Seminar Magistrala / Mainflux – Testing, Troubleshooting und Performance

Zuverlässigkeit wird durch reproduzierbare Tests, messbare Lastprofile und disziplinierte Ursachenanalyse erreicht. Das Seminar prüft die Plattform von API und Protokoll bis zu Broker, Consumer, Speicherung und Regelverarbeitung.

Inhaltsübersicht

• Lernziele
• Modul 1: Teststrategie und Referenzfälle
• Modul 2: API- und Protokolltests
• Modul 3: Troubleshooting-Verfahren
• Modul 4: Lastmodell und Testaufbau
• Modul 5: Engpassanalyse
• Modul 6: Tuning und Kapazitätsplanung
• Modul 7: Resilienz und Wiederanlauf
• Praxisübungen
• Zielgruppe
• Voraussetzungen

Lernziele

• Eine risikobasierte Teststrategie für den gesamten Datenpfad erstellen
• Fehler mit Metriken, Logs, Traces und kontrollierten Experimenten eingrenzen
• Lastprofile realistisch erzeugen und Engpässe nachweisen
• Tuning und Resilienzmaßnahmen anhand reproduzierbarer Messungen bewerten

Seminarinhalte

Modul 1: Teststrategie und Referenzfälle

Tests werden aus Risiken, Verträgen und Nutzerwirkung abgeleitet und über Schichten verteilt.

1. Schritt 1: Kritische Daten- und Steuerpfade priorisieren
2. Schritt 2: Erwartete Funktion, Leistung und Fehlerreaktion definieren
3. Schritt 3: Unit-, Vertrags-, Integrations- und End-to-End-Tests zuordnen
4. Schritt 4: Testdaten, Umgebung und reproduzierbaren Ausgangszustand festlegen

Modul 2: API- und Protokolltests

Authentisierung, Grenzen, Fehlercodes, Sessions und Wiederholung werden systematisch geprüft.

1. Schritt 1: Positive und negative Zugriffsvarianten erstellen
2. Schritt 2: Ungültige Daten, Größen und Raten testen
3. Schritt 3: Timeout, Verbindungsabbruch und Retry simulieren
4. Schritt 4: Duplikate, Reihenfolge und Idempotenz kontrollieren

Modul 3: Troubleshooting-Verfahren

Eine Hypothese wird jeweils mit dem kleinsten aussagekräftigen Test bestätigt oder verworfen.

1. Schritt 1: Symptom, Zeitfenster und Auswirkung präzise erfassen
2. Schritt 2: Änderungen und Abhängigkeiten in einer Zeitlinie ordnen
3. Schritt 3: Metriken, Logs und Traces nach Korrelation auswerten
4. Schritt 4: Einzelne Ursache isolieren und Gegenprobe durchführen

Modul 4: Lastmodell und Testaufbau

Gerätezahl allein reicht nicht; Verbindungen, Nachrichtenrate, Größe, Fan-out und Abfragen bestimmen die Last.

1. Schritt 1: Normal-, Spitzen- und Wiederanlaufszenario definieren
2. Schritt 2: Lastgenerator und realistische Datenverteilung konfigurieren
3. Schritt 3: Messpunkte und Sättigungsgrenzen festlegen
4. Schritt 4: Aufwärm-, Mess- und Abkühlphase reproduzierbar ausführen

Modul 5: Engpassanalyse

Broker, API, Consumer, Netzwerk, Datenbank und Regeln werden getrennt auf Sättigung geprüft.

1. Schritt 1: Durchsatz, Latenz, Fehler und Warteschlangen gemeinsam betrachten
2. Schritt 2: Ressourcenverbrauch und interne Wartezeiten korrelieren
3. Schritt 3: Engpass durch gezielte Lastvariation bestätigen
4. Schritt 4: Nebenwirkungen auf Datenvollständigkeit und Reihenfolge prüfen

Modul 6: Tuning und Kapazitätsplanung

Änderungen werden einzeln vorgenommen und gegen eine unveränderte Baseline gemessen.

1. Schritt 1: Hypothese und erwartete Wirkung einer Maßnahme festhalten
2. Schritt 2: Konfiguration oder Ressourcen gezielt ändern
3. Schritt 3: Gleichen Test erneut ausführen und statistisch vergleichen
4. Schritt 4: Kapazitätsgrenze und Reserve für Wachstum dokumentieren

Modul 7: Resilienz und Wiederanlauf

Kontrollierte Störungen zeigen, ob Retry, Pufferung und Wiederherstellung tatsächlich funktionieren.

1. Schritt 1: Dienst-, Netzwerk- und Datenbankausfall auswählen
2. Schritt 2: Störung mit Sicherheitsgrenzen auslösen
3. Schritt 3: Nutzerwirkung, Datenverlust und automatische Erholung messen
4. Schritt 4: Wiederanlauf, Nachverarbeitung und dauerhafte Korrektur verifizieren

Praxisübungen

• Risikobasierter Testplan für einen Telemetriepfad
• Fehlerdiagnose über Metrik, Log und Trace
• Lasttest mit Verbindungen, Rate und Fan-out
• Engpassvergleich vor und nach einer Tuningmaßnahme
• Resilienztest mit Ausfall und Datenkonsistenzprüfung

Zielgruppe

Test Engineers, SRE- und DevOps-Fachkräfte, Entwickler, Administratoren und Performance-Spezialisten für produktive IoT-Plattformen.

Voraussetzungen

Gute Kenntnisse in Magistrala/Mainflux, Linux, Netzwerken und Monitoring; Erfahrung mit Skripting und Lasttestwerkzeugen ist empfehlenswert.