PDF de programación - Una Introduccion a las pruebas de prestaciones

Una Introducción a las Pruebas de Prestaciones 1



Una Introducción a las Pruebas de Prestaciones

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(Versión 1.2)

José María Morales Vázquez

Métodos y Tecnología de Sistemas y Procesos (MTP). Agastia nº 44-46

28027 Madrid, Spain

[email protected]

Resumen: Es muy común en las grandes y medianas empresas que existan
equipos de trabajo dedicados casi en exclusiva a probar la funcionalidad de sus
nuevos desarrollos mientras que se dedique poco o ningún tiempo a comprobar
si estos cumplen con unos requisitos mínimos de rendimiento. Las pruebas de
prestaciones, enmarcadas dentro de lo que se viene a llamar Calidad
Operacional o Calidad de Servicio son, hoy en día, cada vez más necesarias:
los tiempos de respuesta por encima de lo aceptable, la excesiva variabilidad de
los mismos en función de la carga del sistema y los problemas de fiabilidad o
disponibilidad deben de considerarse errores tan graves como los de
funcionalidad. Los problemas de rendimiento son provocados por causas que
pueden clasificarse en dos categorías: predecibles e impredecibles. Una correcta
metodología de pruebas de prestaciones debería de ser capaz de detectar y
posibilitar la corrección anticipada de problemas pertenecientes a ambas
categorías. Con esta breve introducción se pretende exponer los principales
conceptos a tener en cuenta a la hora de acometer las pruebas de prestaciones de
cualquier sistema, haciendo especial hincapié en las particularidades de los
sistemas Web.

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Índice


1. Introducción..........................................................................................................3
1.1. Necesidad y Beneficios..............................................................................3
1.2. Limitaciones...............................................................................................3
1.3. Objetivos....................................................................................................4
1.4. Ciclo de vida. .............................................................................................5


2. Diseño del Entorno de pruebas .............................................................................6
2.1. Software.....................................................................................................6
2.2. Hardware de los generadores de carga.......................................................8
2.3. Network .....................................................................................................9
2.4. Servidores ..................................................................................................9


3. Metodología........................................................................................................10
3.1. Planificación. ...........................................................................................10
3.1.1. Requisitos......................................................................................10
3.1.2. Métricas. .......................................................................................11
3.1.3. Tipos de Pruebas. ..........................................................................14
3.1.4. Descripción del sistema. ...............................................................15
3.1.5. Caracterización de la carga de trabajo...........................................15
3.2. Construcción. ...........................................................................................16
3.2.1. Diseño de la carga de trabajo. .......................................................16
3.2.2. Adecuación de la configuración....................................................20
3.3. Ejecución. ................................................................................................20
3.3.1. Monitorización..............................................................................21
3.3.2. Validación de los resultados. ........................................................22
3.3.3. Margen de error.............................................................................23
3.4. Análisis e interpretación de resultados.....................................................23
3.4.1. Formas de mejorar el rendimiento. ...............................................23
3.4.2. Ejemplos gráficos..........................................................................25

4. Otros conceptos relacionados..............................................................................27
4.1. Escalabilidad............................................................................................27
4.2. Fiabilidad y Disponibilidad......................................................................27


5. Conclusiones.......................................................................................................28

6. Bibliografía .........................................................................................................29



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1. Introducción.

Predecir como va a comportarse un sistema ante una carga específica es una tarea
ardua y complicada, en particular si estamos hablando de un sistema Web. Los
sistemas Web actuales son extremadamente complejos, con una gran cantidad de
componentes hardware y software de diferentes fabricantes, infinidad de tecnologías
implicadas en su funcionamiento y, en la mayoría de los casos, una total
indeterminación debido al carácter impredecible de los hábitos de sus usuarios. La
única forma efectiva de anticipar el comportamiento de un sistema de estas
características es realizando pruebas de prestaciones.


Con el presente documento pretendemos realizar un breve repaso por los conceptos
y términos relacionados con esta disciplina, intentaremos justificar la casi absoluta
necesidad de utilizar una herramienta específica para auxiliarnos en la preparación de
las mismas y presentaremos una metodología adecuada para su acometida.

1.1. Necesidad y Beneficios.

La principal necesidad de realizar unas pruebas de prestaciones es obvia y más aún en
los sistemas Web: habitualmente los principales problemas que nos encontramos en
nuestra utilización diaria de este tipo de aplicaciones no son ni caídas del sistema ni
anomalías en su funcionamiento, sino problemas de rendimiento y degradación de
recursos.


La finalidad de realizar pruebas de prestaciones es simular la normal utilización del
sistema antes de su paso a explotación para predecir anticipadamente este tipo de
situaciones y facilitar su corrección.

1.2. Limitaciones.

Como iremos viendo a lo largo de este documento, realizar unas correctas pruebas de
prestaciones que nos devuelvan unos resultados veraces y útiles no es una tarea
sencilla. Existen demasiados problemas involucrados algunos de los cuales son casi
totalmente irresolubles y que sólo pueden ser aproximados: Rara vez podremos
realizar pruebas sobre un entorno idéntico al de producción, el juego de datos del que
disponemos para las pruebas será insuficiente, no podremos nunca simular el
comportamiento exacto de un usuario real y siempre manejaremos un cierto margen
de error en todos nuestros resultados.


Las pruebas de prestaciones no arrojan nunca resultados absolutos. Devuelven
valores aproximados y con un cierto margen de error. Minimizar ese error es nuestra
tarea y para ello se hace imprescindible un amplio conocimiento de todos los
conceptos relacionados en esta tarea y seguir una metodología clara y precisa.

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1.3. Objetivos.

En un sentido amplio, las pruebas de prestaciones tienen un doble objetivo:

q Verificar que la capacidad del sistema es adecuada para la demanda de

trabajo que soportará.

q Detectar posibles cuellos de botella e ineficiencias proporcionando la

información necesaria para un correcto dimensionado.

Idealmente, a la hora de enfrentarnos a las pruebas de prestaciones de un sistema
concreto deberíamos de afinar un poco más cuales son los objetivos que perseguimos.
La siguiente lista muestra algunos ejemplos de esto:



q Ajustar nuestro sistema para soportar la máxima carga de trabajo posible

usando la infraestructura actual.

q Asegurarnos de que, ante una carga de trabajo determinada, el 95% de las
páginas se descargan en menos de 10 segundos cuando no están cifradas y
en menos de 15 cuando si lo están.

q Determinar el tiempo medio de respuesta que obtendrá el usuario.
q Determinar el máximo número de sesiones concurrentes, inicios de sesión
por hora o transacciones por segundo que nuestro sistema es capaz de
soportar mientras proporciona un nivel de rendimiento aceptable.

q Determinar el ancho de banda necesario que nuestro sistema necesita
cuando procesa el máximo número de transacciones por segundo que
puede manejar.

q Determinar como reacciona nuestro sistema ante cargas de trabajo que

exceden de su capacidad.

q Identificar las transacciones más lentas y las más rápidas.
q Identificar las transacciones con una mayor desviación típica en sus

tiempos de respuesta.

1.4. Ciclo de vida.

Idealmente, las pruebas de prestaciones deberían de comenzar en la fase más
tempran