基於linux的Web伺服器效能測試

一、基於 linux的 Web伺服器 的重要性

　　linux作為一種免費的開源操作系統，正越來越受到人們的重視。隨著穩定的Linux 2.4核心發布日期的臨近和Intel IA-64構架的推出，Linux在伺服器作業系統市場所佔的份額會繼續擴大，那麼基於Linux的應用也就會日益豐富。而在Internet時代，作業系統最廣闊的市場空間就是Web伺服器，正是遍布全球的千千萬萬的Web伺服器才構成了網際網路資訊資源的基礎，而Web伺服器效能的優劣直接關係到人們對資訊資源的利用效率，因此對Web伺服器效能的測試就顯得非常必要。

　　 二、以運行在linux平台的Apache伺服器為例，談Web伺服器的效能測試

　　Web伺服器的效能不僅僅和Web伺服器軟體本身有關，它還和伺服器硬體設計水平和伺服器 作業系統有很大的關係，因此Web伺服器效能測試是一項綜合效能的測試。目前在全球Web伺服器軟體市場上Apache伺服器佔到了60%以上的市場份額。下面就以運行在linux平台上的Apache伺服器為例，談談如何進行Web伺服器效能的測試。

　　1.Web伺服器效能測試的工具

　　Web伺服器的效能測試工具很多，比較著名的有WebStone和WebBench，這兩個工具雖然實現的方法有所不同，但是測試單位是相同的，即都是測試每秒最大請求響應數和資料輸送量。

　　2.Apache伺服器支援SSL協議的配置

　　隨著 電子商務的發展，webBench2.0還增加了電子商務測試集，這就需要Apache伺服器支援SSL(Security Socket Layer)。但是Apache伺服器在預設情況下並沒有提供對SSL的有效支援，因此要想利用WebBench測試Apache伺服器的電子商務效能，就需要重新設定Apache伺服器使之支援SSL。下面就以Redhat linux6.1，Apache1.3.9為平台講一下具體的配置方法：

　　1)下載Apache1.3.9

　　(http://www.apache.org)

　　Openssl-0.9.5

　　(http://www.openssl.org)

　　Mode-ssl-2.6.0

　　(http://www.modssl.org)

　　2)解壓縮：

　　# tar zxvf apache*.tgz

　　# tar zxvf openssl*.tgz

　　# tar zxvf modssl*.tgz

　　3)更改perl可執行檔的目錄

　　# cd /openssl*/util

　　把perlpath.pl檔案開始的#!/usr/local/bin/perl改成現在作業系統中perl的目錄，在RedHat linux中是#!/usr/bin/perl。然後運行./perlpath.pl /usr/bin即可。

　　4)編譯配置

　　# cd openssl-0.9.x

　　# sh config

　　-fPIC

　　# make

　　# make test

　　# cd mod-ssl*

　　# ./configure

　　--with-apache=/apache_1.3.12 --with-ssl=/openssl-0.9.5

　　--prefix=/apache_1.3.12

　　# cd apache_1.3.12

　　# make

　　# make certificate

　　# make install

　　在make certificate時會有很多的選項，主要的是選擇密碼編譯演算法，包括RSA(它是由R. Rivest、A. Shamir和L. Adleman三位教授於1977年提出的公開密鑰密碼系統，它的取名就是來自於這三位發明者的姓的第一個字母)和DSA(Digital Signature Algorithm)，這時選擇RSA即可，接下來會有包括國家名，單位名，認證有效期間等等需要輸入的資訊。這些步驟完成之後，會產生一個server.crt和server.key檔案，注意server.key檔案一定要保密，接下來就是輸入串連使用者名稱和口令。

　　以上工作全部結束後，會產生三個伺服器認證檔案，他們分別是：

　　/apache*/conf/ssl.key/server.key

　　/apache*/conf/ssl.crt/server.crt

　　/apache*/conf/ssl.csr/server.csr

　　# cd /mod-ssl*

　　# ./configure

　　--with-apache=/apache_1.3.12

　　--with-crt =/apache_1.3.12/conf/ssl.crt/server.crt

　　--with-key=/apache_1.3.12/conf/ssl.key/server.key

　　# cd /apache*

　　# SSL-BASE=/openssl*

　　./configure

　　--enable-module=ssl

　　--prefix=/apache_1.3.12

　　# make

　　# make certificate

　　# make install

　　3.測試Web伺服器的輸送量和每秒最大請求響應數

　　全部編譯完成之後的apache就可以支援ssl，但是要想進行WebBench的測試，還需要配置/apache/conf/http.conf檔案，最關鍵的是要開啟ssl的監聽連接埠443，並且把documentroot和Webbench3.0所在的目錄對應起來。然後在/apache*/bin/下運行apachectl startssl執行電子商務子集測試，運行 apachectl start執行普通的測試，通過控制台和用戶端WebBench軟體的配合就可以測試出當前系統配置下Web伺服器的輸送量和每秒最大請求響應數。

　　三、WEB伺服器測試結果分析

　　1.SMP技術與伺服器叢集技術

　　SMP(Symmetric MultiProcessing)，即：對稱多處理。指在一個電腦上彙集了一組處理器(多CPU)。它們共用記憶體及匯流排結構，系統將處理任務隊列對稱地分佈於多個CPU上，從而極大地提高了系統的資料處理能力。Windows2000採用了SMP，一般情況下，雙CPU的伺服器比單CPU伺服器效能提高70%左右。而linux系統對於SMP技術並不敏感，根據測試結果顯示，使用雙PentiumIII800CPU比單CPU的Web伺服器效能沒有顯著的提高。

　　與SMP相比，叢集技術更易於實現，它開發周期短，而且造價低。雖然節點之間資料轉送的速度比SMP匯流排低，但是它的可擴充性遠遠超過了 SMP，在一個叢集中可以很輕鬆地支援256個CPU。同時，由於各節點之間使用了鬆散耦合的方式串連，可以在系統正在啟動並執行情況下方便地更換或添加節點，因此它的可靠性與可擴充性也優於目前的SMP技術，但是同時我們應該注意到的是叢集技術的主要局限在網路的瓶頸上，對於關鍵的節點甚至使用千兆網，這是一般使用者無法承受的。因此在選擇上應該考慮到這個問題。

　　2.系統記憶體的影響

　　在linux系統下，有一點需要注意：對於某些BIOS來說，如果超過64MB記憶體就需要在LILO.CONF中加入擴充記憶體的命令，否則伺服器記憶體顯示只有64MB。我們對64MB記憶體和128MB記憶體的伺服器進行測試，結果表明 ：記憶體對Web效能的影響是巨大的，尤其是在大負載下的效能提高得很快。

　　筆者認為，對於部門級伺服器而言，由於CPU速度、網路頻寬、磁碟效能的限制，512MB-1G記憶體是比較適宜的。

　　3.64位作業系統與64位伺服器

　　對於linux界來說Tru64 Linux系統的推出是一件大事。我們分別在天兆陽光的Alpha、杜文的SparcII的伺服器上作了RedHat6.2的Web效能測試。但是測試結果並非像想象中的那樣令人滿意。筆者分析有以下幾個原因：首先，不合時宜的測試集。我們所使用的測試載入器WebBench還沒有64位Linux的測試集，沒有充分考慮到64位的高頻寬、海量儲存等優勢。第二，Tru64 Linux系統與64位硬體系統的配合還存在一定的問題，它畢竟不象Solaris是SUN定製開發的支援64位元運算的作業系統。

　　4.Apache 伺服器的最佳化

　　Apache伺服器系統的優勢之一就是可以對其進行最佳化。筆者認為主要分為應用級和代碼級兩種最佳化方式。應用級最佳化比較簡單，主要是對HTTPD.conf、ACCESS.conf、SRM.conf三個設定檔中的參數進行配置。本次測試中沒有對系統作最佳化，只是針對64位伺服器系統效能好的特點，將最大進程數從預設的150提高到了1000，減少了CPU殺掉進程的時間，測試後發現Web效能提高了10%。而對於代碼級的最佳化相對複雜得多，並且可以參考的執行個體不多，希望在以後的測試中進一步體會。

　　總之，linux作業系統應用於Web伺服器有許多優勢，如：伺服器大負載穩定性好等，相信許多Web使用者都有很深的體會。

　　 WebBench介紹

　　WebBench是一個主要用來考查Web伺服器效能的測試載入器。它的測試結構與ServerBench相同，同樣採用伺服器、用戶端和控制台三種方式。 WebBench 在Web伺服器端安裝測試檔案，這些檔案主要由HTML、GIF和可執行檔組成，利用用戶端電腦來類比Web瀏覽器向Web伺服器發送請求。但是，在用戶端並不使用真正的瀏覽器，也不真正顯示伺服器發送的回應檔，而是在收到Web伺服器的響應後立即紀錄該響應的相關資訊，並立即發送另外一個請求。通過這種方法來測試Web伺服器每秒處理的請求數和資料輸送量。WebBench測試可以分為普通測試和電子商務測試：普通的測試集由靜態和動態請求組成;而電子商務測試集由8%的安全請求和92%的非安全請求組成。在電子商務測試中，Web伺服器需要支援SSL(Secure Socket Layer)協議，它是Web伺服器上使用廣泛的基本安全措施，可向基於TCP/IP協議的Client/Server應用程式提供Client/Server端的鑒別、資料完整性和資訊機密性等安全措施。

　　 ServerBench介紹

　　ServerBench是一個著名應用伺服器效能測試工具，它主要在Client/Server環境下測試應用伺服器的處理器效能、網路效能和系統效能。其中，應用伺服器系統的綜合效能測試(sys)是ServerBench最基準的測試。這次測試我們也主要測試了綜合效能(sys)和處理器效能(proc)兩項。

　　ServerBench的工作原理就是在伺服器端啟動一個主進程，將主進程與控制台相連。對於每一個和伺服器相連的用戶端，該主進程都建立一個服務進程，服務進程負責等待用戶端的請求並作相應的處理，主進程和服務進程通過共用記憶體來交換資料。控制台用來定義測試集，用這個測試載入器，客戶把各種交易處理發送到伺服器，每個事務都需要應用伺服器執行磁碟的讀寫、資料操作和Client/Server之間的網路通訊等一系列操作，來給伺服器的不同子系統增加壓力，並以每秒完成的交易處理量得出測試分數。

效能測試

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