面向应用的多层次系统健壮性评测方法的研究.pdfVIP

Classified Index: TP302.8 U.D.C: 681.39 Dissertation for the Master Degree in Project RESEARCH ON APPLICATION ORIENTED MULTI-LAYERED METHOD FOR SYSTEM ROBUSTNESS TESTING Candidate ： Han Jianya Supervisor ： Prof. Wu Zhibo Academic Degree Applied for ： Master of Engineering Speciality ： Computer Science and Technology Affiliation ： School of Computer Science and Technology Date of Defence ： June, 20 11 Degree-Conferring-Institution ： Harbin Institute of Technology 摘 要 摘 要 随着计算机技术的发展，系统软件在人们的日常生活中变得越来越重要， 特别是操作系统软件，在很多关键领域的应用也越来越多，所以操作系统的健 壮性评测也变得越来越重要。系统健壮性是衡量系统在异常输入或压力环境下 保持正常工作能力的一种度量，可以看作是操作系统抵御外界错误的能力，从 用户角度看，系统通过系统调用为应用程序提供服务，通过设备驱动为底层硬 件提供支持，所以本文的健壮性评测主要包括上层应用程序引发的错误和底层 硬件层引发的错误或者是从驱动设备带来的错误。 在健壮性评测中，关于用户使用剖面分析的研究也越来越多，剖面技术虽 然难于分析，但是一旦很好的得到使用剖面结果，就可以更好的测试热点代码， 能够显著的降低测试时间和提高测试效率。 因此，为了减小健壮性评测过程中测试数量以及更准确的评估错误输入对 系统的健壮性影响，本文提出了一种面向应用程序的多层次健壮性评测方法。 该方法在传统的健壮性评测之前引入用户使用剖面分析过程，并将使用情况分 析结果同传统方法结合起来对系统进行负载运行情况下的健壮性评测。该过程 在基准应用程序运行过程中，首先进行用户使用情况分析，分析方法包括函数 接口发生次数和持续时间度量方法。然后根据使用剖面分析结果，以故障注入 的方式进行健壮性评测。最后通过对具体应用程序下的系统健壮性分析，验证 了该健壮性评测方法的有效性。 此外，传统的单层次评测系统健壮性是不全面的，本文面向应用程序，从 系统调用层和内核层两个层次综合考虑系统健壮性问题，并通过运行具体的应 用负载将两者结合起来，得到系统整体健壮性结果，最后给出多种评测方法的 实验对比结果，证明了面向应用的健壮性评测方法不仅减少了健壮性测试中的 故障注入次数，同时也更好的将用户层和内核层有效的结合起来，得到更准确 的面向应用的多层次系统健壮性结果。 关键词：健壮性；健壮性评测；故障注入；操作剖面 - I - Abstract Abstract Nowadays, software is playing an increasingly important role in our day -to-day life. In particular, operating systems are more and more used even in critical application domains