Informe de investigacion

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

TALLER DE DESEMPEÑO PROFESIONAL

PRUEBAS DE

PERFORMANCE

CLAUDIA CAROLINA PLACENCIA ROMÁN

INGENIERÍA DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN

2015 - 02

Pruebas de Performance

Taller de Desempeño Profesional

RESUMEN

En la empresa Quality Services no se realiza actualmente pruebas de

performance, lo cual es importante para medir el rendimiento de un

software .La importancia de esta es que tiene la finalidad de garantizar que el

software o aplicación es capaz de soportar una determinada carga de usuarios

antes de su despliegue.

Con este informe se quiere informar y demostrar el uso de las pruebas de

carga. Así también, para poder observar el comportamiento de una aplicación

bajo una cantidad de peticiones esperada durante el tiempo que dura la carga.

Ya que, puede mostrar los tiempos de respuesta. Con este tipo de prueba se

puede mostrar el cuello de botella de la aplicación.

En este informe se describe la ejecución de una prueba de performance de

una aplicación con el uso de la herramienta de Carga Apache JMeter. La

información obtenida ha sido en base a una búsqueda de datos sobre este tipo

de pruebas ya sea en documentación obtenida en libros como de internet y

probando la herramienta de JMeter, la cual es una herramienta de carga

diseñada para realizar Pruebas de Rendimiento y Pruebas Funcionales sobre

Aplicaciones Web.

En base al estudio realizado se pudo observar que las pruebas de performance

ayudan a la verificación de tiempo de respuesta de un sistema .Es decir, miden

la capacidad del sistema para confirmar el funcionando bajo diferentes

condiciones de carga.

En conclusión, las pruebas de performance nos permite realizar una

comparación del tiempo de respuesta de una ejecución con el tiempo

presentado ante peticiones concurrentes y con ello poder comprobar los cuellos

Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas Página 2



de botella de la aplicación. Así como también JMeter nos permite conocer con

ello el consumo de CPU durante la ejecución y de memoria para poder con ello

tener conocimiento cuanta carga puede soportar la aplicación.




ContenidoRESUMEN.............................................................................................2

1 INTRODUCCIÓN..............................................................................5

1.1 Pruebas de Performance...............................................................5

1.2 Pruebas de Carga........................................................................6

1.3 Pruebas de Estrés........................................................................7

1.4 Pruebas de Volumen....................................................................7

1.5 Pruebas de Estabilidad.................................................................8

1.6 Pruebas de Picos.........................................................................8

2 MARCO TEÓRICO............................................................................9

2.1 Herramientas para prueba de performance....................................10

2.2 Herramienta de test Apache JMeter..............................................11

2.2.1. Instalación de Apache JMeter......................................................12

3 Metodología de Prueba de Performance.............................................14

4 Ejemplo de Aplicación......................................................................18

5 Conclusiones..................................................................................26

Bibliografía...........................................................................................28




1 INTRODUCCIÓN

Las pruebas de carga se realizan, para determinar lo rápido que realiza una

tarea un sistema en condiciones particulares de trabajo. También puede servir

para validar y verificar otros atributos de la calidad del sistema, tales como

la escalabilidad, fiabilidad y uso de los recursos.

Este informe se basara en las pruebas de carga, las cuales nos permitirán

garantizar que las aplicaciones son capaces de soportar una determinada

carga de usuarios antes de su despliegue. Así también, se realiza

generalmente para observar el comportamiento de una aplicación bajo una

cantidad de peticiones esperada. Esta carga puede ser el número esperado

de usuarios concurrentes utilizando la aplicación y que realizan un número

específico de transacciones durante el tiempo que dura la carga.

A continuación, se detallara más acerca de las pruebas de performance y su

utilización con la herramienta JMeter, la cual nos ayudara a medir el

rendimiento de una aplicación.

2 MARCO TEÓRICO

En esta sección se describirá brevemente la metodología sugerida para realizar

las pruebas de performance en la empresa Quality Services. Como se comentó

anteriormente la aplicación a utilizar es Apache JMeter.Las pruebas de

rendimiento pueden servir para diferentes propósitos.

Demostrar que el sistema cumple los criterios de rendimiento.

Medir que partes del sistema o de carga de trabajo provocan que rinda mal.




Para su diagnóstico, los ingenieros de software utilizan herramientas como

pueden ser monitorizaciones que midan qué partes de un dispositivo o software

contribuyen más al mal rendimiento o para establecer niveles (y umbrales) del

mismo que mantenga un tiempo de respuesta aceptable.

La herramienta JMeter es un software diseñado para realizar diferentes tipos

de pruebas para aplicaciones web .Así también, incluye una interfaz gráfica de

usuario que facilita el diseño de las pruebas. Esta interfaz gráfica además de

aportar un entorno cómodo de trabajo, también permite guardar y alterar tanto

los test desarrollados como los componentes que lo integran. Se puede obtener

un mayor alcance sobre la aplicación gracias a las pruebas de performance.

Para poder mencionar la metodología hace falta tener un mayor alcance sobre

la herramienta y metodología a seguir, por lo cual a continuación se dará una

mayor descripción.

2.1 Pruebas de Performance

Las pruebas de rendimiento se utilizan en varios tipos de pruebas diferentes,

las cuales se detallaran a continuación. Ver figura 1.1

Tipo de

Prueba

Pruebas de

carga

Prueba de

Estrés

Prueba de

Estabilidad

Prueba de

Picos

Prueba de

Volumen

¿Qué

evalúa?Carga esperada

Carga >

mayor

Esperada

Carga

esperada

continua

Variación

de la carga

Carga

máxima

continua

Figura 1.1




2.2 Pruebas de Carga

Las pruebas en este caso consisten en simular una carga de trabajo similar y

superior a la que tendrá cuando el sitio esté funcionando, con el fin de detectar

si el software instalado (programas y aplicaciones) cumple con los

requerimientos de muchos usuarios simultáneos y también si el hardware

(servidor y el equipamiento computacional de redes y enlace que lo conecta a

Internet) es capaz de soportar la cantidad de visitas esperadas.

Se realiza las pruebas en base a una estimación de número esperados de

usuarios, muestra los cuellos de botella de la aplicación y ayuda a detectar en

lo que podría estar fallando la aplicación. Ver figura 1.2.

Figura 1.2

Es decir, las pruebas de carga miden la capacidad del sistema para continuar

funcionando apropiadamente bajo diferentes condiciones de carga. Verifica el

tiempo de respuesta del sistema bajo diferentes condiciones de carga.




2.3 Pruebas de Estrés

Esta prueba ayuda a verificar si la aplicación funciona apropiadamente y sin

errores bajo condiciones propiamente dichas de estrés, es decir introduciendo

cargas mayores a las esperadas.

Se puede concluir que el objetivo de una prueba de estrés es identificar y

documentar las condiciones bajo las cuales el sistema falla.

Las pruebas de estrés se proponen encontrar errores debidos a recursos

bajos .Poca memoria o espacio en disco puede revelar defectos en el sistema

que no son visibles bajo condiciones normales. Normalmente este tipo de

prueba se aplica a aplicaciones que trabajan bajo cargas variables.

2.4 Pruebas de Volumen

La prueba de volumen sujeta al elemento de prueba a una gran cantidad de

carga, para determinar si se alcanzan los límites que hacen fallar al software.

También permitirá identificar la carga máxima continua o volumen que la

aplicación de prueba puede manejar por un período dado. Por ejemplo, si la

aplicación de prueba está procesando, una prueba de volumen utilizaría una

gran cantidad de carga para la prueba, y comprobaría que el software se

comportó normalmente.

El objetivo de estas pruebas es verificar que la aplicación funciona

adecuadamente bajo los siguientes escenarios de volumen:

Máxima cantidad de usuarios conectados y ejecutando la misma aplicación

por un periodo continuo




Las pruebas de volumen determinan los límites que causa que la aplicación

falle e identifica la carga máxima o volumen que la aplicación puede

manejar durante un periodo determinado. Es decir, somete a la aplicación a

una gran cantidad de carga para poder identificar si este puede soportar el

volumen especificación en sus requisitos.

2.5 Pruebas de Estabilidad

Cuando la aplicación lo requiera, será aconsejable realizar pruebas de

estabilidad que determinen si la aplicación puede soportar una carga esperada

continua.

El objetivo de esta prueba es determinar cuánto perdura el rendimiento.

2.6 Pruebas de Picos

El objetivo de esta prueba es evaluar el comportamiento de la aplicación con un

flujo de carga variable, para ello el ambiente debe ser muy parecido al de

producción.

La prueba de picos, trata de observar el comportamiento del sistema variando

el número de usuarios, cuando la aplicación sufre cambios drásticos en su

carga.




2.7 Herramientas para prueba de performance.

Para las pruebas de performance se debe seleccionar una herramienta

adecuada.

Algunas herramientas para las pruebas de carga son las siguientes:

Apache JMeter

NeoLoad

LoadRunner

LoadUI

WebLOAD

WAPT

Loadster

LoadImpact

Rational Performance Tester

Testing Anywhere

OpenSTA

QEngine (ManageEngine)

Loadstorm

CloudTest

Httperf

Es importante seleccionar una herramienta adecuada, la definición de los

escenarios de prueba y la configuración del entorno.

En este caso, se hará uso de Apache JMeter el cual nos permitirá introducir

una determinada cantidad de usuarios en un intervalo de tiempo para poder

conocer el rendimiento de la aplicación y realizar así la prueba de

performance.




Una vez ejecutadas las pruebas, es importante la evaluación de resultados

para identificar los posibles problemas en la performance actual y las

posibilidades de mejora sobre el desempeño del sistema. .

2.8 Herramienta de test Apache JMeter.

JMeter es una aplicación del proyecto Apache Jakarta escrita en Java, y

permite, realizar pruebas de rendimiento y de funcionalidad sobre aplicaciones

tipo cliente/servidor escritas en cualquier lenguaje. Puede ser utilizado para

realizar pruebas sobre conexiones de bases de datos JDBC, FTP, LDAP,

Servicios WEB, HTTP, y conexiones TCP genéricas. Permite la ejecución de

pruebas distribuidas entre distintos ordenadores, para realizar pruebas de

performance.1

El Apache JMeter incluye una interfaz gráfica de usuario que facilita el diseño

de las pruebas. Esta además de aportar un entorno amigable, también permite

guardar y alterar tanto los test desarrollados como los componentes que lo

integran. 2

3 Metodología de Prueba de Performance

Se describirá brevemente las diferentes etapas de la metodología y cuál es el

objetivo de cada una de ellas para su ejecución en la empresa Quality Service.

Ver figura 3.

1 Halili, E. H. (2008). Apache JMeter: A practical beginner's guide to automated testing and performance measurement for your websites. Packt Publishing Ltd.

2 Gustavo Vázquez. (2002). Testing de Performance aplicando metodologías de ingeniería del Software y experiencias de su aplicación en Uruguay. De sitio web: http://www.ces.com.uy/documentos/imasd/CES-Performance.pdf

3 Osorio, I. V., Estrada, L. C., & Camejo, R. R. B. Procedimiento para actualización de la capa de acceso a datos del marco de trabajo sauxe de Doctrine 1.2. 2 a Doctrine 2.2.


http://www.ces.com.uy/documentos/imasd/CES-Performance.pdf



Figura 3

3.1 Ejecución de pruebas de performance

El proceso de realizar un testing de performance consta de cuatro etapas:

1. Determinación del escenario

2. Automatización

3. Preparación de la infraestructura

4. Ejecución de las pruebas

Los test de performance son utilizados para realizar una simulación del uso que

se le dará al sistema estando en producción para poder determinar cuáles van

a ser los posibles problemas de performance que se darán. De este modo se

podrá determinar los cuellos de botella de la aplicación para poder corregirlos y

lograr alcanzar los niveles de servicio necesarios, o bien conocerlos y saber en

dónde nuestra aplicación puede sufrir problemas.




3.1.1. Determinación de escenario

Nos servirá para conocer cómo se va a ejecutar el sistema. La simulación a

realizarse debe adecuarse lo máximo posible a la realidad del sistema en

producción, algo que, muchas veces, no se conoce con exactitud.

Lo primero que debemos considerar en esta etapa es la imposibilidad de

realizar una prueba sobre todas las funcionalidades del sistema. Este punto es

muy importante ya que se va evaluar el coste/beneficio de integrar algunas

funcionalidades en una prueba. Cada funcionalidad adicionada a las pruebas

implica un costo tanto a nivel de la automatización de las pruebas como del

análisis de los datos. Es por ello que se debe determinar un número acotado de

transacciones de negocio que incluya la mayor complejidad a nivel de carga.

Las transacciones a incluirse en una prueba de performance, conviene aplicar

estas tres preguntas:

¿Cuáles son las transacciones más utilizadas en el sistema?

¿Cuáles son las transacciones que, a nivel de la performance del sistema,

implican un uso más intensivo de los recursos?

¿Cuáles son las transacciones que, si bien no pertenecen a ninguna de las

categorías anteriores, pueden generar problemas en la operativa del

sistema debido a su baja performance?

En conclusión, lo que se desea es definir un modelo que simule de la manera

más adecuada posible la realidad a la cual se va a enfrentar el sistema.




3.1.2. Automatización

La automatización de las pruebas ayuda en la repetición de las mismas, tanto

a lo largo del cómo también en un momento dado de tiempo para lograr la

cantidad de usuarios requerida.

La automatización de las transacciones se realiza utilizando lo que se conoce

como herramientas de generación de carga. Dichas herramientas ayudan a

realizar las tareas necesarias en estas pruebas. Estas son:

Grabación de las transacciones: Con la actividad que un usuario realiza

sobre el sistema, se genera un primer script que será la base de las

automatizaciones a utilizarse.

Generalización de los scripts: Los scripts generados en la etapa anterior,

deben ser modificados de manera de que en la ejecución concurrente de los

mismos lo hagan con datos de parámetros distintos. De otra manera,

solamente serían utilizados los datos que se grabaron inicialmente.

Modelado del escenario: De manera independiente a los scripts, debe poder

modelarse el escenario definido en la etapa de relevamiento. Esto implica

parámetros tales como delays, cantidad de usuarios y lotes de usuarios.

Distribución en la generación de la carga: Esto permite que la carga a

generarse contra un sistema no se limite a la capacidad de un equipo a

desarrollar la carga.

3.1.3. Preparación de la infraestructura

De forma paralela a la etapa de automatización, es posible producir el ambiente

de pruebas. Lo ideal sería que esta etapa, debería realizarse previo a la etapa

de automatización. De este modo se podría grabar los scripts sobre el

escenario final, por lo que se eliminan toda la necesidad de realizar posibles

ajustes a los scripts.




La infraestructura debe limitarse tanto al hardware de prueba, así como

también al software, de este modo llegaremos a tener un escenario más similar

al de producción. Esto conlleva, a considerar las aplicaciones de parches y las

actualizaciones de los sistemas operativos, servidores de aplicaciones y

servidores de base de datos a utilizarse.

Otra de las piezas fundamentales de la infraestructura es la monitorización de

las pruebas. No sólo se debe considerar la carga sino también es importante

conocer en todo momento el comportamiento de las diversas piezas de

hardware o software que conforman la solución final. A través de monitores

especializados para las diferentes plataformas, se desea determinar el estado

de la misma con la finalidad de conocer los cuellos de botella existentes o

potenciales de la solución.

3.1.4 Ejecución de las pruebas

Realizadas las etapas de preparación, estaríamos listos para la ejecución de

las pruebas propiamente dichas. Dichas pruebas se llevarán a cabo en un ciclo

iterativo de ejecución de la carga, análisis de los datos y resolución de los

posibles problemas. La realización de la carga consiste en reproducir el

escenario relevado y verificar la correcta ejecución de las pruebas contra el

sistema. A través de las herramientas de generación de carga, se van a realizar

las automatizaciones durante un periodo de tiempo que simule el escenario a

evaluar. Se recomienda ejecuciones no menores a dos horas en caso de que

se traten de escenarios en donde no solo interesen los tiempos de respuesta

sino que la estabilidad del mismo.

Es importante saber que “Los tests de performance pueden perseguir

diferentes objetivos y es importante delinear estos objetivos al diseñar los tests.

Se debe conocer de antemano a la realización de los tests en los aspectos que




debemos de tener en cuenta al realizar las pruebas de performance, y con qué

parámetros analizaremos esos aspectos”3.

3.1.5. Realizar Informe de resultados de pruebas de performance

Es importante que al finalizar las pruebas de performance se desarrolle un

informe final en el cual se describa el desarrollo del proyecto, mejoras y

sugerencias que quedan por implementar para mejorar la performance, etc.

Esto ayudara para realizar una mejor evaluación en la cual se vean los puntos

a mejorar y ajustar para el próximo proyecto.

4 Ejemplo de Aplicación.

Determinación de escenario

En este caso se medirá la performance de web “dirección regional de salud de

Ica”. 4 Ver figura 4.

Figura 4

3 José Arrarte. (2010). Tests de performance y de stress. 28 abril, 2010, de. Sitio web: http://josearrarte.com/blog/2010/04/28/tests-de-performance-y-de-stress/4 Youtube (2014).Pruebas de carga con JMeter [Video] disponible en : https://www.youtube.com/watch?v=1yJUyRWWOsg




Se ingresara el número de usuarios que se desea simular, en este caso será

30 usuarios ya que normalmente esa cantidad es la que ingresa en un rango

determinado de tiempo.

Preparación de la infraestructura

En estos casos como se sabe se debe tener en cuenta las actualizaciones

necesarias para la realización de esta prueba de carga el objetivo es que Al

finalizar esta etapa se tiene toda la infraestructura lista para la ejecución, eso

incluye la monitorización (tanto de los servidores como de las generadoras de

carga), procesos de backup/restore en caso de que sean necesarios, etc.

Automatización

Se colocara un nombre a esta prueba de carga. Ver figura 4.1

Figura 4.1

Se añadirá el grupo de usuarios. Ver figura 4.2.




Figura 4.2

Se ingresara el número de usuarios que se desea simular, en este caso será

30 usuarios en un periodo de 7 segundos, es decir habrá una cantidad

usuarios aproximadamente 4 que trataran de comunicarse con el servidor cada

7 segundos.

Ejecución de las pruebas

Finalmente, se seleccionara START para ejecutar las pruebas.

Figura 4.9




Realizar Informe de resultados de pruebas de performance

Al finalizar, es recomendable documentar el análisis de resultados de las

pruebas de carga realizada.

En este caso, el resultado fue el siguiente. Ver figura 4.10:

Figura 4.10

Análisis:

Para el HomeDiresa, la web de dirección regional de salud de Ica., se dieron

las 30 peticiones, de las cuales las 4 primeras no han sido respondidas y los

subsiguientes si han sido respondidas.




El código de respuesta es de 500, en términos de respuestas de un servidor se

puede decir lo siguiente:

200 : Exitoso

300 : Re direccionamiento

Superior a 400 : Error

En este caso, obtuvimos error 500. En los resultados obtuvimos la latencia de

603 y tiempo de carga 779. En la última petición exitosa se obtuvo como código

de respuesta 200, el cual quiere decir que es exitoso, como respuesta de

mensaje OK, de latencia 7815 y tiempo de carga 7815. Ver figura 4.11.

Figura 4.11

Reporte Resumen. Ver figura 4.12:

Figura 4.12




Grafico. Ver figura 4.13:

Figura 4.13

5 Conclusiones

Las pruebas de performance tienen una gran importancia para la calidad de

nuestra aplicación.

Por otro lado, un problema que presentan las pruebas de performance es

determinar el momento en el que se deben realizar y el entorno en el que

realizarlas. Sin embargo, como cualquier otro proceso de pruebas, cuanto

antes comiencen a realizarse, mayor será la calidad de nuestro sistema, se

minimizará el número de defectos y se producirá un ahorro económico por la

detección temprana de errores.

Respecto a la metodología, las pruebas de software cuentan con diferentes

metodologías y estas requieren la consideración de muchos aspectos

diferentes para ofrecer mayor calidad. Sin embargo, el éxito o el fracaso de las

pruebas dependen mucho de la selección de la metodología, por ello su

importancia. Para determinar un escenario de pruebas se debe evaluar la




cantidad de carga que implique una mayor complejidad para el aplicativo .Por

otro lado, es importante determinar herramientas de generación de carga y

monitorización, como también preparar adecuadamente la infraestructura antes

de la ejecución de la pruebas de performance, ya que estas se podrían ver

afectadas por ello. Se debe recalcar la importancia de documentar los

resultados de los pruebas de performance para con ello realizar un mejor

análisis y dar sugerencias para así mejorar la performance.

Además, las pruebas de performance ayudan a demostrar que el sistema

cumple los criterios de rendimiento y con las expectativas del usuario, la cual

es la meta de todo producto software.

En conclusión, medir que partes del sistema o de carga de trabajo provocan

que el conjunto rinda mal ayuda a determinar la calidad de un aplicativo y si

este puede soportar una determinada carga. Para su diagnóstico, los

ingenieros de software utilizan herramientas tal como JMeter que se vio en el

ejemplo anterior, estos pueden ser monitorizaciones que midan qué partes de

un dispositivo o software contribuyen más al mal rendimiento o para establecer

niveles (y umbrales) del mismo que mantenga un tiempo de respuesta

aceptable. Así mismo, se pudo comprobar ello con el ejemplo de aplicación de

la web “dirección regional de salud de Ica”, de la cual se realizó un análisis de

sus resultados de pruebas de carga.




Bibliografía

Halili, E. H. (2008). Apache JMeter: A practical beginner's guide to automated testing

and performance measurement for your websites. Packt Publishing Ltd.

Gustavo Vázquez. (2002). Testing de Performance aplicando metodologías de

ingeniería del Software y experiencias de su aplicación en Uruguay. De sitio web:


Osorio, I. V., Estrada, L. C., & Camejo, R. R. B. Procedimiento para actualización de la

capa de acceso a datos del marco de trabajo sauxe de Doctrine 1.2. 2 a Doctrine 2.2

Halili, E. H. (2008). Apache JMeter: A practical beginner's guide to automated testing

and performance measurement for your websites. Packt Publishing Ltd.

Kurniawan, B., & is a Java, J. (2003). Using JMeter.

José Arrarte. (2010). Tests de performance y de stress. 28 abril, 2010, de. Sitio web:

http://josearrarte.com/blog/2010/04/28/tests-de-performance-y-de-stress/

Youtube (2014).Pruebas de carga con JMeter [Video] disponible en:

https://www.youtube.com/watch?v=1yJUyRWWOsg



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