（通信与信息系统专业论文）网络存储备份软件的发布前测试技术研究.pdf

摘要 z8 7 9 7 6 6 软件测试是软件开发的重要、必要部分，是通过找出缺陷和 问题评估产品质量并间接改进产品质量的手段。软件测试的方法、 流程及测试策略是软件测试过程设计中重要的组成部分。 随着网络及数据存储的发展，网络既是存储的思想也越来越 显现。s a n 作为配置网络化存储的一种方法，有其特有的优势。 c a 公司的b r i 9 1 1 t s t o r 数据存储备份软件系列就是利用着s a n 网 络存储的 1 1 ：c 念。 本文首先概括介绍了软什测试的定义、目标、方法及流程； 接蓿讨论了网络存储概念使1 ：| 的一种方法，即s a n 存储局域刚概 念：然后在软件测试及s a n 概念的基础上，提出网络存储备份产 品b r i ；1 1 l sc o r 软件系列发布n 口测试的概念；在b r i 曲t s t o r 软件需求 及测试理论的分析基础上。系统设计总结出软件发布前测试的三 个阶段：集成测试、确认测试、系统测试：最后在笔者对b r i g h t s t o r ，、7 、 软件的实际测试实践上，系统地设计实现了网络存储备份软件发 和前测试的过程研究。 本文在网络存储备份软件测试理论分析及软件测试实践的基 础上，系统分析总结出软件发布前测试的阶段过程，并根据测试 实践提出了测试中的问题及分析。本文对深入理解网络存储备份 软件测试及以后的软件测试理论研究与实践都具有建设性的帮助 作用。 关键字：软件测试s a n 网络存赭备份集成测试确认测试系统测试 a b s t r a c t s o n w a r et e s t i n g i sac “t i c a le l e m e n to fs o f h a r cq u a l i t y a s s 毽糟n c ea 瞳r 罐滗s e n s 氆毒娃l t 趣a 耗f e v i e wo fs p 逶e 戤妇l ，d e s i 蓼， a n dc o d i n 毖t h em e t h o d s ，a p p r o a c ha n ds l r a t e g i e sa r ei m p o r t a n tp a r t s o f s o 建w a r e e s t i n g s a ni sa na c r o n y m 南rs i o r a g ea r e an e t w o r k s a nc r e a t e sn e w m e t h o d so fa t t a c h i n gs t o r a g el os e f v e r s t h e s en e wm e t h o d sc a n e n a b l e 掣e a ti m p m v e m e n t s i nb o t ha v a i l a b i l i t ya n dp e r f o 锄a n c e t t h i sp a p e rg i v o s 1 1 ed e 珏n i t i o n ，o b j e c t i v e ，m e t h o d ，a n da p p a c h o fs o 矗w a r et e s t i n ga n dd i s c u s s e ss a nc o 聃c e p t b a s eo nt h e $ o 矗w a r e l h e o r ya 1 1 dt l l er e 姒i i r e m e n t o fs l o r a g ep r o d u c tb “曲t s t o ro fc a c o m p a n y tp u l sf b 州a 磁t b e h r c e 曲a s 尊so f s o 最w 鑫r et e s t i n gb e f o r e r e l e a s e a tt h ee n d ，i td e l a i l st h ed e s i g na n da n a b ，s i so fs o n w a r e l e s t l n gb e f b r er e l e a s ed 聃r i n g3 聪t h o f sp l 肇e t 主e e 。 t h i sp a p e rp u t sf b n v a r dt h ep h a s e so fs o f w a r et e s t i n gb e f - o r e 糖l e a s e 黼纛疰s c 珏s s o sp b l e m sd 藤嚣gs o f 飘a f el e 筑i n g 。魏 sv 。拶 u s e f i l lt ou n d e r s t a n d i n gs a n8 0 f t w a r et e s t i n ga n dr e s e a r c ho ft h e o r y 鑫魏dp f 嚣e t i c eo 玉o u ts o f 粒铲a f et e s | i 狂g ， l ( e y w o r d s ：s o 脚a r et e s t i g ；s a n ；i n t e g r a t i o nt e s t i n g ：v a i i d a t i o n t e s l 遗g ；s y s e ml e s t i n 鬈 北京交通人学硕【：学位论文 网络存储备份软件的发布前测试技术研究 1 1 背景 第一章概述 软件测试是软件开发的重要、必要部分，是通过找出缺陷和 问题评估产品质量并间接改进产品质量的手段。从软件工程的观 点看，预防程序问题要比改正问题重要得多，因此，必须首先把 软件测试看作是检验预防程序错误的机制是否有效的主要手段， 同时又是找出程序异常的手段。 i e e e 把软件测试定义为：从通常是无限大的执行域中恰当地 选取一组有限测试用例，对照程序已经定义的预期行为，动态地 检验程序的行为。 从这个定义可以看出软件测试的四个特点：首先是“动态”， 软件测试总要通过一组输入执行程序。但是，单靠输入值并不总 能充分地确定一个测试，因为对于复杂、非确定的系统，由于系 统会处于不同的状态，因此对于同样的输入可能产生不同的响应。 所以，特定的输入通常还要指定系统的特定状态。其次是“有限” 在测试中实际能够观察的执行数量是有限的。测试永远都意味着 有限资源和计划进度与本质上是无限测试需求之间的折衷：正是 这种矛盾带来了大家经常提到的技术( 测试充分性评判准则) 和 管理( 测试工作量估计) 两个方面的测试问题。接着是“选取”， 很多测试手段的本质区别就是如何选择有限的测试集。针对特定 条件确定最合适的选取准则是一个非常复杂的问题，在实践中需 要运用风险分折技术和测试工程专门知识。最后是“预期”，必须 北京交通人学顾i ：学泣论上 络1 竽站蒂份软件的发布前测试技术谢 亢 能够确定所观察到的程序执行输出是不是可接受的，否则测试工 作就是无用的。 从软件生产发达国家来看，2 0 世纪6 0 年代，软件测试主要 以代码调试为主；7 0 年代主要以演示软件系统的正确性为主；8 0 年代到9 0 年代中期，主要以检查程序错误为主；9 0 年代中期以 后，软件测试开始更注重软件质量特性的整体评估。目前软件测 试最主要的目标是评估软件功能，但一般也要测试软件的非功能 属性。 目前应用于软件测试领域的技术有很多，而且差别很大，大 致有两种分类方法。 第一种是按测试的生成来源划分，即基于测试人员的直觉和 经验( h _ 兴测试) 、需求规格说明( 包括等价类划分、边界值分析、 判定表、基于有限状态机、形式化语言转换和随机测试等) 、代码 结构( 基于流程图、调用关系图等参考模型、基于控制流标准、 基于数据流的标准) 、发现的错误( 以过去经验为基础的错误推测 法、增加一个被测程序变种的变异测试) 、被测程序的使用领域( 操 作剖面、软件可靠性工程测试) 和被测程序类型( 面向对象、基 于构件、网站、c u i 、并发程序、协议一致性、分布式系统、实 时系统、科学计算软件测试) 的测试技术。 第二种是经典的分类方法，即黑盒测试和白盒测试。依赖于 波测软件设计及编码信息进行的测试称为白盒测试( 基于代码测 试的参考模型、基于控制流标准、基于数据流标准和变异测试等) ， 只依靠被测软件输入输出行为而没有关于输入输出之间信息状 | 兄的测试称为黑盒测试( 等价类划分、边界值分析、判定表、基 于有限状态机、源于形式化需求规格说明、错误推测法、随机测 d 北京交通 学预i ：学业论文叫络俘储蔷份软件的发布前酒0 试技术研究 试、操作剖面和软件可靠性工程测试等) 。 在实际测试中，往往综合采用这些技术。 笔者在硕士生研究工作中，有幸参与了大型网络存储备份软 件b r i 曲t s t o r 的发布前测试工作，并完成了软件发布前的集成测 试、确认测试、系统测试等测试项目中的一部分工作。现从网络 存储备份软件b r i 曲t s t o r 的功能原理出发，分析研究软件测试的 方法策略，并结合b 吣h t s t o r 软件的实际测试工作，系统地总结 软件在发布前测试的基本过程，文中结合设计的测试用例洋细说 明了软件测试过程的设计及实现。 系统地学习和了解了关于软件测试和s a n 的基本原理和工 作流程，经过培i j | | 详细掌握了软件b r i g h t s t o r 系列的工作原理及 软件在各种平台上安装、配胃和使用等情况。研究分析软件测试 策略，分析软件需求，在分析软件需求和测试策略的基础上设计 软件测试计划。根据测试计划详细确定测试项目，设计测试用例。 根据测试用例搭建各种测试环境，进行具体的测试操作，总结测 试结果及测试报告。 笔者在b r i 曲t s t o r 软件的实际测试过程中，共参与设计完成 了6 5 0 项测试项目。包括了软件发布前测试的集成测试、确认测 试、系统测试等测试阶段的测试项目，对软件的测试流程有着总 体上的把握。在不断学习分析软件测试策略原理在实际软件测试 项目中的应用中，通过分析设计实际的测试流程并在测试过程中 学习检验，系统地分析总结出软件在发布前测试的策略步骤及方 法。 笔者在b r i 曲t s t o r 软件的实际测试过程中，深切体会到软件 测试在软件开发过程中的重要性。软件测试是软件质量保障的重 北京交通人学硕【二学位论上h 终存髓备份轶件的发布前测试技术研究 要一环。目前国内软件领域，还没有将软件测试作为软件开发的 重要组成部分，而只是作为辅助的一部分。随着软件质量意识的 提高，国内软件业必须将软件测试提到应有的高度上来。软件测 试需要借鉴国外软件开发的经验，将软件测试理论与软件测试的 实践相结合，这样才能在实践中更好地发挥软件测试理论的作用， 使软件测试过程更加科学合理，使软件测试在软件丌发过程中发 挥其保障软件质量的重要作用。 本文分为五章，按以下方式组织：第一章，首先介绍了软件 测试的定义、目标、原则、方法及流程。第二章，简要介绍了存 储局域网( s a n ) 结构及数据的备份策略，列举了流 于的网络存 储备份软件。第三章，简要介绍b r 噜h i s t o r 软件的功能及其支持 的s a n 存储网络，结合b r 噜h l s t o r 软件分析了软件的测试策略， 并针对b r i 卧t s t o r 软件设计出相应的测试策略。第四章，结合 b r i 曲t s t o r 软件设计测试用例并实现测试，分析测试刚例的结果。 虽后，对本文做了简单的总结及对软件测试的展望。 1 2 软件测试综述 1 2 1 定义 软件测试( s o f t 、v a r et e s t i n g ) 是软件生存期( s o 脚a r el i f e c ”l e ) 中的一个重要阶段，是软件质量保证的关键步骤。通俗地 讲，软件测试就是在软件投入运行前，对软件需求分析、设计规 格说明和编码进行最终复审的活动。1 9 8 3 年i e e e 提出的软件工 程术语中给软件测试下的定义是：“使用人工或自动的手段来运行 6 北京交通人学硕i ：学泣论上用络存矗占暑份软件的发布前；剐试挫术研究 或测定某个软件系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的 需求或弄清预期结果与实际结果之间的差别”。这个定义明确指 出：软件测试的目的是为了检验软件系统是否满足需求。 从用户的角度来看，普遍希望通过软件测试暴露软件中隐藏 的错误和缺陷，所以软件测试应该是“为了发现错误而执行程序 的过程”。或者说，软件测试应该根据软件开发各阶段的规格晚明 和程序的内部结构而精心设计一批测试用例( 即输入数据及其预 期的输出结果) ，并利用这些测试用例去运行程序，以发现程序错 误或缺陷。 1 2 2 测试目标 g i e l lm y e r s 在他的软件测试著作中陈述了一系列关于洲试目 标的规则： 1 测试是一个为了寻找错误而运行程序的过程。 2 一个好的测试用例是指很可能找到迄今为止尚未发现的错 误的用例。 3 ，一个成功的测试是指揭示了迄今为止尚未发现的错误的测 试。 上述目标蕴含了一个观点上的戏剧性变化，他们转向通常的 观点，即一个成功的测试是指没有找到错误的测试。我们的目标 是设计这样的测试它们能够系统地揭示不同类型的错误，并且 耗费最少时间与最小工作量。 如果成功构造了测试( 根据上述目标) ，则能够在软件中揭示 错误。测试的第二个好处在于它证实了软件依据规约所具有的功 7 北京交通夫学硕 ：学世论文刚络存1 i 舌备份软件的发布前测试技术1 行究 能及其| 生能需求，此外，构造测试时的数据收集提洪了软件可靠 性以及软件整体质量的一些信息。但是，有一件事测试无法完成： 测试无法说明错误不存在，它只能表示软件错误已经出现。 1 2 3 软件测试的生命周期 测试主要依据是被试系统的研制任务书和技术规格书，是对 软件整体功能和性能的综合测试与评估。测试原理是软件测试活 动的理论基础，测试方法是测试原理的实际应用和获得测试数据 的手段。基于软件的共性，对于软件的测试要遵循一般软件的测 试原理和方法。同时，针对软件的特性，必须找到合适的测试方 法。测试用例的合理性列于软件的测试与评估具有关键作用，而 如何使设计的用例合情、合理并且典型有效并不容易。所以应该 与软件的研制人员以及最终用户一起，有刽对性地研究实际操作 环境并加以描述，形成合理的测试用例集。另一方面，软件运行 环境的复杂程度对软件评估具有重要作用，所以应产生尽量逼真 的运行背景以便于研究。软件测试的周期如图l 所示。 州络存储备汾软件的发布前测试披求 阱，： 客户为主 图1 软件测试的周期 实践证明，尽管人们在开发软件的过程中使用了许多保证软 件质量的方法和技术，但开发出的软件中还会隐藏许多错误和缺 陷。这对于规模大、复杂性高的软件更是如此。所以，严格的软 件测试对于保证软件质量具有重要作用。 软件测试在软件生存期中横跨两个阶段。在软件编码阶段， 当编写出一个模块后，通常要对它进行必要的测试( 称为单元测 试) ，这时测试与编码属于同一个阶段。在编码阶段结束后，对软 o 一一一一一 _ 一 一 一一 llii开发方为主 一 一一 - 一 一 lli土i客户为主i上 一 -盖 北京交通人学坝f ：学位论史m 络存储备份软件拍发布前测试技术研究 件系统还要进行各种综合测试( 集成测试与系统测试) ，这是一个 独立阶段，期软传测试酚段。在这个测试除段又寿两季孛性质不同 的测试：研制单位内部进行的集成测试和系统测试与用户( 或第 三方) 进行的验收1 烛测试。 在软件测试生命周期内，错误在软件开发的每个阶段都可能 被带入。谯软件测试中，某贱错误被发现、分类、隔离，最终被 纠讵。由于软件不断被修改，所隧这个过程是一个反复遴行的过 程。 本文讨沦的b r 翡f s t o r 软件测试圭簧包括了软件溅试髑期中 的集成测试、系统测试和确认测试阶段。 1 2 4 可测试性 在理想的情况下，软彳串工程师在设计计算枫程序、系统或产 晶时应浚考虑可测试性，这就使得负责测试的人能够更容易地设 计有效的灞试用铡，但是，什么是“霹溯试经”程? j 鳓e s 嚣a c l l 这 样描述可测试性： 软件可溺试毪赣是一个诗算橇程序能够棱测试豹容易程度。 因为测试怒如此的阑难，因此需要知道做些什么才能理顺测试 i ：遣程。畜辩，程t 搴癸懑意去傲瓣测试遥程寿嫠劲黢事，露个包 括可能的设计点、特性等等的检查表对他们是很有用的。 袁定移在可爱予在缦多方嚣测凄霹测试性豹度量，奢瓣，可 测试性被用来表示个特定测试集覆谶产品的充分程度。在军方 述弱它来表示工其狻检验鄞修复数容易程度。这涎转意义帮略不 f 司于“软件可测试性”。下面的检查表提供了一缀可测试软件的特 0 北京交通火学硕i 学也论史网络停6 苦蔷份软件的发布前测试技术i i i f 究 征： 1 可操作性。“运行得越好，被测试的效率越高。” 系统弱诺误壤乡( 缮误熬上测试过程中楚分毒嚣翻缀告歼 销) 。 没有毽褥测试羧嚣戆错误。 产品在功能阶段的演化( 允许同时的开发和测试) 。 可观察性。“佟蹶看见黝羧是依廖测试的。” 每个输入有唯一的输出。 系统状态和变量可见，或在运行中可森诲。 过去的系统状态和变量可见或在运行中可釜洵( 例如： 事务r 志) 。 所有彩锏输出的围素都可觅。 容易泌别错误输出。 通过自测视镧自动债溺内部错误。 自动报佟内部错误。 瑶获敬源代筠。 2 可控制性。“对软件的控制越好测试越能够被自动执行 与蕊纯。” 所有可能的输出都产生于某种输入组合。 逶逑巢秘输入缝合，艨毒豹筏玛都露蠢技撬嚣。 测试工程师可直接控制软件和硬件的状态及变量。 输入秽竣出揍式缳持一致纛毒结稳。 能够便利地对测试进行说明、自动化和再生。 3 可分解性。“通过控制测试范疆，能够更快地分鳃阕题， 执行更灵巧的再测试。” f l 北京交通凡学硕l j 学生沱文 州终俘眙备份= j = 伴的发市前测试投求讲究 软沣系统由独立禳块构成。 能够独立测试各软件模块。 4 简单性。“需要测试的内容懑少，溺试的遽凄越浃。” 功能简雄性( 例如：特性集是满足需求所需的最小集 合) 。 结构简单性( 例如：将体系结构模块化以限制错误的繁 戆) 。 代码简单性( 例如：采用代码标准为检查和维护提供方 蠖) 。 5 稳定性。“改变越少，对测试的破坏越小。” 软争l ：豹变化是不缀常救。 软件的嶷化是可控制的。 软中 的变化不影嗍已有的测试。 软件失散后能得剿良好恢复。 6 易理解性。“得到的信息越多，进行的测试越灵巧。” 设计能够被很好地理解。 内部、外部和共搴构件之间的依赖性能够被很好地理 解。 设计的改变被通知。 可缱露获取技术文档。 技术文档组织合理。 技术文糖馥确详缁。 技术文档精确性稳定。 软移工程努运溪j a 瓣e sb 牡h 提巍鲮这些满瞧亲嚣发霉测试 的软件配鼹( 即程序、数据和文档) 。 l ， 北京交通入学颂f 二学止：垂土 嗣络1 竽储备份软件韵发布前测试技术研究 但是关于测试本身呢? k a n e r ，f a l k 和n g u y e n 给出了 “好”测试的一些属性： 1 个好的测试发现错误的可能性很高。为了达到这个目 标，测试糟必须理解软件，并尝试设想软件如何才能失败。理想 她，错误类别能被籍萌，例如，在g u l ( 图形罔户界面) 中有一 种潜在的错误，b 口错误识别鼠标位置。应该设计一个测试集来验 证鼠标位鬣瑷剐豹缮误。 2 个好的测试并不冗余。测试的时问和资源是有限的， 没有必要聿奄造一个与其德测试角途完全榻弱翡溺试，每个测试 都应该有不同的用避( 哪怕是细微的差异) 。例如，软件s a f c h o m e 。簪有一个骥块羧强柬识瘸瘸户密褥以决定是秀纛动系绞，为了嚣 试密码输入的错误，测试者璇计了一系列的输入密码测试。在不 黼茨溺试t = ；| 浚入露效与无效爨骂( 疆令数字) ，然嚣，每一个鸯效 ：! i i 己效密码将检测一种不同锚误模式，例如，一个将8 0 8 0 作为有 效密强麓蓉绞将不会接受 # 滚整鼹1 2 3 4 ，费l 采接牧1 2 3 4 ，煺产垒 错误，另个测试输入1 2 3 5 。与1 2 3 4 的测试意图相同因此是 冗余靛，然嚣，非法输入8 鹪l 或8 1 8 0 就有些纲微的差异，靼对 与有效密码相近但并不相同的密码该进行测试。 3 ，一个好的测试应该是“最佳品种”。在一维目的桐似的测 试中，时问和资源的限制可能只影响典某个子集的执行，此时， 应该使用最可能找刹所有错误的测试。 4 一个好的测试既不会太简单，也不会太复杂。虽然有时会 将一组测试组合到个测试用例中，其副作用可能屏蔽错误，通 鬻，每一个溅试应该独立执行。 北京交通夫学硕士学位论文网持俘f i 言备份软件的麓布前测试牡术捌 究 1 2 5 测试方法和流程 软件测试从测试方法来区分分为：白盒测试及黑盒测试。现 在来说还有白加黑的测试，即灰盒测试。 软件测试方法主要有黑箱溅试方法与岛籍溺试两类。凳箱溅 试又称功能测试、数据驱动测试或基于规格说明的测试，是在完 全不考纛程序内部结梅帮内酃特性酶情况下，检查输入与输密之 问关系悬西符合要求。白箱测试又称结构测试、逻辑驱动测试或 基于程序游溺试，怒在已翔耧净内部缭镌鹣帻滗下设计 ； | 试震镶 的测试方法。显然，白箱测试适合在单元测试。扣运用，丽在独立 测试陵段多采滔黧褡溅试方法。 测试用例( t e s cc a s e ) 实际上是对软件运行过程中r i j i i 宵可能 存在豹毽糠、运动、行魏、强境器l 终搽豹捶逑，是霹骞残照爨勰 种抽象。设计测试用例& p 设计针对特定功能戏组合功能的测试 方寨，并编写成文糨；测试嗣镄应该喜搴现软搏王疆数思想秽壕则。 测试用例的选择既骚有一般情况，也成有极限情况以及暇大和最 小的边界缝情况。因为测试的强的是黎籍应用软 牛中隐藏的缺陷， 所以在设计选取钡试用例和数据时要考虑那些瓣于发现缺陷的测 试用例和数据，结合复杂的运行环境，在所有w 能的输入条件和 输出条件中确定铡试数据。来检查应掰软件是孬都能产缀正确的 输出。 软件测试所褥掰的数据经过处瑗暖詹，可赣雳来作为评倍软 件系统是否满足用户需求的依据。软件测试阶段的信息流如图2 新示： 1 4 北京交通人学砸 ：学生：之上h 鲳1 竽储备汾软件曲发市前测试披卡研疤 软件配置 图2 软件测试阶段的信息流 根据测试流程和软件需求分析，本文b r i 曲t s t o r 测试的集成 测试、确认测试和系统测试主要以黑盒测试为主，白盒测试为辅。 下面分别对白盒测试和黑盒测试进行说明。 1 2 6 白盒测试 白盒测试，有时称为玻璃盒测试，是种测试用例设计方法， 它使用程序设汁的控制结构导出测试用例。使用白盒测试方法 软件工程师能够产生测试用例：( 1 ) 保证一个模块中的所有独立 路径至少被使用一次：( 2 ) 对所有逻辑值均需测试t r u e 和f a l s e ； ( 3 ) 在上下边界及可操作范围内运行所有循环：( 4 ) 检查内部数 据结构以确保其有效性。 此时可能会提出一个合理的问题：“我们应该更注重于保证程 序需求的实现，为什么要花费时间和精力来担心( 和测试) 逻辑 细节? ”换一种说法，我们为什么不将所有精力用于黑盒测试 呢? 答案在于软件自身的缺陷： 逻辑错误和不正确假设与一条程序路径被运行的可能性 成反比。当我们设计和实现主流之外的功能、条件或控 制时，错误往往开始出现在我们的工作中。日常处理往 北京交通人学硕i 。学旺渔上 同蠕存储备份软件的发市前测试技术i i j f 究 往被缓好缝了解( 釉矮好魂绥囊) ，瑟“籍殊谤况”静处 理则难于发现。 我嬲经窜稠售菜邋辑爨径不霹戆薮疑耄亍，焉事实上，它 可能在破常的基础上被执行。程序的逻辑流肖时是违反 壹觉戆，这意嚎餐我翻关予控制滚露数据漉黪一些无意 识的假设可能导致设计错误，只有路径测试才能发现这 些镬误。 印刷上的错误是随机的。当一个程序被翻译为程序设计 语言源代璐时，鸯砸能产生某些打印锩误，缀多将被谮 法检查机制发现，但是，其他的会猩测试开始时才会被 发现。打印错误出现在圭溅上和不明娃的逻辑鼢径上的 可能挂怒一样阳。 上述任何一祭原因都怒浚进行囱盒测试的论据，黑愈测试。 不管它多么全面，都可能忽略蓊舔撬副髂菜鍪类型豹错误。币如 b e i z e r 所说：“错误潜伏襁角落里，聚集在边界上”。白盒测试更 礤戆发现它翻。 l 。2 。7 黑盒测试 黑盘测试注重于测试软件的功能性需求，也即黑盒测试使软 件工程鄢派生出执行程序所有功能需求的输入条件。黑盒测试并 不是自盒测试的替代品，丽是用于辅助白盒测试发现其他类型的 错误。 黑盒测试试图发现以下类型的错误：( 1 ) 功能不对或遗漏， ( 2 ) 赛褥错误，( 3 ) 数嚣结构或箨部数据痒访滴错误，( 4 ) 经麓 6 北京交通人学母j 学她论文 错误和( 5 ) 裙始纯帮终止错误。 白盘测试在测试的早期执行，而黑盒测试主要用于测试的后 麓。翼鑫溪试敌意不考虑羧裁结镌，焉是注纛信惫竣。溅试瘸子 回答以下问题： 妇舞溅试功能懿有效连? 何种类型的输入会产生好的测试用例? 系统是否对特定敬输入篷尤其敏感? 如何分隔数据类的边界? 系统能够承受何张数据率和数据量? 特定类型的数据组合会对系统产生何种影响? 运厢黑鑫测试。可以鼯出满足以下标准的测试用例嶷：( 1 ) 所设计阳测试用侧能够减少达到合理溺试所需的附加测试踊例 数，和( 2 ) 所设计的测试用例能够侉知某些类型错误的存在或不 存在，弼不是仅仪与特定测试榴关豹错误。 1 2 。8g u i 溅试 考虑到b d g h t s t o r 软l 譬大量用劐g u i 界蕊，丽我们在测试过 程中必然涉及到g u i 测试，将g u i 测试单独讨论一下。 图形用户界颟( g u i ) 对软件工程师提出了有趣的挑战，因 为g u l 开发环境有可复角的构件，开发用户券两更加省辩而盈更 加精确，同时，g u i 的复杂性也增加了，从而增加了设计和执行 溺试用铡麓难度。 因为现代g u i 有相同的观感，融经有一序列标准的测试。下 列闷题可浚痒秀常冤g 氆测试的捂旃； 北束交通凡掌坝1 j 学泣1 皇上荆络徉瞄蔷汾软件的蕊市前测最投术骈究 对于窗嗣： 窝翻能委麓予提关的输入或黎单鸯令邋搬地打开? 塞馥链否敬变大，l 、移动帮滚渤? 霞口中的数握内容熊否用鼠掇、功能键、方向错头和键 盘谤溜? 溺被覆盏并踅调用艏，窗口能西正确地掰生? 篱要对熬餐经魇蘑露塞墨籀关戆凌篷? 所有窗口棚关的功能是可操作的吗? 是否有穗美熬下拉式菜单、王菇条、滚渤条、对透蘸、 按钮、图标和疑他控制可为窗口可用，并适当地显示? 摄示多个锯疆辩，滋翻静名拣楚覆被遥囊恁表示? 滑动窗口怒脊被适当地加亮? 弼采经弼多任务，怒臀掰有 | 勺窿鐾技袋时瑟瑟? 寥次或不币确梭鼠标是否会挣敬无法预料的尉作用? 键溜豹声鬻帮颜色拖运秘窘鲻的授 乍攫樊净是褥符合需 求? 窝翻是香疆演她关闭? 对于下| 妻式菜单黧藏稼搡俸： 蘩犟条是漤漫示在含邂的语境中? 痰鼷程痔豹菜萃条楚器显示系统疆关鹣特缝( 魏辩镑显 示) ? 下接式揉终麓羹：凑工终嗨? 菜单、调甑板和工具祭是否工作正确? 燕喾适当媲裂出了掰餐戆菜攀凌能移下接式子凌裁? 鼹茵可以通_ i 建鼠标访婀所有的菜单功能? g 北京交通九学硕i j 掌心论之 m 络存储缶份软件的发市前测试技术 i j f 究 文本字侮、大小帮格式是器西三确? 是否能够用其他的文本命令激活每个菜单功能? 菜单功筑是否睫当 ；誊懿窑嗣撩 乍热凳袋变荻? 菜单功能是否正确执行? 菜单功麓憨名字楚否其寿自烬器。蓬? 菜单项怒否有帮助，是否语蟪相关? 在整个交互式语境中，是否可以识别凝标操作? 如果要求多次点击鼠标，是否能够在语境中正确识别? 如果鼠榕有多个按键，是否能够在语蟪中聂确识别? 光标、她理指示器和识别指针是否随操作恰当地改变? 对于数据项： 字母数字数据项怒否能够i j 三确回显，并输入到系统中? 图形模式的数据项( 如滑动条) 是否正常工作? 是否能够识别菲法数据? 数据输入消息是前可理解? 除了上述智栽赣矫，鸯隈狡态建穰图也可璐焉予警鞋 g u i 稳 关的数据和程序对象的测试集。 霾菇g u l 攥佟稳关懿瓣刭鼗镁大，鬃浚反当用自麓托工兵进 行测试。 1 2 9 软件测试的原则 在浚计有效豹 羹! | 试雳铆之前，软 孛工程耀必须理解较侔测试 的基本原则。d a v i e 提出了一组测试原则： 掰青豹溺试嫠痤追溯鬟竭户需求。釜翔我稻掰知，较 譬 1 9 北京交通凡学硕i j 学泣论文州络存储备份软件的发布前测试技术研亢 测试的目标在于揭示错误。而最严重的错误( 从用户角度来 看) 是那些导致程序无法满足需求的错误。 应该在测试工作真正开始前的较长时间内就进行测试计 划。测试计划可以在需求模型一完成就开始，详细的测试用 例定义可以在设计模型被确定后立即开始，因此，所有测试 可以在任何代码被产生前进行计划和设计。 p a r e t o 原则应用于软件测试。简单而言，p a r e t o 原则暗 示着测试发现的错误中的8 0 很可能起源于程序模块中的 2 0 。当然，问题在于如何孤立这些有疑点的模块并进行彻 底的测试。 、，测l ：j i = 应从“小舰摸”开始，逐步转向“大规模”。最初的 测试通常把焦点放在单个程序模块上，进一步测试的焦点则 转向在集成的模块簇中寻找错误，最后在整个系统中寻找错 误。 穷举测试是不可能的。甚至一个大小适度的程序，其路 径排列的数量也非常大因此在测试中不可能运行路径的 每一种组合，然而，充分覆盖程序逻辑，并确保程序设计中 使用的所有条件是有可能的。 为了达到最佳效果，应该由独立的第三方来构造测试。 “最佳效果”指最可能发现错误的测试( 测试的主要目标) 。 2 0 北京交通人学坝l 学位i 上叫络俘储番份软件的发市前测试技术一，圩， 第二章网络存储备份系统 2 。1 存储局域网 b 吨h t s t o r 存储备份软件中用到了s a n 思想来进行远距网络 环境下的存储备份，s a n 作为配置网络化存储的一种方法，有着 其可扩展性、高可用性、容错性以及可管理性等品质。这一节， 笔者将就s a n 的原理与构成进行简要的讨论。 2 1 1s a n 的定义 s a n ( s i o r a g c a r c an e t w o r k ) 是类似于普通局域网的一种 高速存储网络，它通过专用的集线器、交换机和网关建立与服务 器和磁盘阵列之间的直接连接。s a n 不足一种产品而是配胃网络 化存储的一种方法。这种网络技术支持远距离通信，并允许存储 设备真正与服务器隔离，使存储成为可由所有服务器共享的资源。 s a n 也允许各个存储子系统，如磁盘阵列和磁带库，无需通过专 用的中间服务器即可互相协作。其接口通常不是以太网，而是 e s c o n 、s c s i 、s s a 、h i p p i 或光纤通信。 s a n 能够解决与网络存储备份有关的问题，它可以提供l o o 兆字节秒的高性能数据管道和共享的集中管理的存储设备。它 将消除人们对网络带宽的顾虑，大幅度地减少管理费用支出，并 将减少备份系统的总体拥有成本。 s a n 的主要思路是将l a n 上的存储转换到主要由存储设备 组成的s a n 上，使得数据的访问、备份和恢复不影响l a n 的性 2 北京交通人掌硕i j 学堂论文h 缔仁储备份软件的发市前测试技术研究 能，在有大量数据访问时，不会大幅度降低网络性能。 2 1 2s a n 的架构 分析s a n 的架构有各种不同的观点，本节从s a n 的物理结 构和逻辑结构入手，分析s a n 的架构。 2 1 _ 1 1s a n 的物理架构 从物理角度上来看，典型的s a n 环境应包括4 个主要组成部 分：最终用户平台、服务器、存储子系统和互连设备。在s a n 中， 最终用户平台可与光纤连接并可直接访问存储设备。 其中s a n 的存储予系统采用s a n 方案除了需要具有f c ( f i b e r c 1 1 a n l l e i ) 连接性以外还有一些对存储子系统的特殊要 求。 第一是高容错性，由于存储是集中式的，这些存储系统必 须具备极高的可靠性和容错性。虽然系统可以射界的具有高可靠 陛，但是部件仍然可能发生故障。冗余部件则可确保高容错性。 系统设计也应允许故障部件的热插拔，这样在进行维护的时候就 不会影响系统的正常运行。 - 第二是远程管理型。理想情况下，通过支持标准网络管理 协议如s 幢p 以及可以提供运行在网络上的管理工具，设备应可 提供远程管理。有一种专用管理端口称为“带外”管理，是大多 数网络设备比较倾向的方法。利用带外管理，在存储系统运行的 同时与其通信不会产生问题：数据接口的故障也不会影响管理工 具访问该系统。 第三是可扩展性，s a n 存储子系统应在容量和性能方面具 北京交通人学预l + 学也论上 h 络存储器汾丰太烨的发布前；则试技术j 卅宄 有可扩展性以配合网络上日溢增加的数据量。 s a n 的互连设釜是通过窟带宽光终通道逐接的。光纤通道 ( f c ) 怒当今主网首选，它已经成为s a n 接豳的工业标准，它 允许无限制豹设备数量( 服务器和存艟系统) 互相连接。对所有 维成s a n 的部件的第一个要求是具有f c 连接髓。对服务器，即 意味着安装f c 主机总线适飙卡以及蘸容设备驱动程序。对诸如 r a d 或磁带库等存继子系绕，邵意嗪着支持f c 或是通过f c 至 s c s i 桥( 可将传统的s c s i 设备连接到s a n 上) 。 毙纤懑遂阕络澎捂在霆骚务器窝存穗设备之阉楚使露光纤逶道 进行设备的互连。f c 连网可以有几种彤式：最简单的互琏是通过 f e 集线灞，较为复聚瓣瑟嚣楚逶j 薹= 光纾逮遂交羧橇，交挨撬是一 种多端殴祷允许：任意多剥多远接。具橱f c 交换机，每个连接均 霹获褥每莘多l g b t 繁宽。 2 1 。1 2s a n 的逻辑结构 获逻辑爱笈上寒漉，s a n 建交软终嚣棼硬件强卦镶秘采定义 的。一个s a n 的逻辑运行要求由应用程序和管理工具的参与，这 些王具麓够怼许多主瓤系统孛豹存耱资源避嚣警淫。这耱逻辑管 理体系结构包括从数据管理应用程序到设备管理在内的几个层 次，还毖矮包援每基孛豹袋瑾控割。 s a n 需要通过网络进行集中或远程的管理。即需要管理工具 戏整套工具软传。通常，撼个可管瑾f e 设嫠豹厂亵都会提供 各自专用的软件来管理其特材的设备。理想的方案是单一的端对 端管理的廒用程序采管理s a n 上所有豹设各。选样的一个工具应 该基于业弊标准协议如s n l v i p 。 北京交通人学砸i j 学世论上措存储备份软件的发布前；则试投术研亢 s a n 应用软件根据存储设备类型一r a i d 、磁带库、光盘库 一使用不同的应用软件。以磁带库为例，最常用的应用是网络备 份恢复。当今大多数主要应用软件供应商都在致力于对s a n 进 行支持。对应用软件而言没有业界标准，所以很重要的一点是确 保存储子系统和网络硬件全部兼容。 2 2 数据的存储备份 b 吨h t s l o r 软件作为专业的数据存储备份软件产品，对数据的 存储备份进行了多方面的考虑，包括软硬件实现及存储备份策略 等。这一节，笔者将对数据备份进行简要的介绍。 2 2 1 硬件级备份与软件级备份 数据的备份可以分为硬件级备份和软件级备份。硬件备份是 通过冗余硬件来保证系统的正常运行，如果某个硬件损坏，后备 硬件马上能够接替其工作，例如双c p u 、磁盘双工、磁盘阵列、 双电源、双机容错等。硬件备份的作用实际上是保证系统在出现 故障时能够连续运行，因此又可称为硬件容错。 硬件容错无法防止人为的或软件逻辑上的错误，如自然灾害、 人为误操作、病毒感染、黑客攻击、数据错误等。据有关资源统 计，计算机系统中8 0 以上的错误属于人为操作。当逻辑错误发 生时，硬件备份只会将错误复制一遍，无法真正保护数据。 软件级的备份是通过备份软件将系统数据保存到存储介质 上，如磁带库、磁盘阵列等，系统出错时可以将系统恢复到备份 时的状态。用软件备份方法恢复数据都要花费一定的时间，但可 北京交通人掌顺j 掌生论z州络夸澎斋汾赣肄鞠发市旃测试技术f l j f 宄 以防止逻辑错误，蹦为备份介质和计算机系统是分开的，可以实 蠛异遗套 5 ； 数据，秘止错误不会再写到餐份存铸余覆上。软 孛缀 备份是建立在硬件缀备份基础上的，只有在硬件不出故障的情况 下才能很好的进行软传级备份工l 乍，两且硬件级镥份也可以减少 由于硬件损坏造成的数据丢失。 b r i 曲t s t o r 软件在数据蛰份实现上采用了硬件级备份与软件 缀结合的方式，实现了数据备份高可靠性。 2 2 。2 备份策略 毒髅攥份产晶对存储备份采羽一定的存储镪份策略，以实现 锵份搡作的商效合理。这一节，笔者将简要讨涂一下常用的三种 嵇份策略。 2 2 2 1完全备份策略 就是每天郝对囊己的系绞进 亍完垒备份。铡如楚一天用一盘 磁带对整个网络数据进行完众备份，第二天再用另盘磁带对整 个数据避彳亍完全备班，依此类撰，可以根据自己嬲磁带多少轮循。 这种备份策略的好处是数据芸失时，必用一盘磁带( 发生灾难前 天的备份磁带) 就可以恢复丢失的数据。不足之处是每天都对 数据进行完全备份，有许多数据是重复的，这就浪费了大量的磁 带空间，就增加了成本；而鼠由于备份的数据墩相当大，会占用 c p u 的资源，影响前台工作。 2 2 。2 2增量备份策略 在每个月的第天或每周一进行一次完全备份，然焉在接下 泉约四天熙，只对当天新的绒被改动道的数据进行备份。这种这 ， j t 亲交通天掌颟 。学篷论之露豢昝端蔫静较露翡笈帮翦测试技术研究 种备份的优点很明显：没有羡复的备份数据，既节省了磁带空间， 又缩短了备份的时间。它的缺点是恢复数据比较麻烦。系统管理 员需要酋先找出第一次的那艋完全备份磁带进行系统恢复，然后 爵找出第二天的磁带来恢复第二天的数攥，僚诧类雄。缀翳显在 这种备份下，其中任何一盘磁带出了问蹶都会导致备份失败。 2 。2 2 3 差分备份策略 存储管理员酋先在星炳一或每个月的第一天，进行一次系统 究全备份；然后在谈下来静凡天墨。存储管理员在将当天所有与 前一天不同的数獭( 新的或经改动的) 铸份到磁带上。茬分锯份 策路在避免了勇舞两释策鞴静漱陷的同辩，又器露7 它们酾所有 优点。首先，它秃需每天部做系统蜜全备份，黼肫备份所辩时阊 缀，并繁寮磁带窆淹；其次，窀豹羧燮瞧镶方霞。系统管鬟臻灵 需两盎磁带，即鬃期磁带与灾难发生前一天黼 | ；，魏胃褥系统 锻复。 大多数搽佟系统都窿带备诠功链，妇w i n 曲w sk 誓约 w i n d o w s b a e k 毽p 、i 沁i x 麴a r 愈令，n e 溆a r c 的轴a e ；( u p 等，都 挺供一骜鏊本豹冬份功能。系统自豢的餐论功能一般是逐个文馋 拷贝，因懑速度较熳，且会影响翦台的工作。专业备份软件具有 跌象冬份功能，馒数据各扮珂以绕过文姊系统，把数据踅接从硬 盘备份列磁带机或支持最毅存储技术。例如惑酱的脚e a l e r t 技 术。目前我嬲所采用的操 乍系统往缝还没有来樽及支持这种新按 术，还不能享受许多新的智能化功能。 b r i 曲t s t o r 款件采用多种备份策略选择络合酌方法，根据实 际应用情况及备份要求等采取含适的备份策略。以期达剿备份的 北寒变通久学蛳 ：学旺i 是支 州精搭嫡嚣份软件的技市前测试投术研究 合理高效。 2 。3 流行的专业网络数据冬携软锋 2 。3 。lb r i 曲t s t o r 存储备份软件 b 蘸g 楚s t o r 歉侮趸美丽e a 公司专门为勰决鍪份方絮露开发麓 存储备份管理软件。b r i 醉t s t o r 能为键耩案面梳弼大型梳在肉虢熬 个金鼗提供粪噩三熬避澍壤魏数据保护。 b r l 婚t s t o r 采翔先进瓣技术手段力求圭器存储备份嚣溲嚣发 鼹方囱；b 姓馥s 幻f 款毅技术捌有系列躲囊勘化特征釉功能，馊 器惨更爨予实藏鞠蛰毽。髓支持嚣蹙爨熬奔艨、竣冬、勰爝软传 釉环境，并提供囱动灾滩恢复、复制和数据迁移功能( h s m ) 。 b 担垂l s 。r 为客户提供多枣| ? 选撵，可满足不网的露求，谯用户对打 开的数撼库、通信系统、内部网、翻际盟联网服务器进行在线热 鍪份，必需在常娥备份时阍将系统关闭。 b r i 曲t s f o r 盘耍特征： 一职能的客户端和服务器数据压缩 一集中式数据库备份 一离性能软件磁带r a 备份恢复 一祖父一子介质轮转 一远程灾难泼笈 一关键层注册( r e 西s 田) 备份鞴恢复 一内鬣瘸毒摆擒功戆 一内嚣鼗舔迁移( 酲s m ) 北寨交通火学硬l ：学旺论文 网络存赌蔷甜软件的发布前测试技= l 乏f i j 究 一跨企妲的c l i e n t a g e n t 和0 p t i o n s 的单惠安装。 b 逝蚤l s t o r 是练合备蛰恢复秘数据蛰建筑院较好鹣 2 3 。2n e 七w o r k e r 存储餐份管理软件 美豳l e g a t o n e t w o r k e r 数据存储管理系统掇供了客户服 务器体系缩率句的鬻络数据襻髓管理解决方案，n e t 黼r k e f 软件逶 过在网络中选定一台桃器作为数据存储管理的备份腋务器，在其 它税器七安装n e t 、诵暾e f 熬客户端较锌，献露涛整个弱络躬数摄 全音动_ l | i 备份在备台税器上建纛相反静餐傍数据翁索雩l 裘，来实 蕊数据豹垒自魂恢复。宅豹a 辩越v e ( 姻档) 搜块逐霹以安现将历 交数弦永久绦存到存储奔震上萍清理茬芟懿土熬辍始数据。 n e 、汰e f 鹣囊耍功能： 一全爨渤鍪论 一蒎线式索弓i 一震中式蛰理 一归档管理 一媒