Brevet FR3021772A1 — publié le 20151204

METHODES ET SYSTEMES DE TEST DE PERFORMANCES A DEBIT CONFIGURABLE L'invention concerne les outils de test de performances d'une infrastructure informatique. On entend, ici, par infrastructure informatique tout système d'information mettant en oeuvre une ou plusieurs ressources matérielles, telles que des serveurs et/ou des bases de données, configurées pour mettre à la disposition de plusieurs utilisateurs au moins un service rendu par des ressources logicielles. Après le développement ou toute modification dans cette infrastructure informatique, une étape de test de ses performances (« benchmark » en terminologie anglo-saxonne) est généralement nécessaire. Cette étape permet, notamment, de détecter les faiblesses de cette infrastructure, et par conséquent les corrections à lui apporter, ainsi que de quantifier les gains apportés par ces éventuelles corrections. Il se trouve, à cet égard, différents outils (ou logiciels) de test de performances permettant de simuler divers scénarios d'utilisation de cette infrastructure informatique pour en déduire des données statistiques reflétant les performances de cette infrastructure cible. Parmi ces outils, on cite l'outil JMeter®; un logiciel libre édité par la Fondation Apache® (http://imeter. apache.orq/). L'outil JMeter® permet, en effet, d'effectuer des tests de performance d'applications et de serveurs selon différents protocoles (tels que HTTP/HTTPS, FTP, JDBC, JMS, LDAP, SOAP, SMTP, POP3, IMAP). Pour cela, JMeter® simule la charge d'une pluralité de clients connectés à un serveur cible et subséquemment mesure un certain nombre de métriques de performances décrivant le comportement du serveur en réponse à cette charge (temps de réponse ou taux d'erreurs par exemple). Le test des performances d'une infrastructure informatique se déroule, généralement, dans le cadre d'une « campagne de tirs » effectuée depuis un terminal utilisateur, sur lequel est installé le logiciel JMeter® (ou plus généralement, tout autre moyen de test charge) pour injecter, selon un 3021772 2 scénario de test de charge prédéfini, des requêtes à destination de l'infrastructure informatique cible. Afin de réaliser des scénarios de test de charge qui représentent au mieux une utilisation réelle d'un certain système d'information à tester, plusieurs 5 paramètres doivent être pris en considération tels que les pages consultées, le nombre d'utilisateurs simultanés, le temps entre chaque interaction utilisateur avec l'application, ou les ressources systèmes (CPU, mémoire, bande passante par exemple). Sinon, ces scénarios ne seront pas conformes à la réalité, et donc impertinents. 10 En particulier, dans la définition d'un scénario de test de charge, une attention particulière doit être portée aux paramètres suivants le temps de réflexion ou « think time » qui est utilisé pour simuler le temps entre deux interactions (ou requêtes) de l'utilisateur avec l'application cible (telle que la lecture d'une page ou le remplissage 15 d'un formulaire). En d'autres termes, ce temps de réflexion est une durée de temps à attendre après chaque requête pour simuler le comportement d'un opérateur humain dans ses interactions avec l'application cible ; et le débit d'injection de charge du moyen de test de charge ou, 20 autrement dit, la durée totale d'un scénario de test de charge qui détermine le débit d'injection dans une campagne de tirs. Le temps de réflexion doit, de préférence, varier d'une requête à une autre du scénario, pour la simple raison que le temps de réflexion d'un être humain ne peut a priori être rigoureusement constant. 25 Il est, également, préférable que le débit d'injection de charge par le moyen de test de charge soit d'une valeur prédéfinie afin de pouvoir émuler certaines ressources du système et du réseau en utilisation. Cependant, à ce jour, lors d'une campagne de tirs et afin de respecter un débit d'injection prédéfini, les temps d e réflexion ne doivent pas varier 30 d'une itération à une autre d'un scénario de test de charge. Par ailleurs, en optant pour un temps de réflexion variable, on ne peut respecter un débit prédéfini d'injection de charge. 3021772 3 En d'autres termes, aucune solution existante, en l'occurrence JMeter®, ne permet de faire varier les temps de réflexion tout en assurant qu'un débit prédéfini d'injection de charge soit respecté. Un objet de la présente invention est de surmonter les limitations précitées 5 des outils de test de charge. Un autre objet de la présente invention est de proposer un outil de test de charge permettant d'exécuter des scénarios reproduisant au mieux possible une utilisation réelle du système d'information à tester. Un autre objet de la présente invention est de proposer une nouvelle 10 structure ou conception de scénario de test de charge. Un autre objet de la présente invention est d'apporter des améliorations à l'outil de test de charge JMeter® développé par Apache® Software Fondation. À ces fins, l'invention se rapporte, selon un premier aspect, à une méthode 15 de test de performances d'une infrastructure informatique, cette méthode comprenant une première phase de définition d'un scénario de test de charge incluant une pluralité de requêtes, chaque requête étant suivie d'un temps d'attente, et une deuxième phase d'exécution dudit scénario de test de charge par un moyen de test de charge en injectant ladite pluralité de 20 requêtes à destination de l'infrastructure informatique, la phase de définition dudit scénario de test de charge comprenant les étapes suivantes : détermination de la durée totale du scénario de test de charge de sorte que le débit d'injection de charge soit égal à un débit d'injection 25 de charge prédéfini ; définition d'un intervalle de variation pour chaque temps d'attente de sorte que la somme des bornes supérieures desdits intervalles de variation soit égale à la durée totale du scénario de test de charge ; choix d'une valeur pour chaque temps d'attente, cette valeur étant 30 choisie aléatoirement dans l'intervalle de variation correspondant ; calcul de la somme des valeurs choisies pour lesdits temps d'attente ; 3021772 4 insertion d'une temporisation finale d'attente dans le scénario de test de charge de sorte que la somme des valeurs desdits temps d'attente et ladite temporisation finale soit égale à la durée totale du scénario de test de charge. 5 La méthode présente, selon diverses réalisations, les caractères suivants, le cas échéant combinés : - la définition d'un intervalle de variation pour un temps d'attente comprend la décomposition dudit temps d'attente en une durée d'attente fixe et une durée d'attente aléatoire de sorte que la borne 10 supérieure dudit intervalle soit égale à la somme de la valeur de la durée d'attente fixe et de la valeur maximale possible de la durée d'attente aléatoire ; - la durée d'attente aléatoire est une variable aléatoire centrée sur la valeur de la durée d'attente fixe ; 15 - la valeur de la durée d'attente fixe est commune aux temps d'attente ; - la durée d'attente aléatoire suit une loi de probabilité propre à chaque temps d'attente. Avantageusement, la méthode précédente comprend, en outre, une 20 réitération de la phase de définition dudit scénario de test de charge. La durée totale du scénario de test de charge est maintenue constante d'une itération à une autre dudit scénario de test de charge. L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect, à un système de test de performances d'une infrastructure informatique, ce système comprenant 25 - un scénario de test de charge incluant une pluralité de requêtes, chaque requête étant suivie d'un temps d'attente ; et - un moyen de test de charge configuré pour exécuter ledit scénario de test de charge en injectant ladite pluralité de requêtes à destination de l'infrastructure informatique, 30 ce système comprenant, en outre, - des moyens pour déterminer la durée totale du scénario de test de charge de sorte que le débit d'injection de charge soit égal à un débit d'injection de charge prédéfini ; 3021772 5 des moyens pour définir un intervalle de variation pour chaque temps d'attente de sorte que la somme des bornes supérieures desdits intervalles de variation soit égale à la durée totale du scénario de test de charge ; 5 des moyens pour choisir une valeur pour chaque temps d'attente, cette valeur étant choisie aléatoirement dans l'intervalle de variation correspondant ; des moyens pour calculer la somme des valeurs choisies pour lesdits temps d'attente ; 10 des moyens pour insérer une temporisation finale d'attente dans le scénario de test de charge de sorte que la somme des valeurs desdits temps d'attente et ladite temporisation finale soit égale à la durée totale du scénario de test de charge. L'invention se rapporte, selon un troisième aspect, à un produit programme 15 d'ordinateur implémenté sur un support mémoire, susceptible d'être mis en oeuvre au sein d'une unité de traitement informatique et comprenant des instructions pour la mise en oeuvre de la méthode résumée ci-dessus. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins 20 annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre un contexte général de mise en oeuvre de modes de réalisation ; - la figure 2 illustre un scénario de test de charge selon un mode de réalisation. 25 Sur la figure 1 est affichée une infrastructure informatique 1 comprenant des ressources matérielles et/ou logicielles dont les performances sont à tester. L'infrastructure informatique 1 comprend, par exemple, un ou plusieurs serveurs 2 et/ou bases de données 3 interconnectés et mettant en oeuvre des applications informatiques telles qu'une application Web, une 30 application de messagerie électronique, ou une plate-forme de calcul. Un moyen 5 de test de charge, installé dans un équipement utilisateur 4, est configuré pour exécuter un scénario 6 de test de charge. 3021772 6 Le moyen 5 de test de charge est l'outil JMeter®, toute version ultérieure de celui-ci ou, plus généralement, tout moyen de test de charge de type JMeter®. L'équipement utilisateur 4 est un terminal utilisateur tel qu'un ordinateur 5 ou, plus généralement, tout équipement utilisateur pouvant être connecté à l'infrastructure informatique 1 cible. Le scénario 6 de test de charge comprend un enchaînement d'actions (ou de requêtes) à exécuter par le moyen 5 de test de charge. Ce moyen 5 de test de charge est configuré pour stresser, suivant le scénario 6 de test de 10 charge, l'infrastructure informatique 1 cible via une injection de charge à destination de cette infrastructure. Dans un mode de réalisation, le scénario 6 de test de charge représente un scénario majeur d'utilisation de l'infrastructure informatique 1 (c'est-à-dire, la suite d'écrans et des fonctions les plus utilisées de l'application informatique supportée par cette 15 infrastructure informatique 1). Il s'ensuit que, en réitérant l'exécution du scénario 6 de test de charge dans le carde d'une campagne de tirs, le moyen 5 de test de charge injecte du trafic (c.à.d. de la charge) vers les éléments (matériels et/ou logiciels) de l'infrastructure informatique 1, et mesure en conséquence des données 20 de performances de cette infrastructure informatique 1 cible. En se référant maintenant à la figure 2, le scénario 6 de test de charge comprend - une liste de requêtes R1, R2, ..., Ri, ...Rn à exécuter par le moyen 5 de test de charge. Une requête Ri consiste, par exemple, à émettre 25 une requête HTTP vers un serveur Web ; - après chaque requête Ri, un temps de réflexion Ti variable dans un intervalle de variation prédéfini ; et - une temporisation finale Tf. Dans un mode de réalisation, le temps de réflexion Ti variable est donné 30 par Ti= To + dt où 3021772 7 To est une durée constante, dite temps de réflexion de base, qui correspond à une durée d'attente fixe ; et dt est une durée d'attente variable qui correspond à une durée d'attente aléatoire de moyenne et de variance prédéfinies. 5 La durée d'attente aléatoire dt est choisie de sorte que la valeur maximale qu'elle peut prendre plus la durée d'attente fixe To soit égale à la borne supérieure de l'intervalle de variation du temps de réflexion Ti. Dans un mode de réalisation, la durée d'attente aléatoire dt du temps de réflexion Ti est de moyenne nulle et de variance y. Autrement dit, le temps 10 de réflexion Ti est une variable aléatoire de moyenne To et de variance y. Les temps de réflexion Ti sont donc des durées d'attente aléatoire dispersées autour de la moyenne To. Dans un autre mode de réalisation, la durée d'attente aléatoire dt du temps de réflexion Ti est aléatoire dans un intervalle centré sur To. En outre, la 15 largeur de cet intervalle de variation est définie en termes de pourcentage de To, comme par exemple [0.75*To, 1.25 To], ou [0.90*To, 1.1*To]. Dans ces deux cas particuliers, le temps de réflexion peut prendre comme valeur maximale, respectivement, 1.25*To et 1.1*To. D'une itération à une autre du scénario 6 de test de charge, les temps de 20 réflexion Ti dévient aléatoirement de leur valeur moyenne To, c'est-à-dire du temps de réflexion de base To pré-configurée, de plus ou moins X pour cent (X%), la valeur de X étant paramétrable. Dans un mode de réalisation, la durée d'attente aléatoire dt suit la même loi de probabilité pour tous les temps de réflexion Tl, T2, ..., Ti, ..., Tn. 25 En variante, la durée variable dt du temps de réflexion Ti suit une loi de probabilité propre à chaque requête Ri à laquelle correspond le temps de réflexion Ti. Avantageusement, ce mode de réalisation permet de tenir compte de la diversité du temps de réflexion en fonction de la requête injectée vers l'infrastructure informatique cible. 30 Le scénario 6 de test de charge est de durée totale T. 3021772 8 Afin de respecter un débit d'injection prédéfini, la durée totale T, qui correspond à ce débit, d'un scénario 6 de test de charge est maintenue constante d'une itération à une autre de ce scénario 6, tout en maintenant l'aspect aléatoire des temps de réflexion. 5 Pour cela, on détermine la durée totale T du scénario 6 de test de charge permettant d'avoir un débit souhaité d'injection de charge par scénario ; on définit un intervalle de variation pour chaque temps de réflexion Ti 10 de sorte que la somme des bornes supérieures de ces intervalles de variation soit égale à la durée totale T du scénario 6 de test de charge. Dans un mode de réalisation, on décompose le temps de réflexion Ti en o une composante ou une durée d'attente constante To commune 15 ou propre à chaque temps de réflexion Ti ; et o une durée d'attente aléatoire dt de sorte que la borne supérieure de l'intervalle de variation du temps de réflexion Ti soit égale à la somme de la composante fixe To et la valeur maximale qu'elle peut prendre la durée variable dt. On fixe, 20 ainsi, la valeur maximale qu'elle peut prendre chaque temps de réflexion Ti de sorte que la somme des valeurs maximales possibles des temps de réflexion Ti donne la durée totale T du scénario 6 de test de charge. Autrement dit, la durée totale T est la somme des valeurs maximales que les temps de réflexion 25 Ti peuvent prendre ; on choisit une valeur pour chaque temps de réflexion Ti tirée aléatoirement dans son intervalle de variation prédéfini ; on calcule la somme effective des temps de réflexion Ti, c'est-à-dire la somme des valeurs des temps de réflexion Ti choisies 30 aléatoirement dans leur intervalle de variation respectifs ; on définit une temporisation finale qui est égale à la différence entre la durée totale T du scénario 6 de test de charge, correspondante au débit d'injection prédéfini, et la somme effective des temps de réflexion Ti. 3021772 9 Le temps de réflexion Ti varie aléatoirement dans la fourchette prédéfinie autour de To, lors de chaque itération du scénario 6 de test de charge. La temporisation finale Tf, en fin de scénario 6 de test de charge, représente un temps d'attente variable en fonction de la somme des temps 5 de réflexions Ti réels. Cette temporisation finale Tf permet de compléter la somme des temps de réflexion Ti tirés aléatoirement dans leurs intervalles de variation respectifs pour atteindre la durée totale T souhaitée du scénario 6. Avoir une durée totale T constante du scénario 6 de test de charge permet, avantageusement, de conserver un débit constant de 10 scénarios par unité de temps (scénarios par heure), ou autrement dit un débit d'injection constant. Il s'ensuit que la temporisation finale (en fonction des variations aléatoires des temps de réflexion Ti) est déterminée d'une manière dynamique de sorte à avoir une durée totale T constante d'une itération à une autre du 15 scénario 6 de test de charge. Ceci a pour effet de respecter un débit prédéfini d'injection de charge à destination de l'infrastructure informatique cible. À titre d'exemple, dans un mode de réalisation illustratif de cinq requêtes R1-R5 et un scénario 6 de test de charge de durée totale souhaité T, 20 - on choisit une durée d'attente fixe To du temps de réflexion égale à T1 divisée par six (T0=T1/6). Cette durée d'attente fixe To est commune à tous les temps de réflexion T1-T5 ; - la durée variable dt des cinq temps de réflexion T1-T5 est choisie aléatoirement, respectivement, dans les intervalles [0.75*To, 1.25*To], 25 [0.9*To, 1.1*T0], [0.75*To, 1.25*T0], [0.9*To, 1.1*T0], [0.7*To, 1.3*T0]. Il en résulte que la somme des valeurs maximales que peut prendre chaque temps de réflexion T1-T5 est égale à la durée totale T du scénario de test de charge (1.25*To+1.1*To +1.25*To +1.1*To +1.3*To = 6T0 =T) ; 30 - on choisit des temps réflexion T1-T5 tirés d'une manière aléatoire, respectivement, dans [0.75*To, 1.25*T0], [0.9*To, 1.1 *To], [0.75*To, 1.25*T0], [0.9*To, 1.1*T0], et [0.7*To, 1.3*To] ; - on calcule la temporisation finale Tf nécessaire pour que la somme des temps de réflexion T1-T5 effectifs (c.à.d. la somme des valeurs 3021772 10 choisies pour les temps de réflexion T1-T5) et de Tf soit égale à la durée totale T souhaitée du scénario de test de charge. Il est à noter que la temporisation finale Tf peut être insérée à tout endroit du scénario 6 de test de charge, notamment au début du scénario. En 5 variante, cette temporisation finale peut être subdivisée en deux ou en plusieurs temporisations à insérer à des endroits différents du scénario 6 de test de charge (par exemple, Tf/2 au début du scénario et Tf/2 à la fin de celui-ci). Un scénario de test de charge de requêtes peut, donc, être défini par 10 une durée totale T de scénario, ou d'une manière équivalente un débit d'injection ou encore un nombre de scénarios par unité de temps ; des intervalles de variation des temps de réflexion Ti, ou alternativement, d'un temps de réflexion de base To et un intervalle 15 de variation de la composante variable St par temps de réflexion Ti. Il est à noter que le débit d'injection est lié à la durée totale T du scénario 6 de test de charge ; le débit étant le quotient de la taille de la charge (ou du trafic) injectée par un scénario de test de charge par la durée totale T de ce scénario de test de charge. 20 Le moyen 5 de test de charge se charge d'injecter les requêtes Ri, selon le scénario 6 de test de charge, vers l'infrastructure informatique 1. L'infrastructure informatique 1 exécute ces requêtes ce qui permet au moyen 5 de test de charge de mesurer les performances de cette infrastructure informatique 1 cible. 25 Avantageusement, les modes de réalisation décrits ci-dessus permettent de faire varier les temps de réflexion (ou les « thinktimes ») au cours d'une itération d'un scénario 6 tout en assurant qu'un débit prédéfini d'injection soit respecté. Avantageusement, les temps de réflexion Ti sont différents 3021772 11 - d'une requête à une autre d'un même scénario 6 de test de charge de sorte à mieux représenter la diversité des requêtes possibles et les temps de réflexion qu'elles requièrent ; ainsi que - d'une itération à une autre du scénario 6 de test de charge d'une 5 même requête Ri de sorte à mieux représenter la diversité des comportements des opérateurs humains par rapport à une même requête. Par conséquent, un JMeter® avec un temps de réflexion Ti variable tout en respectant un débit d'injection de charge prédéfini reflète la diversité des 10 temps de réflexion dans les étapes d'une de tirs et respecte les contraintes des ressources réseaux et systèmes (un débit paramétrable prédéfini). Il s'ensuit que des campagnes de tirs, en réitérant le scénario 6 de test de charge, permettent d'avoir des conclusions pertinentes sur les performances de l'infrastructure informatique 1 cible. 15 REVENDICATIONS1. Méthode de test de performances d'une infrastructure informatique (1), cette méthode comprenant une première phase de définition d'un scénario (6) de test de charge incluant une pluralité de requêtes (R1-Rn), chaque requête (Ri) étant suivie d'un temps d'attente (Ti), et une deuxième phase d'exécution dudit scénario (6) de test de charge par un moyen (5) de test de charge en injectant ladite pluralité de requêtes à destination de l'infrastructure informatique (1), la phase de définition dudit scénario (6) de test de charge comprenant les étapes suivantes : détermination de la durée totale (T) du scénario (6) de test de charge de sorte que le débit d'injection de charge soit égal à un débit d'injection de charge prédéfini ; définition d'un intervalle de variation pour chaque temps d'attente (Ti) de sorte que la somme des bornes supérieures desdits intervalles de variation soit égale à la durée totale (T) du scénario (6) de test de charge ; choix d'une valeur pour chaque temps d'attente (Ti), cette valeur étant choisie aléatoirement dans l'intervalle de variation correspondant ; calcul de la somme des valeurs choisies pour lesdits temps d'attente; insertion d'une temporisation finale (Tf) d'attente dans le scénario (6) de test de charge de sorte que la somme des valeurs desdits temps d'attente et ladite temporisation finale (Tf) soit égale à la durée totale du scénario (6) de test de charge (T). 2. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle la définition d'un intervalle de variation pour un temps d'attente (Ti) comprend la décomposition dudit temps d'attente (Ti) en une durée d'attente fixe et une durée d'attente aléatoire de sorte que la borne supérieure dudit intervalle soit égale à la somme de la valeur de la durée d'attente fixe et de la valeur maximale possible de la durée d'attente aléatoire. 3. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle la durée d'attente aléatoire est une variable aléatoire centrée sur la valeur de la durée d'attente fixe. 4. Méthode selon les revendications 2 ou 3, dans laquelle la valeur de la durée d'attente fixe est commune aux temps d'attente (Ti). 3021772 13 5. Méthode selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle la durée d'attente aléatoire suit une loi de probabilité propre à chaque temps d'attente (Ti). 6. Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 comprenant, en outre, une réitération de la phase de définition dudit scénario (6) de test de charge. 7. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle la durée totale (T) du scénario de test de charge est maintenue constante d'une itération à une autre dudit scénario (6) de test de charge. 10 8. Système de test de performances d'une infrastructure informatique (1), ce système comprenant - un scénario (6) de test de charge incluant une pluralité de requêtes (R1-Rn), chaque requête (Ri) étant suivie d'un temps d'attente (Ti) ; et 15 - un moyen (5) de test de charge configuré pour exécuter ledit scénario (6) de test de charge en injectant ladite pluralité de requêtes à destination de l'infrastructure informatique (1), ce système comprenant, en outre, : - des moyens pour déterminer la durée totale (T) du scénario de test 20 de charge de sorte que le débit d'injection de charge soit égal à un débit d'injection de charge prédéfini ; des moyens pour définir un intervalle de variation pour chaque temps d'attente (Ti) de sorte que la somme des bornes supérieures desdits intervalles de variation soit égale à la durée totale (T) du scénario de 25 test de charge ; des moyens pour choisir une valeur pour chaque temps d'attente (Ti), cette valeur étant choisie aléatoirement dans l'intervalle de variation correspondant ; des moyens pour calculer la somme des valeurs choisies pour lesdits 30 temps d'attente; des moyens pour insérer une temporisation finale (Tf) d'attente dans le scénario (6) de test de charge de sorte que la somme des valeurs desdits temps d'attente et ladite temporisation finale (Tf) soit égale à la durée totale du scénario (6) de test de charge (T). 35 9. Produit programme d'ordinateur implémenté sur un support mémoire, susceptible d'être mis en oeuvre au sein d'une unité de traitement 3021772 14 informatique et comprenant des instructions pour la mise en oeuvre d'une méthode selon l'une des revendications 1 à 7.