A Lean Simulation Framework for Stress Testing IoT Cloud Systems

本文讨论了物联网（IoT）系统中的压力测试，特别是针对云系统的压力测试。由于现场测试完整的IoT产品可能不可行或成本过高，因此模拟在IoT系统测试中发挥着关键作用。现有的IoT压力测试解决方案需要大量计算资源，使其不适合和昂贵。作者提出了一种精简的模拟框架，专为IoT云压力测试而设计，可实现大量IoT和边缘设备与云之间的高效模拟通信。为了方便从业人员构建模拟器，作者开发了一种领域特定语言（DSL），名为IoTECS，用于从基于模型的规范生成模拟器。作者提供了IoTECS的语法和语义，并使用Xtext和Xtend实现了IoTECS。作者评估了使用IoTECS规范生成的模拟器，用于压力测试两个真实的系统：基于云的IoT监控系统和IoT连接的车辆系统。实证结果表明，使用IoTECS创建的模拟器：（1）在使用Docker容器化配置时性能最佳；（2）有效评估了我们的案例研究系统的服务能力；（3）在使用相同的硬件资源时，比工业压力测试基准工具JMeter和Locust的模拟IoT和边缘设备的数量提高了3.5倍。为了获得关于IoTECS在实践中的有用性的初步见解，作者采访了两位拥有IoTECS亲身经验的工程师。这些采访的反馈表明，IoTECS在压力测试IoT云系统方面非常有效，可以节省大量时间和精力。

本文旨在解决IoT云系统的压力测试问题，提出了一种轻量级模拟框架IoTECS，以及使用DSL生成模拟器的方法。

IoTECS是一种DSL，可以从基于模型的规范生成模拟器，用于IoT云系统的压力测试。使用Docker容器化可以实现最佳性能。

实验结果表明，使用IoTECS生成的模拟器可以比JMeter和Locust等工具更有效地评估系统的服务能力，并且可以在相同的硬件资源下模拟更多的IoT和边缘设备。此外，使用DSL生成模拟器可以节省大量时间和精力。

与本文相关的研究包括：IoT系统的模拟和测试、DSL在软件工程中的应用等。