講個故事，告訴你網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸分析
在性能測試中，談到網(wǎng)絡(luò)問題，其實(shí)，在沒有特別說明的情況下，我們一般講的都是?HTTP 協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題，那，對于這個問題，我們?nèi)绾蝸矸治瞿兀?/p>
計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)，跟我們現(xiàn)實(shí)生活中的交通網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)也是一個道理，可以類比。你從住的地方，到你公司上班，人的位置，在整個過程中發(fā)生了移動，就相當(dāng)于我們網(wǎng)絡(luò)中一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行了傳輸，我們可以這樣類比，來剖析下這個移動過程：
首先，住的地方是已知的，住的很豪華，有非常多的門，你要去上班，從任意一個門出來都可以，但是門再多，它也是有一定數(shù)量的對吧。
從門出來，你就會想，用什么樣的交通工具，如果使用 4 個輪子的車子，那接下來就會選擇道路，因?yàn)椴煌牡缆罚瑩矶虑闆r可能不一樣。
現(xiàn)在，你開車到了公司樓下，你又會選擇從哪個門進(jìn)公司。如果時間緊，人又多，一窩蜂都擠到一個門，你小身板，可能就擠不進(jìn)去，所以你可能會挑一個足夠?qū)捵屇氵M(jìn)去的門。
對吧。這個過程，相信大家都能理解。
接下來，我們根據(jù)這個過程，分析下，影響我們上班過程的瓶頸有哪些？
門很多，但是總有個數(shù)量，萬一門不夠，是不是就出不去了？所以，這個出口門，可能會是個瓶頸。
交通工具和道路。不同的交通工具，速度不一樣；道路等級、寬窄、流通量都會影響通行速度，都可能是瓶頸。
公司入口門，如果大家都在同一時間點(diǎn)從門口進(jìn)來，是不是就會要排隊(duì)，或者進(jìn)不來，那這個入口門，也可能會是瓶頸。
進(jìn)入公司后，要進(jìn)入辦公室，辦公室的門寬度，是不是也可能是個瓶頸。
現(xiàn)在，我們知道了影響我們上班是否遲到到的瓶頸了，其實(shí)，在我們網(wǎng)絡(luò)性能分析中，也是類似的。
用 HTTP 協(xié)議來規(guī)范網(wǎng)絡(luò)通信，用 TCP\UDP 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它就是我們上班的交通工具。
TCP 連接有四個組成元件，源地址、源端口、目的地址、目的端口。源地址，就是你自己機(jī)器的 ip，相當(dāng)于你住的地址，一般都是唯一的；源端口，就是發(fā)起通信的端口，就是你從家里出來的門，你發(fā)起一次通信，就會要先找一個端口，打開端口，從端口出去，然后關(guān)閉端口。這個過程，作為常規(guī)的使用，完全沒有問題，所以平常大家都不關(guān)注這個。
但是，端口是很多，也耐不住你使勁的‘造’?。?/strong>就像你家很豪華，門再多，也耐不住你浪費(fèi)啊。）在我們性能測試時，就是使勁的‘造’，會打開大量的端口，處于占用狀態(tài)，沒有獲得到端口的就出不去，從而就可能出現(xiàn)，端口不夠用的情況。
ok，現(xiàn)在明白網(wǎng)絡(luò)性能的第一個可能的瓶頸是什么了吧！端口不夠用??！
1、源地址端口不夠用
大家在公司日常用的更多的電腦就是 Windows，那 windows 的電腦端口有多少呢？這個要說原理和理論，估計(jì)很多同學(xué)就會蒙圈了，所以就不大談理論了。
我們可以先簡單理解為端口總共有?65535 個，其中
① 0~1023(共 1024 個)，為公認(rèn)端口，緊密的綁定在一些特定服務(wù)上，如 21 端口就是 FTP 服務(wù)，80 端口就是 HTTP 服務(wù)；
② 1024~49151(共 48127 個)，為注冊端口，松散的綁定于一些服務(wù)，如 8080 端口常常就用于綁定 Tomcat 服務(wù)；
③ 49152~65535(共 16384 個)，為動態(tài)或私有端口。
看了這樣一組數(shù)據(jù)，知道在做性能測試時，你本機(jī) TCP 通信最多能消耗多少個端口了嗎？
—— 65535 ？
—— 16384 ？
哈哈，都不對。
實(shí)際上，一臺電腦 TCP 通信端口應(yīng)該是在 16400+ 個，當(dāng)然也不會超過太多。為什么不是 16384，而是這樣一個值呢？
因?yàn)椤远丝凇杏胁糠侄丝冢矔糜?tcp 通信。所以在性能測試時，最大可用端口范圍會稍微大一點(diǎn)。
看到這，是不是就特別想知道怎么查看 Windows 系統(tǒng)中，TCP 端口連接占用情況呢？
那，接下來就給大家講解一個非常簡單的命令：
Windows 系統(tǒng)查看當(dāng)前 TCP 連接數(shù)：
Linux 呢？是你的菜嗎？
netstat -ano |grep 'tcp' | wc -l?這個知道嗎？
好，現(xiàn)在已經(jīng)知道如何實(shí)時查看了，那實(shí)際執(zhí)行性能測試，如果出現(xiàn)源地址端口不夠用，會出現(xiàn)什么樣的問題表現(xiàn)呢？
Address already in use: connect
對于這樣的錯，你見過嗎？
相信只要做過性能測試的人員，或多或少都遇到過吧！
雖然出現(xiàn) Address already in use: connect 這個問題，原因很多，但源地址端口不夠用，就是其中一個常見的原因。
我們可以嘗試如下方法調(diào)優(yōu)：
第一個調(diào)優(yōu)辦法：
如果是使用 jmeter 進(jìn)行性能測試，出現(xiàn)上述報(bào)錯，可以直接去掉 http 取樣器的 【使用 KeepAlive】 復(fù)選勾。
第二個調(diào)優(yōu)辦法：
打開系統(tǒng)的注冊表，找到 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters]， 看下右側(cè)的配置信息，有沒有 MaxUserPort 配置項(xiàng)
有，則修改值為 65534(十進(jìn)制)，確定
沒有，則新增一個 DWORD, name 為 MaxUserPort, value 為 65534(十進(jìn)制)，確定
重啟系統(tǒng)
完成這一步，我們已經(jīng)知道，我們的系統(tǒng)當(dāng)前端口可用范圍已經(jīng)達(dá)到最大。
接下來，我們還需要知道，端口被使用后，如果我們能及時回收，再利用是不是能提高端口利用率，這樣是不是就變相增加了端口了呢？
所以，第二個調(diào)優(yōu)方法就是，釋放、回收端口。
第三個調(diào)優(yōu)辦法：
打開系統(tǒng)的注冊表，找到 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters]， 看下右側(cè)的配置信息，有沒有 TcpTimedWaitDe 配置項(xiàng)
有，則修改值為 10(十進(jìn)制，10 秒)，確定
沒有，則新增一個 DWORD, name 為 TcpTimedWaitDe, value 為 10(十進(jìn)制)，確定
重啟系統(tǒng)
完成了這兩步，我們就已經(jīng)完成了發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道如何解決從家里出來可能的問題了，接下來，就是開車，去上班。
把車開出來，先經(jīng)過一段引路，然后才能進(jìn)入主干道，主干道通行一段距離后，下主干道，進(jìn)入一段公司引路，再進(jìn)入公司。
對吧！
其實(shí)，我們的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，也可以這樣類比，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包要通過網(wǎng)卡，使用網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)(如網(wǎng)線)在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，進(jìn)過多次周轉(zhuǎn)，找到目標(biāo)服務(wù)器，通過服務(wù)器網(wǎng)卡，進(jìn)入服務(wù)器內(nèi)部。
同樣的，我們能分析出：
發(fā)送方的網(wǎng)卡速率有 10m、百兆、G 兆網(wǎng)卡，如果網(wǎng)卡不行，可能成為瓶頸。
傳輸介質(zhì)，有線、無線，有線的介質(zhì)(如雙絞線、同軸電纜、光纖)、路由的復(fù)雜度(如國內(nèi)、國外)等等，都會影響傳輸速度，這個有可能成為瓶頸。
服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)卡速率，照樣也可能成為瓶頸
有這么多可能的瓶頸，那我們怎么判定網(wǎng)絡(luò)傳輸有沒有問題呢？這個相信大家都知道怎么做。
2、網(wǎng)絡(luò)傳輸通道瓶頸
Ⅰ、查看發(fā)起請求的機(jī)器網(wǎng)卡速率。
如果是 Windows10 電腦，可以在 “網(wǎng)絡(luò)連接” > 選中機(jī)器網(wǎng)卡，右鍵‘狀態(tài)’ > 查看彈窗中的‘速度’
Ⅱ、 檢查網(wǎng)絡(luò)傳輸路由，Windows 下執(zhí)行：
跟蹤完成。第 1 列，表示路由節(jié)點(diǎn)數(shù)量；第 2~4 列，表示連接到每個路由節(jié)點(diǎn)的速度、返回速度、多次連接反饋的平均值；最后的 ip，代表路由地址。
從這個就能看出在哪個節(jié)點(diǎn)時間長，可能有優(yōu)化空間。
Ⅲ、數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器了，現(xiàn)在要查看服務(wù)器的網(wǎng)卡信息。
通過這個命令，我們可以看到 ens33 這個網(wǎng)卡，目前設(shè)置的速度為 100Mb/s，這個已經(jīng)非常大了，如果這個值過低，可能就需要改大，可以執(zhí)行：
好了，現(xiàn)在我們知道如何查看確認(rèn)我們數(shù)據(jù)傳輸通道的問題了。
顯然，我們對于這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，辦法不是很多。就像我們上班的路，我們能在引路上想些辦法，規(guī)劃好行車路線，但是我們對于主干道，幾乎無能為力。
3、目的地址端口瓶頸
這張圖，是不是完全沒有看懂什么意思？
其實(shí)我們的請求在服務(wù)器上，就是類似圖片這樣，非常多的請求來到服務(wù)器，最后都是通過某個端口，或者幾個端口真正獲取響應(yīng)數(shù)據(jù)。
首先，我們得知道，一臺機(jī)器，再強(qiáng)，也只能接收一定量的請求，這個數(shù)量是有最大值的，我們可以通過：
Linux 機(jī)器上查看允許的連接配置
如果覺得這個配置的‘max user process' 和 'open files'太小，可以修改 /etc/security/limits.conf
修改完后， max user processes 就會改成 32768， open files 值變更為 16000
做完這波操作，就相當(dāng)于你對公司的入口門進(jìn)行了設(shè)置，根據(jù)你的需要調(diào)整了門的寬度。
接下來，就是要進(jìn)入你的辦公室了。
4、服務(wù)內(nèi)部端口瓶頸
首先我們可以查看下你當(dāng)前服務(wù)的端口連接數(shù)量:
這個命令執(zhí)行完后，你會獲得一個數(shù)值，這個數(shù)量到達(dá)一定的峰值之后，就不會再增長了，當(dāng)你測試結(jié)束的時候，這個峰值就會逐步降低。
這是怎么回事呢？
其實(shí)，這就是我們服務(wù)的連接數(shù)量，而這個數(shù)量，是可以配置的。
如果你的服務(wù)是 tomat，可以在 Tomcat 的 conten.xml 中，配置
修改 maxThreads 的值，就是在修改我們的最大峰值。
注意，maxThreads 不是無限大的， 越大，相應(yīng)的消耗的資源也會越多。
好了，這就是我們常常進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸分析的幾個方面。你是不是都已經(jīng)掌握了呢？
說明：本文為檸檬班allen老師原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載需注明出處！
