分布式系统可靠性验证中的故障模拟与自动化测试方法研究

董 子杰
安徽安皓瑞科技有限公司

摘要


针对分布式系统可靠性验证中故障场景覆盖不足、测试自动化程度有限和量化评估困难等问题，本文基于
混沌工程思想构建节点、网络、服务、数据四层故障模拟体系，并结合有限状态机与PyTest设计模型驱动自动化测
试框架，形成故障注入、用例调度、运行监控和结果分析闭环流程。以基于Raft协议的轨道交通调度分布式系统为
实验对象，设计Leader宕机、网络分区、消息丢失和高并发资源竞争等测试场景。实验结果表明，在本文实验条件
下，系统Leader故障后端到端平均恢复时间约为30 s；在1%、5%和10%消息丢失场景下，优化方案的数据不一致率
分别为0.00%、0.00%和0.10%；高并发条件下吞吐量提高约15%，平均响应时延降低约10%。研究表明，分层故障模
拟与模型驱动自动化测试相结合，可提升分布式系统异常场景的可重复测试能力，并为可靠性缺陷定位和容错机制
优化提供量化依据。

关键词


分布式系统；可靠性验证；故障模拟；混沌工程；有限状态机；Raft；自动化测试

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