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jtest与ATS压力测试

2013年12月16日     浏览数:4,499 发表评论 阅读评论

jtest与ATS压力测试

作为一个高性能的proxy代理服务器,Apache Traffic Server是很难用常用工具进行细致的性能压测的,本文尝试对性能压测进行定义并介绍如何在这种高性能、高并发、大规模的系统中,进行破坏级别的压力测试。

压力测试的定义

很多情况下,大家都希望在服务器上线前、业务上线前,对业务的支撑能力做一个测试,希望知道自己的改动是不是在进步,是不是能够比较平稳的抗住预期的流量压力,等等,总结下来压力测试的主要用途有:

  1. 确定新版本的改进不会引起性能问题
  2. 找出业务的单机qps数据,并定义好安全的水位线
  3. 使用性能数据作为硬件采购以及预算的参数
  4. 更好的理解业务的波动对线上系统的压力

日常开发中,最最有意义的是,找出新代码是否在性能上有回退;找出新的性能改进到底提高了多少。

根据压力的来源,压力测试又会被分为:

  1. 实验室仿真压力测试

    实验室仿真,在http proxy服务器测试场景下,客户端和服务器端的数据和请求,都是由工具生成的。

  2. 业务copy仿真压力测试

    显然,如果希望服务器程序真正的能够在线上跑,简单的实验室测试与业务需求肯定是差异非常大,因此就有了为什么不把业务流量复制到系统中来的想法。这也就是所谓的流量复制的压测方式。

jtest工具初步介绍

jtest是一个专门用于proxy/cache系统的实验室性能压力测试工具,具有极高的性能。能够同时担当后台服务器和客户端。ATS系统专用的性能压测工具。

商业的压力测试工具,一般也是一个所谓的盒子,自带客户端、服务器端,能够自己生成模拟流量、copy客户提交流量等,很像目前jtest的模式

最早的jtest被设计为可以分布式的集群上运行,用上层脚本系统起停,来压测一个ATS集群系统,早先的系统并没有考虑像现在这样的多核CPU普遍性。

jtest简单说明

基本测试

jtest作为专门针对ATS的测试,已经就ATS的最简单配置下,做了很多简化的默认参数,以便于用户快速的上手,我们以最简单的本机jtest压测本机的默认配置ATS为例子,介绍最基本的jtest用法:

  1. 设置ATS的remap规则:

    在默认的空remap.config中添加一条规则

    map http://localhost:9080/ http://127.0.0.1:9080/

  2. 运行jtest:

    jtest

    这个命令默认的参数,即相当于 “jtest -s 9080 -S localhost -p 8080 -P localhost -c 100 -z 0.4″,将会起100个连接使用127.0.0.1的9080端口作为jtest源服务器(jtest监听),对本机(localhost)的8080端口上跑的ATS进行测试,并控制整体命中率在40%。

输出结果:

con  new    ops 1byte   lat   bytes/per     svrs  new  ops    total   time  err
100  468 2329.6    39    39 36323315/363233   617  617  617  46131904 136980.9    0
100  471 2361.5    39    40 35993941/359939   619  619  619  45466393 136981.9    0
100  465 2327.0    40    41 35385495/353854   607  607  607  45095273 136982.9    0

其中:

  • con: 并发连接数。并发连接数,单进程单cpu处理能力取决于CPU与测试场景,请酌情设置,推荐小于9999
  • new: 每秒新建连接数。这个参数取决于并发连接数量与长连接效率。
  • ops: 每秒请求数。也作qps,是比较体现服务器性能的关键指标。
  • 1byte:首字节平均响应时间。这个是体现整体转发效率的关键指标。
  • lat: 完成请求整体响应时间(收到最后一个字节)。cache系统性能关键指标。
  • bytes/per:每秒字节流量/每秒每连接流量
  • svrs:服务器端请求数
  • new:服务器端新建连接数
  • ops:服务器端每秒请求数
  • total:服务器端总请求的字节数
  • time:测试时间(秒)
  • err:出错数量(连接数)。稳定性测试中,这个数据可以作为一个关键指标。

jtest命令详解

jtest有非常多的参数,这些参数的组合又会产生很多特殊的效果,我们将从完整的使用说明开始,详细说明jtest测试的命令参数:

localhost:tools zym$ ./jtest/jtest -h
JTest Version 1.94  - Dec  9 2013 17:11:24 (zym@zymMBPr.local)
Usage: /Users/zym/git/traffic.git/tools/jtest/.libs/jtest [--SWITCH [ARG]]

参数格式:

参数格式是 短参数长参数类型默认值参数说明,多数参数能做到自我说明比较详细,更多说明参见下面的说明以及后续高级用法示例。

  switch__________________type__default___description

测试机器IP与端口设置:

这几个设置是最最常用的几个参数

  -p, --proxy_port        int   8080      Proxy Port
  -P, --proxy_host        str   localhost Proxy Host
  -s, --server_port       int   0         Server Port (0:auto select)
  -S, --server_host       str   (null)    Server Host (null:localhost)
  • -p -P是用来指定要测试的ATS服务器地址、端口信息
  • -s -S是用来指定要测试的ATS服务器,用来作为源的jtest监听域名(IP)和端口信息。

服务器压力控制:

服务器的压力仿真,主要是主动生成的随机流量控制

  -r, --server_speed      int   0         Server Bytes Per Second (0:unlimit)
  -w, --server_delay      int   0         Server Initial Delay (msec)
  -c, --clients           int   100       Clients
  -R, --client_speed      int   0         Client Bytes Per Second (0:unlimit)
  -b, --sbuffersize       int   4096      Server Buffer Size
  -B, --cbuffersize       int   2048      Client Buffer Size
  -a, --average_over      int   5         Seconds to Average Over
  -z, --hitrate           dbl   0.400     Hit Rate
  -Z, --hotset            int   1000      Hotset Size
  -i, --interval          int   1         Reporting Interval (seconds)
  -k, --keepalive         int   4         Keep-Alive Length
  -K, --keepalive_cons    int   4         # Keep-Alive Connections (0:unlimit)
  -L, --docsize           int   -1        Document Size (-1:varied)
  -j, --skeepalive        int   4         Server Keep-Alive (0:unlimit)
  • -r -w -R,控制客户端、服务器端的速度,多数压测的情况下,不会做特殊限制,在需要仿真大并发、大延迟等情况下,可以做控制。
  • -b -B,模拟客户端和服务器端的buffer大小设置,buffer的大小可以极大的影响IO的能力,也会影响内存的占用。
  • -z -Z,这是用来控制命中率和热点数据。命中率是由热点数据的命中,加miss的请求。热点数据的多少,也会影响服务器的内存使用。
  • -k -K -j,控制客户端和服务器的长连接。
  • -i,用来控制jtest汇报间隔时间。
  • -L,用来控制jtest生成的随机url的大小,默认-1表示完全随机,没有控制。

控制输入输出的配置:

  -x, --show_urls         on    false     Show URLs before they are accessed
  -X, --show_headers      on    false     Show Headers
  -f, --ftp               on    false     FTP Requests
  - , --ftp_mdtm_err_rate dbl   0.000     FTP MDTM 550 Error Rate
  - , --ftp_mdtm_rate     int   0         FTP MDTM Update Rate (sec, 0:never)
  • -x -X,用来debug,显示url以及所有header头,是个排查利器。
  • ftp相关的是用来压测ftp的,不过ATS对ftp的支持已经删除啦。

测试的流程处理:

jtest测试,是可以进行复杂的情况,比如对一个网站进行深度抓取测试,对反向、正向、透明模式测试

  -l, --fullpage          on    false     Full Page (Images)
  -F, --follow            on    false     Follow Links
  -J, --same_host         on    false     Only follow URLs on same host
  -t, --test_time         int   0         run for N seconds (0:unlimited)
  -u, --urls              str   (null)    URLs from File
  -U, --urlsdump          str   (null)    URLs to File
  -H, --hostrequest       int   0         Host Request(1=yes,2=transparent)
  -C, --check_content     on    false     Check returned content
  - , --nocheck_length    on    false     Don't check returned length
  -m, --obey_redirects    off   true      Obey Redirects
  -M, --embed URL         off   true      Embed URL in synth docs
  • -l -F -J,用来对html文件进行解析,并提前其中的所有图片元素等进行深度抓取的控制。
  • -t,控制测试运行时间,默认一直跑
  • -u -U,给jtest指定url,纪录jtest跑的url(如过存在解析html的方式,则纪录的可能会多于指定的)
  • -H,控制服务器测试模式,是否带host头,决定了服务器是跑在反向代理、正向代理、透明代理模式
  • -C –nocheck_length,是否检查返回的内容、长度
  • -m,是否跳转
  • -M,控制是否把url放到doc里

请求的分散度与热点:

hash是jtest、ats里无处不在的,如何让hash互相影响,甚至测试hash碰撞等情况??

  -q, --url_hash_entries  int   1000000   URL Hash Table Size (-1:use file size)
  -Q, --url_hash_filename str   (null)    URL Hash Table Filename

-q -Q,hash控制

服务器的控制:

服务器的使用类型控制,可以让jtest跑在不同的模式下

  -y, --only_clients      on    false     Only Clients
  -Y, --only_server       on    false     Only Server
  -A, --bandwidth_test    int   0         Bandwidth Test
  -T, --drop_after_CL     on    false     Drop after Content-Length
  • -y -Y,可以将jtest单独跑为服务器和客户端分离的服务。
  • -A,-T,可以做更快的流量压测工具。

其他控制信息机制:

  -V, --version           on    false     Version
  -v, --verbose           on    false     Verbose Flag
  -E, --verbose_errors    off   true      Verbose Errors Flag
  • -v -E,可以用于debug错误等

请求的随机机制:

本类参数,主要控制服务器和请求的随机程度、复杂度,构建一个复杂的测试用例,将会对服务器的稳定性测试起到很好的效果。

  -D, --drand             int   0         Random Number Seed
  -I, --ims_rate          dbl   0.500     IMS Not-Changed Rate
  -g, --client_abort_rate dbl   0.000     Client Abort Rate
  -G, --server_abort_rate dbl   0.000     Server Abort Rate
  -n, --extra_headers     int   0         Number of Extra Headers
  -N, --alternates        int   0         Number of Alternates
  -e, --client_rate       int   0         Clients Per Sec
  -o, --abort_retry_speed int   0         Abort/Retry Speed
  - , --abort_retry_bytes int   0         Abort/Retry Threshhold (bytes)
  - , --abort_retry_secs  int   5         Abort/Retry Threshhold (secs)
  -W, --reload_rate       dbl   0.000     Reload Rate
  • -D,用于生成url的随机数,如果有多个jtest并发运行,可以对这个随机的seed进行区分以控制cache的多小等
  • -I,请求的内容中,带的IMS比例
  • -g -G,客户端和服务器的Abort比例
  • -n -N,控制客户端发送的header数量,服务器的内容的副本数量
  • -e,每秒的客户端数量
  • -o –abort_retry_bytes –abort_retry_secs,控制重试的速度
  • -W 控制内容的重复度??

服务的仿真程度:

  -O, --compd_port        int   0         Compd port
  -1, --compd_suite       on    false     Compd Suite
  -2, --vary_user_agent   int   0         Vary on User-Agent (use w/ alternates)
  -3, --content_type      int   0         Server Content-Type (1 html, 2 jpeg)
  -4, --request_extension int   0         Request Extn (1".html" 2".jpeg" 3"/")
  -5, --no_cache          int   0         Send Server no-cache
  -7, --zipf_bucket       int   1         Bucket size (of 1M buckets) for Zipf
  -8, --zipf              dbl   0.000     Use a Zipf distribution with this alpha (say 1.2)
  -9, --evo_rate          dbl   0.000     Evolving Hotset Rate (evolutions/hour)
  • -0 -1,compress服务
  • -2,控制是否对不同的UA启用多副本
  • -3,服务器返回的内容的类型
  • -4,请求的内容类型
  • -5,是否发送给服务器no-cache控制
  • -7 -8,zipf服务
  • -9,热点的偏移调整

其他信息:

  -d, --debug             on    false     Debug Flag
  -h, --help                              Help

=============================================================================

上面参数中一些经常用的参数

  • -c, –clients int 100 Clients

    跟ab的-c参数类似,默认jtest会启用100并发

  • -k, –keepalive int 4 Keep-Alive Length

  • -K, –keepalive_cons int 4 # Keep-Alive Connections (0:unlimit)

    跟ab的-k参数功能类似,控制长连接的数量以及长连接的效率

  • -z, –hitrate dbl 0.400 Hit Rate

    命中率40%,在反向代理里太低了

  • -u, –urls str (null) URLs from File

    提供自己的urls,可以像http_load一样使用jtest

  • -y, –only_clients on false Only Clients

  • -Y, –only_server on false Only Server

    如果你需要独立运行jtest客户端和服务器端,以提高性能和吞吐量等

jtest进阶用法

本段将会介绍如何更好的使用jtest压榨ATS性能,避免瓶颈问题

独立测试机器

进阶用法里,我们先尝试用用2个机器,一个跑jtest,一个跑ATS,做压力测试:

  1. 定义机器角色:

    我们使用 ‘ts.cn’ 作为压测的URL的域名,192.168.0.1作为我们的ATS服务器,192.168.0.2作为我们的测试端,跑jtest。

  2. 设置ATS的map规则:

    在我们的例子里,我们应该设置如下规则:

    map http://ts.cn:9080/ http://192.168.0.2:9080/

  3. 在192.168.0.2运行jtest命令:

    jtest -S ts.cn -P 192.168.0.1

在这个例子里,我们设置了服务器端的域名为ts.cn,同时给了-P参数指定了要测试的服务器是192.168.0.1,这样我们的jtest将会使用192.168.0.1:8080作为代理服务器,使用ts.cn作为要压测的域名来进行压力测试。

一个机器多个jtest

由于jtest是单进程模式,进程压测一个当前多大16个core以上的ATS系统,肯定是压不动的,如何才能更好的进行压测呢?接上面的例子,我们可以在测试端多跑几个jtest进程,我们暂跑6个:

  1. 定义机器角色:

    我们使用 ‘ts.cn’ 作为压测的URL的域名,192.168.0.1作为我们的ATS服务器,192.168.0.2作为我们的测试端,跑jtest。

  2. 设置ATS的map规则:

    在我们的例子里,我们应该设置如下规则:

    map http://ts.cn:9080/ http://192.168.0.2:9080/
    map http://ts.cn:9081/ http://192.168.0.2:9081/
    map http://ts.cn:9082/ http://192.168.0.2:9082/
    map http://ts.cn:9083/ http://192.168.0.2:9083/
    map http://ts.cn:9084/ http://192.168.0.2:9084/
    map http://ts.cn:9085/ http://192.168.0.2:9085/
    
  3. 在192.168.0.2运行对应的6个jtest命令:
    jtest -S ts.cn -s 9080 -P 192.168.0.1 &
    jtest -S ts.cn -s 9081 -P 192.168.0.1 &
    jtest -S ts.cn -s 9082 -P 192.168.0.1 &
    jtest -S ts.cn -s 9083 -P 192.168.0.1 &
    jtest -S ts.cn -s 9084 -P 192.168.0.1 &
    jtest -S ts.cn -s 9085 -P 192.168.0.1 &
    

这样就可以啦,问题是一个窗口里会持续打印很多很多结果信息,不太容易分辨问题。如何更优雅的跑多个机器多个jtest能?我们下面进行详细介绍

jtest集群用法

在服务器集群中,一对一的压测是很见的,通常我们为减少jtest性能瓶颈,会采用多个机器,多个jtest一起跑的情况,我们将需要引入其他控制机制、数据统计机制才好。

screen的并行jtest管理

首先,我们必须有一个并发测试的机制,单机多进程、多机并行,并且可以统计各个进程返回的结果。当初ATS有一个测试框架,可以执行多个机器的并行测试,并能够汇总多个jtest的返回结果。我们这里采用简单的模式,screen脚本:

screen的-c参数,可以很方便的启动一个screen脚本,在这个脚本里,可以启动多个screen窗口,我们采用这个机制来并发的启动多个jtest命令,由于screen同时有后台驻留的功能,可以确保我们在需要的时候回来看看各个jtest的测试结果,下面是一个screen的脚本:

screen jtest -P 192.168.0.1 -S ts.cn -s 192.168.0.2 -z 1.0 -D 9080 -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 50000
screen jtest -P 192.168.0.1 -S ts.cn -s 192.168.0.2 -z 1.0 -D 9081 -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000
screen top
detach

我们采用screen的-X quit命令,来停止jtest压测。同时,为了表示各个目标的机器,我们可以给各个screen打上标识,以方便区分一个机器上的多个screen。

N:N的测试机器

为了测试,我们假定有10台测试机器192.168.0.{10..19},10台服务器192.168.0.{100..109}(组成cluster或其他),这里是我用来生成测试的一些小脚本:

修改测试方法jtest参数

# c为服务器ip 10..19
# s为客户端ip 10..19
# i为每个机器最多对一个服务器起10个进程压测 0..9
# 我们的端口为 $c$s$i

for c in {10..19}
do
  for s in {20..29}
  do
    for i in {0..9}
      do echo map http://ts.cn:$c$s$i/ http://192.168.0.$c:$c$s$i/
    done
  done
done

这会生成一个很长的map文件:

map http://ts.cn:10200/ http://192.168.0.10:10200/
map http://ts.cn:10201/ http://192.168.0.10:10201/
map http://ts.cn:10202/ http://192.168.0.10:10202/
.
.
.
map http://ts.cn:19297/ http://192.168.0.19:19297/
map http://ts.cn:19298/ http://192.168.0.19:19298/
map http://ts.cn:19299/ http://192.168.0.19:19299/

我们就可以用来做一些测试的screen脚本,我们在每个测试机器上,生成一些针对每个福尔起机器的脚本:

for c in {10..19};do for s in {20..29};do echo "
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}0 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 5000
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}1 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 10000
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}2 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 10000
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}3 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 20000
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}4 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000 -L 50000
screen jtest -P 192.168.0.${s} -S ts.cn -s ${c}${s}5 -z 1.0 -D ${c}${s} -k 2 -c 30 -Z 1000 -q 10000
screen top
detach
" | ssh root@192.168.0.$c tee jtest.screen.$s;done;done

然后,测试脚本的启动将会非常简单:

for c in {10..19}
do
  for s in {20..29}
  do
    ssh -t 192.168.0.$c screen -R jtest$s -c jtest.screen.$s
  done
done

停止测试的命令也是很简单的:

for c in {10..19}
do
  for s in {20..29}
  do
    ssh -t 192.168.0.$c screen -Rx jtest$s -X quit
  done
done

测试的定义

通过上面的screen脚本的定义,我们可以随时修改其中的重要设置,如-c -z等等,甚至增加一些客户端仿真的随机因素等等,具体情况不再赘述。

如何更好的仿真出线上的复杂情况

TBD

如何使用jtest来跑stress测试

TBD

如何分析jtest爆出的一些ATS问题

TBD

jtest的待改进问题以及后续计划

  • 支持https??
  • 支持spdy??
  • 单进程太弱??
  • 集群压测上层调度工具???
  • 循环(随机)压测urls提供的列表,类似http_load一样
分类: 配置文件 标签:
  1. 匿名
    2015年6月5日17:22 | #1

    jtest听说是测试java程序的,能测试ats的C++程序么?

    • 纸鸢
      2015年7月12日14:29 | #2

      测试缓存系统的,哪里分java/c++

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