基于linux的Web服务器性能测试

    一、基于linux的Web服务器性能测试的重要性

　　linux作为一种免费的开源操作系统，正越来越受到人们的重视。随着稳定的Linux 2.4内核发布日期的临近和Intel IA-64构架的推出，Linux在服务器操作系统市场所占的份额会继续扩大，那么基于Linux的应用也就会日益丰富。而在Internet时代，操作系统最广阔的市场空间就是Web服务器，正是遍布全球的千千万万的Web服务器才构成了因特网信息资源的基础，而Web服务器性能的优劣直接关系到人们对信息资源的利用效率，因此对Web服务器性能的测试就显得非常必要。

　　二、以运行在linux平台的Apache服务器为例，谈Web服务器的性能测试

　　Web服务器的性能不仅仅和Web服务器软件本身有关，它还和服务器硬件设计水平和服务器操作系统有很大的关系，因此Web服务器性能测试是一项综合性能的测试。目前在全球Web服务器软件市场上Apache服务器占到了60%以上的市场份额。下面就以运行在linux平台上的Apache服务器为例，谈谈如何进行Web服务器性能的测试。

　　1.Web服务器性能测试的工具

　　Web服务器的性能测试工具很多，比较著名的有WebStone和WebBench，这两个工具虽然实现的方法有所不同，但是测试指标是相同的，即都是测试每秒最大请求响应数和数据吞吐量。

　　2.Apache服务器支持SSL协议的配置

　　随着电子商务的发展，webBench2.0还增加了电子商务测试集，这就需要Apache服务器支持SSL（Security Socket Layer）。但是Apache服务器在缺省情况下并没有提供对SSL的有效支持，因此要想利用WebBench测试Apache服务器的电子商务性能，就需要重新配置Apache服务器使之支持SSL。下面就以Redhat linux6.1，Apache1.3.9为平台讲一下具体的配置方法：

　　1)下载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)解压缩：

　　# tar zxvf apache*.tgz
　　# tar zxvf openssl*.tgz
　　# tar zxvf modssl*.tgz
　　3)更改perl可执行文件的目录
　　# cd /openssl*/util

　　把perlpath.pl文件开始的#!/usr/local/bin/perl改成现在操作系统中perl的目录，在RedHat linux中是#!/usr/bin/perl。然后运行./perlpath.pl /usr/bin即可。

　　4)编译配置

　　# 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时会有很多的选项，主要的是选择加密算法，包括RSA（它是由R. Rivest、A. Shamir和L. Adleman三位教授于1977年提出的公开密钥密码系统，它的取名就是来自于这三位发明者的姓的第一个字母）和DSA（Digital Signature Algorithm），这时选择RSA即可，接下来会有包括国家名，单位名，认证有效期等等需要输入的信息。这些步骤完成之后，会产生一个server.crt和server.key文件，注意server.key文件一定要保密，接下来就是输入连接用户名和口令。

　　以上工作全部结束后，会生成三个服务器认证文件，他们分别是：

　　/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.测试Web服务器的吞吐量和每秒最大请求响应数

　　全部编译完成之后的apache就可以支持ssl，但是要想进行WebBench的测试，还需要配置/apache/conf/http.conf文件，最关键的是要打开ssl的监听端口443，并且把documentroot和Webbench3.0所在的目录对应起来。然后在/apache*/bin/下运行apachectl startssl执行电子商务子集测试，运行 apachectl start执行普通的测试，通过控制台和客户端WebBench软件的配合就可以测试出当前系统配置下Web服务器的吞吐量和每秒最大请求响应数。

　　三、WEB服务器测试结果分析

　　1.SMP技术与服务器集群技术

　　SMP（Symmetric MultiProcessing），即：对称多处理。指在一个计算机上汇集了一组处理器（多CPU）。它们共享内存及总线结构，系统将处理任务队列对称地分布于多个CPU上，从而极大地提高了系统的数据处理能力。Windows2000采用了SMP，一般情况下，双CPU的服务器比单CPU服务器性能提高70％左右。而linux系统对于SMP技术并不敏感，根据测试结果显示，使用双PentiumIII800CPU比单CPU的Web服务器性能没有显著的提高。

　　与SMP相比，集群技术更易于实现，它开发周期短，而且造价低。虽然节点之间数据传输的速度比SMP总线低，但是它的可扩展性远远超过了 SMP，在一个集群中可以很轻松地支持256个CPU。同时，由于各节点之间使用了松散耦合的方式连接，可以在系统正在运行的情况下方便地更换或添加节点，因此它的可靠性与可扩展性也优于目前的SMP技术，但是同时我们应该注意到的是集群技术的主要局限在网络的瓶颈上，对于关键的节点甚至使用千兆网，这是一般用户无法承受的。因此在选择上应该考虑到这个问题。

　　2.系统内存的影响

　　在linux系统下，有一点需要注意：对于某些BIOS来说，如果超过64MB内存就需要在LILO.CONF中加入扩展内存的命令，否则服务器内存显示只有64MB。我们对64MB内存和128MB内存的服务器进行测试，结果表明 ：内存对Web性能的影响是巨大的，尤其是在大负载下的性能提高得很快。

　　笔者认为，对于部门级服务器而言，由于CPU速度、网络带宽、磁盘性能的限制，512MB-1G内存是比较适宜的。

　　3.64位操作系统与64位服务器

　　对于linux界来说Tru64 Linux系统的推出是一件大事。我们分别在天兆阳光的Alpha、杜文的SparcII的服务器上作了RedHat6.2的Web性能测试。但是测试结果并非像想象中的那样令人满意。笔者分析有以下几个原因：首先，不合时宜的测试集。我们所使用的测试工具WebBench还没有64位Linux的测试集，没有充分考虑到64位的高带宽、海量存储等优势。第二，Tru64 Linux系统与64位硬件系统的配合还存在一定的问题，它毕竟不象Solaris是SUN定制开发的支持64位运算的操作系统。

　　4.Apache 服务器的优化

　　Apache服务器系统的优势之一就是可以对其进行优化。笔者认为主要分为应用级和代码级两种优化方式。应用级优化比较简单，主要是对HTTPD.conf、ACCESS.conf、SRM.conf三个配置文件中的参数进行配置。本次测试中没有对系统作优化，只是针对64位服务器系统性能好的特点，将最大进程数从默认的150提高到了1000，减少了CPU杀掉进程的时间，测试后发现Web性能提高了10%。而对于代码级的优化相对复杂得多，并且可以参考的实例不多，希望在以后的测试中进一步体会。

　　总之，linux操作系统应用于Web服务器有许多优势，如：服务器大负载稳定性好等，相信许多Web用户都有很深的体会。

　　WebBench介绍

　　WebBench是一个主要用来考查Web服务器性能的测试工具。它的测试结构与ServerBench相同，同样采用服务器、客户端和控制台三种方式。 WebBench 在Web服务器端安装测试文件，这些文件主要由HTML、GIF和可执行文件组成，利用客户端计算机来模拟Web浏览器向Web服务器发送请求。但是，在客户端并不使用真正的浏览器，也不真正显示服务器发送的响应文件，而是在收到Web服务器的响应后立即纪录该响应的相关信息，并立即发送另外一个请求。通过这种方法来测试Web服务器每秒处理的请求数和数据吞吐量。WebBench测试可以分为普通测试和电子商务测试：普通的测试集由静态和动态请求组成；而电子商务测试集由8％的安全请求和92％的非安全请求组成。在电子商务测试中，Web服务器需要支持SSL（Secure Socket Layer）协议，它是Web服务器上使用广泛的基本安全措施，可向基于TCP/IP协议的Client/Server应用程序提供Client/Server端的鉴别、数据完整性和信息机密性等安全措施。

　　ServerBench介绍

　　ServerBench是一个著名应用服务器性能测试工具，它主要在Client/Server环境下测试应用服务器的处理器性能、网络性能和系统性能。其中，应用服务器系统的综合性能测试（sys）是ServerBench最基准的测试。这次测试我们也主要测试了综合性能（sys）和处理器性能（proc）两项。

　　ServerBench的工作原理就是在服务器端启动一个主进程，将主进程与控制台相连。对于每一个和服务器相连的客户端，该主进程都创建一个服务进程，服务进程负责等待客户端的请求并作相应的处理，主进程和服务进程通过共享内存来交换数据。控制台用来定义测试集，用这个测试工具，客户把各种事务处理发送到服务器，每个事务都需要应用服务器执行磁盘的读写、数据操作和Client/Server之间的网络通信等一系列操作，来给服务器的不同子系统增加压力，并以每秒完成的事务处理量得出测试分数。