Stresové testování - Stress testing

Tento článek je o zátěžových testech softwaru a hardwaru. Pro ostatní oblasti (srdeční, porodní, porodní, finanční, další) viz Stresový test.

Stresové testování (někdy nazývané testování mučení) je forma záměrně intenzivního nebo důkladného testování používaného ke stanovení stability daného systému, kritické infrastruktury nebo subjektu. Zahrnuje testování mimo normální provozní kapacitu, často do bodu zlomu, aby bylo možné sledovat výsledky. Důvody mohou zahrnovat:

  • k určení bodů zlomu nebo limitů bezpečného použití
  • k potvrzení, že matematický model je dostatečně přesný při předpovídání bodů zlomu nebo bezpečných limitů použití
  • k potvrzení, že jsou splněny zamýšlené specifikace
  • určit způsoby selhání (jak přesně systém selže)
  • otestovat stabilní provoz součásti nebo systému mimo standardní použití

Inženýři spolehlivosti často testujte předměty při očekávaném namáhání nebo dokonce při zrychleném namáhání, abyste určili provozní životnost předmětu nebo určili způsoby selhání.[1]

Termín "stres „může mít v určitých průmyslových odvětvích, jako jsou materiálové vědy, konkrétnější význam, a proto může mít zátěžové testování někdy technický význam - jeden příklad je v únavové testování pro materiály.

Výpočetní

Hardware

Hlavní článek: Zátěžový test (hardware)

Zátěžové testy by obecně měly vystavit počítačový hardware přehnaným úrovním stresu, aby byla zajištěna stabilita při použití v normálním prostředí. Mohou zahrnovat extrémy pracovního vytížení, typ úkolu, využití paměti, tepelné zatížení (teplo), rychlost hodin nebo napětí. Paměť a CPU jsou dvě součásti, které jsou tímto způsobem běžně zátěžově testovány.

Mezi softwarem pro zátěžové testování a benchmarking software, protože oba se snaží posoudit a měřit maximální výkon. Z těchto dvou má software pro zátěžové testování otestovat stabilitu pokusem o vynucení selhání systému; benchmarking si klade za cíl měřit a hodnotit maximální možný výkon při daném úkolu nebo funkci.

Při úpravě provozních parametrů a procesor, jako teplota, přetaktování, podtaktování, přepětí, a podpůrné, může být nutné ověřit, zda jsou nové parametry (obvykle Napětí jádra CPU a frekvence ) jsou vhodné pro těžké Zatížení CPU. To se provádí spuštěním programu náročného na procesor po delší dobu, aby se otestovalo, zda je počítač visí nebo havaruje. Stresové testování CPU se také označuje jako testování mučení. Software vhodný pro testování mučení by měl běžet instrukce které využívají spíše celý čip než jen několik jeho jednotek. Stresové testování CPU v průběhu 24 hodin při 100% zatížení je ve většině případů dostatečné k určení, že CPU bude fungovat správně v běžných scénářích používání, jako například ve stolním počítači, kde využití CPU obvykle kolísá na nízkých úrovních (50 % a méně).

Zátěžové testy a stabilita hardwaru jsou subjektivní a mohou se lišit podle toho, jak bude systém používán. Zátěžový test pro systém běžící 24/7 nebo který bude provádět úlohy citlivé na chyby, jako je distribuované výpočty nebo „skládací“ projekty se může lišit od hry, která potřebuje schopnost provozovat jednu hru s přiměřenou spolehlivostí. Například komplexní průvodce přetaktováním Sandy Bridge zjistil, že:[2][samostatně publikovaný zdroj ]

I když v minulosti byl IntelBurnTest stejně dobrý, zdá se, že něco v SB uArch [mikroarchitektura Sandy Bridge] je s Prime95 více namáháno ... IBT opravdu přitahuje více energie [zvyšuje vyšší tepelné nároky]. Ale ... Prime95 vždy selhal jako první a selhal, když IBT projde. Stejně jako Sandy Bridge je Prime95 lepším testerem stability pro Sandy Bridge-E než IBT / LinX.

Stabilita je subjektivní; někteří mohou volat dostatečnou stabilitu, aby mohli svou hru provozovat, jiní jako složky [skládací projekty] možná potřebují něco, co je stejně stabilní jako na skladě, a ... budou muset běžet Prime95 alespoň 12 hodin denně nebo dva považovat to za stabilní ... Existují [testeři testů], kteří se takovou stabilitou opravdu nestarají a jen řeknou, jestli může [dokončit] test, je dostatečně stabilní. Nikdo se nemýlí a nikdo nemá pravdu. Stabilita je subjektivní. [Ale] 24/7 stabilita není subjektivní.

Inženýr ve společnosti ASUS doporučeno v článku z roku 2012 o přetaktování an Intel X79 systému, že je důležité pečlivě vybírat testovací software, abyste získali užitečné výsledky:[3]

Neověřené zátěžové testy se nedoporučují (např Prime95 nebo LinX nebo jiné srovnatelné aplikace). Pro vysoce kvalitní testování CPU / IMC a System Bus se doporučuje Aida64 spolu s obecným využitím aplikací, jako je PC Mark 7. Aida má výhodu, protože jeho test stability byl navržen pro architekturu Sandy Bridge E a testuje specifické funkce jako AES, AVX a další instruktážní sady, které připravují a mají rádi syntetiku, se nedotýkají. Jako takový nejenže 100% načte CPU, ale také otestuje další části CPU, které se nepoužívají v aplikacích, jako je Prime 95. Mezi další aplikace, které je třeba vzít v úvahu, patří SiSoft 2012 nebo Passmark BurnIn. Upozorňujeme, že ověřování nebylo dokončeno pomocí Prime 95 verze 26 a LinX (10.3.7.012) a OCCT 4.1.0 beta 1, ale jakmile jsme interně testovali, abychom zajistili alespoň omezenou podporu a provoz.

Software běžně používaný při zátěžových testech

Software

Hlavní článek: zátěžové testování (software)

v testování softwaru, zátěžový test systému označuje testy, na které je kladen větší důraz robustnost, dostupnost, a vypořádání se s chybou pod velkým zatížením, spíše než na tom, co by se za normálních okolností považovalo za správné chování. Cílem takových testů může být zejména zajistit, aby software nebyl pád v podmínkách nedostatečných výpočetních zdrojů (např Paměť nebo místo na disku ), neobvykle vysoká konkurence nebo odmítnutí služby útoky.

Příklady:

  • A webový server může být zátěžově testováno pomocí skripty, roboti a různé nástroje odmítnutí služby sledovat výkon webu během špičkového zatížení. Tyto útoky obvykle trvají méně než hodinu, nebo dokud není nalezen limit v množství dat, které webový server může tolerovat.

Stresové testování může být v kontrastu s testováním zátěže:

  • Testování zátěže zkoumá celé prostředí a databázi při měření doby odezvy, zatímco zátěžové testování se zaměřuje na identifikované transakce a tlačí na úroveň tak, aby došlo k rozbití transakcí nebo systémů.
  • Během zátěžového testování, pokud jsou transakce selektivně stresovány, nemusí databáze zaznamenat velké zatížení, ale transakce jsou silně stresovány. Na druhou stranu, během testování zátěže databáze zažívá velké zatížení, zatímco některé transakce nemusí být stresovány.
  • Zátěžové testování systému, známé také jako zátěžové testování, načítá souběžné uživatele nad a nad úroveň, kterou systém zvládne, takže se rozbije na nejslabším článku v celém systému.

Kritická infrastruktura

Kritická infrastruktura (CI), jako jsou dálnice, železnice, elektrické energetické sítě, přehrady, přístavní zařízení, hlavní plynovody nebo ropné rafinerie, jsou vystaveny mnoha přírodním a člověkem vyvolaným nebezpečím a stresorům, včetně zemětřesení, sesuvy půdy, povodně, tsunami, požáry, klimatická změna efekty nebo exploze. Tyto stresory a náhlé události mohou způsobit selhání a ztráty, a proto mohou přerušit základní služby pro společnost a ekonomiku.[4] Proto musí vlastníci a provozovatelé KI identifikovat a kvantifikovat rizika, která KI představují kvůli různým stresorům, aby mohli definovat strategie zmírňování[5] a vylepšit odolnost KI.[6][7] Zátěžové testy jsou pokročilé a standardizované nástroje pro nebezpečí a posouzení rizik KI, které zahrnují jak události s nízkou pravděpodobností s vysokými důsledky (LP-HC), tak tzv. extrémní nebo vzácné události, jakož i systematické uplatňování těchto nových nástrojů na třídy CI.

Stresové testování je proces posuzování schopnosti CI udržovat určitou úroveň funkčnosti za nepříznivých podmínek, zatímco zátěžové testy berou v úvahu události LP-HC, které nejsou vždy zohledňovány v postupech návrhu a hodnocení rizika, běžně přijímaných veřejností orgány nebo průmyslové subjekty. Víceúrovňová metodika zátěžových testů pro CI byla vyvinuta v rámci evropského výzkumného projektu STREST,[8] skládající se ze čtyř fází:[9]

Fáze 1: Předvádění, během nichž se shromažďují údaje dostupné o CI (kontext rizika) a o fenoménech zájmu (kontext rizika). Jsou definovány cíle a cíle, časový rámec, úroveň zátěžového testu a celkové náklady zátěžového testu.

Fáze 2: Posouzení, během kterého se provádí zátěžový test na součásti a rozsahu systému, včetně křehkosti[10] a riziko[11] analýza CI pro stresory definované ve fázi 1. Zátěžový test může vyústit ve tři výsledky: vyhověl, částečně vyhověl a selhal, na základě srovnání kvantifikovaných rizik s přijatelnými úrovněmi expozice riziku a systému pokut.

Fáze 3: Rozhodnutí, během nichž jsou výsledky zátěžového testu analyzovány podle cílů a cílů definovaných ve fázi 1. Jsou identifikovány kritické události (události, které s největší pravděpodobností způsobí překročení dané úrovně ztráty) a strategie zmírňování rizik.

Fáze 4: Zpráva, během nichž jsou formulovány a předloženy zúčastněným stranám pokyny pro zátěžový test a pokyny ke zmírnění rizik na základě zjištění stanovených ve fázi 3.

Tato metodika zátěžového testování byla prokázána šesti KI v Evropě na úrovni komponent a systémů:[12] rafinerie ropy a petrochemický závod v italském Milazzu; koncepční přehrada vysokohorské zeminy ve Švýcarsku; plynovod Baku – Tbilisi – Ceyhan v Turecku; součást národní sítě pro skladování a distribuci plynu Gasunie v Nizozemsku; přístavní infrastruktura v Soluni v Řecku; a průmyslová čtvrť v regionu Toskánsko, Itálie. Výsledek zátěžového testování zahrnoval definici kritických složek a událostí a strategií zmírňování rizik, které jsou formulovány a hlášeny zúčastněným stranám.

Viz také

Reference

  1. ^ Nelson, Wayne B., (2004), Zrychlené testování - statistické modely, plány testů a analýza datJohn Wiley & Sons, New York, ISBN  0-471-69736-2
  2. ^ Sin0822 (2011-12-24). „Průvodce přetaktováním Sandy Bridge E: Projděte si, vysvětlivky a podpora pro všechny X79“. overclock.net. Citováno 2. února 2013. (nějaký text zhuštěný)
  3. ^ Juan Jose Guerrero III - ASUS (29.03.2012). „Průvodce přetaktováním základní desky Intel X79“. benchmarkreviews.com. Citováno 2. února 2013.
  4. ^ Pescaroli, Gianluca; Alexander, David (01.05.2016). „Kritická infrastruktura, panarchie a cesty zranitelnosti kaskádových katastrof“. Přírodní rizika. 82 (1): 175–192. doi:10.1007 / s11069-016-2186-3. ISSN  1573-0840.
  5. ^ Mignan, A .; Karvounis, D .; Broccardo, M .; Wiemer, S .; Giardini, D. (březen 2019). „Zahrnutí opatření ke zmírnění seismických rizik do vyrovnaných nákladů na elektřinu ve vylepšených geotermálních systémech pro optimální umístění“. Aplikovaná energie. 238: 831–850. doi:10.1016 / j.apenergy.2019.01.109.
  6. ^ Linkov, Igor; Bridges, Todd; Creutzig, Felix; Decker, Jennifer; Fox-Lent, Cate; Kröger, Wolfgang; Lambert, James H .; Levermann, Anders; Montreuil, Benoit; Nathwani, Jatin; Nyer, Raymond (červen 2014). "Změna paradigmatu odolnosti". Přírodní změna podnebí. 4 (6): 407–409. Bibcode:2014NatCC ... 4..407L. doi:10.1038 / nclimate2227. ISSN  1758-6798.
  7. ^ Argyroudis, Sotirios A .; Mitoulis, Stergios A .; Hofer, Lorenzo; Zanini, Mariano Angelo; Tubaldi, Enrico; Frangopol, Dan M. (duben 2020). „Rámec pro posouzení odolnosti kritické infrastruktury v prostředí s více nebezpečími: Případová studie o dopravních prostředcích“ (PDF). Věda o celkovém prostředí. 714: 136854. Bibcode:2020ScTEn. 714m6854A. doi:10.1016 / j.scitotenv.2020.136854. PMID  32018987.
  8. ^ „STREST-Harmonizovaný přístup k zátěžovým testům kritických infrastruktur proti přírodním rizikům. Financováno ze sedmého rámcového programu Evropské unie FP7 / 2007-2013, na základě grantové dohody č. 603389. Koordinátor projektu: Domenico Giardini; Manažer projektu: Arnaud Mignan, ETH Curych ".
  9. ^ Esposito Simona; Stojadinović Božidar; Babič Anže; Dolšek Matjaž; Iqbal Sarfraz; Selva Jacopo; Broccardo Marco; Mignan Arnaud; Giardini Domenico (01.03.2020). „Víceúrovňová metodika založená na riziku pro zátěžové testy systémů kritické infrastruktury“. Journal of Infrastructure Systems. 26 (1): 04019035. doi:10.1061 / (ASCE) IS.1943-555X.0000520.
  10. ^ Pitilakis, K .; Crowley, H .; Kaynia, A.M., eds. (2014). SYNER-G: Definice typologie a funkce křehkosti pro fyzické prvky při seismickém riziku. Geotechnické, geologické a zemětřesení. 27. Dordrecht: Springer Nizozemsko. doi:10.1007/978-94-007-7872-6. ISBN  978-94-007-7871-9. S2CID  133078584.
  11. ^ Pitilakis, K .; Franchin, P .; Khazai, B .; Wenzel, H., eds. (2014). SYNER-G: Systémová seismická zranitelnost a hodnocení rizik komplexních městských, inženýrských, záchranných systémů a kritických zařízení. Geotechnické, geologické a zemětřesení. 31. Dordrecht: Springer Nizozemsko. doi:10.1007/978-94-017-8835-9. ISBN  978-94-017-8834-2. S2CID  107566163.
  12. ^ Argyroudis, Sotirios A .; Fotopoulou, Stavroula; Karafagka, Stella; Pitilakis, Kyriazis; Selva, Jacopo; Salzano, Ernesto; Basco, Anna; Crowley, Helen; Rodrigues, Daniela; Matos, José P .; Schleiss, Anton J. (2020). „Metodika víceúrovňových zátěžových testů založená na riziku: aplikace na šest kritických nejaderných infrastruktur v Evropě“ (PDF). Přírodní rizika. 100 (2): 595–633. doi:10.1007 / s11069-019-03828-5. ISSN  1573-0840. S2CID  209432723.