虚拟实验室提供经济高效的物联网设备测试

即使是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。事实上，我已经第一次看到与设备连接到 Internet 相关的安全问题。在之前的博客中，我讨论了面向服务的设计、开发和测试的好处。在这里，我将基于服务的测试和服务虚拟化带到下一步：虚拟实验室。

建立一个真实的物理测试实验室环境是困难的，即使完成，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。

最近的一项研究 发现，80% 的物联网应用程序没有经过安全漏洞测试。第二项调查发现，56% 的嵌入式设备开发人员没有审查源代码的安全漏洞，37% 的人没有书面编码标准。这些并不是令人鼓舞的统计数据，很明显，物联网设备制造商需要更加认真地对待质量、安全和保障。

测试自动化是确保测试更加严格、一致和彻底的重要步骤。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视。但是，让您的客户（和攻击者）为您测试 IoT 设备的安全性是一个代价高昂的错误。

真正的测试实验室需要物联网设备计划工作环境的最接近物理表现，但即使在最复杂的实验室中，也很难扩展到现实环境。虚拟实验室解决了这个问题，因为它们已经超越了对难以找到（或不存在）的硬件依赖项的需求。将复杂的服务虚拟化与其他关键的测试自动化工具结合使用。例如：

服务虚拟化 模拟被测设备 （DUT） 执行完整系统测试所需的所有依赖项。这包括设备使用的所有连接和协议，并对通信做出实际响应。例如，虚拟化可以模拟物联网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物联网设备。

服务和 API 测试 提供了一种驱动 DUT 的方式，以确保它提供的服务（和提供的 API）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测试。

运行时监控 实时检测 DUT 上的错误并捕获重要的跟踪信息。例如，在成品中可能无法检测到的内存泄漏可以及早、廉价地发现和解决。

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，并且可以自动化和重复运行测试。分析提供活动和结果的必要摘要。

所示的边缘计算 IoT 生态系统描述了部署嵌入式 IoT 设备的典型环境。传感器和控制设备将信息传递到边缘，边缘是一系列设备或应用程序，可以接收信息并使用逻辑与设备或云端进行通信。然后，云具有更高级别的逻辑，允许它根据该信息采取行动。云是一组服务——微服务、与数据库的连接、附加逻辑或第三方服务——它们构成了一个由功能构建块组成的复杂网络。

当需要在物联网生态系统中进行测试时，需要在多个层面进行测试。例如，要测试网关中引入的新功能，需要验证网关可以接收来自传感器的信息，并且可以按照您构建业务逻辑的方式进行通信。

为了验证这种复杂性， Parasoft Virtualize （模拟所需的依赖项）和 Parasoft SOAtest （驱动测试）可以模拟这些输入。这些工具通过网络模拟来自设备的真实调用（无论是 REST/HTTP 等协议，还是 CoAP、XMPP 或 MQTT 等 IoT 流行协议），并测试 DUT（本例中的网关）是否与通过验证从 SOAtest 返回的响应来适当地使用云服务。

如果有外部方式将信息传递到该网关，那么也可以模拟这些调用。Virtualize 稳定了测试环境，以创建对利用来自 SOAtest 的测试数据的请求的可预测响应，全面测试网关和服务。

最后，顶级服务可能正在与 Edge 以及其他传感器和外部参与者进行通信，重要的是要知道来自您的输入的流正在通过环境返回后端系统。 Virtualize 将这些调用模拟到边缘（到 IoT 设备）的接收，然后将该信息传递回 SOAtest，以确认调用进行了往返并且在 IoT 生态系统中的行为符合预期。

正常的测试环境很昂贵，可能超出大多数开发经理的预测。voke Research的一项研究 发现，预生产实验室的平均投资为 1200 万美元。配置实验室的平均时间是 18 天，另外还有 12 到 14 天用于配置。即使在花费了这些成本和时间之后，由于访问权限有限，这些实验室还是成为测试的瓶颈。此外，物理实验室的日常运营成本很高。在大多数情况下，复制物理实验室以提高测试吞吐量的成本过高。

在一篇文章 The ABCs of Service Virtualization中，服务虚拟化的好处被归结为 通过更好地控制虚拟化依赖关系 的行为来改进测试设备的 访问，从而降低成本并提高测试 速度。以类似的方式，让我们分解虚拟物联网测试实验室的好处：

通过更好和更完整的测试提高质量。基于服务的测试确保关键用例得到执行和完善。自动化性能测试可确保在重负载下的稳定性和可靠性。此外，运行时监控可确保检测和跟踪难以发现的错误。

通过模拟畸形数据的自动渗透测试提高安全性。负载测试可以模拟拒绝服务攻击，运行时监控可以检测安全漏洞。测试可重复性确保每次迭代、补丁或发布都以完全相同的方式进行测试。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来减少测试时间、风险和成本。自动化提供手动测试无法提供的可重复性和一致性，同时提供更好、更完整的测试。虚拟实验室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。

审核编辑：郭婷