ETL-Testing

Ein umfassender Überblick über ETL-Testing! Hier findest du Grundlagen, Arten, Methoden und Beispiele zur Durchführung und Automatisierung von ETL-Tests.

Willkommen auf meiner Webseite, die einen umfassenden Überblick über ETL-Testing bietet! Hier erfährst du alles über die Grundlagen, verschiedensten Arten und die bewährten Methoden zur Durchführung von ETL-Tests sowie die Vorteile von automatisierten Tests. Meine Zielgruppe sind Entwickler und Tester, die sich mit der Übertragung von Daten von einer Quelle in eine Zielumgebung beschäftigen. Um erfolgreich ETL-Tests durchführen zu können, solltest du über Kenntnisse in den Bereichen Datenbanken, Datenmodellierung und SQL verfügen. Aber auch ein grundlegendes Verständnis von Programmiersprachen ist hilfreich, da ETL-Tests oft automatisiert durchgeführt werden.

Inhalt

Was ist ETL-Testing?

ETL-Testing ist ein wichtiger Bestandteil von Business-Intelligence- (BI) und Data-Warehouse-Systemen. ETL steht für Extract, Transform, Load und bezieht sich auf die drei Schritte, die während der Datenintegration durchgeführt werden. Diese umfassen die Extraktion von Daten aus verschiedenen Quellen, die Transformation in ein gemeinsames Format und das Laden in das Zielsystem. Das Ziel des ETL-Testings ist, es sicherzustellen, dass alle Daten vollständig und korrekt verarbeitet werden und das Zielsystem die richtigen Ergebnisse liefert. Dazu gehören Tests zur Datenqualität, Datenintegrität und Leistung.

Um ein erfolgreiches ETL-Testing durchzuführen, braucht es nicht nur Kenntnisse der Datenquellen und des ETL-Prozesses, sondern auch eine umfassende Teststrategie, die alle Aspekte abdeckt. Zum Einsatz kommen häufig Tools wie SQL-Abfragen und automatisierte Test-Tools, um etwaige Fehler schnell und effektiv zu finden.

Warum ist ETL-Testing wichtig?

Ein fehlerhafter ETL-Prozess kann Unternehmen schwer schaden, wenn er zu ungenauen oder fehlenden Daten führt. Falsche Aggregation und missverständliche Berichte können wichtige Geschäftsentscheidungen beeinflussen, finanzielle Verluste verursachen und sogar rechtliche Konsequenzen haben. Aber das größte Risiko ist der Vertrauensverlust von Kunden und Partnern, die ihre Entscheidungen auf diese fehlerhaften Daten stützen.

Ein fehlerhafter ETL-Prozess kann auch zu Zeitverlust führen und Berichte sowie Analysen unvollständig oder verspätet liefern. Deshalb ist ETL-Testing ein wichtiger Bestandteil von BI- und Data-Warehouse-Systemen. Eine sorgfältige Teststrategie und Überwachung des ETL-Prozesses führen zu höherer Datenqualität und besseren Geschäftsentscheidungen, was zu einem erfolgreichen Unternehmen führt.

Ein paar Begriffsdefinitionen

Fehler: Hast du dich jemals gefragt, was passiert, wenn ein System oder Produkt nicht so funktioniert, wie es sollte? Das ist ein Fehler! Dies kann aufgrund unklarer Anforderungen, falscher Umsetzung oder unvorhergesehener Probleme passieren.

Fehlerzustand vs. Fehlerwirkung: In einem Fehlerzustand ist ein System oder Produkt von einem Fehler betroffen, der seine Funktionalität beeinträchtigt. Doch was passiert dann genau? Die Fehlerwirkung beschreibt die Konsequenzen eines Fehlers auf das System oder Produkt sowie auf seine Umgebung. Die Auswirkungen können je nach Ort und Art des Fehlers unterschiedlich sein. Einige Fehler können nur leichte Einschränkungen verursachen, während andere so schwerwiegend sind, dass das System oder Produkt unbrauchbar wird.

Fehlermaskierung: Manchmal versteckt sich ein Fehler hinter anderen Fehlern oder Störungen, die das eigentliche Problem verschleiern. Das kann dazu führen, dass wir falsche Schlüsse ziehen und uns auf die falsche Spur bringen lassen. Dieses Phänomen wird als Fehlermaskierung bezeichnet und ist eine echte Herausforderung für alle, die Probleme lösen wollen.

Test: Ein Test ist wie eine Detektivarbeit, bei der man Fehler aufspüren und ausmerzen möchte, um sicherzustellen, dass ein System oder Produkt einwandfrei funktioniert. Der Testprozess bedient sich dabei einer Vielzahl von Werkzeugen und Techniken, die helfen, mögliche Ursachen für Fehler zu ermitteln. Schließlich geht es darum, die Qualität zu maximieren und mögliche negative Auswirkungen zu minimieren.

Diese Begriffe sind miteinander verwoben und beeinflussen sich gegenseitig. Ein einziger Fehler kann zu einer Kettenreaktion führen, was unvorhersehbare Auswirkungen haben kann. Es kann schwierig sein, Fehler ausfindig zu machen und zu korrigieren, falls sie durch eine Maskierung verdeckt werden. Der Testprozess ist von entscheidender Bedeutung, um eventuelle Fehler zu finden und zu beseitigen und sicherzustellen, dass alles so funktioniert, wie es soll.

Testkosten vs. Fehlerkosten

Testkosten und Fehlerkosten sind zwei wichtige Begriffe in der Qualitätssicherung. Während Testkosten die Kosten für die Durchführung von Tests und Testinfrastruktur umfassen, beziehen sich Fehlerkosten auf die möglichen, teuren Konsequenzen von Fehlern, die nicht erkannt und behoben wurden. Diese können von Produktionsausfall bis hin zu rufschädigenden Imageverlusten reichen. Es ist daher ratsam, in Qualitätssicherungsmaßnahmen zu investieren, um mögliche Fehlerkosten zu vermeiden, und langfristig Kosten zu sparen.

Beginne früh im Entwicklungsprozess mit Qualitätssicherungsmaßnahmen, um Fehler zu vermeiden, die sich möglicherweise auf andere Teile des Systems ausbreiten und so teurer werden. Fehler früh zu erkennen und zu beheben ist der effektivste Weg, um die Kosten niedrig zu halten und das endgültige Produkt zu verbessern. Denke daran, dass es im Allgemeinen teurer ist, Fehler später im Prozess zu beheben.

Relative Kosten zur Behebung des Fehlers

Die „Zehnerregel“ bei der Software-Fehlerbehebung besagt, dass die Kosten für die Behebung eines Fehlers mit jeder fortschreitenden Phase im Software-Lebenszyklus von der Anforderungserstellung, dem Design, der Codierung, dem Testen bis hin zur Bereitstellung und Wartung etwa zehnmal ansteigen. Daher könnte die Behebung eines Fehlers, der während der Anforderungs- oder Design-Phase mit minimalem Aufwand behoben wird, in der Betriebsphase möglicherweise Hunderte oder Tausende Male mehr kosten.

Wie läuft ein ETL-Testprozess kurz und knapp ab?

Beim ETL-Testprozess werden aus den Anforderungen an den ETL-Prozess Testfälle ermittelt. Dann wird ein Testplan erstellt, der bestimmt, welche Tests für welche Strategie benötigt werden. Anschließend werden die notwendigen Daten in einer speziellen Testumgebung bereitgestellt und die ETL-Prozesse ausgeführt. Danach werden die Zieldaten getestet und bei Bedarf Fehler analysiert. Dieser Prozess kann bei Bedarf wiederholt werden, insbesondere bei Fehlerbehebungen oder Regressionstests. Da es sich um einen aufwändigen Prozess handelt und ETL-Tests in der Regel mit einer großen Datenmenge arbeiten, ist es von großer Bedeutung, so viel wie möglich zu automatisieren.

Kategorien von Tests

Die Teststufen der Testpyramide

Die Testpyramide ist ein nützliches Modell zur Veranschaulichung der verschiedenen Stufen von Software-Tests. Dabei wird bei der Basis mit Unit-Tests geprüft, ob die Komponenten des Codes einwandfrei funktionieren. In der Mitte stehen dann die Integrationstests, die sicherstellen, dass alle Komponenten reibungslos zusammenarbeiten. An der Spitze befinden sich die nötigen Systemtests, die das gesamte System in puncto Funktionalität, Leistung, Sicherheit und Verlässlichkeit testen. Die Mehrzahl der Tests sollte auf der Basis der Pyramide stattfinden, da Unit-Tests schnell und effizient durchgeführt werden können und ein breites Spektrum von Fehlerquellen abdecken.

Testpyramide

Funktional vs. nicht-funktional

Bei funktionalen Tests steht die Überprüfung der Funktionalität von Systemen und Anwendungen im Vordergrund. Dabei wird geprüft, ob die verschiedenen Funktionen und Komponenten ihren Anforderungen entsprechen - korrekt und vollständig. Nicht-funktionale Tests hingegen beziehen sich auf Leistung, Skalierbarkeit, Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit und Kompatibilität. Hier wird geprüft, wie das System in verschiedenen Situationen reagiert, wie schnell es arbeitet und wie einfach es zu bedienen ist. Auch die Sicherheit vertraulicher Daten wird hier geprüft.

Vom Sinn und Unsinn der Kategorisierung von Tests

Testen ist eine komplexe Aufgabe, da viele Aspekte berücksichtigt werden müssen. Eine Möglichkeit, den Prozess zu strukturieren und effizienter zu gestalten, ist die Kategorisierung von Tests. Diese Kategorien helfen dabei, Prioritäten zu setzen und sicherzustellen, dass alle wichtigen Tests durchgeführt werden.

Allerdings gibt es keine klare Grenze zwischen den Kategorien, und es ist nicht immer einfach, Tests eindeutig zuzuordnen. Es ist daher wichtig, flexibel zu bleiben und eine individuelle Teststrategie zu wählen, die sicherstellt, dass alle relevanten Tests durchgeführt werden. Trotzdem können die Kategorien als grobe Orientierung dienen, um sicherzustellen, dass das getestete System oder die Anwendung den Anforderungen entsprechen, egal welche es sind.

Sequentielle vs. iterative Vorgehensmodelle zur Software-Entwicklung

Die Welt der Software-Entwicklung bietet verschiedene Vorgehensmodelle, um Projekte in strukturierten Bahnen abzuwickeln. Eines dieser Modelle ist das sequentielle, auch als Wasserfallmodell bekannt. Hierbei werden feste Phasen durchlaufen, die nacheinander abgeschlossen werden, bevor es zur Nächsten geht. Für Projekte mit klaren und stabilen Anforderungen eine gute Wahl. Doch es gibt auch iterative Vorgehensmodelle, wie zum Beispiel Scrum, die den Entwicklungsprozess in wiederkehrende Zyklen unterteilen und so auf Veränderungen oder noch unbekannte Gegebenheiten flexibler reagieren können. Ein Ansatz für Projekte, bei denen sich die Anforderungen im Laufe der Zeit ändern können oder noch nicht vollständig bekannt sind.

Sequentiell oder iterativ? Beides hat seine Vor- und Nachteile. Doch unabhängig vom gewählten Modell sollten Testfälle so erstellt werden, dass sie für alle Phasen der Entwicklung nutzbar sind und auch für Regressionstests verwendet werden können. Denn Testfälle sind nicht nur ein kleiner Teil des Entwicklungsprozesses, sondern ein integraler Bestandteil, der von Anfang an erstellt und kontinuierlich aktualisiert werden sollte.

Der fundamentale ETL-Testausführungsprozess

  1. Testumgebung vorbereiten
  2. Quelldaten in der Testumgebung bereitstellen
  3. ETL-Prozesse ausführen
  4. Zieldaten testen
  5. Zieldaten archivieren

Insbesondere zur Durchführung von Historisierungstests kann es erforderlich sein, alle oder Teile der Schritte in mehreren Iterationen mit unterschiedlichen Datensätzen auszuführen.

Für die Ausführung und das Reporting der Schritte eignet sich ein Continuous-Integration-Tool (z. B. Jenkins):
Der fundamentale ETL-Testausführungsprozess

Das SQL-Testtool meiner Wahl ist ETLinspect:
ETLinspect GUI

Schnittstelle für Instant-Messaging - hier Slack:
Zusammenfassung des Testlaufs in Slack

Schnittstelle für Testmanagement-Tools - hier Zephyr Scale in Jira:
Testergebnisse, die an Zephyr Scale gemeldet wurden

Basierend auf dieser Testausführungsplattform besteht die Herausforderung für ETL-Tester darin, die Testdaten und Testfälle so zu gestalten, dass sie alle notwendigen funktionalen und nicht-funktionalen Aspekte prüfen. Wie diese Herausforderung zu meistern ist, ist Thema der folgenden Kapitel.

Standards und Normen beim ETL-Testing

Als ETL-Tester ist es wichtig, die Standards und Normen im Bereich des Software-Testens zu kennen. Dieses Wissen trägt dazu bei, die Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Gesamteffektivität von Software-Tests sicherzustellen. Hier sind einige der wichtigsten Standards und Normen, die du kennen solltest.

  1. IEEE 829-2008 Standard for Software and System Test Documentation: Der vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) entwickelte IEEE 829-Standard beschreibt das Format der Software-Testdokumentation. Verwende diesen Standard, um deine ETL-Testberichte zu strukturieren und so Klarheit und Einheitlichkeit über alle Testzyklen hinweg sicherzustellen.
  2. ISO/IEC/IEEE 29119 Software Testing: Die Internationale Organisation für Normung (ISO) hat den Standard ISO 29119 veröffentlicht. Dieser Satz internationaler Standards für Software-Tests umfasst Testprozesse, Testdokumentation, Testfallentwurfstechniken und Testmanagement. Durch die Einhaltung dieser Standards kannst du sicherstellen, dass deine ETL-Testprozesse robust sind und international verstanden werden.
  3. IEEE 730-2014 Standard for Software Quality Assurance Processes: Dieser Standard beschreibt die Erstellung eines Software-Qualitätssicherungsplans. Bei ETL-Tests garantiert ein solcher Plan, dass das Endprodukt den vorgesehenen Qualitätsstandards entspricht.
  4. ISTQB: Das International Software Testing Qualifications Board (ISTQB) legt keine spezifischen Standards fest, sondern bietet ein weithin anerkanntes Zertifizierungsprogramm an. Ihr Lehrplan und ihre Materialien können wertvolle Richtlinien zum Verständnis von Software-Tests, einschließlich ETL-Tests, liefern.
  5. Agile- und DevOps-Prinzipien: Obwohl es sich nicht um formelle Standards oder Normen handelt, sind Agile- und DevOps-Prinzipien zu Branchennormen geworden. Der iterative Entwicklungsprozess fördert kontinuierliche Integration und Tests und ist daher für ETL-Tester von entscheidender Bedeutung. DevOps hingegen betont die Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Betriebsteams und stärkt die Rolle kontinuierlicher Tests während des gesamten Software-Entwicklungslebenszyklus. Weitere Informationen zu agilen Prinzipien findest du unter www.agilealliance.org. Informationen zu DevOps findest du unter aws.amazon.com.

Denke daran, dass Standards und Normen deinen ETL-Testprozess leiten sollten. Sie dienen dazu, die Qualität und Konsistenz der Testpraktiken sicherzustellen. Möglicherweise musst du diese Standards jedoch an die spezifischen Anforderungen deines Projekts oder deiner Organisation anpassen.