Luận văn thạc sĩ: Thiết kế và phát triển hệ thống tự động kiểm tra Flamingo XL

• Tác giả: Anna Saelee
• Người hướng dẫn: Nguyen Manh Tuong
• Trường học: Université Nationale Du Vietnam
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Hệ Thống Tự Động Kiểm Tra Flamingo XL
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. CHAPITRE 1: Introduction
• 2. CHAPITRE 2: Bibliographie
• 2.1. IPTV
• 2.2. Flux de transport MPEG2
• 2.3. Packet sniffer
• 2.4. Testerman TTCN-3
• 3. CHAPITRE 3: Conception et Implémentation
• 4. CHAPITRE 4: Expérimentation
• 5. CHAPITRE 5: Conclusion et Perspective
• A Exemple du bibliothèque
• B Exemple des scripts ATS
• C Exemple du codage de Selenium Webdriver
• Bibliography

I. Giới thiệu

Trong bối cảnh hiện nay, công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong đời sống hàng ngày. Việc phát triển các ứng dụng web đã trở thành một xu hướng tất yếu để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng của các ứng dụng này, quy trình kiểm tra tự động là rất cần thiết. Hệ thống tự động kiểm tra Flamingo XL được phát triển nhằm tối ưu hóa quy trình kiểm tra, giảm thiểu thời gian và sai sót do con người gây ra. Theo tài liệu, việc sử dụng công nghệ tự động hóa trong kiểm tra phần mềm không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác của các kết quả kiểm tra. "Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong kiểm tra phần mềm là một bước tiến quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm."

1.1. Bối cảnh công việc

Để đảm bảo chất lượng cho sản phẩm Flamingo XL, việc áp dụng kiểm tra tự động là rất cần thiết. Dự án này sử dụng ngôn ngữ lập trình Python và các công cụ như Testerman và Selenium-RC để phát triển các kịch bản kiểm tra. Mục tiêu là tạo ra các kịch bản có thể tái sử dụng trong tương lai, với tỷ lệ thành công tối thiểu là 80% cho tổng số trường hợp kiểm tra. "Chúng tôi cần đảm bảo rằng các kịch bản kiểm tra không chỉ hiệu quả mà còn có thể được áp dụng cho các sản phẩm khác trong dòng sản phẩm Flamingo."

II. Thiết kế và triển khai

Quá trình thiết kế và triển khai hệ thống kiểm tra tự động bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần hiểu rõ về sản phẩm và các chức năng mà nó cung cấp. Sau đó, việc xác minh các trường hợp kiểm tra liên quan đến sản phẩm là cần thiết để đảm bảo tính nhất quán. Việc thiết kế cấu trúc mã cũng rất quan trọng để mọi thành viên trong nhóm có thể dễ dàng hiểu và làm việc với mã nguồn. "Một cấu trúc mã rõ ràng và dễ hiểu sẽ giúp tăng cường chất lượng mã và giảm thiểu sự trùng lặp trong các chức năng."

2.1. Phát triển kịch bản kiểm tra

Sau khi đã thiết kế cấu trúc mã, bước tiếp theo là phát triển các thư viện và kịch bản kiểm tra tự động. Việc phát triển này cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo rằng các kịch bản có thể hoạt động hiệu quả trên ứng dụng web. Các kịch bản này không chỉ cần phải chính xác mà còn phải dễ dàng bảo trì và cập nhật trong tương lai. "Khi phát triển các kịch bản kiểm tra, cần chú ý đến khả năng tái sử dụng và bảo trì để đảm bảo tính linh hoạt cho dự án."

III. Kết luận và triển vọng

Dự án Hệ thống tự động kiểm tra Flamingo XL đã chứng minh được giá trị của việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong kiểm tra phần mềm. Việc sử dụng các kịch bản kiểm tra tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của quy trình kiểm tra. Tương lai, việc mở rộng và áp dụng các kịch bản này cho các sản phẩm khác trong dòng sản phẩm Flamingo sẽ là một hướng đi tiềm năng. "Chúng tôi tin rằng việc phát triển các kịch bản kiểm tra tự động sẽ là một yếu tố quyết định trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và sự hài lòng của khách hàng."

3.1. Ứng dụng công nghệ

Việc áp dụng công nghệ thông tin trong kiểm tra phần mềm không chỉ mang lại lợi ích cho dự án mà còn có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Các công ty có thể tận dụng hệ thống kiểm tra tự động để cải thiện quy trình phát triển phần mềm của họ, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu rủi ro. "Công nghệ tự động hóa sẽ là chìa khóa để các doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình phát triển và kiểm tra phần mềm trong tương lai."

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ thông tin ngày càng phát triển, ứng dụng web trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống hàng ngày, phục vụ cho giao tiếp, truyền tải thông tin và giáo dục. Theo ước tính, hơn 80% các doanh nghiệp hiện nay sử dụng ứng dụng web để cung cấp dịch vụ trực tuyến, đòi hỏi mức độ bảo mật, tính chính xác và nhất quán cao. Tuy nhiên, việc kiểm thử thủ công các ứng dụng web thường mất nhiều thời gian và dễ xảy ra sai sót do con người. Do đó, việc phát triển hệ thống kiểm thử tự động trở nên cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của quá trình kiểm thử.

Luận văn tập trung vào việc thiết kế và phát triển hệ thống kiểm thử tự động cho sản phẩm Flamingo XL của Anevia – một giải pháp IPTV chuyên dụng cho lĩnh vực khách sạn và bệnh viện. Mục tiêu cụ thể là tạo ra các kịch bản kiểm thử tự động có thể tái sử dụng, đảm bảo tối thiểu 80% các ca kiểm thử được chuyển đổi thành kịch bản tự động. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi sản phẩm Flamingo XL, sử dụng các công cụ Testerman và Selenium-RC, trong khoảng thời gian thực hiện dự án thực tập tại Pentalog, Hà Nội.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện rõ qua việc rút ngắn thời gian kiểm thử từ khoảng 4 ngày công xuống còn 2 ngày công, đồng thời nâng cao độ chính xác và khả năng tái sử dụng các kịch bản kiểm thử. Kết quả này góp phần quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng phần mềm, giảm thiểu rủi ro và chi phí phát sinh trong quá trình phát triển ứng dụng web.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Kiểm thử phần mềm (Software Testing): Phân loại kiểm thử thành kiểm thử tĩnh và động, kiểm thử hộp trắng và hộp đen, kiểm thử thủ công và tự động. Kiểm thử tự động được xem là phương pháp tối ưu để giảm thiểu lỗi do con người và tăng tốc độ kiểm thử.
• Mô hình IPTV và OTT: IPTV (Internet Protocol Television) là công nghệ truyền tải video qua mạng IP, cho phép người dùng truy cập dịch vụ truyền hình mọi lúc mọi nơi. Flamingo XL là sản phẩm IPTV chuyên biệt, cung cấp dịch vụ truyền hình trực tiếp và theo yêu cầu trên mạng nội bộ.
• Kiến trúc hệ thống kiểm thử tự động Testerman: Testerman là nền tảng kiểm thử tự động dựa trên ngôn ngữ TTCN-3, hỗ trợ đa giao thức và đa nền tảng, cho phép phát triển và quản lý các kịch bản kiểm thử phức tạp.
• Công cụ Selenium-RC: Selenium là bộ công cụ kiểm thử tự động mã nguồn mở, hỗ trợ đa trình duyệt và đa ngôn ngữ lập trình, trong đó Selenium-RC được sử dụng để điều khiển trình duyệt thực hiện các thao tác kiểm thử.

Các khái niệm chính bao gồm: kịch bản kiểm thử tự động (ATS), localizer trong Selenium (xpath, id, name...), mô hình lập trình hướng đối tượng (POO) trong phát triển thư viện kiểm thử, và các loại kiểm thử (đơn vị, tích hợp, hệ thống).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích định lượng và định tính:

• Nguồn dữ liệu: Bao gồm 139 ca kiểm thử của sản phẩm Flamingo XL, tài liệu kỹ thuật sản phẩm, các công cụ Testerman và Selenium-RC, cùng các thư viện Python phát triển trong dự án.
• Phương pháp chọn mẫu: Lọc ra 89 ca kiểm thử phù hợp để chuyển đổi thành kịch bản tự động, loại bỏ các ca kiểm thử không thể tự động hóa do yêu cầu đặc thù hoặc rủi ro gây lỗi hệ thống.
• Phương pháp phân tích: Phân tích hiệu quả chuyển đổi ca kiểm thử sang kịch bản tự động, đánh giá tỷ lệ thành công khi chạy từng kịch bản riêng lẻ và khi chạy liên tục toàn bộ bộ kịch bản. So sánh thời gian và độ chính xác giữa kiểm thử thủ công và tự động.
• Timeline nghiên cứu: Quá trình thực hiện kéo dài trong thời gian thực tập tại Pentalog, bao gồm các giai đoạn: tìm hiểu sản phẩm, thiết kế thư viện kiểm thử, phát triển kịch bản ATS, thử nghiệm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tỷ lệ chuyển đổi ca kiểm thử thành kịch bản tự động: Trong tổng số 139 ca kiểm thử, 89 ca được lựa chọn để chuyển đổi, đạt khoảng 64%. Mục tiêu tối thiểu 80% ca kiểm thử tự động hóa được đặt ra dựa trên số ca có thể chuyển đổi thực tế là 112, tương đương 72 kịch bản ATS.
2. Hiệu quả chạy kịch bản riêng lẻ: 100% kịch bản ATS khi chạy riêng lẻ đều đạt kết quả "pass", chứng tỏ tính ổn định và chính xác của từng kịch bản.
3. Hiệu quả chạy kịch bản liên tục: Khi chạy toàn bộ 89 kịch bản liên tục, tỷ lệ thành công giảm xuống còn 66%, tương đương 59 kịch bản pass. Nguyên nhân chính là do trạng thái hệ thống thay đổi sau mỗi kịch bản, ảnh hưởng đến các kịch bản tiếp theo.
4. Ảnh hưởng của yếu tố môi trường: Các dịch vụ như "Web Radio" và "Streaming Settings" có tỷ lệ thất bại cao do phụ thuộc vào băng thông mạng và điều kiện khí hậu không ổn định, gây gián đoạn luồng truyền video và lỗi tải trang trong Selenium-RC.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc áp dụng kiểm thử tự động giúp giảm đáng kể thời gian kiểm thử từ 4 ngày công xuống còn 2 ngày công, tương đương tiết kiệm 50% nguồn lực. Tuy nhiên, việc duy trì trạng thái hệ thống ổn định trong quá trình chạy liên tục các kịch bản là thách thức lớn, đòi hỏi phải có cơ chế reset hoặc chuẩn hóa trạng thái hệ thống giữa các kịch bản.

So với các nghiên cứu trong ngành, việc sử dụng Testerman kết hợp Selenium-RC là một giải pháp hiệu quả cho kiểm thử ứng dụng web phức tạp, đặc biệt trong lĩnh vực IPTV. Tuy nhiên, Selenium-RC có hạn chế về thời gian chờ tải trang, dẫn đến lỗi timeout khi băng thông thấp. Việc chuyển sang Selenium WebDriver được đề xuất nhằm cải thiện hiệu suất và độ ổn định, mặc dù cần đầu tư thời gian để chuyển đổi và cập nhật lại các thư viện và kịch bản.

Ngoài ra, việc phát triển thư viện kiểm thử theo mô hình hướng đối tượng giúp tăng khả năng tái sử dụng và dễ dàng bảo trì khi có thay đổi giao diện hoặc chức năng sản phẩm. Đây là điểm cộng quan trọng trong bối cảnh sản phẩm có nhiều phiên bản và nền tảng khác nhau.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Chuyển đổi sang Selenium WebDriver: Thực hiện cập nhật các thư viện và kịch bản kiểm thử từ Selenium-RC sang Selenium WebDriver để giảm thiểu lỗi timeout, tăng tốc độ thực thi và cải thiện độ ổn định. Thời gian thực hiện dự kiến 3-4 tháng, do cần chỉnh sửa toàn bộ mã nguồn kiểm thử.
2. Xây dựng cơ chế chuẩn hóa trạng thái hệ thống: Phát triển các kịch bản hoặc công cụ tự động reset trạng thái hệ thống về trạng thái ban đầu sau mỗi kịch bản kiểm thử, nhằm đảm bảo tính độc lập và chính xác khi chạy liên tục. Chủ thể thực hiện là nhóm phát triển kiểm thử, thời gian 1-2 tháng.
3. Tăng cường hạ tầng mạng và giám sát môi trường: Đầu tư nâng cấp băng thông mạng và thiết lập hệ thống giám sát chất lượng mạng để giảm thiểu ảnh hưởng của yếu tố môi trường đến quá trình kiểm thử, đặc biệt với các dịch vụ streaming. Thời gian triển khai 2-3 tháng, phối hợp với bộ phận hạ tầng.
4. Đào tạo và nâng cao kỹ năng cho đội ngũ kiểm thử: Tổ chức các khóa đào tạo về lập trình Python, sử dụng Testerman và Selenium WebDriver, cũng như kỹ thuật phát triển thư viện kiểm thử theo mô hình hướng đối tượng. Mục tiêu nâng cao năng lực phát triển và bảo trì kịch bản kiểm thử, thời gian liên tục trong quá trình vận hành.
5. Phát triển thư viện kiểm thử chung cho các sản phẩm trong gia đình Flamingo: Tận dụng tính kế thừa và chia sẻ chức năng giữa các phiên bản sản phẩm để giảm thiểu công sức phát triển kịch bản mới, đồng thời đảm bảo tính nhất quán và dễ dàng bảo trì. Chủ thể thực hiện là nhóm phát triển kiểm thử, thời gian 3 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà phát triển phần mềm và kỹ sư kiểm thử: Có thể áp dụng phương pháp và công cụ kiểm thử tự động được trình bày để nâng cao hiệu quả kiểm thử ứng dụng web, đặc biệt trong lĩnh vực IPTV và các sản phẩm đa phiên bản.
2. Quản lý dự án CNTT: Hiểu rõ lợi ích và hạn chế của kiểm thử tự động, từ đó hoạch định nguồn lực, thời gian và chiến lược kiểm thử phù hợp cho các dự án phát triển phần mềm.
3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thông tin: Tham khảo mô hình phát triển thư viện kiểm thử theo hướng đối tượng, ứng dụng Testerman và Selenium trong thực tế, cũng như các phân tích về hiệu quả kiểm thử tự động.
4. Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ IPTV và OTT: Áp dụng các giải pháp kiểm thử tự động để đảm bảo chất lượng dịch vụ, giảm thiểu rủi ro và chi phí vận hành, đồng thời nâng cao trải nghiệm người dùng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần kiểm thử tự động cho ứng dụng web IPTV?
   Kiểm thử tự động giúp giảm thiểu sai sót do con người, tăng tốc độ kiểm thử và đảm bảo tính nhất quán trong các lần kiểm thử, đặc biệt quan trọng với các ứng dụng IPTV có nhiều phiên bản và yêu cầu cao về chất lượng dịch vụ.

2. Testerman và Selenium-RC có điểm gì nổi bật?
   Testerman hỗ trợ phát triển kịch bản kiểm thử đa giao thức và đa nền tảng, trong khi Selenium-RC cho phép điều khiển trình duyệt thực hiện các thao tác kiểm thử tự động trên nhiều trình duyệt khác nhau, giúp kiểm thử giao diện web hiệu quả.

3. Tỷ lệ thành công khi chạy kịch bản kiểm thử liên tục là bao nhiêu?
   Theo kết quả nghiên cứu, tỷ lệ thành công khi chạy liên tục 89 kịch bản là khoảng 66%, thấp hơn so với chạy riêng lẻ do trạng thái hệ thống thay đổi và các yếu tố môi trường như băng thông mạng.

4. Làm thế nào để cải thiện hiệu quả kiểm thử tự động?
   Có thể chuyển sang sử dụng Selenium WebDriver để giảm lỗi timeout, xây dựng cơ chế chuẩn hóa trạng thái hệ thống giữa các kịch bản, nâng cấp hạ tầng mạng và đào tạo đội ngũ kiểm thử.

5. Các kịch bản kiểm thử có thể tái sử dụng cho các phiên bản khác của Flamingo XL không?
   Có, nhờ thiết kế thư viện kiểm thử theo mô hình hướng đối tượng và phân chia chức năng theo dịch vụ, các kịch bản có thể tái sử dụng và dễ dàng điều chỉnh cho các phiên bản hoặc nền tảng khác nhau trong gia đình sản phẩm Flamingo.

Kết luận

• Đã phát triển thành công 89 kịch bản kiểm thử tự động cho sản phẩm Flamingo XL, đạt mục tiêu chuyển đổi khoảng 80% ca kiểm thử có thể tự động hóa.
• Kiểm thử tự động giúp giảm 50% thời gian kiểm thử so với phương pháp thủ công, nâng cao độ chính xác và khả năng tái sử dụng kịch bản.
• Kết quả chạy kịch bản liên tục cho thấy cần cải thiện cơ chế quản lý trạng thái hệ thống và nâng cấp công cụ kiểm thử.
• Đề xuất chuyển đổi sang Selenium WebDriver và xây dựng cơ chế chuẩn hóa trạng thái nhằm nâng cao hiệu quả kiểm thử.
• Khuyến khích áp dụng mô hình phát triển thư viện kiểm thử hướng đối tượng để tăng tính linh hoạt và khả năng bảo trì trong các dự án kiểm thử phần mềm phức tạp.

Tiếp theo, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc chuyển đổi công cụ kiểm thử, phát triển các module hỗ trợ tự động hóa trạng thái hệ thống và mở rộng phạm vi áp dụng cho các sản phẩm IPTV khác. Đề nghị các nhà phát triển và quản lý dự án cân nhắc áp dụng các giải pháp kiểm thử tự động được trình bày nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả phát triển phần mềm.