运用 MQTT-JMeter 插件测试 MQTT 服务器性能

MQTT简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，它比较适合于在低带宽、不可靠的网络的进行远程传感器和控制设备通讯等，正在日益成为物联网通信协议的重要组成部分。MQTT是目前最流行的物联网协议之一，主要用于移动Push，移动IM，物联网M2M，物联网采集等，这些应用场景的特点是客户端的连接设备数比较多，那么如何在系统上线之前验证系统能否承受预先设计的压力呢？

XMeter因此专门开发（并维护）了MQTT JMeter插件，用户可以很方便地测试MQTT服务器的性能：添加MQTT连接、发布、订阅取样器，构造组合的应用场景，例如背景连接、多发少收、少发多收，计算消息转发时延等。利用该插件，我们为EMQ成功实施了包括百万级并发连接在内的一系列测试场景，这里有详细的测试报告。

今天我们来详细介绍一下怎么使用这个插件。

安装

从https://github.com/xmeter-net/mqtt-jmeter/releases下载您需要的release版本, 解压mqtt–xmeter-jar-with-dependencies.jar.zip, 将生成的jar文件放到JMeter安装主目录的lib/ext下，重启JMeter，就可以看到插件成功加载。

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【注】推荐在最新的JMeter3.1或者3.0版本中安装使用本插件。

连接操作取样器

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Server name or IP: 指向被测MQTT服务器地址。【注】为灵活起见，属性值都可以引用JMeter的系统或自定义变量。
Port number: 通常TCP连接的端口时1883, SSL连接则是8883。请参照服务器的具体配置。
Timeout(s): 连接超时设置，以秒为单位。
Protocols: 客户端与服务器通过SSL加密通道连接时，可以选择单向或者双向认证(Dual)。双向认证时，您还需要指定相应的信任秘钥库(Trust Key Store), 客户端证书，以及对应的文件保护密码(Secret)。这些文件可以通过服务器的证书配置转化得到。例如，对于EMQ的安装部署，/etc/cert下就存放了自签证的CA，服务器及客户端证书，参考下面的命令就可以生成插件所需的.jks, .p12文件，secret自行指定即可。
User authentication: 如果服务器配置了用户认证，您需要提供相应的用户名和口令。
ClientId prefix: 标识客户端的固定前缀，每个连接(虚拟用户)再添加一个uuid串，整个作为客户标识。
Add random suffix for ClientId :是否添加后缀。本例使用预先准备好的固定客户端ID，不要添加后缀，则取消勾选。
Keep alive(s): 心跳信号发送间隔。例如，300表示客户端每隔300秒向服务器发出ping请求，以保持连接活跃。
Connection keep time(s): 连接建立后，保持该连接的时长。例如，1800表示1800秒之后连接将被关闭，即使一直发送心跳信号。
Connect attempt max: 第一次连接过程中，尝试重连的最大次数。超过该次数则认为连接失败。
Reconnect attempt max: 后继连接过程中，尝试重连的最大次数。超过该次数则认为连接失败。

发布操作取样器

发布(Pub)取样器的连接相关属性与连接取样器完全相同，下面只介绍Pub特有的属性。

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QoS Level: 服务质量，取值为0，1，2，分别代表MQTT协议规范里的至多一次（AT_MOST_ONCE），至少一次（AT_LEAST_ONCE），精确一次（EXACTLY_ONCE）
Topic name: 发布消息所属的话题（订阅方可以根据话题不同选择订阅）
Add timestamp in payload:如果勾选，发布的消息体开头会附带当前时间戳，利用它可以在消息接收端计算消息达到的延时。不勾选则只发送实际的消息体。
Message type: 目前支持三种消息类
String: 普通字符串（如上面截图所示）
Hex String: 以16进制数值表示的串，比如字符串Hello,可以表示为48656C6C6F(其中，48在ascii表中对应字母H，依次类推)。通常16进制串用来构造非文本的消息体，例如描述某些私有的协议交互和控制信息等等。
Random string with fixed length: 按指定长度生成随机的串作为消息体。

订阅操作取样器

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QoS Level: 服务质量，含义与发布操作取样器相同。
Topic name: 订阅消息所属的话题。
Payload includes timestamp: 如果勾选，会从消息体开头处解析发送时间戳，用于计算消息的接收延时。
Debug response: 如果勾选，消息内容会打印在JMeter的响应结果中，用于调试目的。正式运行测试建议不勾选。

混合负载的测试场景

运用以上3种MQTT取样器，结合JMeter灵活的测试控制，您可以制定各种类型的测试场景。下面我们举一个例子，构造一个混合负载的场景。

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我们定义3个虚拟用户组，分别进行连接，发布，订阅操作。

连接者：虚拟用户数=10，发起10个到服务器的背景连接，每2秒钟发一次心跳请求，15秒后断连。
发布者：虚拟用户数=5，每隔一秒发送一条32字节的随机串，带时间戳，循环10次结束。
订阅者：虚拟用户数=2，接收相应话题上的消息，每隔一秒输出采样间隔里接收到的消息统计，循环10次结束。

在JMeter中运行该场景，15秒钟左右运行结束。可以在测试结果树中看到每个操作的详细信息。表格视图的”Sample Time”列出了操作花费的时间(毫秒)。由于这次测试在本地，并发用户数很少，所以连接、消息发送、接收时延都很短。您可以指向实际的MQTT服务器，模拟更大的并发用户数。
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