ما هو اختبار إنترنت الأشياء؟ الأنواع والأدوات

⚡ ملخص ذكي

يتحقق اختبار إنترنت الأشياء من أن الأجهزة المتصلة والبرامج المدمجة وطبقة الشبكة والخلفية السحابية تعمل بشكل صحيح معًا، ويغطي الوظائف والأمان والأداء وسلامة البيانات قبل أن يصل المنتج إلى المستخدمين الحقيقيين.

  • 🔗 أربع طبقات: يحتاج كل من المستشعر والتطبيق والشبكة والخادم الخلفي إلى تغطية خاصة به.
  • 🧪 مزيج الاختبار: سهولة الاستخدام، والتوافق، والموثوقية، وقابلية التوسع، وسلامة البيانات، والأمان، وفحوصات الأداء.
  • 🔐 الأمن أولاً: تُعدّ المصادقة والتشفير وضوابط الخصوصية أموراً مهمة لأن الأجهزة تستخدم الإنترنت العام.
  • ⚠️ القيود الصارمة: تُقيّد حدود الذاكرة والمعالجة وعرض النطاق الترددي والبطارية إمكانية إجراء الاختبارات على الجهاز.
  • 🔍 صندوق رمادي مناسب لـ: المعرفة الجزئية بنظام التشغيل والأجهزة تُنتج حالات اختبار أكثر دقة.
  • 🛠️ الأدوات: يقوم برنامج Shodan بكشف الأجهزة المتصلة بالإنترنت؛ وتقوم أدوات التحميل بمحاكاة أساطيل أجهزة الاستشعار.

ما هو اختبار إنترنت الأشياء، وأنواعه، وعمليته، وأدواته؟

ما هو اختبار إنترنت الأشياء؟

اختبار إنترنت الأشياء هي ممارسة إجراء اختبارات ضمان الجودة التي تتحقق من وظائف وأمان وأداء أجهزة إنترنت الأشياء. ولأن كل جهاز من أجهزة إنترنت الأشياء يرسل ويستقبل البيانات عبر الإنترنت، فإن التأكد من ذلك transmitيُعدّ تأمين المعلومات الحساسة بشكل آمن أمرًا بالغ الأهمية قبل طرح المنتج في السوق. ولذلك، تعتمد العديد من شركات إنترنت الأشياء على الأتمتة والاختراق و اختبار أداء أدوات للكشف عن العيوب قبل وصولها إلى المستهلكين.

الهدف: يجب أن تلبي منتجات إنترنت الأشياء متطلباتها المحددة وأن تعمل كما هو متوقع.

ما هو إنترنت الأشياء؟

إنترنت الأشياء، المعروف اختصارًا بـ IoT، هو شبكة تتكون من أجهزة ومركبات ومبانٍ وغيرها من الأشياء الإلكترونية المتصلة. يتيح هذا الترابط جمع البيانات وتبادلها. المكونات الأربعة الشائعة لنظام إنترنت الأشياء هي:

  • المستشعرات
  • تطبيق
  • الانرنيت
  • الواجهة الخلفية (مركز البيانات)

يوضح الرسم البياني أدناه هذه المكونات الأربعة.

أربعة مكونات لنظام إنترنت الأشياء: المستشعر، والتطبيق، والشبكة، ومركز البيانات الخلفي

باختصار، يربط إنترنت الأشياء أشياءً يمكن تحديدها الأجهزة المدمجة إلى البنية التحتية الحالية للإنترنت - عصر المنتجات "الذكية" التي تتواصل وتنقل كميات كبيرة من البيانات وترفعها إلى السحابة.

أنواع الاختبارات في إنترنت الأشياء

تتمحور اختبارات أجهزة إنترنت الأشياء حول الأمن، والتحليلات، والأجهزة، والشبكات، والمعالجات، وأنظمة التشغيل، والمنصات، والمعايير. وفيما يلي الأنواع الرئيسية.

اختبار قابلية الاستخدام:

تأتي الأجهزة بأشكال وتصاميم متنوعة، وتختلف تجربة المستخدم من شخص لآخر. لذا، يُعدّ التحقق من سهولة الاستخدام في النظام بأكمله أولوية قصوى.

اختبار التوافق:

تتصل العديد من الأجهزة عبر نظام إنترنت الأشياء، ولكل منها تكوينات برمجية ومادية متنوعة. الاحتمالات الممكنة هائلة، مما يجعل اختبار التوافق أهمية.

اختبار الموثوقية وقابلية التوسع:

الموثوقية و التدرجية يُعد هذا الأمر مهمًا عند إنشاء بيئة اختبار إنترنت الأشياء، والتي عادةً ما تحاكي أجهزة الاستشعار باستخدام أدوات المحاكاة الافتراضية.

البيانات Integrity الاختبار:

تُعدّ عمليات التحقق من سلامة البيانات مهمة لأن النظام يتعامل مع كمية كبيرة من البيانات.

اختبار الأمان:

يصل العديد من المستخدمين إلى كمية هائلة من البيانات، لذا فإن التحقق من صحة المستخدمين من خلال المصادقة وفرض ضوابط خصوصية البيانات هو جزء من اختبار الأمان.

اختبار أداء:

يدعم اختبار الأداء اتباع نهج استراتيجي لخطة اختبار إنترنت الأشياء.

يوضح الرسم البياني أدناه أنواع الاختبارات ومكونات إنترنت الأشياء.

أنواع اختبار عناصر إنترنت الأشياء المستشعرات تطبيق الانرنيت الواجهة الخلفية (مركز البيانات)
الاختبار الوظيفي صواب صواب خطأ خطأ
اختبار قابلية الاستخدام صواب صواب خطأ خطأ
اختبار الأمان صواب صواب صواب صواب
اختبار أداء خطأ صواب صواب صواب
اختبار التوافق صواب صواب خطأ خطأ
اختبار الخدمات خطأ صواب صواب صواب
Operaالاختبار الوطني صواب صواب خطأ خطأ

عملية اختبار إنترنت الأشياء: أمثلة على شروط الاختبار

أمثلة على شروط الاختبار، مصنفة حسب فئة التحقق:

فئات الاختبار شروط اختبار العينة
التحقق من صحة المكونات أجهزة الجهاز
البرامج المدمجة
البنية التحتية السحابية
شبكة اتصال
برامج الطرف الثالث
اختبار الاستشعار
اختبار القيادة
اختبار تنسيق البيانات
اختبار المتانة
اختبار السلامة
التحقق من صحة الوظيفة اختبار الجهاز الأساسي
اختبار بين أجهزة إنترنت الأشياء
معالجة الأخطاء
حساب صالح
التحقق من صحة التكييف تكييف يدوي
تكييف آلي
ملامح تكييف
التحقق من صحة الأداء البيانات transmit تردد
معالجة الطلبات المتعددة
المزامنة سريعة وتجعل قرص النسخ الاحتياطي
اختبار المقاطعة
أداء الجهاز
التحقق من الاتساق
الأمن والتحقق من صحة البيانات التحقق من صحة حزم البيانات
تحقق من فقدان البيانات أو تلف الحزم
تشفير/فك تشفير البيانات
قيم البيانات
أدوار المستخدمين ومسؤولياتهم ونمط استخدامهم
التحقق من صحة البوابة اختبار الواجهة السحابية
اختبار البروتوكول من الجهاز إلى السحابة
اختبار الكمون
التحقق من صحة التحليلات فحص تحليلات بيانات الاستشعار
تحليلات تشغيل نظام إنترنت الأشياء
تحليلات مرشح النظام
التحقق من القواعد
التحقق من صحة الاتصالات التوافقية
M2M أو جهاز إلى جهاز
اختبار البث
اختبار المقاطعة
بروتوكول

تحديات اختبار إنترنت الأشياء

إن تنفيذ تلك الشروط أمر صعب، وذلك لهذه الأسباب.

  • يجب فحص كل من الشبكة الخارجية والاتصال الداخلي بين الأجهزة.
  • يُعد الأمن مصدر قلق كبير، لأن كل مهمة تُنفذ عبر الإنترنت.
  • يمكن أن يؤدي تعقيد البرمجيات والأنظمة إلى إخفاء العيوب في بنية إنترنت الأشياء، ويتم شحن البرامج الثابتة بشكل مستقل. تراجع دورة.
  • تحدد قيود الموارد مثل الذاكرة وقوة المعالجة وعرض النطاق الترددي وعمر البطارية ما يمكن للجهاز القيام به أثناء الاختبار.

أفضل الممارسات لاختبار برمجيات إنترنت الأشياء بفعالية

  • اختبار الصندوق الرمادي يناسب هذا العمل في مجال إنترنت الأشياء، لأن الرؤية الجزئية لنظام التشغيل، والبنية، وأجهزة الطرف الثالث، وحدود الاتصال تعمل على تحسين حالات الاختبار.
  • يُعد نظام التشغيل في الوقت الحقيقي أمراً حيوياً لقابلية التوسع، والنمطية، والاتصال، والأمان التي تحتاجها منتجات إنترنت الأشياء.
  • أتمتة السيناريوهات المتكررة؛ أجهزة المحاكاة والأجهزة الافتراضية تجعل اختبار أساطيل أجهزة الاستشعار الكبيرة عمليًا في ظل ظروف واقعية - إشارة ضعيفة، اتصال متقطع، معدلات رسائل عالية.

أدوات اختبار إنترنت الأشياء

هناك أداتان تعتمدان على البحث ترتبطان تاريخياً باختبار إنترنت الأشياء:

1. شودان

الحزام الأسود هو محرك بحث للأجهزة المتصلة بالإنترنت. يستخدمه المختبرون لمعرفة الأجهزة التي يمكن الوصول إليها من الإنترنت، وهو أمر مفيد لفحص نطاق الهجوم.

2. موضوعي

كان موقع Thingful محرك بحث خاص بإنترنت الأشياء، يقوم بفهرسة مصادر بيانات إنترنت الأشياء العامة جغرافياً. تم إيقافه في عام 2022، وهذه المعلومات مسجلة لأغراض التوضيح فقط.

تقوم الفرق اليوم بربط أداة التحميل بأدوات على مستوى التطبيق: JMeter باستخدام إضافة MQTT، تتم محاكاة أجهزة النشر، Postman يتدرب على واجهات برمجة تطبيقات الحوسبة السحابية، و Appium يقود ال للهاتف المحمول.

الأسئلة الشائعة

تستخدم معظم الأساطيل بروتوكولات MQTT أو CoAP للاتصال بالسحابة، وتقنية Bluetooth منخفضة الطاقة أو Zigbee أو Wi-Fi محليًا. ويتطلب كل منها سيناريوهات اتصال وإعادة محاولة وانقطاع خاصة به.

شكّل الاتصال بعناية: أضف زمن استجابة، احذف بعض الحزم، اقطع الاتصال أثناء النقل. يجب أن يقوم الجهاز بتخزين القراءات مؤقتًا وإعادة الاتصال دون تكرارها.

قياس سحب التيار الكهربائي خلال فترات النوم والاستيقاظ transmit ثم يتم تحديث الحالات، ومن ثم تقدير عمر البطارية بناءً على دورة التشغيل. يؤدي تكرار الإبلاغ إلى تقليل عمر البطارية في الميدان إلى النصف.

تقوم النماذج المدربة على القياس عن بعد بتحديد قراءات المستشعر الشاذة التي تغفلها العتبات الثابتة، وتجميع حالات الفشل الميداني المكررة، وتصنيف تكوينات الأجهزة التي تحمل أكبر قدر من المخاطر.

مساعد الطيار جيثب يقوم المختبر بتصميم محاكيات الأجهزة، وناشري بروتوكول MQTT، ومحللات السجلات. كما يقوم بتحديد توقعات البروتوكول وحالات الأجهزة التي تحتاج إلى تغطية.

التوأم الرقمي هو نموذج برمجي للجهاز يُعيد إنتاج حالاته وبيانات القياس عن بُعد. يقوم المختبرون بمحاكاة سيناريوهات على نطاق واسع دون امتلاك آلاف الوحدات.

انشر حمولة معروفة على الجهاز، ثم tracقم بإدخال البيانات عبر البوابة، والوسيط، ومعالج البيانات المتدفقة، ولوحة التحكم. تأكد من عدم فقدان أي سجلات أو تكرارها.

تختلف المتطلبات باختلاف السوق وفئة الجهاز، وتشمل عادةً شهادة الراديو، والسلامة الكهربائية، وقانون حماية البيانات، والتزامات التحديث الآمن. تأكد من المعايير الدقيقة مع الجهة التنظيمية.

تلخيص هذه التدوينة بـ: