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HAProxy压测及参数调优
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背景 小米容器云平台，在构建云厂商集群时，需要通过HAProxy将云厂商LB流量从宿主机转到容器中，但对于HAProxy的性能没有把握。参考网上的一篇HAProxy压测文章，文章中提到HAProxy establish状态连接可以达到 400w，所以以此为目标，进行压测。 参考文章：文章地址 关键点 TCP计数器ListenOverflows大量增加
查看方法 cat /proc/net/netstat | awk '/TcpExt/ { print $21,$22 }'
原因 系统调用listen函数（int listen(int sockfd, int backlog)；）的队列长度由min（backlog ，内核参数 net.core.somaxconn ） 决定，对应socket的listen 队列已满的情况下，在新增一个连接时的情况，ListenOverflows计数器加 1 。 解决方案 调整系统参数 net.core.somaxconn = 65535 #默认为128 HAProxy 耗尽cpu问题
现象 HAProxy绑定4核cpu、8核cpu、16核cpu，压测的时候，都会出现CPU 100%被使用的情况。 追查过程 1. 通过 mpstat -P ALL 1 命令查看cpu 都用在哪里，可以看到cpu都绝大部分用在 sys态上。
2. 通过 strace -p pid -c 查看HAProxy 进程那个系统调用占用cpu 最多，看到cpu 都用在了 connect系统调用上。
3. HAProxy连接后端会使用connect系统调用，查看HAProxy配置，发现HAProxy连接后端就只有两个后端，即这种情况： vegeta（40台压测机器）-》HAProxy-》httptest（2台HAProxy后端），其中 HAProxy连接后端最多只能有63000个端口左右，大量的连接积压在HAProxy机器上，导致cpu被耗尽了。
解决方案 大量增加HAProxy的后端，解决HAProxy后端过少的瓶颈。 网卡 drop 数据包
现象 压测的时候，ifconfig发现网卡eth0 RX 出现 droppped。 解决方案 1. 调大网卡Ring buffer 查看：ethtool -g eth0 设置Ring buffer到上限：ethtool -G eth0 rx 4096;ethtool -G eth0 tx 4096 2. 调网卡队缓存队列 net.core.netdev_max_backlog = 2000000 #默认为1000，内核参数配置时，有具体的解释 最新稳定版HAProxy性能
系统自带版本 1.5.18 编译HAProxy 最新稳定版本（1.7.5 ） wget http://www.haproxy.org/download/1.7/src/haproxy-1.7.5.tar.gz tar -xzvf haproxy-1.7.5.tar.gz cd haproxy-1.7.5/ make TARGET=linux2628 USE_CPU_AFFINITY=1
压测时资源使用情况 mem： 最新新版：10G 系统自带版本：102G，由于内存不够，使用了swap， 引起cpu iowait占大量增加，导致cpu idle为0。 cpu idle： 最新新版：35% 系统自带版本：0% 结论 相同压力下，新版HAProxy使用内存大量减少。 环境搭建 HAProxy
机器 1台，24 cpu、128G内存的i1 机器 系统版本 centos 7.2 安装系统自带HAProxy：yum install haproxy sysctl.conf 配置 ### 系统中所允许的文件句柄的最大数目 fs.file-max = 12553500 ### 单个进程所允许的文件句柄的最大数目 fs.nr_open = 12453500 ### 内核允许使用的共享内存大 Controls the maximum number of shared memory segments, in pages kernel.shmall = 4294967296 ###单个共享内存段的最大值 Controls the maximum shared segment size, in bytes kernel.shmmax = 68719476736 ### 内核中消息队列中消息的最大值 Controls the maximum size of a message, in bytes kernel.msgmax = 65536 ### 系统救援工具 kernel.sysrq = 0 ### 在每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到缓存队列的数据包的最大数目 net.core.netdev_max_backlog = 2000000 ### 默认的TCP数据接收窗口大小（字节） net.core.rmem_default = 699040 ### 最大的TCP数据接收窗口（字节） net.core.rmem_max = 50331648 ### 默认的TCP数据发送窗口大小（字节） net.core.wmem_default = 131072 ### 最大的TCP数据发送窗口（字节） net.core.wmem_max = 33554432 ### 定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度，这是个全局的参数 net.core.somaxconn = 65535 ### TCP/UDP协议允许使用的本地端口号 net.ipv4.ip_local_port_range = 15000 65000 net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1 ### 对于本端断开的socket连接，TCP保持在FIN-WAIT-2状态的时间（秒） net.ipv4.tcp_fin_timeout = 7 ### TCP发送keepalive探测消息的间隔时间（秒），用于确认TCP连接是否有效 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300 net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800 ### 对于还未获得对方确认的连接请求，可保存在队列中的最大数目 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 655360 net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000000 ### 确定TCP栈应该如何反映内存使用，每个值的单位都是内存页（通常是4KB） ### 第一个值是内存使用的下限；第二个值是内存压力模式开始对缓冲区使用应用压力的上限；第三个值是内存使用的上限. net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000 ### 为自动调优定义socket使用的内存。 ### 第一个值是为socket接收缓冲区分配的最少字节数； ### 第二个值是默认值（该值会被rmem_default覆盖），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值； ### 第三个值是接收缓冲区空间的最大字节数（该值会被rmem_max覆盖） net.ipv4.tcp_rmem = 32768 699040 50331648 ### 为自动调优定义socket使用的内存。 ### 第一个值是为socket发送缓冲区分配的最少字节数； ### 第二个值是默认值（该值会被wmem_default覆盖），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值； ### 第三个值是发送缓冲区空间的最大字节数（该值会被wmem_max覆盖） net.ipv4.tcp_wmem = 32768 131072 33554432 net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0 net.ipv4.tcp_synack_retries = 2 ### 表示是否打开TCP同步标签（syncookie），同步标签可以防止一个套接字在有过多试图连接到达时引起过载 ### 内核必须打开了CONFIG_SYN_COOKIES项进行编译， net.ipv4.tcp_syncookies = 1 net.ipv4.tcp_syn_retries = 2 ### 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 ### 允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 ### 启用RFC 1323定义的window scaling，要支持超过64KB的TCP窗口，必须启用该值（1表示启用）， ### TCP窗口最大至1GB，TCP连接双方都启用时才生效，默认为1 net.ipv4.tcp_window_scaling = 1 ### 最大限度使用物理内存 vm.swappiness = 0
HAProxy配置 global log /dev/log local0 log /dev/log local1 notice chroot /var/lib/haproxy stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin stats timeout 600s user haproxy group haproxy daemon #tune.ssl.default-dh-param 2048 maxconn 4000000 nbproc 23 cpu-map 1 1 cpu-map 2 2 cpu-map 3 3 cpu-map 4 4 cpu-map 5 5 cpu-map 6 6 cpu-map 7 7 cpu-map 8 8 cpu-map 9 9 cpu-map 10 10 cpu-map 11 11 cpu-map 12 12 cpu-map 13 13 cpu-map 14 14 cpu-map 15 15 cpu-map 16 16 cpu-map 17 17 cpu-map 18 18 cpu-map 19 19 cpu-map 20 20 cpu-map 21 21 cpu-map 22 22 cpu-map 23 23 stats bind-process 23 defaults log global mode tcp option tcplog option dontlognull maxconn 4000000 timeout connect 5000 timeout client 60000 timeout server 60000 # Template Customization frontend http-in bind :8200 stats enable mode http option httplog stats auth admin:admin stats uri /haproxy_stats listen port-30000 bind :30000 mode tcp option tcplog balance roundrobin server staging1 …… ……
HAProxy后端服务
机器 10台，8 cpu、32G内存的3U8机器 系统版本 centos 7.2 程序 简写一个API server 压测机器
机器 80台，8/32 cpu，32/128G内存的机器，机器配置不好统一，所以用80台机器做压测，解决压测端性能、内核参数机器参差不齐的问题。 程序 vegeta https://github.com/tsenart/vegeta
总结 压测效果复合预期
压测效果基本符合预期，最终establish状态连接达到696W，占用10G内存，CPU使用66%（暂时没有ssl需求，所以没有压测ssl卸载），具体如图：
关键知识点
TCP连接， srcIp：srcPort -》 dstIp：dstPort srcPort最多63k，并发流量超过63k的时候，应用进程会占用大量cpu。注意压测机器，同样受此限制。
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