12_《Web服务器的性能测试方法》

一、基本信息

标题：Web服务器的性能测试方法

发表时间：2007-12-25

作者：魏元雷 胡西虹 潘立伟

来源：上海市计量测试技术研究院

关键词：Web服务器;性能指标;测试方法;

文献来源：基于Web服务器的性能测试方法

二、研究内容

摘要：

​ 本文总结并提出了Web服务器性能测试的指标体系, 对影响Web服务器性能的主要因素进行了分析。讨论 了测试用例选择原则和测试负载的加载方式。针对用户关心的连接速率、并发连接数、并发用户数三个指标的最大 值, 给出了详细的测试方法。

1. 引言：

​ 随着Web技术的迅速发展, Web服务成为目前互联网、企业网、政务网中最广泛的应用, 用户在客户端通过浏览 器与Web服务器进行通信。除了静态页面信息发布, 许多基于Web的应用系统还提供搜索引擎、视频点播、网上业务 办理、协同办公等与用户交互的动态网络应用服务, 对Web服务系统的性能提出了很高的要求。 基于Web的应用服务系统, 通常由浏览器 (Browser) 、Web服务器 (Web Server) 、应用服务器 (Application Se rver) 、数据库服务器 (Database Server) 、基础网络系统等构成。Web服务的性能不仅与上述服务器本身的硬件资 源和软件配置密切相关, 还取决于网络系统的基本性能状况。Web服务器是整个Web服务系统的关键, 因此Web服务 器的性能指标反映了Web服务系统的整体性能状况。

2. Web服务器的性能指标

​ Web服务是基于HTTP协议的客户/服务器模式的信息交换过程。一次成功的Web访问所可以分为如下几个个过 程:客户端和服务器建立TCP连接 (Connection) ;客户端向服务器发出HTTPGET请求;服务器发送被请求的HTML文档 或其他形式的处理结果给客户端, 客户端每次接收到响应报文后给服务器端发送一个确认报文;服务器发送完被请求的 Web对象后关闭TCP连接结束本次通信。一次请求操作 (如HTTP GET/POST) 和相应的Web服务器的一次响应操作 构成一个HTTP事务处理 (HTTPTransaction) 。

基于上述Web服务的工作过程, Web服务器的基本性能指标, 常用的主要有:

2.1 并发用户数 (Concurrent Users)

​ 模拟用户通过浏览器访问登录Web服务器, 系统能够同时正确及时地服务的用户数。

​ 最大并发用户数是系统容量 指标, 反映了系统可处理同时在线的最大用户数。

2.2 每秒用户数 (User Per Second)

​ 单位时间 (1s) 内成功连接到Web服务系统的新用户的个数。

2.3 并发连接数 (Simultaneous Connections)

​ Web服务器能够与客户端建立并保持同时打开的TCP连接数, 最大并发连接数反映了Web服务器所对其客户多个 连接的处理能力。

2.4 连接速率 (Connection Rate)

​ 客户端与Web服务器在单位时间 (1s) 新建立的TCP新建连接的个数。

2.5 事务处理次数 (Cumulative Transactions)

​ Web服务器处理HTTP Transaction的累计总数定义为事务处理次数。一次成功的事务处理须满足如下条件:Web 服务器返回的HTTP响应状态码为2xx;请求的数据全部下载完成;完成fin/ack报文确认。失败的HTTPtransaction其HT TP响应状态码为4xx或5xx。

2.6 事务处理速率 (Transactions Per Second)

​ 在单位时间 (1s) 内成功响应HTTP Transaction的个数。

2.7 服务器响应时间 (Server Response Time)

​ 客户端发送一个HTTP请求至收到HTTP响应头信息消耗的时间。

2.8 页面响应时间 (Page Response Time)

​ 客户端从Web服务器请求一个完整的页面 (包括内嵌对象) 所消耗的时间。

2.9 往返时间 (Round Trip Time)

​ 建立TCP连接时, 从客户端发送SYN请求到服务器返回SYN/ACK的时间。

2.10 系统带宽 (System Bandwidth)

​ 客户端与Web服务器间通过网络传输数字信息的速率, 单位Kbit/s。

3. 影响Web服务器性能的主要因素

3.1 用户访问特征

3.1.1 思考时间 (Think Time)

3.1.2 放弃浏览 (Abort)

3.1.3 动态页面

3.1.4 浏览器/HTTP协议版本

3.1.5 安全套接层 (SLL) 协议使用

3.2 网络状况

3.2.1 丢包率

3.2.2 传输速率/时延

4. Web服务器的基本性能测试方法

​ 合理选择测试脚本与测试用例

4.1 加载方式

​ Web服务器性能测试的负载类型有六类, 分别是用户数 (Users) 、每秒用户数 (Users/s) 、事务处理次数 (Trans actions) 、事务处理速率 (Transactions/s) 、TCP连接数 (Connections) 、TCP连接速率 (Connections/s) 。

4.2 基本性能测试

​ 对于Web服务器性能, 用户通常最关心的是连接速率、并发连接数、并发用户数三个指标的最大值, 本小节给出 了这三个指标的测试方法, 其他指标的测试方法类似。

负载有效性测试+最大速率+最大并发+最大用户

​ 最大连接速率 (Max CR) 的测试目的是确定Web服务器能够支持的最大每秒钟新建连接数;最大并发接数 (Max Conn) 测试目的是确定Web服务器能够支持的最大同时连接数;最大并发用户数 (Max U) 测试的目的是确定Web服务 器能够支持的最大在线用户数。从而了解Web服务系统的瓶颈所在

三、阅读结论

​ 了解了Web服务器的性能指标体系，以及部分性能测试方法。

​ 具有参考意义。

四、参考文献

[1]M Arlitt, C Williamson.Web server workload characterization:The search for invariants (extended version) .In:ACMSIGMET RICS'96.Marriott, PA, 1996. [2]G Abdulla, E Fox, M Ahrams.Shared user behavioron the World Wide Web.In:Proc Webnet97, Association for the Advance ment of Computingin Education (AACE) 1997.URL:http://www.aace.org/

[3]Philip Joung, Reality Bytes:The Importance of Realism for Improving Web Site Performance, July, 2003, URL:www.spirent com.com/enterprise

[4]R Fielding, J Gettys, Hypertext Transfer Protocol—HTTP/1.1, Request for Comments, RFC2616, 1999, URL:http://www.iet f.org/rfc

[5]蔡立志, 杨根兴.软件系统性能测试方法初探.软件工程与标准化, 2005, 7:44～50. 关于我们