来自您的输入的流量正在通过环境返回后端系统的过程可能很重要。Parasoft Virtualize用于模拟从边缘（到IoT设备）的那些呼叫的接收，然后将该信息中继回SOAtest，以确认该呼叫进行了往返并按照IoT生态系统内的预期方式运行。Parasoft Virtualize和SOAtest的结合提供了完全控制，以测试整个环境，即使是在IoT生态系统的复杂性内也是如此。 

图2：Parasoft的Virtualize和SOAtest工具的作用为被测边缘设备创建了虚拟实验室环境

在减少时间、成本和风险的同时提高质量和安全性

正常的测试环境非常昂贵，可能超出大多数开发经理的预期。voke Research的一项研究发现，在生产前实验室的平均投资为1200万美元。在时间方面，配置实验室的平均时间为18天，另外12-14天用于配置。这些实验室的建立需要花费大量时间和金钱，即使在那之后，由于访问受限，它们也成为测试的瓶颈。此外，物理实验室的日常运营成本非常高。在大多数情况下，复制物理实验室以提高测试吞吐量非常昂贵。

在另一篇文章中，我们将服务虚拟化的好处归结为通过更好地控制虚拟化依赖项的行为来改善对测试设备的访问，从而降低了成本并提高了测试速度。让我们以类似的方式来分解虚拟物联网测试实验室的好处：

• 通过更好，更完整的测试提高质量

基于服务的测试可确保关键用例得到练习和完善。自动化的性能测试可确保重负载下的稳定性和可靠性。此外，运行时监视可确保检测和跟踪难以发现的错误。

• 通过自动渗透测试（模拟格式错误的数据）提高了安全性

负载测试可以模拟拒绝服务攻击，运行时监视可以检测安全漏洞。测试的可重复性可确保以完全相同的方式测试每个迭代、补丁或发行。此外，简化了测试开发和操作（即改进和创建新测试）。

• 通过消除完整系统测试所需的昂贵依赖项，减少测试时间、风险和成本

自动化提供了手动测试无法实现的可重复性和一致性，同时提供了更好，更完整的测试。虚拟实验室大大减少了物理实验室设置所需的准备时间，从而影响了总测试时间。

结论

考虑到IoT设备开发的状态，需要对开发和测试流程进行更改。测试自动化是一种行之有效的降低成本和风险的方法。物联网设备质量和安全性改善的下一个重大步骤是使用虚拟实验室，这些虚拟实验室将服务虚拟化，基于服务的测试，虚拟实验室管理和运行时监视相结合。这大大降低了配置和配置成本，同时极大地提高了所执行测试的质量。

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来源：慧都