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apache的效能測試工具ab使用詳解

網站效能壓力測試是伺服器網站效能調優過程中必不可缺少的一環。只有讓伺服器處在高壓情況下,才能真正體現出軟體、硬體等各種設定不當所暴露出的問題。

效能測試工具目前最常見的有以下幾種:ab、http_load、webbench、siege。今天我們專門來介紹ab。

ab是apache自帶的壓力測試工具。ab非常實用,它不僅可以對apache伺服器進行網站訪問壓力測試,也可以對或其它型別的伺服器進行壓力測試。比如nginx、tomcat、IIS等。

下面我們開始介紹有關ab命令的使用:

1、ab的原理

2、ab的安裝

3、ab引數說明

4、ab效能指標

5、ab實際使用

6、測試nginx效能

一、ab的原理

ab是apachebench命令的縮寫。

ab的原理:ab命令會建立多個併發訪問執行緒,模擬多個訪問者同時對某一URL地址進行訪問。它的測試目標是基於URL的,因此,它既可以用來測試apache的負載壓力,也可以測試nginx、lighthttp、tomcat、IIS等其它Web伺服器的壓力。

ab命令對發出負載的計算機要求很低,它既不會佔用很高CPU,也不會佔用很多記憶體。但卻會給目標伺服器造成巨大的負載,其原理類似CC攻擊。自己測試使用也需要注意,否則一次上太多的負載。可能造成目標伺服器資源耗完,嚴重時甚至導致宕機。

二、ab的安裝

注意:如果不想安裝apache但是又想使用ab命令的話,我們可以直接安裝apache的工具包httpd-tools。如下:

yum -y install httpd-tools

Installed:
  httpd-tools.x86_64 0:2.2.15-60.el6.centos.6                                                                                         

Dependency Installed:
  apr.x86_64 0:1.3.9-5.el6_9.1                                    apr-util.x86_64 0:1.3.9-3.el6_0.1                                   

Complete!

檢視ab是否安裝成功,可以切換到上述目錄下,使用ab –V命令進行檢測。如下:

ab -V

[[email protected] ~]# ab -V
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 655654 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

三、ab引數說明

有關ab命令的使用,我們可以通過幫助命令進行檢視。如下:

ab –help

[[email protected] ~]# ab --help
ab: wrong number of arguments
Usage: ab [options] [http[s]://]hostname[:port]/path
Options are:
    -n requests     Number of requests to perform
    -c concurrency  Number of multiple requests to make
    -t timelimit    Seconds to max. wait for responses
    -b windowsize   Size of TCP send/receive buffer, in bytes
    -p postfile     File containing data to POST. Remember also to set -T
    -u putfile      File containing data to PUT. Remember also to set -T
    -T content-type Content-type header for POSTing, eg.
                    'application/x-www-form-urlencoded'
                    Default is 'text/plain'
    -v verbosity    How much troubleshooting info to print
    -w              Print out results in HTML tables
    -i              Use HEAD instead of GET
    -x attributes   String to insert as table attributes
    -y attributes   String to insert as tr attributes
    -z attributes   String to insert as td or th attributes
    -C attribute    Add cookie, eg. 'Apache=1234. (repeatable)
    -H attribute    Add Arbitrary header line, eg. 'Accept-Encoding: gzip'
                    Inserted after all normal header lines. (repeatable)
    -A attribute    Add Basic WWW Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    -P attribute    Add Basic Proxy Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    -X proxy:port   Proxyserver and port number to use
    -V              Print version number and exit
    -k              Use HTTP KeepAlive feature
    -d              Do not show percentiles served table.
    -S              Do not show confidence estimators and warnings.
    -g filename     Output collected data to gnuplot format file.
    -e filename     Output CSV file with percentages served
    -r              Don't exit on socket receive errors.
    -h              Display usage information (this message)
    -Z ciphersuite  Specify SSL/TLS cipher suite (See openssl ciphers)
    -f protocol     Specify SSL/TLS protocol (SSL2, SSL3, TLS1, or ALL)

下面我們對這些引數,進行相關說明。如下:

-n在測試會話中所執行的請求個數。預設時,僅執行一個請求。

-c一次產生的請求個數。預設是一次一個。

-t測試所進行的最大秒數。其內部隱含值是-n 50000,它可以使對伺服器的測試限制在一個固定的總時間以內。預設時,沒有時間限制。

-p包含了需要POST的資料的檔案。

-P對一箇中轉代理提供BASIC認證信任。使用者名稱和密碼由一個:隔開,並以base64編碼形式傳送。無論伺服器是否需要(即, 是否傳送了401認證需求程式碼),此字串都會被髮送。

-T POST資料所使用的Content-type頭資訊。

-v設定顯示資訊的詳細程度-4或更大值會顯示頭資訊,3或更大值可以顯示響應程式碼(404,200等),2或更大值可以顯示警告和其他資訊。

-V顯示版本號並退出。

-w以HTML表的格式輸出結果。預設時,它是白色背景的兩列寬度的一張表。

-i執行HEAD請求,而不是GET。

-x設定

屬性的字串。

-X對請求使用代理伺服器。

-y設定屬性的字串。

-z設定屬性的字串。

-C對請求附加一個Cookie:行。其典型形式是name=value的一個引數對,此引數可以重複。

-H對請求附加額外的頭資訊。此引數的典型形式是一個有效的頭資訊行,其中包含了以冒號分隔的欄位和值的對(如,”Accept-Encoding:zip/zop;8bit”)。

-A對伺服器提供BASIC認證信任。使用者名稱和密碼由一個:隔開,並以base64編碼形式傳送。無論伺服器是否需要(即,是否傳送了401認證需求程式碼),此字串都會被髮送。

-h顯示使用方法。

-d不顯示”percentage served within XX [ms] table”的訊息(為以前的版本提供支援)。

-e產生一個以逗號分隔的(CSV)檔案,其中包含了處理每個相應百分比的請求所需要(從1%到100%)的相應百分比的(以微妙為單位)時間。由於這種格式已經“二進位制化”,所以比’gnuplot’格式更有用。

-g把所有測試結果寫入一個’gnuplot’或者TSV(以Tab分隔的)檔案。此檔案可以方便地匯入到Gnuplot,IDL,Mathematica,Igor甚至Excel中。其中的第一行為標題。

-i執行HEAD請求,而不是GET。

-k啟用HTTP KeepAlive功能,即在一個HTTP會話中執行多個請求。預設時,不啟用KeepAlive功能。

-q如果處理的請求數大於150,ab每處理大約10%或者100個請求時,會在stderr輸出一個進度計數。此-q標記可以抑制這些資訊。

四、ab效能指標

在進行效能測試過程中有幾個指標比較重要:

1、吞吐率(Requests per second)

伺服器併發處理能力的量化描述,單位是reqs/s,指的是在某個併發使用者數下單位時間內處理的請求數。某個併發使用者數下單位時間內能處理的最大請求數,稱之為最大吞吐率。

記住:吞吐率是基於併發使用者數的。這句話代表了兩個含義:

a、吞吐率和併發使用者數相關

b、不同的併發使用者數下,吞吐率一般是不同的

計算公式:總請求數/處理完成這些請求數所花費的時間,即

Request per second=Complete requests/Time taken for tests

必須要說明的是,這個數值表示當前機器的整體效能,值越大越好。

2、併發連線數(The number of concurrent connections)

併發連線數指的是某個時刻伺服器所接受的請求數目,簡單的講,就是一個會話。

3、併發使用者數(Concurrency Level)

要注意區分這個概念和併發連線數之間的區別,一個使用者可能同時會產生多個會話,也即連線數。在HTTP/1.1下,IE7支援兩個併發連線,IE8支援6個併發連線,FireFox3支援4個併發連線,所以相應的,我們的併發使用者數就得除以這個基數。

4、使用者平均請求等待時間(Time per request)

計算公式:處理完成所有請求數所花費的時間/(總請求數/併發使用者數),即:

Time per request=Time taken for tests/(Complete requests/Concurrency Level)

5、伺服器平均請求等待時間(Time per request:across all concurrent requests)

計算公式:處理完成所有請求數所花費的時間/總請求數,即:

Time taken for/testsComplete requests

可以看到,它是吞吐率的倒數。

同時,它也等於使用者平均請求等待時間/併發使用者數,即

Time per request/Concurrency Level

五、ab實際使用

ab的命令引數比較多,我們經常使用的是-c和-n引數。

下面我們就實際進行操作下,首先新建一個tomcat服務,如下:

這裡寫圖片描述

我們現在就來測試tomcat的效能。使用如下命令:

ab -c 10 -n 100 http://192.168.93.5:8080/
-c10表示併發使用者數為10
-n100表示請求總數為100
http://192.168.93.5:8080/為被請求的目標URL地址
這行表示同時處理100個請求並執行10次index.php檔案。

這裡寫圖片描述

通過上圖,測試結果也一目瞭然,tomcat測試出的吞吐率為:Requests per second: 1874.59 [#/sec] (mean)

除此之外還有其他一些資訊,需要說明下,如下:

Server Software表示被測試的Web伺服器軟體名稱。

Server Hostname表示請求的URL主機名。

Server Port表示被測試的Web伺服器軟體的監聽埠。

Document Path表示請求的URL中的根絕對路徑,通過該檔案的字尾名,我們一般可以瞭解該請求的型別。

Document Length表示HTTP響應資料的正文長度。

Concurrency Level表示併發使用者數,這是我們設定的引數之一。

Time taken for tests表示所有這些請求被處理完成所花費的總時間。

Complete requests表示總請求數量,這是我們設定的引數之一。

Failed requests表示失敗的請求數量,這裡的失敗是指請求在連線伺服器、傳送資料等環節發生異常,以及無響應後超時的情況。如果接收到的HTTP響應資料的頭資訊中含有2XX以外的狀態碼,則會在測試結果中顯示另一個名為“Non-2xx responses”的統計項,用於統計這部分請求數,這些請求並不算在失敗的請求中。

Total transferred表示所有請求的響應資料長度總和,包括每個HTTP響應資料的頭資訊和正文資料的長度。注意這裡不包括HTTP請求資料的長度,僅僅為web伺服器流向使用者PC的應用層資料總長度。

HTML transferred表示所有請求的響應資料中正文資料的總和,也就是減去了Total transferred中HTTP響應資料中的頭資訊的長度。

Requests per second吞吐率,計算公式:Complete requests/Time taken for tests

Time per request使用者平均請求等待時間,計算公式:Time token for tests/(Complete requests/Concurrency Level)。

Time per requet(across all concurrent request)伺服器平均請求等待時間,計算公式:Time taken for tests/Complete requests,正好是吞吐率的倒數。也可以這麼統計:Time per request/Concurrency Level。

Transfer rate表示這些請求在單位時間內從伺服器獲取的資料長度,計算公式:Total trnasferred/ Time taken for tests,這個統計很好的說明伺服器的處理能力達到極限時,其出口寬頻的需求量。

Percentage of requests served within a certain time(ms)這部分資料用於描述每個請求處理時間的分佈情況,比如以上測試,80%的請求處理時間都不超過6ms,這個處理時間是指前面的Time per request,即對於單個使用者而言,平均每個請求的處理時間。

六、測試nginx效能

第五步測試了tomcat的效能,現在我們來測試nginx的效能。

首先配置nginx的虛擬主機,如下:

這裡寫圖片描述

虛擬主機配置完畢後,我們現在訪問虛擬主機。如下:

這裡寫圖片描述

使用如同apache同樣的命令進行測試nginx,如下:

這裡寫圖片描述

通過上圖,測試結果也一目瞭然,nginx測試出的吞吐率為:Requests per second: 1668.98 [#/sec] (mean)

由於以上測試的不是同一臺機器,不能同等對比tomcat和nginx的效能;如要對比兩者的併發能力,應對同一臺機器進行測試。

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