SIPTEST System Intelligent Process Testing. Abordagens de teste para arquiteturas de software específicas.

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2 Índice 1 Introdução Objetivo do documento Contexto Estrutura do documento Processos de desenvolvimento de testes... Error! Bookmark not defined. 2.1 Modelo Cascata... Error! Bookmark not defined. 2.2 Modelo Espiral... Error! Bookmark not defined. 2.3 V-model... Error! Bookmark not defined. 2.4 Modelo Ágil... Error! Bookmark not defined Test-Driven Development... Error! Bookmark not defined Rapid Application Development... Error! Bookmark not defined Scrum... Error! Bookmark not defined. 3 Referências... 8 Link Consulting,SA Pág. 1 de 10

3 1 Introdução 1.1 Objetivo do documento Este documento apresenta o resultado da pesquisa efetuada sobre abordagens de teste para arquiteturas de software específicas. Descrevem-se sumariamente algumas arquiteturas de software (nomeadamente: 3-er, Service-oriented-architectures (SOAs), Cloud computing, peer-to-peer e aplicações monolíticas) e, para cada uma, descreve-se o processo de testes mais adequado. 1.2 Contexto Existem vários modelos de desenvolvimento de software e de testes que tomam partido de diferentes características de equipas de desenvolvimento, equipas de teste e do produto em si. Estas metodologias, quando bem aplicadas, podem resultar numa redução de recursos utilizados e numa redução do tempo de desenvolvimento e de teste. No entanto, estas metodologias não têm em consideração a arquitetura do produto. Consequentemente, uma metodologia de desenvolvimento e de testes adequada à arquitetura de uma aplicação pode resultar num acréscimo de produtividade no desenvolvimento e cobertura dos testes. METODOLOGIAS DE DESENVOLVIMENTO DE TESTES Existem processos, como os modelos Cascata, Espiral, em V e Ágil, que tentam delinear as metodologias mais eficientes para o desenvolvimento de testes de cada produto. Cada modelo assenta num conjunto de princípios diferentes para desenvolvimento de aplicações. Desta forma, estes modelos são escolhidos consoante as caraterísticas de um produto (tais como, deadlines a cumprir, requisitos funcionais versus não-funcionais) e dos seus desenvolvedores/testadores [1]. As atividades mais gerais envolvidas no desenvolvimento de teste, comuns a todas estas metodologias, são: inspeções e revisão de código, desenho e execução de cenários de teste, teste unitário, modular e de integração, e debugging [1, 2]. DESENVOLVIMENTO DE TESTES PARA ARQUITETURAS ESPECÍFICAS Para além das metodologias de desenvolvimento de testes descritas acima, existem também metodologias para desenvolvimento de testes que se diferenciam consoante a arquitetura do produto a desenvolver. Neste sentido, são apresentadas de seguida algumas arquiteturas de software mais comuns (tais como: 3-tier, SOAs, Cloud compu ting, peer-to-peer e aplicações monolíticas) e as metodologias de desenvolvimento de testes que mais se adequam Estrutura do documento As secções 2 à 6, inclusive, deste documento apresentam as arquiteturas de software já mencionadas na Secção 1.2. Em cada secção descreve-se sumariamente cada arquitetura, as diferentes metodologias de desenvolvimento de testes mais adequadas e as suas vantagens. Finalmente, a última secção apresenta um conjunto de referências recolhidas para elaboração deste relatório, entre outras, consideradas como leitura relevante no tópico em mão. Link Consulting,SA Pág. 2 de 10

4 2 Arquiteturas 3-tier Arquiteturas 3-tier são arquiteturas também conhecidas por cliente-servidor. Estas caracterizam-se pela divisão em 3 módulos com funcionalidades distintas: interface de utilizador, lógica do processo funcional ("regras de negócio") e armazenamento/acesso de dados [3, 4]. Estes módulos usam interfaces de comunicação entre eles o que permite serem desenvolvidos, mantidos e testados em separado [5, 6]. Na fig.1 é possível observar a sua separação. Figura 1 Divisão típica de módulos de uma arquitetura 3-tier onde é possível ver a separação entre as camadas de cliente, aplicação e de base de dados [3 Apesar desta arquitetura poder ter um custo elevado quanto à(s) máquina(s) necessária(s) para a sua operação, esta arquitetura pode ser considerada simples de desenvolver e manter, eficiente, reutilizável e altamente escalável [3, 6]. Neste tipo de arquitetura, cuja aplicação está dividida em módulos, os testes devem seguir uma estrutura que garanta o bom funcionamento inter e intra-módulos [7]. Desta maneira, a fase de testes deve ser estruturada de uma maneira semelhante ao Modelo em V. Ao dividir os testes em testes unitários, testes de integração, testes de sistema e testes de aceitação, estamos a garantir que os vários módulos e as suas interações estão a ser testados. Adicionalmente, deve ser assegurado que os testes são desenvolvidos e mantidos aquando do desenvolvimento de cada módulo [7, 8, 9]. Link Consulting,SA Pág. 3 de 10

5 3 Arquiteturas Service-oriented Arquiteturas Service-oriented (SOAs) são um conjunto de princípios e metodologias para a conceção e desenvolvimento de software em forma de serviços reutilizáveis/consumíveis. Pode-se dizer que a ideia por detrás de SOAs é semelhante à ideia de software livre na qual uma aplicação pode ser reutilizada por outra [10, 11]. Neste sentido, em SOAs, cada aplicação é desenvolvida como um serviço para ser consumido por outro podendo-se construir uma árvore de dependências entre serviços [12], como ilustrado na Fig.2. Deste modo, e a título de exemplo, uma arquitetura 3-tier pode ser vista como uma SOA em que cada módulo tem no máximo uma dependência. Figura 2 Estrutura de um SOA onde é possível identificar vários serviços a serem consumidos por clientes e outros serviços Normalmente, estes serviços usam uma comunicação baseada em XML (devido à organização e estruturação da linguagem) e em Schemas (para validação e/ou estandardização de mensagens). Dado este tipo de comunicação e a estrutura em módulos semelhante à de arquiteturas 3-tier, a metodologia de testes a seguir neste tipo de arquiteturas seria igualmente o Modelo em V [12, 13, 14], no qual são feitos: testes unitários, testes de integração, testes de sistema e testes de aceitação. É também comum neste tipo de arquiteturas o recurso a simuladores de módulos aquando da execução de testes unitários e de integração (como por exemplo, mock objects) [13, 15]. Link Consulting,SA Pág. 4 de 10

6 4 Arquiteturas Cloud Computing Cloud-Computing é a utilização de recursos informáticos que são entregues como serviço através de uma rede. Estas estruturas usam uma abstração de um serviço disponível numa rede (normalmente a Internet) cuja constituição é tipicamente mais complexa. Desta forma, arquiteturas Cloud-Computing são usadas na comunicação com serviços remotos cujas interfaces de comunicação são standard ou estão estabilizadas [16-18]. Pode-se afirmar que este tipo de arquiteturas é uma evolução das arquiteturas Service-oriented descritas anteriormente. A diferença nestas estruturas está por vezes na definição/estabilidade da interface de comunicação e/ou no facto de cada serviço poder ser disponibilizado a mais do que um tipo de aplicação [18-20]. Dada esta semelhança entre arquiteturas Cloud-Computing e arquiteturas Service-oriented, é possível afirmar que os seus testes também partilham metodologias semelhantes. Uma das características do Cloud-computing é a ênfase na abstração de serviços. Neste contexto, é possível afirmar que o desenvolvimento e execução de testes à comunicação entre os serviços adquire maior relevo [21 23]. Portanto, neste tipo de arquiteturas, são especialmente fundamentais os testes de integração dada o desenvolvimento potencialmente díspar entre cada serviço, do qual uma aplicação depende. Adicionalmente, e pela mesma razão, os testes de integração devem também focar problemas relacionados com a indisponibilidade de serviços [24-26]. Link Consulting,SA Pág. 5 de 10

7 5 Arquiteturas Peer-to-Peer Peer-to-Peer (P2P) é uma arquitetura baseada em aplicações distribuídas, i.e. tarefas ou cargas de trabalho são distribuídas entre computadores remotos (peers). Cada peer na rede é atribuído um nó dentro desta e a comunicação é feita por um identificador (normalmente o IP). O funcionamento de arquiteturas P2P é diferenciado das arquiteturas cliente-servidor porque cada peer pode enviar ou receber um pedido. Para tal, cada peer normalmente reserva alguns dos seus recursos (ex.: memória, processamento, disco) de maneira a serem prontamente usados por outras aplicações/serviços remotos. A Fig.3 representa dois esquemas de arquiteturas P2P Qpicas [27, 28]. A grande vantagem deste modelo é o facto de cada peer poder contribuir com as suas aptidões de maneira a melhorar o serviço distribuído, por exemplo, se um peer tem características únicas dentro da rede, este rapidamente se tornará no fornecedor dessa mesma característica/funcionalidade [29 31]. Figura 3 Esquemas de uma arquitetura P2P tipica; à esquerda uma arquitetura sem host, onde nenhum peer comanda a aplicação distribuída; à direita uma arquitetura com um host encarregado de centralizar a decisão de que peer executa o quê [32] De uma maneira semelhante às SOAs e às arquiteturas Cloud-Computing, este tipo de arquitetura depende de serviços remotos para operar corretamente e os testes podem, portanto, seguir metodologias semelhantes. No entanto, este tipo de arquitetura em específico é normalmente capaz de sobreviver ao mau funcionamento de um serviço (um peer) já que tipicamente cada peer é especializado num tipo de tarefa. Contudo, todos eles conseguem executá-la [33, 34]. Em termos de arquiteturas P2P sem host, se uma das linhas de comunicação estiver a falhar, não significa que o nó está inacessível, o que indica que o desenvolvimento de testes deve focar-se principalmente na falha de comunicação entre peers e nas suas potenciais consequências, como pedidos duplicados. Por outro lado, em termos de arquiteturas P2P com recurso a um host, estes tipos de falhas são menos frequentes por haver um controlo centralizado de pedidos. No entanto, o desenvolvimento de testes deve focar-se em problemas de comunicações com o servidor host, cujas falhas podem ter como consequência a indisponibilização de toda a aplicação distribuída [34, 35]. Link Consulting,SA Pág. 6 de 10

8 6 Aplicações Monolíticas Ao contrário de todos tipos de arquitetura vistos neste documento, arquiteturas monolíticas são arquiteturas de apenas uma camada. Isto quer dizer que, por oposição a, por exemplo, arquiteturas 3-tier, o código dos vários módulos (interface de utilizador, lógica de negócio e base de dados) estão interligados. Este tipo de arquitetura tem a vantagem de ser independente de outras aplicações e serviços e de reduzir o número de erros provenientes de aplicações ou serviços externos (por ter nenhuma ou quase nenhuma dependência) [36, 37]. A falta de modularidade desta arquitetura, faz com que esta não seja desejável em aplicações de alto nível e/ou de maior dimensão. Isto deve-se ao facto de aplicações com esta arquitetura terem potenciais erros aquando do melhoramento de funcionalidades já implementadas por poderem existir várias implementações ao longo do código com abordagens descontinuadas não detetáveis na compilação [38] e pela falta de módulos reutilizáveis. O desenvolvimento de testes para este tipo de arquitetura deve, portanto, focar-se no desenvolvimento de casos de uso que cubram todas as alternativas de todas funcionalidades (normalmente, dando origem a um enorme conjunto de casos de teste). Por outro lado, e por todas as razões já apontadas, este tipo de arquitetura pode ser considerada adequada para aplicações de menor dimensão ou de baixo nível [38]. Neste cenário, o número de testes, embora ainda exponencial, poderá trazer vantagens quando comparado com o número de testes numa aplicação da mesma dimensão, desenvolvida com uma arquitetura modular. Quanto à metodologia de testes a seguir neste tipo de arquiteturas, existem várias hipóteses possíveis dependendo do tipo de produto a ser desenvolvido e da maneira como ele é desenvolvido. No caso desta arquitetura, o mais indicado parece ser seguir a metodologia de desenvolvimento do produto e interligá-la com uma metodologia de desenvolvimento e execução de testes. Link Consulting,SA Pág. 7 de 10

9 7 Referências [1] - James A. WhiVaker, Jason Arbon, Jeff Carollo: How Google Tests SoYware, Addison Wesley publishing, [2] - Edward Kit: SoYware Testing In The Real World: Improving The Process, ACM Press Books, [3] - 3-tier Architecture, Slideshare, Maio [4] - Carsten Howitz: What Is 3-Tier(Multi-Tier) Architecture And Why Do You Need It?, SimCrest, Junho 2012, [5] - Using a Three-Tier Architecture Model (COM+), MicrosoY, Outubro 2012, [6] - Channu Kambalyal: 3-Tier Architecture, [7] - Huijie Li, Xiaokang Lin:An OPNET-based 3-tier network simulation architecture, IEEE International Symposium on Communications and Information Technology, 2005 [8] - N-Tier Architecture and Tips, CodeProject, Agosto 2012, Architecture-and-Tips [9] - Rupesh Jaiswal: What is 3- and n-tier architecture, Setembro 2007, [10] - David SproV, Lawrence Wilkes: Understanding Service-Oriented Architecture, Janeiro 2004, [11] - Raghu R. Kodali: What is service-oriented architecture?, Junho 2005, [12] - Service Oriented Architecture, SoYwareExperts.NET, Novembro 2012, [13] - Mike P. Papazoglou, Willem-Jan van den Heuvel: Service oriented architectures: approaches, technologies and research issues, VLDB Journal, 2007 [14] - Schahram Dustdar, Stephan Haslinger: Testing of Service Oriented Architectures A practical approach, Object-Oriented and Internet-Based Technologies, 2004 [15] - Ed Morris, William Anderson, Sriram Bala, David Carney, John Morley, Patrick Place, Soumya Simanta: Testing in Service-Oriented Environments, SoYware Engineering Institute, Relatório Técnico, Março 2010 [16] - Brian Hayes: Cloud Computing, Technology, Communication of the ACM, Vol. 52, No. 7, pp. 9-11, Julho 2008 [17] - Dell: Cloud Computing, Novembro 2012, [18] - Michael Armbrust, Armando Fox, Rean Griffith et al.: A view of cloud computing, Communications of the ACM, Vol. 53, Issue 4, pp , Abril 2010 [19] - Rajkumar Buyyaa, Chee Shin Yeoa, Srikumar Venugopala, James Broberga and Ivona Brandicc: Cloud computing and emerging IT plaborms: Vision, hype, and reality for delivering computing as the 5th utility, Future Generation Computer Systems, Vol. 25, Issue 6, pp , Junho 2009 [20] - Dillon, T., Chen Wu and Chang, E.: Cloud Computing: Issues and Challenges, IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA), pp , 2010 [21] - Avetisyan, A.I., Campbell, R. and Gupta, I. et al.: Open Cirrus: A Global Cloud Computing Testbed, Computer, Vol. 43, Issue 4, pp , 2010 [22] - Ambreen Tariq: SoYware Testing Tools to Test Cloud Computing Applications, Dzone, 2009, [23] - Daniel Joseph Barry: Cloud Computing: Testing the Cloud, TechNet Magazine, Setembro 2011, [24] - Daniel Joseph Barry: Testing the Cloud, Cloud Computing Journal, Julho 2011, Link Consulting,SA Pág. 8 de 10

10 [25] - Cloud Infrastructure Testing, IXIA BreakingPoint, Novembro 2012, [26] - EANTC: Cloud Computing Testing, White Paper, Spirent, Abril 2010, Whitepaper-v2_1.pdf [27] - Schollmeier, R.: A definition of peer-to-peer networking for the classification of peer-to-peer architectures and applications, Proceedings. First International Conference on Peer-to-Peer Computing, pp , 2001 [28] - Petar Maymounkov and David Mazières: Kademlia: A Peer-to-Peer Information System Based on the XOR Metric, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2429, Peer-to-Peer Systems, pp , 2002 [29] - Ion Stoica, Robert Morris, David Karger, M. Frans Kaashoek, Hari Balakrishnan: Chord: A scalable peer-to-peer lookup service for internet applications, Proceedings of the 2001 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communications, pp , 2001 [30] - Ripeanu, M.: Peer-to-peer architecture case study: Gnutella network, Proceedings. First International Conference on Peer-to-Peer Computing, pp , 2001 [31] - Keong Lua, Jon CrowcroY and Marcelo Pias: A survey and comparison of Peer-to-peer overlay network schemes, IEEE Communications Surveys, The Electronic Magazine of Original Peer- Reviewed Survey Articles, Vol. 7, No. 2, 2005 [32] - Wikipedia: Peer-to-peer, Novembro 2012 [33] - Eduardo Cunha Almeida, Gerson Sunyé, Yves Traon, Patrick Valduriez: Testing Peer-to-Peer Systems, Journal of Empirical SoYware Engineering, Vol. 15, Issue 4, pp , 2010 [34] - John Wesley Burris: Conformance Testing Of Peer-To-Peer Systems Using Message Traffic Analysis, Dissertação da Universidade do Estado de Louisiana, Maio 2012 [35] - Jorge Augusto Meira, Eduardo Cunha de Almeida, Yves Le Traon, Gerson Sunye: Peer-to-Peer Load Testing, Proceedings of the IEEE FiYh International Conference on SoYware Testing, Verification and Validation, pp , 2012 [36] - Wikipedia: Monolithic application, Novembro 2012 [37] - Luca Deri: Droplets: Breaking Monolithic Applications Apart, IBM T.J. Watson Research Center, 1996 [38] - BreV Maytom: Why not to develop Monolithic applications, Fevereiro 2010, Link Consulting,SA Pág. 9 de 10

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