单机千万级MQTT连接服务器测试报告

目标：测试创建1000万客户端连接到服务器端，服务器操作系统 Linux(任意一款发行版服务器版本)。分别在两台硬件一样的服务器，其中一台用于服务器端运行，另一台用于创建千万客户端连接客户端机器。在硬件一致的情况下请确保网络设备达到相关测试要求，例如万兆网络等等。

服务器硬件配置

Dell Inc.
型号	PowerEdge R430
CPU	8 CPUs x Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 v4 @ 2.10GHz
内存	64 GB //测试客户端机器内存升级到96 GB

需要测试千万级连接，确保测试工具独占服务器，并硬件内存大于或等于256GB，由于测试硬件资源受限，以400万连接数据测试结果作为参考依据，单机千万连接完全有可能达到。当商业应用时需要考滤高连接的self-ddos问题，应该尽量设置更长的客户端keepalive值。

服务端系统参数调优(Linux)

修改文件/etc/sysctl.conf,配置网络参数。

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 4161536
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 4161536
net.ipv4.tcp_mem = 786432 2097152 3145728
fs.file-max = 12000000 #一千两百万

执行/sbin/sysctl -p即时生效。

echo 12000000 > /proc/sys/fs/nr_open #需root权限

/etc/systemd/system.conf 设置服务最大文件句柄数:

DefaultLimitNOFILE=12000000

修改/etc/security/limits.conf文件

* hard nofile 12000000
* soft nofile 12000000
* soft nproc 12000000
* hard nproc 12000000

需重启系统生效，服务器操作系统参数调优完成。关于启动CP7服务器端程序请参阅本章中的《程序安装》小节

客户端的参数调优(Linux)

根据TCP/IP协议，由于端口是16位整数，也就只能是0到 65535，而0到1023是预留端口，所以能分配的端口只是1024到65534，也就是64511个。一台机器一个IP只能创建六万多个长连接。要想达到更多的客户端连接，可以用更多的机器或者网卡，也可以使用虚拟IP来实现，比如下面的命令增加了19个IP地址，其中一个给服务器用，其它18个给client,这样可以产生18 * 60000 = 1080000个连接。本测试用例需要增加到一千万或以上的足够IP。

root@:~# ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:3e:0b:2e:a0
inet addr:x.x.x.x Bcast:x.x.x.x Mask:255.255.240.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:4706185 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:4705832 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:1005604068 (1.0 GB) TX bytes:5556912863 (5.5 GB)
 
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
RX packets:5875416 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:5875416 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1
RX bytes:3566710813 (3.5 GB) TX bytes:3566710813 (3.5 GB)

以上指令查看到网卡名称为 eth0

 

ifconfig eth0:0 192.168.77.10 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:1 192.168.77.11 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:2 192.168.77.12 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:3 192.168.77.13 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:4 192.168.77.14 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:5 192.168.77.15 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:6 192.168.77.16 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:7 192.168.77.17 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:8 192.168.77.18 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth0:9 192.168.77.19 netmask 255.255.255.0 up

以上指令操作增加虚拟IP，添加完成后通过 ifconfig 指令查看确认所有虚拟IP最已列出。

修改/etc/sysctl.conf文件：

 

fs.file-max = 12000000
fs.nr_open = 12000000
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

执行/sbin/sysctl -p即时生效。

echo 12000000 > /proc/sys/fs/nr_open #需root权限

/etc/security/limits.conf配置

 

* soft nofile 12000000
* hard nofile 12000000
* soft nproc 12000000
* hard nproc 12000000

使用Coolpy7_benchmark测试客户端测试四百万级连接

 

# 下载测试工具
git clone https://github.com/Coolpy7/coolpy7_benchmark.git
# 进入bin文件夹
cd bin
 
# 启动Coolpy7静连接测试工具
# 参数url: Coolpy7服务端所在服务器ip地址，默认端口号：1883
# 参数workers: 需要创建的客户端连接数量
# 参数cid: mqtt连接客户端(ClientId)前缀，工具会自动以cid+WorkersId作为连接clientid值
# 参数topic: 连接成功后订阅的topic主题（支持以%i取得workersid：例: mytopic%i）不进行订阅测试填写null字符串
# 参数keepalive: 连接ping时间间隔
# 参数clear: mqtt客户端连接的clearsession属性，当设置为true时重连时不能再次订阅qos0以上的主题
# 以下例示建立连接到192.168.200.238所在的Coolpy7服务器端，并创建400万个MQTT客户端连接
./go_build_cp7_bench_sub_go_linux -workers=4000000 -cid=tqy -topic=null -qos=0 -url=tcp://192.168.200.238:1883 -keepalive=60000s -clear=true
 

客户端连接数	系统使用内存	RES使用内存	VIRT使用内存	CPU使用	网络(进)	网络(出)
100万	4.5G	2633M	2789M	260/1600	2.8M	2M
200万	10.3G	4009M	4152M	277/1600	2.98M	2.15M
300万	14.7G	5517M	5682M	278/1600	3.05M	2.21M
400万	19.3G	7055M	7231M	270/1600	2.91M	2.18M