测试 把好质量关

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一直以来，广播电视行业都是一个融合视频、音频、灯光等多项高新技术的重设备精技术的技术密集型行业，近些年，随着信息技术的飞速发展，传统的广播电视技术与信息技术正在进行快速融合，广播电视数字化、网络化正带给广播电视技术一个全新的发展空间。

行业在革新

我国电视台的数字化始于上个世纪八十年代末、九十年代初。至今，已经历了从单个设备数字化到单个分系统的数字化，目前正在经历节目制作、播出系统网络化发展的阶段。

国家广播电影电视总局在2004年年初下发的《广播影视数字发展年工作要点》中明确要求到2004年底，省会城市以上电视台的节目制作和播出系统80%的设备要实现数字化。2004年5月的北京国际电视技术研讨会上，国家广电总局张海涛副局长再次强调指出，2005年台内数字化的标志是:节目的采集、编辑、制作系统和设备的数字化程度达到85%;播出和主控系统全部数字化。

截至2004年，广电总局科技委电视专业委员会对中央和31个省级电视台的数字化情况进行了初步调查。中央电视台的所有设备和系统均已实现了数字化，各地方台发展不平衡、参差不齐。从主控系统来看，山西、新疆电视台没有主控，除山东、安徽、海南、内蒙古等4家电视台是模拟系统外、其余全部实现了数字化。在播出系统方面，上海、浙江、黑龙江、河北、吉林、辽宁、江苏、湖南、江西、广东、河南、贵州、甘肃、新疆、青海等15家电视台全部实现了数字化。在ENG（摄像机）方面，湖南、吉林、安徽3家电视台全部实现了数字化。在转播车方面，黑龙江、吉林、湖南、江苏、安徽、海南、山西、新疆、青海等9家电视台全部实现了数字化。在演播室方面，中央电视台有28个数字演播室，上海有22个数字演播室，湖南、安徽、黑龙江、山西、江西等电视台全部是数字演播室。在录像机方面，湖南电视台已全部实现数字化，其次是上海电视台，其它电视台还没有达到70%。在后期编辑系统方面，湖南、黑龙江、吉林3家电视台全部实现了数字化。从节目制播网络看，中央电视台以及湖南等27家省级台分别建立了不同规模的新闻制播网络或节目制作网络。调查的结果还显示，声音制作方面的数字化比例较低。

以上统计表明，我国各电视台数字化、网络化发展速度很快，一些经济实力较好、技术能力较强的电视台已经完成了数字化，正在进行节目制作、播出系统的网络化。

中央电视台从1995年建立我国第一个800平米数字演播室开始，在全国率先成规模地引进数字设备，按照单机设备数字化、局部系统数字化直至全台节目制作播出全面数字化的发展思路。历时7年。台内大中小型演播室、后期制作房、非线性编辑、转播车等节目制作和台内信号传输、播出系统的数字化取得全面进展。以2002年主控系统数字化改造为标志，全台技术设备数字化改造基本完成。与此同时，节目制作、播出系统的网络化也拉开了序幕，新闻共享系统、多通道硬盘播出系统、音像资料馆媒体资产管理系统、全台计算机应用系统整合、体育节目网络制作系统、经济频道网络制作系统，节目生产管理系统相继开始实施，其中新闻共享系统、多通道硬盘播出系统、音像资料馆媒体资产管理系统已经完成并通过验收，全台计算机应用系统整合项目正在试运行阶段，其它几个项目正在实施过程中。广播电视技术的数字化、网络化，不仅仅是技术的升级换代，更重要的是它改变了传统的电视节目生产制作的流程和方式，可以说，信息技术正在带给广播电视行业一场革命。

测试需重视

众所周知，广播电视行业对系统的安全、可靠和稳定的要求是极其苛刻的，广播电视的节目播出对外涉及到我国的国际形象。对内涉及到对千家万户的舆论导向、日常生活，任何差错都不允许发生，而信息类项目尤其是软件项目，“BUG”似乎是其与生俱来的“特质”，将伴随一个软件项目终身，即使是著名的微软公司，也在不停地对它畅销全球的各种软件产品进行升级、打补丁。因此，在广电信息类项目大量准备上线的同时，如何保证这些项目的安全、可靠和稳定，已成为所有广播电视行业用户最为关心的问题。

要想保证信息类项目的质量，进行测试是必要并且最有效的手段。测试是软件工程中的一个重要环节，按照软件工程中不同的阶段，可以划分为单元测试、集成测试、系统测试、确认测试、验收测试等。可以说，测试应该是贯穿整个软件工程始终，是一项十分重要的工作。但是各环节的测试中，只有验收测试是对整个项目作出一个整体的验证和评价。因此，做好信息类项目完工后的验收测试，对保证项目的质量，具有重要作用。

信息类项目的验收测试一般分为软件测试和网络测试两部分。如果系统中有传统的视音频设备，还应对视音频系统主通道的视音频通道的性能指标进行测试，传统的视音频设备测试方面的资料已有很多，我们主要针对软件和网络测试的内容进行介绍。软件测试的主要目的是发现系统的功能缺陷，通过并发性能测试确定系统能承受的并发访问的能力和响应的时间，从而保证系统的安全可靠。软件测试的主要内容包括:功能度测试、性能测试、兼容性测试、安全可靠性测试、易用性的测试等。网络测试通过测试各种不同的网络以及网络设备的带宽利用率、丢包率、包转发率、背对背包速等指标，可以了解到网络的带宽、网络品质等情况。

测试也要设计

验收测试涉及到的技术很多，下面以中国广播电视音像资料馆媒体资产管理系统为例，对验收测试中的网络通道和系统并发性能测试进行介绍，系统的功能测试主要依据系统设计前的需求进行。

资料馆的媒体资产管理系统分为以下几个部分:网络通信系统、上下载转码系统、编目检索系统、存储系统、AV中心和视听审看系统、远程服务系统、内容管理系统。

为了能够完成上述的系统，在早期进行需求分析时制定了许多具体的目标。本文主要列出与网络平台以及并发要求相关的一些指标。

光纤通道要求。光纤通道网络系统初期应至少满足40路视音频流（码率按25Mbps）实时传输;光纤通道网络系统主干全部采用2Gb Fibre Channel（光纤通道）技术;光纤通道网络系统所选用设备应全面支持FC-SW2标准;

对上载的要求。16个上载通道;10台手动上载工作站，配套10台放像机;视频服务器缓存时间:不小于100小时/25Mbps;

对下载的要求。6个通道下载（PC工作站）;8台录像机，支持多格式:MPEG IMX、DigiBetacam、BetacamSX、DVCPRO25/50、BetacamSP、VHS/SVHS;

对数据库的要求。采用大型关系型数据库平台;至少可管理与200万盘磁带相关的所有数据信息;至少可支持500个用户并发访问;可以支持1600个用户的检索。

应当说，随着中央电视台近年来信息化水平的逐年提高，用户对于需求的把握能力也在逐年增强，但是如何保证上述要求的真正落实，一直是困扰用户的问题。如果系统不能达到上述要求，中国广播电视音像资料馆系统的上线使用后将会出现比较严重的问题，例如:光纤通道无法实现40路（25 Mbps）的传输，导致出现视音频信号丢失、失真、图像抖动、视音频无法同步传输等严重问题，将会严重影响用户的使用;

视音频资料无法满足16通道的上载，导致工作效率严重下降，或上载的资料质量无法达到下载或查询的要求;

数据库无法支持500用户的并发访问以及1600个用户的检索，导致数据库不堪重负，出现死机拒绝服务等问题，使整个资料馆系统瘫痪;

整个系统或局部频繁死机、重启，增加系统维护量，导致工作人员负担加重等。

我们可以通过专用的测试仪器和手段对上述的各项指标进行测试，降低上述问题出现的概率，保证系统正式上线后的可靠性。

1. 光纤通道的测试

为了保证光纤通道能够实现40路（25Mbps）传输的要求，测试中采用了思博伦公司的Avalanche系列测试工具对光纤通道进行测试。Avalanche性能强，能建立超过100万个并发连接，能够同时在网络层和应用层模拟现实网络情况的设备。目前Avalanche支持包括HTTP、RTSP/RTP、流媒体（MMS、Real和QuickTime）等在内的应用层协议。Avalanche能够帮助用户检查系统的有效性、故障点，分析性能降低的原因，以及系统在极高压力下的健壮性和潜在的性能瓶颈。

Avalanche测试工具模拟终端用户，通过光纤网络对视频服务器进行访问，通过监测网络数据，可以用来评估被测系统建立应用层连接的能力、数据传送能力等多个指标。

2. 并发性能测试

并发性能测试是指在系统的实际网络环境中，对系统实施并发性测试（如图3），同时监控Web服务器、中间件服务器、数据库服务器的资源使用情况。

并发性能测试主要测试在特定应用的业务逻辑、用户界面、功能下系统能够承受的用户并发的数量和响应时间。上述测试可通过自动化的测试工具录制具有一定代表意义的典型操作，并进行测试脚本编译形成确定的测试案例，然后通过压力测试工具，模拟多用户同时进行这些业务操作，测试服务器事务处理平均响应时间、服务器90％的事务处理平均响应时间、事务处理速率等相关参数，考察系统在各种情况下的性能表现。

通过上述测试，我们可以得出如下指标:

交易结果（Load Test Summary）:交易执行结果报告。

响应时间（Response Time）:服务器对每个应用请求的处理时间，单位:秒，该项指标反映了系统事务处理的性能，具体包括以下几项参数:

Minimum:最小的服务器响应时间;

Average:平均的服务器响应时间;

Maximum:最大服务器响应时间;

Std:事务处理服务器响应的偏差，值越大，偏差越大;

90％:90％事务处理的服务器响应时间。

虚拟并发用户数（Total Virtual Users）:测试工具模拟的用户并发数量。

交易频率（Transaction Rate）:不同负载下每分钟成功完成的事务处理数。

对于本项目来说，可以通过上述的测试方法了解到系统是否能够实现500用户的并发访问以及1600用户的并发检索，并且可以得出系统的并发访问能力以及检索的时间能否满足用户使用的需求。

结果促进提高

中国广播电视音像资料馆媒体资产管理系统的测试结果主要有以下内容。

1. 光纤通道的测试

测试中制作了20个不同文件名、长度约5分钟的低码流测试文件。测试在一层检索大厅进行，通过4个百兆网口连接测试设备。

每次测试在120秒内同时采用这20个不同文件名的低码流文件作为测试负载，在内网测试中选用了300用户并发、800用户并发、900用户等并发压力负载对内部网络流媒体服务器进行测试。远程服务系统测试选用120秒加载50用户并发、200用户并发、450用户并发等测试压力进行测试。

内网在120秒内加载800用户对20个已定低码流文件进行访问时，网络流量加载有小范围抖动、URL页面响应时间加长并有4%用户连接在300Kb/s～100KB/s之间，1%的用户连接小于100Kb/s，基本满足800用户并发需求。

在测试900用户并发时，有大量用户连接低于100Kb/s，无法满足900用户正常播放的需求。

因此得出结论，内网在120秒内加载800用户对20个已定低码流文件进行访问，网络流量加载有小范围抖动、URL页面响应时间加长并有少量用户连接速率小于300Kb/s，基本上可以满足800用户并发需求。

远程服务系统的测试进行了两期，一期测试中，远程服务系统在120秒内分别加载50或100用户对20个已定低码流文件进行访问时，流媒体服务器在前22秒内未发生响应，网络有不稳定情况（如图4）。

经检查，发现问题出现在远程服务系统流媒体服务器上，在对流媒体服务器进行了软件升级、参数调整后，对远程服务系统进行了二期测试。二期测试中，远程服务系统在120秒内加载450用户对20个已定低码流文件进行访问，网络流量加载有小范围抖动、URL页面响应时间加长并有极少量用户连接速率小于300Kb/s，基本上可以满足450用户并发需求，达到了系统设计的需要（如图5）。可以看出Incoming流量有约20秒延迟，流量加载平稳，可以满足200用户并发需求。

2. 并发性能测试

测试案例包括简单检索和高级检索等，采用虚拟用户循环执行3次的方式，即各虚拟用户登录后在检索页面集合，共同进行检索操作，得到检索结果后返回检索首页，再次集合进行第二次检索，共进行三次检索。

在一期测试中，内网系统测试案例的登录部分最大并发用户数达到80，交易平均响应时间为23.74秒;执行效率较低，在并发用户数较小的情况下交易平均响应时间也较长。简单检索交易成功执行最大并发用户数达到250，交易平均响应时间为4.376秒;复杂检索交易成功执行最大并发用户数达到300，交易平均响应时间为14.974秒。

经开发单位修改程序并对整个系统进行调优后，在二期测试中内网系统登录部分的并发性能显著提高，不再成为影响整个系统并用户数的瓶颈。登录简单检索最大并发用户数达到450，响应时间为10.215秒，高级检索最大并发用户数达到400，响应时间为10.43秒，内网数据性能二期测试比一期有明显提高。

远程服务系统测试案例中，简单检索最大并发用户数达到450，响应时间为24.51秒，高级检索最大并发用户数为250，响应时间为72.056秒，在并发用户数较大的情况下，交易响应时间较长，有待做进一步优化。

在对系统进行资源监控过程中发现，内网系统测试过程中，两台Web服务器中仅有一台主要承受并发压力，CPU平均占用率在20％以下，另一台Web服务器处于空闲状态（如图6）。建议进一步研究负载均衡策略，使两台Web服务器能够平均分担压力。

结论

通过资料馆的测试项目的设计和测试结果分析，可以看出，信息系统类项目的测试是一项比较复杂的工作，要求测试人员不但要有丰富的信息项目的实施经验，还需要掌握各种测试工具，善于分析问题。充分的测试不仅能够帮助用户掌握系统现有状况，为系统验收提供依据，同时，测试也为今后系统的使用和扩展提供信心，为系统进一步调整和优化提供了依据。