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Netflix Zuul與Nginx的效能對比

如今你可以聽到很多關於“微服務”的資訊。Spring Boot是一個用來構建單個微服務應用的理想選擇,但是你還需要以某種方式將它們互相聯絡起來。這就是Spring Cloud試圖解決的問題,尤其是Spring Cloud Netflix。它提供了各種元件,比如:Eureka服務發現與Ribbon客戶端負載均衡的結合,為內部“微服務”提供通訊支援。但是,如果你想要與外界通訊時(你提供外部API,或只是從你的頁面使用AJAX),將各種服務隱藏在一個代理之後是一個明智的選擇。

常規的選擇我們會使用Nginx作為代理。但是Netflix帶來了它自己的解決方案——智慧路由Zuul。它帶有許多有趣的功能,它可以用於身份驗證、服務遷移、分級解除安裝以及各種動態路由選項。同時,它是使用Java編寫的。如果Netflix使用它,那麼它與本地反向代理相比是否足夠快呢?或者當我們對靈活性(或其他功能)要求更高時,它是否適合與Nginx聯合使用。

免責宣告:不要認為這是一個嚴肅的基準。我只是想感受Nginx和Zuul的差異,因為我在網際網路上並沒有找到任何基準(也可能是我沒有搜尋足夠長的時間)。它不遵循任何推薦的基準測試方法(預熱時間、測試次數……),我只是使用3個在不同可用區域的EC2例項(這不是最佳的)。

測試

那我做了什麼呢?測試是比較兩種解決方案的原始效能,沒有任何其他特殊的功能。我只是同時發起單個HTTP請求來獲取一個HTML頁面(大小約為26KB)。我使用ApacheBench來發起200個併發執行緒的測試(我也嘗試了httpperf,但是它需要更高的CPU要求,所以還是選擇了要求更低的ab)。

直接連線

首先,我感興趣的是不通過任何反向代理直接訪問HTTP伺服器的效能。Ab在一臺機器上執行,直接訪問目標伺服器。

$ ab -n 10000 -c 200 http://target/sample.html

....

Document Path: /sample.html
Document Length: 26650 bytes

Total transferred: 268940000 bytes
HTML transferred: 266500000 bytes
Requests per second: 2928.45 [#/sec] (mean)
Time per request: 68.295 [ms] (mean)
Time per request: 0.341 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 76911.96 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
 min mean[+/-sd] median max
Connect: 4 33 6.0 32 66
Processing: 20 35 7.5 35 392
Waiting: 20 35 6.4 34 266
Total: 24 68 7.8 66 423

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
 50% 66
 66% 67
 75% 69
 80% 70
 90% 74
 95% 81
 98% 91
 99% 92
 100% 423 (longest request)

很好,幾次測試都顯示了類似的值:2928、2725、2834、2648 req/s。有一些偏差,但這些數字現在還不重要。

通過Nginx

現在我可以使用Nginx的代理服務。只需要將Nginx配置更新為代理到目標伺服器,比如:

server {
   listen 80 default_server;
   listen [::]:80 default_server ipv6only=on;

   # Make site accessible from http://localhost/
   server_name localhost;

   # allow file upload
   client_max_body_size 10M;

   location / {
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_pass http://target:80;
   }
}

像之前一樣執行型別的測試:

$ ab -n 50000 -c 200 http://proxy/sample.html
...
Server Software: nginx/1.4.6
Server Hostname: proxy
Server Port: 80

Document Path: /sample.html
Document Length: 26650 bytes

Concurrency Level: 200
Time taken for tests: 52.366 seconds
Complete requests: 50000
Failed requests: 0
Total transferred: 1344700000 bytes
HTML transferred: 1332500000 bytes
Requests per second: 954.81 [#/sec] (mean)
Time per request: 209.465 [ms] (mean)
Time per request: 1.047 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 25076.93 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
 min mean[+/-sd] median max
Connect: 3 50 11.7 48 114
Processing: 37 159 11.9 160 208
Waiting: 36 159 11.9 160 207
Total: 40 209 10.4 209 256

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
 50% 209
 66% 212
 75% 214
 80% 216
 90% 220
 95% 224
 98% 232
 99% 238
 100% 256 (longest request)

測試結果為954、954、941 req/s。效能與延遲(如預期)變差了。

通過Zuul

現在我們在同一臺機器上安裝Zuul。它的應用本身很簡單:

@SpringBootApplication
@Controller
@EnableZuulProxy
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(DemoApplication.class)
            .web(true).run(args);
    }
}

我們還需要在 application.yml中定義固定的路由規則:

zuul:
  routes:
    sodik:
      path: /sodik/**
      url: http://target

現在我們試試執行測試:

$ ab -n 50000 -c 200 http://proxy:8080/sodik/sample.html

Server Software: Apache-Coyote/1.1
Server Hostname: proxy
Server Port: 8080

Document Path: /sodik/sample.html
Document Length: 26650 bytes

Concurrency Level: 200
Time taken for tests: 136.164 seconds
Complete requests: 50000
Failed requests: 2
(Connect: 0, Receive: 0, Length: 2, Exceptions: 0)
Non-2xx responses: 2
Total transferred: 1343497042 bytes
HTML transferred: 1332447082 bytes
Requests per second: 367.20 [#/sec] (mean)
Time per request: 544.657 [ms] (mean)
Time per request: 2.723 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 9635.48 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 2 12 92.3 2 1010
Processing: 15 532 321.6 461 10250
Waiting: 10 505 297.2 441 9851
Total: 17 544 333.1 467 10270

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 467
66% 553
75% 626
80% 684
90% 896
95% 1163
98% 1531
99% 1864
100% 10270 (longest request)

結果比我(樂觀的)猜測更差。此外,我們還能看到兩次請求失敗(我們可以在Zuul的日誌中看到有兩個相應的異常,這些異常引發了HTTP連線池超時)。顯然預設情況下超時時間為10秒。

我們再進一步測試,得到了更多的結果:

Document Path: /sodik/sample.html
Document Length: 26650 bytes

Concurrency Level: 200
Time taken for tests: 50.080 seconds
Complete requests: 50000
Failed requests: 0
Total transferred: 1343550000 bytes
HTML transferred: 1332500000 bytes
Requests per second: 998.39 [#/sec] (mean)
Time per request: 200.322 [ms] (mean)
Time per request: 1.002 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 26199.09 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 2 16 7.9 16 126
Processing: 15 184 108.1 203 1943
Waiting: 13 183 105.9 202 1934
Total: 18 200 107.8 218 1983

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 218
66% 228
75% 235
80% 239
90% 254
95% 287
98% 405
99% 450
100% 1983 (longest request)

哇,不錯的改善。我認為Java JIT編譯對於效能有一定的幫助,但是要驗證這是否只是一個巧合,再嘗試一次:1010 req / sec。最終結果對我來說是一個驚喜。

結論

Zuul的原始效能非常接近於Nginx。事實上,在啟動預測之後,我的測試結果甚至略好一些(重申免責宣告-這並非一個嚴肅的基準效能測試)。Nginx顯示出更多的可預測效能(變化較小),可悲的是在Zuul預熱期間,我們經歷了一些小故障(150000個請求中的2個,但是您的微服務應該是容錯機制的,對吧?)。

所以,如果您考慮使用一些Zuul的額外功能,或者希望通過它與其他Netflix服務整合(比如Eureka)獲得更多的服務能力,Zuul看起來非常有希望作為簡單反向代理的替代產品。也許這也是Netflix使用的原因,所以您也可以嘗試一下。