¿Qué son las pruebas de escalabilidad?
En términos generales, escalable significa "poder cambiar en tamaño y volumen". Igual es el significado aplicado a las pruebas de escalabilidad. En términos simples, la prueba de escalabilidad es la prueba de cualquier software o aplicación para verificar su capacidad de soportar y escalar de acuerdo con el número de usuarios que acceden a ella en un momento particular / específico. Básicamente, comprueba el rendimiento de una aplicación en diferentes cargas de trabajo y, por lo tanto, también se llama Prueba de rendimiento. Comprueba si el sistema puede funcionar bien como se espera, incluso en situaciones de alto tráfico, volumen de datos o frecuencia de solicitud, etc. Es un tipo de prueba no funcional. Las pruebas de escalabilidad se pueden medir en varios parámetros según el tipo de aplicación y se pueden realizar en hardware, base de datos y software.
En el mundo real, es muy importante probar la escalabilidad del sistema antes de lanzarlo en el entorno de producción. Considere un escenario de sitio web de compras de comercio electrónico y el sitio web funciona bien en días normales, pero en el momento de la venta o en cualquier ocasión especial, la carga / tráfico en el sitio web aumentó en 2-3 veces y el sitio web comienza a responder muy lentamente o se bloquea en algún momento. Causará una gran pérdida de dinero y reputación en el mercado. Las aplicaciones deben poder hacer frente a los diferentes escenarios de una gran cantidad de solicitudes de usuarios, volumen de datos y otras cargas de trabajo. Las pruebas de escalabilidad aseguran a los desarrolladores que la aplicación está lista para ser lanzada y disponible para los clientes.
Muchas personas usan los términos Prueba de escalabilidad y Prueba de carga indistintamente, pero hay mucha diferencia entre los dos anteriores. Aunque ambas son pruebas de carga no funcionales, la prueba se realiza para verificar en qué punto al aplicar una carga máxima se rompería una aplicación, pero la Prueba de escalabilidad se realiza para probar el comportamiento de varios atributos de una aplicación al aplicar varias cargas de mínimo a máximo. Su objetivo principal es probar el rendimiento de una aplicación bajo varias cargas en lugar de probar el punto de falla de respuesta de una aplicación.
¿Cómo se realizan las pruebas de escalabilidad?
Como se discutió anteriormente, las pruebas de escalabilidad se realizan para verificar el rendimiento de una aplicación en diferentes cargas de trabajo. Para realizar pruebas de escalabilidad, se siguen los siguientes pasos utilizando cualquier herramienta de prueba de escalabilidad disponible en el mercado.
- El primer paso es definir un proceso repetible que se ejecute a lo largo del ciclo de vida de la aplicación.
- Buscando cualquier software / herramienta adecuada para probar la aplicación.
- Crear un buen entorno de prueba que sea casi una réplica del entorno de producción donde se realiza toda la prueba.
- Configure el hardware requerido para realizar pruebas de escalabilidad.
- Crear múltiples usuarios virtuales en forma de subprocesos para realizar pruebas bajo varias cargas.
- Cree varios escenarios de prueba considerando diferentes condiciones de prueba.
- Ejecute los escenarios de prueba en el entorno de prueba creado anteriormente.
- Evalúe los resultados y observe los diferentes gráficos y cuadros generados para cada escenario.
- Tome las medidas correctivas de acuerdo con los resultados encontrados en los escenarios anteriores para mejorar el rendimiento de una aplicación.
Herramientas de prueba de escalabilidad
La herramienta utilizada para las pruebas de escalabilidad depende de la aplicación que el usuario quiera probar. Aunque hay muchas herramientas de prueba de escalabilidad disponibles en el mercado y también de código abierto. Algunas de las herramientas se mencionan a continuación:
- LoadUI Pro
- LoadNinja
- Apache Jmeter
- Vista de carga
- Neo Load
- Impacto de carga
- Bombardeo aéreo
- Cargador
No hay una clasificación de las mejores y peores herramientas disponibles en el mercado para las pruebas de escalabilidad. Cada herramienta proporciona sus propias características especiales para probar la escalabilidad de una aplicación, pero cada organización tiene ciertos criterios y los factores ambientales de una aplicación también afectan al elegir cualquier herramienta para probar una aplicación. Los probadores necesitan una herramienta de prueba que pueda manejar el factor de carga en varios escenarios creados.
Atributos de prueba de escalabilidad
A continuación se presentan algunos de los atributos comunes de las pruebas de escalabilidad:
1) rendimiento
El rendimiento se define como una cantidad de solicitudes procesadas por unidad de tiempo. Sin embargo, para diferentes aplicaciones, la definición de rendimiento puede variar y se prueba de una manera diferente. Por ejemplo, para una aplicación web, el rendimiento se prueba verificando el número de procesados solicitados por el usuario en una unidad de tiempo, mientras que, en el caso de una base de datos, el rendimiento se mide por el número de consultas procesadas a la vez.
2) Uso de memoria
El uso de memoria también se prueba para obtener los mejores resultados de consumo de memoria para una aplicación. En Memory Usage, se prueba la cantidad de memoria utilizada para realizar cualquier tarea en una aplicación. Porque al realizar cualquier tarea, se utiliza una memoria RAM que debe optimizarse para el buen funcionamiento de cualquier aplicación. Para un menor uso de la memoria, los programadores deben seguir las buenas prácticas de programación, como un menor uso de bucles redundantes, reducir las visitas a una base de datos, manejar validaciones máximas solo en el lado del cliente, etc. Muchas veces, una aplicación se queda sin memoria debido a una gran cantidad de solicitudes, por lo que los desarrolladores siempre deben mantener una base de datos adicional para manejar tales situaciones.
3) Uso de CPU
El uso de la CPU se prueba para verificar la CPU utilizada al realizar cualquier tarea en una aplicación. El uso de la CPU se mide en MegaHertz. Para un menor uso de CPU y un mayor rendimiento, el código de cualquier aplicación web escrita en cualquier lenguaje de programación debe optimizarse adecuadamente. Los desarrolladores deben evitar las prácticas de programación como código muerto y redundante, subprocesos, bucles innecesarios para reducir la utilización de la CPU. La suspensión es el mejor método que debe usarse para minimizar el uso de CPU en el medio.
4) Uso de la red
Uso dentro de la red, se prueba la cantidad de ancho de banda consumida al realizar una tarea particular en una aplicación. El uso de la red se mide por los bytes, segmentos, paquetes recibidos o enviados por segundo a través de la red. Para que una aplicación ideal dé los mejores resultados, el uso de la red debe ser mínimo. Los programadores utilizan varias técnicas de congestión para reducir el consumo de red y el alto rendimiento de una aplicación.
5) Tiempo de respuesta
Es uno de los atributos más importantes en las pruebas de escalabilidad. El tiempo de respuesta es básicamente el tiempo entre la solicitud del usuario y la respuesta del servidor de aplicaciones. El tiempo de respuesta se prueba con varias cargas, ya sea aumentando la cantidad de solicitudes por usuario o aumentando la cantidad de usuarios para verificar que en qué momento la aplicación comenzará a responder tarde. En un entorno en clúster, se usa un equilibrador de carga para verificar la carga en varios nodos, por lo que puede no ser el caso de que un nodo esté sobrecargado con la solicitud y otro nodo esté inactivo esperando la solicitud, lo que genera un mayor tiempo de respuesta. Para una aplicación escalable, el tiempo de respuesta debe ser mínimo incluso al aumentar el tráfico. Reduce el tiempo de respuesta. Mayor rendimiento de la aplicación.
6) Se necesita tiempo para cargar una página web del sitio web
Una página web en particular toma tiempo para cargar una aplicación, también es muy importante y afecta el rendimiento general de un sitio web. Para que cualquier página web se cargue rápidamente, se recomienda a los programadores que utilicen las buenas prácticas de programación y utilicen herramientas livianas, imágenes, videos, etc. que pueden cargarse fácil y rápidamente.
Enfoques de las pruebas de escalabilidad
Existen dos enfoques para las pruebas de escalabilidad:
1) Escalado horizontal
El escalado horizontal implica agregar más máquinas y recursos físicos y, por lo tanto, reducir la carga en cada máquina / recurso. Este proceso implica aumentar el número de nodos en lugar de aumentar la capacidad, la carga se divide entre los recursos antiguos y los recién agregados. El escalado horizontal se conoce como escalado horizontal ya que el escalado se realiza hacia afuera aumentando los recursos.
El escalado horizontal es realizado por grandes empresas como Google, Yahoo, Facebook, Amazon, etc. que tienen proyectos / aplicaciones muy grandes que se ejecutan en un entorno distribuido de múltiples nodos. Requiere un alto nivel de cómputo y se puede lograr utilizando sistemas de archivos agrupados, de equilibrio de carga y distribuidos. El escalado horizontal implica la partición de datos, es decir, los datos se dividen entre diferentes nodos. aunque la capacidad de un solo nodo sigue siendo la misma y no disminuye, pero la carga se divide entre diferentes nodos y, por lo tanto, el rendimiento general mejora con diferentes cargas. Aunque teóricamente, es más fácil escalar horizontalmente agregando los recursos en el grupo existente, pero prácticamente es muy difícil escalar la aplicación.
2) escala vertical
El escalado vertical implica aumentar la potencia de las máquinas ya existentes, ya sea en CPU, RAM, disco para el servidor. Puede agregar más CPU al mismo servidor. Por ejemplo, antes de que 1 CPU manejara el trabajo, debido a un aumento en la carga, el rendimiento del sistema comienza a degradarse, ya que a pesar de usar 1 CPU, el número de CPU se ha incrementado en el servidor único. Si el requisito de memoria aumenta de 4 GB a 16 GB para mantener el buen rendimiento del sistema o si el tamaño del disco aumenta del tamaño existente, se realiza el escalado vertical.
El escalado vertical generalmente lo realizan las pequeñas y medianas empresas para las pequeñas aplicaciones en las que se puede mantener el rendimiento de una carga cada vez mayor con solo aumentar la capacidad y el tamaño de los recursos ya utilizados. En el escalado vertical, los datos residen en un solo nodo en un lugar y la carga se divide entre las diferentes CPU y memoria a través de múltiples nodos. El escalado vertical es relativamente difícil y está limitado a una capacidad particular de una máquina o servidor. MySQL es un buen ejemplo de escala vertical y se puede lograr al cambiar de máquinas pequeñas a máquinas mucho más grandes.
Ventajas y desventajas de las pruebas de escalabilidad
Ventajas
A continuación se presentan algunas de las ventajas de las pruebas de escalabilidad:
- Una de las ventajas más importantes de las pruebas de escalabilidad es que determina la experiencia del usuario final bajo la carga específica para que se puedan tomar medidas correctivas por adelantado para rectificar los problemas y hacer que la aplicación sea más escalable.
- Ayuda a determinar las limitaciones de la aplicación web bajo prueba en términos de tiempo de respuesta, uso de red, uso de CPU, etc.
- Para reducir el riesgo de una gran pérdida de dinero y la reputación de la empresa debido al mal desempeño de una aplicación, es muy importante realizar pruebas rigurosas de escalabilidad antes de lanzarla en un entorno de producción.
- Descubre la causa exacta de varios problemas de rendimiento en una aplicación en la fase de prueba solamente, lo que ahorra mucho tiempo y dinero si se detecta en el entorno de producción.
- Las pruebas de escalabilidad también ayudan en el seguimiento efectivo de la utilización de herramientas.
Desventajas
Algunas de las desventajas de las pruebas de escalabilidad son:
- El entorno de prueba no siempre es exactamente el mismo que el entorno de producción y, por lo tanto, puede dar lugar a varios problemas y resultados diferentes.
- El uso de herramientas avanzadas para las pruebas de escalabilidad y un equipo de prueba específico para las pruebas de rendimiento puede conducir a un presupuesto excesivo de los proyectos.
- El tiempo dedicado a probar todos los atributos de las pruebas de Escalabilidad a veces es muy alto y puede causar un retraso en el cumplimiento de los plazos del proyecto.
- A veces, las pruebas que realmente funcionan bien, fallan en la fase de prueba debido a escenarios de prueba incorrectos y los scripts de prueba causan una pérdida de tiempo al hacer cambios innecesarios.
- A veces, los errores funcionales se quedan atrás y no se pueden identificar en las pruebas de escalabilidad.
- A veces, la ventana de prueba ofrecida es muy estrecha para no interrumpir los procesos comerciales y, por lo tanto, los defectos permanecen descubiertos.
Conclusión
En la industria del software, es muy importante entregar los resultados de calidad al cliente y para obtener mejores resultados y rendimiento, las pruebas de escalabilidad son imprescindibles para el desarrollo completo de una aplicación antes de lanzarla en el entorno de producción. El objetivo principal de las pruebas de escalabilidad es encontrar cuándo una aplicación comienza a degradarse al aplicar diferentes cargas de trabajo con el fin de tomar medidas preventivas y realizar cambios para reducir el riesgo de pérdida de dinero y la reputación del mercado. Aunque el método y la herramienta utilizados para las pruebas de escalabilidad difieren de una organización a otra y de una aplicación a otra.
Ahora, casi todas las compañías han agregado pruebas de escalabilidad como parte de su proceso de prueba. Las pruebas de escalabilidad requieren un equipo separado de profesionales y probadores que tengan un conocimiento completo del sistema y tengan fuertes habilidades analíticas. Hay una gran demanda de personas en el mercado para pruebas de escalabilidad y las empresas están listas para ofrecer paquetes atractivos a los profesionales.
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Esta es una guía para las pruebas de escalabilidad. Aquí discutimos los atributos, las herramientas y los enfoques de las pruebas de escalabilidad de las pruebas de escalabilidad junto con las ventajas y desventajas de las pruebas de escalabilidad. También puede consultar los siguientes artículos para obtener más información:
- Herramientas de prueba de rendimiento
- Prueba SOA
- Herramientas de prueba de DevOps
- Prueba de caja negra
- Técnicas de prueba de caja negra