本地 Docker 雲端測試模擬環境

這是一個基於 Docker 與 docker-compose 的本地模擬雲端測試環境，幫助測試工程師在不使用真實雲服務的情況下，熟悉並練習雲端測試核心流程。

🏗️ 架構概覽

┌─────────────────┐    ┌─────────────────┐    ┌─────────────────┐
│   Nginx LB      │    │   API Node 1    │    │   API Node 2    │
│   (Port 80)     │◄──►│   (Port 5000)   │    │   (Port 5001)   │
└─────────────────┘    └─────────────────┘    └─────────────────┘
         │                       │                       │
         └───────────────────────┼───────────────────────┘
                                 │
                    ┌─────────────────┐
                    │   API Node N    │
                    │   (Port 500N)   │
                    └─────────────────┘

🚀 快速開始

前置需求

• Docker Desktop
• Docker Compose
• Git

安裝與啟動

1. 克隆項目

git clone https://github.com/a6a18/cloud-testing-demo.git
cd cloud-testing-demo

2. 啟動環境

# 啟動所有服務
docker-compose up -d

# 查看服務狀態
docker-compose ps

3. 驗證環境

# 檢查健康狀態
curl http://localhost/health

# 檢查 API 狀態
curl http://localhost/api/v1/status

📋 功能特性

✅ 核心功能

• F1: 多節點 API 服務 - Flask 微服務，支援多節點部署
• F2: 負載平衡器 - Nginx 負載平衡，支援健康檢查
• F3: IAM 權限模擬 - Token 認證，角色權限管理
• F4: 簡易 Auto Scaling - docker-compose scale 擴容
• F5: 自動化測試腳本 - pytest 完整測試套件
• F6: Failover 測試支援 - 故障轉移與高可用測試

🔧 API 端點

端點	方法	認證	說明
/health	GET	❌	健康檢查
/api/v1/status	GET	❌	服務狀態
/api/v1/users	GET	✅	獲取用戶列表
/api/v1/users	POST	✅	創建新用戶
/api/v1/users/{id}	DELETE	✅	刪除用戶
/api/v1/error-test	GET	❌	錯誤測試

🔑 認證 Token

Token	角色	權限
test_token_123	admin	read, write, delete
user_token_456	user	read
guest_token_789	guest	read
invalid_token_999	invalid	無權限

🧪 測試指南

運行測試

# 運行所有測試
docker-compose run tests

# 運行特定測試類別
docker-compose run tests pytest test_api.py::TestAPIAuthentication -v

# 生成 HTML 報告
docker-compose run tests pytest --html=report.html --self-contained-html

測試類別

1. 認證測試 (TestAPIAuthentication)

   • Token 驗證
   • 權限檢查
   • 無認證訪問

2. 用戶管理測試 (TestAPIUserManagement)

   • 創建用戶
   • 刪除用戶
   • 權限控制

3. 負載平衡測試 (TestAPILoadBalancing)

   • 請求分發
   • 並發處理

4. 故障轉移測試 (TestAPIFailover)

   • 錯誤處理
   • 超時測試

5. 性能測試 (TestAPIPerformance)

   • 響應時間
   • 健康檢查性能

6. 安全性測試 (TestAPISecurity)

   • SQL 注入防護
   • XSS 防護

🔄 擴容與縮容

手動擴容

# 擴展到 3 個 API 節點
docker-compose up -d --scale api=3

# 擴展到 5 個 API 節點
docker-compose up -d --scale api=5

查看擴容效果

# 快速測試負載平衡
./scripts/quick_load_test.sh

# 詳細測試負載平衡
./scripts/test_load_balancing.sh

# 手動測試節點分發
for i in {1..10}; do
  node_id=$(curl -s -H "Authorization: Bearer test_token_123" \
                http://localhost/api/v1/users | python -c "import sys, json; print(json.load(sys.stdin)['node_id'])")
  echo "請求 $i: 節點 $node_id"
done

🛠️ 故障測試

模擬節點故障

# 停止某個 API 節點
docker-compose stop api_1

# 檢查負載平衡器是否自動轉移流量
curl http://localhost/health

# 重啟節點
docker-compose start api_1

測試錯誤處理

# 測試 404 錯誤
curl "http://localhost/api/v1/error-test?type=404"

# 測試 500 錯誤
curl "http://localhost/api/v1/error-test?type=500"

# 測試超時
curl "http://localhost/api/v1/error-test?type=timeout"

📊 監控與日誌

查看日誌

# 查看所有服務日誌
docker-compose logs

# 查看特定服務日誌
docker-compose logs api
docker-compose logs nginx

# 實時日誌
docker-compose logs -f

性能監控

# 查看容器資源使用
docker stats

# 查看網絡連接
docker network ls
docker network inspect cloud-testing_cloud-testing-network

🔧 配置說明

環境變數

變數	預設值	說明
FLASK_ENV	development	Flask 環境
NODE_ID	1	API 節點 ID
API_BASE_URL	http://nginx	測試 API 基礎 URL
TEST_TOKEN	test_token_123	測試用 Token

端口映射

服務	容器端口	主機端口	說明
Nginx	80	80	負載平衡器
API	5000	內部網絡	API 服務（通過Nginx訪問）

🚨 故障排除

常見問題

1. 端口衝突

# 檢查端口使用
netstat -tulpn | grep :80

# 修改 docker-compose.yml 中的端口映射

2. 負載平衡測試失敗

# 確保有多個API節點
docker-compose up -d --scale api=3

# 使用提供的測試腳本
./scripts/quick_load_test.sh

2. 容器啟動失敗

# 查看詳細錯誤
docker-compose logs api
docker-compose logs nginx

# 重新構建
docker-compose build --no-cache
docker-compose up -d

3. 測試失敗

# 檢查服務是否正常運行
docker-compose ps

# 檢查網絡連接
docker-compose exec tests ping nginx

# 查看詳細錯誤日誌
docker-compose logs api
docker-compose logs nginx

📚 學習資源

雲端測試概念

• 負載平衡 - 分散請求到多個服務器
• 健康檢查 - 監控服務可用性
• 故障轉移 - 自動切換到備用節點
• 權限管理 - IAM 角色與權限控制
• 自動擴容 - 根據負載自動調整資源

相關技術

• Docker - 容器化技術
• Nginx - 負載平衡器
• Flask - Python Web 框架
• pytest - Python 測試框架
• 微服務架構 - 分散式系統設計

🤝 貢獻指南

歡迎提交 Issue 和 Pull Request！

開發環境設置

# 安裝開發依賴
pip install -r tests/requirements.txt

# 本地運行測試
pytest tests/test_api.py -v

📄 授權

MIT License

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注意: 這是一個教學用的模擬環境，不適用於生產環境。