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介绍Flashback,一个互联网模拟工具

时间:2017-10-16来源:linux.cn 作者:LCTT
在 LinkedIn,我们经常开发需要与第三方网站交互的 Web 应用程序。我们还采用自动测试,以确保我们的软件在发布到生产环境之前的质量。然而,测试只是在它可靠时才有用。
考虑到这一点,有外部依赖关系的测试是有很大的问题的,例如在第三方网站上。这些外部网站可能会没有通知地发生改变、遭受停机,或者由于互联网的不可靠性暂时无法访问。
如果我们的一个测试依赖于能够与第三方网站通信,那么任何故障的原因都很难确定。失败可能是因为 LinkedIn 的内部变更、第三方网站的维护人员进行的外部变更,或网络基础设施的问题。你可以想像,与第三方网站的交互可能会有很多失败的原因,因此你可能想要知道,我将如何处理这个问题?
好消息是有许多互联网模拟工具可以帮助。其中一个是 Betamax。它通过拦截 Web 应用程序发起的 HTTP 连接,之后进行重放的方式来工作。对于测试,Betamax 可以用以前记录的响应替换 HTTP 上的任何交互,它可以非常可靠地提供这个服务。
最初,我们选择在 LinkedIn 的自动化测试中使用 Betamax。它工作得很好,但我们遇到了一些问题:
出于安全考虑,我们的测试环境没有接入互联网。然而,与大多数代理一样,Betamax 需要 Internet 连接才能正常运行。
我们有许多需要使用身份验证协议的情况,例如 OAuth 和 OpenId。其中一些协议需要通过 HTTP 进行复杂的交互。为了模拟它们,我们需要一个复杂的模型来捕获和重放请求。
为了应对这些挑战,我们决定基于 Betamax 的思路,构建我们自己的互联网模拟工具,名为 Flashback。我们也很自豪地宣布 Flashback 现在是开源的。
 
什么是 Flashback?
Flashback 用于测试目的来模拟 HTTP 和 HTTPS 资源,如 Web 服务和 REST API。它记录 HTTP/HTTPS 请求并重放以前记录的 HTTP 事务 - 我们称之为“场景”,这样就不需要连接到 Internet 才能完成测试。
Flashback 也可以根据请求的部分匹配重放场景。它使用的是“匹配规则”。匹配规则将传入请求与先前记录的请求相关联,然后将其用于生成响应。例如,以下代码片段实现了一个基本匹配规则,其中测试方法“匹配”此 URL的传入请求。
HTTP 请求通常包含 URL、方法、标头和正文。Flashback 允许为这些组件的任意组合定义匹配规则。Flashback 还允许用户向 URL 查询参数,标头和正文添加白名单或黑名单标签。
例如,在 OAuth 授权流程中,请求查询参数可能如下所示:
oauth_consumer_key="jskdjfljsdklfjlsjdfs",
oauth_nonce="ajskldfjalksjdflkajsdlfjasldfja;lsdkj",
oauth_signature="asdfjaklsdjflasjdflkajsdklf",
oauth_signature_method="HMAC-SHA1",
oauth_timestamp="1318622958",
oauth_token="asdjfkasjdlfajsdklfjalsdjfalksdjflajsdlfa",
oauth_version="1.0"
这些值许多将随着每个请求而改变,因为 OAuth 要求客户端每次为 oauth_nonce 生成一个新值。在我们的测试中,我们需要验证 oauth_consumer_key、oauth_signature_method 和 oauth_version 的值,同时确保 oauth_nonce、oauth_signature、oauth_timestamp 和 oauth_token 存在于请求中。Flashback 使我们有能力创建我们自己的匹配规则来实现这一目标。此功能允许我们测试随时间变化的数据、签名、令牌等的请求,而客户端没有任何更改。
这种灵活的匹配和在不连接互联网的情况下运行的功能是 Flashback 与其他模拟解决方案不同的特性。其他一些显著特点包括:
Flashback 是一种跨平台和跨语言解决方案,能够测试 JVM(Java虚拟机)和非 JVM(C++、Python 等)应用程序。
Flashback 可以随时生成 SSL/TLS 证书,以模拟 HTTPS 请求的安全通道。
 
如何记录 HTTP 事务
使用 Flashback 记录 HTTP 事务以便稍后重放是一个比较简单的过程。在我们深入了解流程之前,我们首先列出一些术语:
Scene :场景存储以前记录的 HTTP 事务 (以 JSON 格式),它可以在以后重放。例如,这里是一个Flashback 场景示例。
Root Path :根路径是包含 Flashback 场景数据的目录的文件路径。
Scene Name :场景名称是给定场景的名称。
Scene Mode :场景模式是使用场景的模式, 即“录制”或“重放”。
Match Rule :匹配规则确定传入的客户端请求是否与给定场景的内容匹配的规则。
Flashback Proxy :Flashback 代理是一个 HTTP 代理,共有录制和重放两种操作模式。
Host 和 Port :代理主机和端口。
为了录制场景,你必须向目的地址发出真实的外部请求,然后 HTTPS 请求和响应将使用你指定的匹配规则存储在场景中。在录制时,Flashback 的行为与典型的 MITM(中间人)代理完全相同 - 只有在重放模式下,连接流和数据流仅限于客户端和代理之间。
要实际看下 Flashback,让我们创建一个场景,通过执行以下操作捕获与 example.org 的交互:
1、取回 Flashback 的源码:
git clone https://github.com/linkedin/flashback.git
2、启动 Flashback 管理服务器:
./startAdminServer.sh -port 1234
3、注意上面的 Flashback 将在本地端口 5555 上启动录制模式。匹配规则需要完全匹配(匹配 HTTP 正文、标题和 URL)。场景将存储在 /tmp/test1 下。
4、Flashback 现在可以记录了,所以用它来代理对 example.org 的请求:
curl http://www.example.org -x localhost:5555 -X GET
5、Flashback 可以(可选)在一个记录中记录多个请求。要完成录制,关闭 Flashback。
6、要验证已记录的内容,我们可以在输出目录(/tmp/test1)中查看场景的内容。它应该包含以下内容(https://gist.github.com/sf1152/c91d6d62518fe62cc87157c9ce0e60cf)。
在 Java 代码中使用 Flashback也很容易(https://gist.github.com/anonymous/fdd972f1dfc7363f4f683a825879ce19)。
 
如何重放 HTTP 事务
要重放先前存储的场景,请使用与录制时使用的相同的基本设置。唯一的区别是将“场景模式”设置为上述步骤 3 中的“播放”(https://gist.github.com/anonymous/ae1c519a974c3bc7de2a925254b6550e)。
验证响应来自场景而不是外部源的一种方法,是在你执行步骤 1 到 6 时临时禁用 Internet 连接。另一种方法是修改场景文件,看看响应是否与文件中的相同。
这是 Java 中的一个例子(https://gist.github.com/anonymous/edcc1d60847d51b159c8fd8a8d0a5f8b)。
 
如何记录并重播 HTTPS 事务
使用 Flashback 记录并重放 HTTPS 事务的过程非常类似于 HTTP 事务的过程。但是,需要特别注意用于 HTTPS SSL 组件的安全证书。为了使 Flashback 作为 MITM 代理,必须创建证书颁发机构(CA)证书。在客户端和 Flashback 之间创建安全通道时将使用此证书,并允许 Flashback 检查其代理的 HTTPS 请求中的数据。然后将此证书存储为受信任的源,以便客户端在进行调用时能够对 Flashback 进行身份验证。有关如何创建证书的说明,有很多类似这样的资源是非常有帮助的。大多数公司都有自己的管理和获取证书的内部策略 - 请务必用你们自己的方法。
这里值得一提的是,Flashback 仅用于测试目的。你可以随时随地将 Flashback 与你的服务集成在一起,但需要注意的是,Flashback 的记录功能将需要存储所有的数据,然后在重放模式下使用它。我们建议你特别注意确保不会无意中记录或存储敏感成员数据。任何可能违反贵公司数据保护或隐私政策的行为都是你的责任。
一旦涉及安全证书,HTTP 和 HTTPS 之间在记录设置方面的唯一区别是添加了一些其他参数。
RootCertificateInputStream: 表示 CA 证书文件路径或流。
RootCertificatePassphrase: 为 CA 证书创建的密码。
CertificateAuthority: CA 证书的属性
查看 Flashback 中用于记录 HTTPS 事务的代码(https://gist.github.com/anonymous/091d13179377c765f63d7bf4275acc11),它包括上述条目。
用 Flashback 重放 HTTPS 事务的过程与录制相同。唯一的区别是场景模式设置为“播放”。这在此代码中演示(https://gist.github.com/anonymous/ec6a0fd07aab63b7369bf8fde69c1f16)。
 
支持动态修改
为了测试灵活性,Flashback 允许你动态地更改场景和匹配规则。动态更改场景允许使用不同的响应(如 success、time_out、rate_limit 等)测试相同的请求。场景更改仅适用于我们已经 POST 更新外部资源的场景。以下图为例。
介绍Flashback,一个互联网模拟工具
能够动态更改匹配规则可以使我们测试复杂的场景。例如,我们有一个使用情况,要求我们测试 Twitter 的公共和私有资源的 HTTP 调用。对于公共资源,HTTP 请求是不变的,所以我们可以使用 “MatchAll” 规则。然而,对于私人资源,我们需要使用 OAuth 消费者密码和 OAuth 访问令牌来签名请求。这些请求包含大量具有不可预测值的参数,因此静态 MatchAll 规则将无法正常工作。
 
使用案例
在 LinkedIn,Flashback 主要用于在集成测试中模拟不同的互联网提供商,如下图所示。第一张图展示了 LinkedIn 生产数据中心内的一个内部服务,通过代理层,与互联网提供商(如 Google)进行交互。我们想在测试环境中测试这个内部服务。
介绍Flashback,一个互联网模拟工具
第二和第三张图表展示了我们如何在不同的环境中录制和重放场景。记录发生在我们的开发环境中,用户在代理启动的同一端口上启动 Flashback。从内部服务到提供商的所有外部请求将通过 Flashback 而不是我们的代理层。在必要场景得到记录后,我们可以将其部署到我们的测试环境中。
介绍Flashback,一个互联网模拟工具
在测试环境(隔离并且没有 Internet 访问)中,Flashback 在与开发环境相同的端口上启动。所有 HTTP 请求仍然来自内部服务,但响应将来自 Flashback 而不是 Internet 提供商。
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未来方向
我们希望将来可以支持非 HTTP 协议(如 FTP 或 JDBC),甚至可以让用户使用 MITM 代理框架来自行注入自己的定制协议。我们将继续改进 Flashback 设置 API,使其更容易支持非 Java 语言。
 
现在为一个开源项目
我们很幸运能够在 GTAC 2015 上发布 Flashback。在展会上,有几名观众询问是否将 Flashback 作为开源项目发布,以便他们可以将其用于自己的测试工作。
我们很高兴地宣布,Flashback 现在以 BSD 两句版许可证开源。要开始使用,请访问 Flashback GitHub 仓库(https://github.com/linkedin/flashback)。
 
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