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一、目的

利用autobench工具结合httperf命令对web服务器进行测试,得出该服务器可以承载的最大并发连接数与最佳并发数。
二、测试工具
工具介绍
1、Httperf

httperf 是一款高性能的HTTP测试工具,使用它我们可以准确定位服务器的并发连接能力。下面介绍一下它的主要特征

(1) 可以观察测试客户端(并非被测服务器)在发起压力测试时的负载情况。这样在测试高并发的情况下可以准确的分析问题。(被测服务器无法承载高并发还是测试客户端无法发起过多请求)
(2)支持HTTP/1.1和SSL
(3)可以生成可扩展的测试计划

下载:http://code.google.com/p/httperf/downloads/list

安装:
# tar xvzf httperf-0.9.0.tar.gz
# cd httperf-0.9.0
#./configure
# make && make install

更多的使用方法参见man page。
2、autobench

autobench 是一款基于httperf的Perl脚本。它会在一次测试中调用多次httperf来对web服务器进行测试,每次会按照给定的参数增加并发连接数,将 httperf的测试结果保存为CSV格式的文件,该文件可以被Excel直接读取,方便生成测试报告。借助于autobench自带的 bench2graph工具可以生成漂亮的测试结果对比图,如下:

下载:http://www.xenoclast.org/autobench/downloads/

安装:

# yum install gd gnuplot pcre pcre-devel texinfo -y
# tar zxvf autobench-2.1.2.tar.gz
# cd autobench-2.1.2
# make && make install
# sed -i 's/postscript color/png xffffff/g' /usr/local/bin/bench2graph (修改bench2graph脚本,否则生成的图像背景有问题)

使用方法:参见下文在实际测试中的使用
三、测试环境

系统环境
CentOS 5.6 64bit

web软件环境
httpd-2.0.6
php5.2.6+ eAccelerator
php-fpm 开启20个php-cgi进程
nginx-0.7.67

在测服务器并发能力时会将apache与nginx对比测试

硬件环境

CPU::E5504 2.00GHz
内存:1G
虚拟机环境

四、测试方法

1、 分别测试静态文件和动态php文件
2、 静态并发数从50开始,1500结束,增长幅度为50,动态5~100,增幅为5
3、 分别测试apache和nginx的并发能力,二者进行对比
4、 每次测试进行3次,最终结果求三次平均值
5、 每进行一次测试后均重启httpd或nginx(php-fpm)服务,释放内存后再进行下一轮测试
6、 为了减少磁盘IO,均关掉了访问日志
1、开始测试
(1)静态文件

测试命令

# autobench --single_host --host1=192.168.8.8 --port1=80 --uri1=/logo.gif --quiet --low_rate=50 --high_rate=1500 --rate_step=50 --num_call=1 --num_conn=2000 --timeout=10 --file /tmp/result.tsv

 

其参数含义

  • --signle_host 只测单机

  • --host1 测试主机地址

  • --uri1 host1 测试URI

  • --quiet 安静模式

  • --low_rate 测试时最低请求数(指 httperf)

  • --hight_rate 测试时最高请求数

  • --rate_step 每次测试请求数增加步长

  • --num-call 每连接中发起联接数,一般是1

  • --num_conn 测试联接数

  • --file 测试结果输出的 tsv文件

 


测试结果对比分析

测试结果总结:

Apache 与Nginx在并发50~1500时表现得都还可以,只不过在并发数达到1500后Apache的响应时间变得很长,由于系统环境的制约,我没有再测试大 于1500的并发连接情况,但可以对比看出nginx在1500个并发连接的情况下还能保持较低的响应时间。

(2)动态文件

测试命令

# autobench --single_host --host1=192.168.8.8 --port1=80 --uri1=/test.php --quiet --low_rate=5 --high_rate=100 --rate_step=5 --num_call=1 --num_conn=200 --timeout=10 --file /tmp/nginx_php1.tsv

测试结果数据

并发连接数 nginx实际并发数 apache实际并发数 nginx应答时间 apache应答时间
5.0 5.0 5.0 36.0 36.3
10.0 10.0 10.0 33.0 31.7
15.0 15.0 15.0 35.6 31.9
20.0 19.9 19.9 36.8 32.3
25.0 25.0 25.0 42.6 36.2
30.0 29.8 29.7 45.1 67.6
35.0 34.3 32.4 115.5 248.5
40.0 35.5 34.9 396.8 427.3
45.0 35.3 33.4 699.0 865.8
50.0 35.7 30.5 962.3 1394.0
55.0 35.5 33.3 1103.9 1354.7
60.0 35.7 32.9 1269.2 1471.3
65.0 34.9 33.5 1445.8 1573.6
70.0 37.6 29.7 1458.0 2049.5
75.0 37.2 35.9 1610.1 1496.8
80.0 23.9 31.2 1588.2 1993.3
85.0 24.7 33.2 1674.9 1880.2
90.0 37.1 34.5 1838.6 1946.0
95.0 35.0 30.3 2027.4 2387.2
100.0 35.3 36.4 1996.3 1904.5

测试数据

测试结果对比图

测试总结

由 上面的报表以及这张曲线图可以看出,无论是apache还是nginx其php并发大于30其响应时间的就会直线上升,nginx略好于apache,因 此可以判断这台服务器的php并发极限在30左右,当然这里指的php连接中是没有连接数据库的,也没有加入memcached等缓存机制。
(3)高并发下系统资源情况

CPU使用情况对比

内存使用情况对比

系统负载对比

分析测试结果

CPU使用情况
在极限并发的情况下apache和nginx都占用很多CPU资源,这也是情理之中的事 情。nginx略好于apache平均占用90%而apache则在95%左右

内存使用情况
在内存对比中可以清楚的看到,nginx在极限并发的情况下内存控制得很好,到达一定程度后就不在变化了,而apache则会直线上升

负载情况
负载情况与内存情况类似,如果高并发时间很长的话apache服务器绝对会挂掉!nginx的负载也很高,但一直保持在10以下,这也和内存占用有关。
五、结论

利用httperf结合autobench可以很方便的测试出单台服务器的极限并发数,这样对服务器性能评估有很大帮助,借助于autobench的bench2graph脚本可以生成更为直观的对比图。

针 对被测服务器,经过apache与nginx的对比发现,在静态文件的处理方面如果并发小于1500,apache和nginx之间的差距还是很小的。在 动态php文件的并发测试中,nginx体现出其强大的性能优势,如果内存足够大,通过调整php-cgi数量,相信可以承载更多的并发连接。
六、附录
1、问题解决

(1)当运行时报如下错误

httperf: warning: open file limit > FD_SETSIZE; limiting max. # of open files to FD_SETSIZE

解决方法

其意思是说在httperf在发起连接请求时,单个进程已经无法再打开更多的文件描述符。在发起连接请求时httperf使用select()方法使用一个新的文件描述符。因此需要增加文件描述符限制

步骤1:编辑/etc/security/limits.conf 在最后添加下面两行内容
* hard nofile 102400
* soft nofile 102400

步骤2:编辑 /usr/include/bits/typesizes.h 文件修改__FD_SET_SIZE常量值,如下
#define __FD_SETSIZE 1024
修改为
#define __FD_SETSIZE 102400

步骤3:重新编译httperf

 

 

 

 

使用说明:
测试单台服务器性能,生成tsv文件

#/usr/local/bin/autobench --single_host --host1=192.168.1.200 --port1=80 --uri1=/phpinfo.php --quiet --low_rate=50 --high_rate=1500 --rate_step=50 --num_call=1 --num_conn=2000 --timeout=10 --file /tmp/result.tsv

把tsv文件用图形表示出来:

#/usr/local/bin/bench2graph /tmp/result.tsv /tmp/result.png [1 2 3 ... ]

 

测试两台服务器,生产tsv文件

/usr/local/bin/autobench \
--host1=192.168.1.10 \
--port1=80 \
--host2=192.168.1.11 \
--port2=80 \
--quiet \
--low_rate=100 \
--high_rate=5000 \
--rate_step=10 \
--num_call=1 \
--num_conn=3000 \
--timeout=5 \
--file /tmp/result.tsv

再把生成的tsv文件中数据转化成图形
/usr/local/bin/bench2png /tmp/result.tsv /tmp/result.png [ 1 2 3 .... ]

注:
[1 2 3 .... ]的值分别表示如下:

1 dem_req_rate

2   req_rate_nginx.zby.com
3   con_rate_nginx.zby.com
4   min_rep_rate_nginx.zby.com
5   avg_rep_rate_nginx.zby.com
6   max_rep_rate_nginx.zby.com
7   stddev_rep_rate_yhc.zby.com
8   resp_time_nginx.zby.com
9   net_io_nginx.zby.com
10 errors_nginx.zby.com
11 req_rate_apache.zby.com
12con_rate_apache.zby.com
13 min_rep_rate_squid.zby.com
14 avg_rep_rate_squid.zby.com
15 max_rep_rate_squid.zby.com
16 stddev_rep_rate_squid.zby.com
17 resp_time_squid.zby.com
18 net_io_squid.zby.com
19 errors_squid.zby.com

例如,可做下列对比:

2   req_rate_nginx.zby.com 
11 req_rate_squid.zby.com
/usr/local/bin/bench2png /tmp/result.tsv /tmp/result.png [ 2 11 ]


3   con_rate_nginx.zby.com 
12 con_rate_squid.zby.com
/usr/local/bin/bench2png /tmp/result.tsv /tmp/result.png [ 3 12 ] 
    
4   min_rep_rate_nginx.zby.com 
13 min_rep_rate_squid.zby.com 
/usr/local/bin/bench2png /tmp/Result.tsv /tmp/result.png [ 4 13 ]



5   avg_rep_rate_nginx.zby.com  
14 avg_rep_rate_squid.zby.com  
/usr/local/bin/bench2png /tmp/resultdef.tsv /tmp/resulta5_14.png [ 5 14 ]


6   max_rep_rate_nginx.zby.com 
15 max_rep_rate_squid.zby.com 
/usr/local/bin/bench2png /tmp/Resultabc.tsv /tmp/resultaabc6_15.png [ 6 15 ]


7   stddev_rep_rate_nginx.zby.com  
16 stddev_rep_rate_squid.zby.com   
/usr/local/bin/bench2png /tmp/Resultabc.tsv /tmp/resultaabc7_16.png [ 7 16 ]

8   resp_time_nginx.zby.com 
17 resp_time_squid.zby.com  
/usr/local/bin/bench2png /tmp/resultdef.tsv /tmp/resultaabc8_17.png [ 8 17 ]

9   net_io_nginx.zby.com
18 net_io_squid.zby.com
/usr/local/bin/bench2png /tmp/resultdef.tsv /tmp/resultaabc9_18.png [ 9 18 ]


10 errors_nginx.zby.com
19 errors_squid.zby.com
/usr/local/bin/bench2png /tmp/Resultabc.tsv /tmp/resultaabc10_19.png [ 10 19 ]