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ChaT: Evaluation of Reconfigurable Distributed Network Systems Using Metamorphic Testing

Authors :
Pranata, Alif
Barais, Olivier
Bourcier, Johann
Noirie, Ludovic
Diversity-centric Software Engineering (DiverSe)
Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Nokia Bell Labs [Nozay]
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Source :
GLOBCOM 2021-IEEE Global Communications Conference, GLOBCOM 2021-IEEE Global Communications Conference, Dec 2021, Madrid, Spain. pp.1-6
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; Detecting faults in distributed network systems is challenging because of their complexity, but this is required to evaluate and improve their reliability. This paper proposes ChaT, a testing and evaluation methodology under system reconfigurations and perturbations for distributed network systems, to evaluate QoS reliability by discriminating safe and failure-prone behaviors from different testing scenarios. Motivated by metamorphic testing technique that removes the burden of defining software oracles, we propose some metamorphic relationships that correlate system inputs and outputs to find patterns in executions. Classification techniques based on machine learning (principal component analysis and support vector machine) are used to identify system states and validate the proposed metamorphic relationships. These metamorphic relationships are also used to help anomaly detection. We verify this with several anomaly detection techniques (isolation forest, one-class SVM, local outlier factor, and robust covariance) that categorize experiments belonging to either safe or failure-prone states. We apply ChaT to a video streaming application use case. The simulation results show the effectiveness of ChaT to achieve our goals: identifying execution classes and detecting failure-prone experiments based on metamorphic relationships with high level of statistical scores.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
GLOBCOM 2021-IEEE Global Communications Conference, GLOBCOM 2021-IEEE Global Communications Conference, Dec 2021, Madrid, Spain. pp.1-6
Accession number :
edsair.doi.dedup.....64a2f3066d5d4c2d0e12c70c7eeb0c56