docs/report/csit_framework_documentation/csit_design.rst

   1 .. _csit-design:
   2
   3 CSIT Design
   4 ===========
   5
   6 FD.io CSIT system design needs to meet continuously expanding
   7 requirements of FD.io projects including VPP, related sub-systems (e.g.
   8 plugin applications, DPDK drivers) and FD.io applications (e.g. DPDK
   9 applications), as well as growing number of compute platforms running
  10 those applications. With CSIT project scope and charter including both
  11 FD.io continuous testing AND performance trending/comparisons, those
  12 evolving requirements further amplify the need for CSIT framework
  13 modularity, flexibility and usability.
  14
  15 Design Hierarchy
  16 ----------------
  17
  18 CSIT follows a hierarchical system design with SUTs and DUTs at the
  19 bottom level of the hierarchy, presentation level at the top level and a
  20 number of functional layers in-between. The current CSIT system design
  21 including CSIT framework is depicted in the figure below.
  22
  23 .. only:: latex
  24
  25     .. raw:: latex
  26
  27        \begin{figure}[H]
  28        \centering
  29            \includesvg[width=0.90\textwidth]{../_tmp/src/csit_framework_documentation/csit_design_picture}
  30            \label{fig:csit_design_picture}
  31        \end{figure}
  32
  33 .. only:: html
  34
  35     .. figure:: csit_design_picture.svg
  36         :alt: FD.io CSIT system design
  37         :align: center
  38
  39    *FD.io CSIT system design*
  40
  41 A brief bottom-up description is provided here:
  42
  43 #. SUTs, DUTs, TGs
  44
  45    - SUTs - Systems Under Test;
  46    - DUTs - Devices Under Test;
  47    - TGs - Traffic Generators;
  48
  49 #. Level-1 libraries - Robot and Python
  50
  51    - Lowest level CSIT libraries abstracting underlying test environment, SUT,
  52      DUT and TG specifics;
  53    - Used commonly across multiple L2 KWs;
  54    - Performance and functional tests:
  55
  56      - L1 KWs (KeyWords) are implemented as RF libraries and Python
  57        libraries;
  58
  59    - Performance TG L1 KWs:
  60
  61      - All L1 KWs are implemented as Python libraries:
  62
  63        - Support for TRex only today;
  64        - CSIT IXIA drivers in progress;
  65
  66    - Performance data plane traffic profiles:
  67
  68      - TG-specific stream profiles provide full control of:
  69
  70        - Packet definition – layers, MACs, IPs, ports, combinations thereof
  71          e.g. IPs and UDP ports;
  72        - Stream definitions - different streams can run together, delayed,
  73          one after each other;
  74        - Stream profiles are independent of CSIT framework and can be used
  75          in any T-rex setup, can be sent anywhere to repeat tests with
  76          exactly the same setup;
  77        - Easily extensible – one can create a new stream profile that meets
  78          tests requirements;
  79        - Same stream profile can be used for different tests with the same
  80          traffic needs;
  81
  82    - Functional data plane traffic scripts:
  83
  84      - Scapy specific traffic scripts;
  85
  86 #. Level-2 libraries - Robot resource files:
  87
  88    - Higher level CSIT libraries abstracting required functions for executing
  89      tests;
  90    - L2 KWs are classified into the following functional categories:
  91
  92      - Configuration, test, verification, state report;
  93      - Suite setup, suite teardown;
  94      - Test setup, test teardown;
  95
  96 #. Tests - Robot:
  97
  98    - Test suites with test cases;
  99    - Functional tests using VIRL environment:
 100
 101      - VPP;
 102      - Honeycomb;
 103      - NSH_SFC;
 104
 105    - Performance tests using physical testbed environment:
 106
 107      - VPP;
 108      - DPDK-Testpmd;
 109      - DPDK-L3Fwd;
 110      - Honeycomb;
 111      - VPP Container K8s orchestrated topologies;
 112
 113    - Tools:
 114
 115      - Documentation generator;
 116      - Report generator;
 117      - Testbed environment setup ansible playbooks;
 118      - Operational debugging scripts;
 119
 120 Test Lifecycle Abstraction
 121 --------------------------
 122
 123 A well coded test must follow a disciplined abstraction of the test
 124 lifecycles that includes setup, configuration, test and verification. In
 125 addition to improve test execution efficiency, the commmon aspects of
 126 test setup and configuration shared across multiple test cases should be
 127 done only once. Translating these high-level guidelines into the Robot
 128 Framework one arrives to definition of a well coded RF tests for FD.io
 129 CSIT. Anatomy of Good Tests for CSIT:
 130
 131 #. Suite Setup - Suite startup Configuration common to all Test Cases in suite:
 132    uses Configuration KWs, Verification KWs, StateReport KWs;
 133 #. Test Setup - Test startup Configuration common to multiple Test Cases: uses
 134    Configuration KWs, StateReport KWs;
 135 #. Test Case - uses L2 KWs with RF Gherkin style:
 136
 137    - prefixed with {Given} - Verification of Test setup, reading state: uses
 138      Configuration KWs, Verification KWs, StateReport KWs;
 139    - prefixed with {When} - Test execution: Configuration KWs, Test KWs;
 140    - prefixed with {Then} - Verification of Test execution, reading state: uses
 141      Verification KWs, StateReport KWs;
 142
 143 #. Test Teardown - post Test teardown with Configuration cleanup and
 144    Verification common to multiple Test Cases - uses: Configuration KWs,
 145    Verification KWs, StateReport KWs;
 146 #. Suite Teardown - Suite post-test Configuration cleanup: uses Configuration
 147    KWs, Verification KWs, StateReport KWs;
 148
 149 RF Keywords Functional Classification
 150 -------------------------------------
 151
 152 CSIT RF KWs are classified into the functional categories matching the test
 153 lifecycle events described earlier. All CSIT RF L2 and L1 KWs have been grouped
 154 into the following functional categories:
 155
 156 #. Configuration;
 157 #. Test;
 158 #. Verification;
 159 #. StateReport;
 160 #. SuiteSetup;
 161 #. TestSetup;
 162 #. SuiteTeardown;
 163 #. TestTeardown;
 164
 165 RF Keywords Naming Guidelines
 166 -----------------------------
 167
 168 Readability counts: "..code is read much more often than it is written."
 169 Hence following a good and consistent grammar practice is important when
 170 writing :abbr:`RF (Robot Framework)` KeyWords and Tests. All CSIT test cases
 171 are coded using Gherkin style and include only L2 KWs references. L2 KWs are
 172 coded using simple style and include L2 KWs, L1 KWs, and L1 python references.
 173 To improve readability, the proposal is to use the same grammar for both
 174 :abbr:`RF (Robot Framework)` KW styles, and to formalize the grammar of English
 175 sentences used for naming the :abbr:`RF (Robot Framework)` KWs. :abbr:`RF (Robot
 176 Framework)` KWs names are short sentences expressing functional description of
 177 the command. They must follow English sentence grammar in one of the following
 178 forms:
 179
 180 #. **Imperative** - verb-object(s): *"Do something"*, verb in base form.
 181 #. **Declarative** - subject–verb–object(s): *"Subject does something"*, verb in
 182    a third-person singular present tense form.
 183 #. **Affirmative** - modal_verb-verb-object(s): *"Subject should be something"*,
 184    *"Object should exist"*, verb in base form.
 185 #. **Negative** - modal_verb-Not-verb-object(s): *"Subject should not be
 186    something"*, *"Object should not exist"*, verb in base form.
 187
 188 Passive form MUST NOT be used. However a usage of past participle as an
 189 adjective is okay. See usage examples provided in the Coding guidelines
 190 section below. Following sections list applicability of the above
 191 grammar forms to different :abbr:`RF (Robot Framework)` KW categories. Usage
 192 examples are provided, both good and bad.
 193
 194 Coding guidelines
 195 -----------------
 196
 197 Coding guidelines can be found on `Design optimizations wiki page
 198 <https://wiki.fd.io/view/CSIT/Design_Optimizations>`_.