即使最小的物聯網設備也生活在復雜的環境中，在開發時可能無法完全理解。實際上，我們已經看到了與設備首次連接到Internet相關的安全問題。在上一篇文章中，我們討論了面向服務的設計，開發和測試的好處。在本文中，我們將把基于服務的測試和服務虛擬化帶到下一步-虛擬實驗室。建立一個現實的物理測試實驗室環境非常困難，即使完成后，它也成為系統測試的主要瓶頸。虛擬實驗室消除了這一瓶頸，同時為基于服務的物聯網設備測試提供了新的優勢。

許多物聯網設備尚未準備就緒

最近的一項研究發現，尚未對80％的IoT應用進行安全缺陷測試。巴爾小組發現，有56％的嵌入式設備開發人員沒有審查源代碼中的安全漏洞，而37％的人沒有書面的編碼標準。這些數據并不令人鼓舞，而且很明顯，IoT設備制造商需要更加重視質量，保障性和安全性。測試自動化是重要的一步，可確保更嚴格，一致和徹底地進行測試。測試，尤其是針對安全漏洞的測試，通常被認為過于昂貴和復雜，因此被匆忙或完全忽略了。但是，讓您的客戶（和攻擊者）為您測試IoT設備安全性是一個代價高昂的錯誤。

虛擬實驗室的成分

真正的測試實驗室需要與IoT設備計劃在其中工作的環境最接近的物理表現形式，但是即使在最復雜的實驗室中，也很難將其擴展到實際環境。虛擬實驗室可以解決此問題。虛擬實驗室的發展已經超越了對難以發現（或可能不存在）的硬件依賴的需求。將復雜的服務虛擬化與其他關鍵測試自動化工具結合使用：

• 服務虛擬化模擬被測設備所需的所有依賴關系，以執行完整的系統測試。這包括設備使用的所有連接和協議，以及對通信的真實響應。例如，服務虛擬化可以模擬IoT設備與之通信的企業服務器后端，以提供定期的傳感器讀數。同樣，虛擬化可以以現實的方式控制IoT設備。

• 服務和API測試提供了一種方式來驅動被測設備，以確保其提供的服務（和提供的API）能夠完美執行。這些測試可以通過自動化平臺進行操作，以根據需要執行性能和安全性測試。

• 運行時監視實時檢測被測設備上的錯誤，并捕獲重要的跟蹤信息。例如，可以在價格低廉的情況下及早發現并解決在成品中無法發現的內存泄漏。

• 測試實驗室管理和分析提供對虛擬實驗室的總體控制。虛擬化后，可以根據需要復制整個實驗室設置，并且可以自動重復測試運行。分析提供活動和結果的必要摘要。

邊緣計算物聯網生態系統如下圖1所示，描繪了部署嵌入式物聯網設備的典型環境。傳感器和控制設備將信息傳遞給Edge，Edge是一系列設備或應用程序，可以接收信息并使用邏輯來與設備進行通信，或與云進行通信。然后，云具有允許它根據該信息采取行動的高層邏輯。云是一組服務（微服務、數據庫連接、附加邏輯或第三方服務），是功能構建塊的復雜網絡，如右圖所示。

圖1：將在其中部署嵌入式設備的典型物聯網生態系統

當需要在IoT生態系統中進行測試時，需要進行多層測試。例如，要測試網關中引入的新功能，請驗證網關是否可以從傳感器接收信息，并以您構建業務邏輯的方式進行交流。

為了驗證所有這些復雜性，使用了Parasoft Virtualize（模擬所需的依賴性）和Parasoft SOAtest（驅動測試）來模擬這些輸入。這些工具可模擬來自網絡上設備的實際呼叫（無論它們是諸如REST/HTTP之類的協議，還是諸如IoT流行的協議（如CoAP，XMPP或MQTT之類）），并測試被測設備（此示例中的網關）通過驗證從SOAtest返回的響應，與云服務進行了適當的通信。下面的圖2顯示了如何為受測邊緣設備創建虛擬實驗室環境的示例。

如果有將信息傳達到該網關的外部方法，則也可以模擬這些呼叫。Parasoft Virtualize旨在穩定測試環境，對利用SOAtest的測試數據的請求創建可預測的響應，從而全面測試網關和服務。

最后，頂級服務可能正在與邊緣進行通信，并與其他傳感器和外部參與者進行通信，因此了解來自您的輸入的流量正在通過環境返回后端系統的過程可能很重要。Parasoft Virtualize用于模擬從邊緣（到IoT設備）的那些呼叫的接收，然后將該信息中繼回SOAtest，以確認該呼叫進行了往返并按照IoT生態系統內的預期方式運行。Parasoft Virtualize和SOAtest的結合提供了完全控制，以測試整個環境，即使是在IoT生態系統的復雜性內也是如此。 

圖2：Parasoft的Virtualize和SOAtest工具的作用為被測邊緣設備創建了虛擬實驗室環境

在減少時間、成本和風險的同時提高質量和安全性

正常的測試環境非常昂貴，可能超出大多數開發經理的預期。voke Research的一項研究發現，在生產前實驗室的平均投資為1200萬美元。在時間方面，配置實驗室的平均時間為18天，另外12-14天用于配置。這些實驗室的建立需要花費大量時間和金錢，即使在那之后，由于訪問受限，它們也成為測試的瓶頸。此外，物理實驗室的日常運營成本非常高。在大多數情況下，復制物理實驗室以提高測試吞吐量非常昂貴。

在另一篇文章中，我們將服務虛擬化的好處歸結為通過更好地控制虛擬化依賴項的行為來改善對測試設備的訪問，從而降低了成本并提高了測試速度。讓我們以類似的方式來分解虛擬物聯網測試實驗室的好處：

• 通過更好，更完整的測試提高質量

基于服務的測試可確保關鍵用例得到練習和完善。自動化的性能測試可確保重負載下的穩定性和可靠性。此外，運行時監視可確保檢測和跟蹤難以發現的錯誤。

• 通過自動滲透測試（模擬格式錯誤的數據）提高了安全性

負載測試可以模擬拒絕服務攻擊，運行時監視可以檢測安全漏洞。測試的可重復性可確保以完全相同的方式測試每個迭代、補丁或發行。此外，簡化了測試開發和操作（即改進和創建新測試）。

• 通過消除完整系統測試所需的昂貴依賴項，減少測試時間、風險和成本

自動化提供了手動測試無法實現的可重復性和一致性，同時提供了更好，更完整的測試。虛擬實驗室大大減少了物理實驗室設置所需的準備時間，從而影響了總測試時間。

結論

考慮到IoT設備開發的狀態，需要對開發和測試流程進行更改。測試自動化是一種行之有效的降低成本和風險的方法。物聯網設備質量和安全性改善的下一個重大步驟是使用虛擬實驗室，這些虛擬實驗室將服務虛擬化，基于服務的測試，虛擬實驗室管理和運行時監視相結合。這大大降低了配置和配置成本，同時極大地提高了所執行測試的質量。