实现单台测试机6万websocket长连接

Posted 2021-01-26

本文由作者郑银燕授权网易云社区发布。

本文是我在测试过程中的记录，实现了单台测试机发起最大的websocket长连接数。在一台测试机上，连接到一个远程服务时的本地端口是有限的。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。也就是说，一台机器一个IP只能创建六万多个websocket长连接。

一、客户端参数调优

本文采用的测试机分别为黑mac系统和linux系统（由于黑mac机器本身性能问题，最大只能达到2万连接，于是换用linux）。下面先以mac系统为例，阐述下客户端参数调优，linux系统类似，这里不做阐述。

1、修改全局限制，系统默认的最大连接数限制

命令：sysctl kern.maxfiles

说明：全局限制，也就是系统默认的最大连接数限制是12288

修改大小： sudo sysctl -w kern.maxfiles=1048600

说明：设置系统最大连接数从12288到1048600

2、测试脚本是一个进程，开启上万个长连接，还需要修改单个进程的最大连接数。

命令：sysctl kern.maxfilesperproc

说明：单个进程默认最大连接数限制是10240

修改大小：sudo sysctl -w kern.maxfilesperproc=1048576

说明：设置进程连接数限制，进程的最大连接数要小于等于全局连接数

3、由于客户端与服务端需要建立大量的socket，所以我们需要调速一下最大文件描述符。

命令：ulimit -n

说明：“ulimit －n”命令显示当前shell能打开的最大文件数，默认值：256，该值总是小于kern.maxfilesperproc的值，因为一个shell就是一个进程。

修改大小：ulimit －n 1048576

说明：设置当前shell能打开的最大文件数为1048576，该值不能大于kern.maxfilesperproc，否则会提示设置失败。

4、由于系统默认参数，自动分配的端口数有限，所以我们需要更改客户端ip端口号的参数

 命令：sysctl net.inet.ip.portrange，查询得到的系统默认的端口号分配如下：

将可分配的首个端口号设置为1024

修改大小：sudo sysctl net.inet.ip.portrange.first=1024

5、按以上的方式设置参数有个问题，当系统重启后，这些参数又恢复成了默认值，解决办法就是把参数写到/etc/sysctl.conf文件中，但是，默认这个文件是不存在的，所以首先就要创建它：

sudo touch /etc/sysctl.conf

然后把参数写到文件里

kern.maxfiles=1048600

kern.maxfilesperproc=1048576

net.inet.ip.portrange.first=1024

net.inet.ip.portrange.last=65535

重启系统，查看结果，显示成功。

至于ulimit -n的值，可以把ulimit -n 1048576 写到.bashrc中实现自动修改。

二、测试脚本

客户端脚本采用nodejs编写，之所以不采用jmeter的方式，是因为jmeter每个连接都是线程的方式，而单台测试机最好保持开启1000个以内的线程，否则机器容易崩溃。

测试脚本如下：

var cwd = process.cwd();var WebSocketClient = require(\'websocket\').client;var size = 10000;var host = \'example.com:80\';var port = 443;var authInterval = 10;var index = 0;

setInterval(function(){		if(index < size){
			uid = index;
			cid = index;
			init(uid, cid);
			index++;
		}
},authInterval);console.log(\'begin...\');
init = function(uid, cid){	var client = new WebSocketClient();
	client.connect(\'ws://XX.XX.XX.XX:XXXX/ws?token=\'+index,"","http://example.com:80");
	client.on(\'connectFailed\', function(error) {		console.log(\'Connect Error: \' + error.toString());
	});

	client.on(\'connect\', function(connection) {		console.log(index+\' Connected\');
		connection.on(\'error\', function(error) {			console.log("Connection Error: " + error.toString());
		});
		connection.on(\'close\', function(error) {			console.log(error + \';  Connection Closed\');            //client.close();
			reconnect();
		});
		connection.on(\'message\', function(message) {
			
		});
	});
};function timeLogout(){	return setTimeout(function (){
		logout(uid);
	}, StartTime);
}

三、测试结果

在相应的目录下输入命令node websocket.js，即可建立websocket连接。由于机器性能问题，连接数达到2w左右，就无法建立新的连接了。后面将机器改成云主机，可以达到6万的连接数。

四、后续展望

我的测试目标不是实现单台6万的连接数。我的目标是可以达到百万级稳定的长连接，并且可以向websocket服务器收发信息，计算每个消息从服务器发送到客户端接收的平均耗时时间，以及查看建立百万级连接，服务器的内存和cpu的使用情况。最终限制于机器的性能，暂时还没做到。并且业务需求繁忙，这个测试就暂时告一段落了。后续想要通过使用虚拟IP的方式来实现百万级连接,比如增加了18个IP地址，这样就可以产生18 * 60000 = 1080000个连接。或者借用更多的机器数，每台机器维持6万连接。

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