使用 ApacheBench 進行網站伺服器壓力測試
ApacheBench是一個極為輕量級的壓力測試工具，基本上只要電腦有安裝Apache伺服器就會有這個工具。ApacheBench僅能測試一個網頁所能承受的負載能力，並無法模擬真正使用者操作網站的複雜動作，儘管如此，ApacheBench測試所提供的數據還是非常值得參考的，重點是它非常簡單好學。
1.ApacheBench 小檔案
軟體名稱：ApacheBench
軟體性質：免費
官網說明：[詳細說明]
2.使用教學
ApacheBench預設路徑為：
作業系統 位置
Windows [Apache安裝目錄]\bin\
Linux /usr/bin/
如果環境變數有設定好可直接輸入以下指令看看電腦是否有安裝ApacheBench工具，如果沒有請先切換到上面說明的路徑之後再輸入以下指令看看。
[root@localhost ~]# ab -h
有安裝的話應該會出現ApacheBench 參數詳細說明
以下說明常用的參數供大家參考。
指令說明
指令：ab
-k //使用KeepAlive連線
-c //同時連線數量
-n //整個壓力測試的Request數量
現在我們模擬100個人同時連入http://127.0.0.1/，全部產生500個Request，只要輸入以下指令即可。
[root@localhost ~]# ab -k -c 100 -n 500 http://127.0.0.1/
等待個1~2秒鐘應該就可以跑完了，底下是這次壓力測試的數據，主要我們可以觀看以下幾個指標：
指標名稱 說明
Complete requests 完成的Request次數
Failed requests 失敗的Request次數
Requests per second 每秒能處理的Request(越大越好)
Time per request 單獨完成一個Request的時間(越短越好)
Connection Times
－－Connect client發出Request到server收到的時間
－－Processing server收到Request到server Response的時間
－－Waiting client發出Request到client收到Response的時間
－－Total Connect+Processing
ApacheBench 測試數據
雖然ApacheBench只可以模擬單一網頁的負載量，實際上會使用它來調整伺服器的網路負載，原因是因為它可以在短時間內讓我知道我調整的參數是否有效，然後模擬複雜動作的操作則是使用Apache JMeter來達成。 另外筆者在使用ApacheBench的時候有時候會發生Failed requests數量極高(高達95%以上都失敗)，後來找了半天才發現在短時間內使用ApacheBench有時候Request會送不出去，所以如果大家再用的話可以順便觀看一下網路流量，如果流量很低的話，這次的壓力測試數據就不是那麼值得參考了。
經常使用的參數摘要如下：
1. 同時 10 個連線，連續點擊 10000 次 ( 每個 Request 執行完畢後都會自動斷線，然後再重新連線 )
ab -n 10000 -c 10 http://www.example.com/index.aspx
2. 同時 10 個連線，連續點擊 10000 次，並且使用 Keep-Alive 方式連線（當 Web Server 有支援 Keep-Alive 功能時 ApacheBench 會在同一個連線下連續點擊該網頁）
ab -n 10000 -c 10 -k http://www.example.com/index.aspx
3. 將測試的效能原始資料匯出成 CSV 檔
ab -e output.csv -n 10000 -c 10 http://www.example.com/index.aspx
匯出的 output.csv 內容如下：
Percentage served,Time in ms
0,6.200000e+001
1,6.200000e+001
2,6.200000e+001
3,6.200000e+001
4,6.200000e+001
5,6.200000e+001
6,6.200000e+001
7,6.200000e+001
8,6.200000e+001
9,6.200000e+001
10,6.200000e+001
11,6.200000e+001
12,6.200000e+001
13,6.200000e+001
14,6.200000e+001
......
上表所代表的每一列代表送出的百分比，第二個欄位是當下的 "Time per request" (每個要求所花費的時間)，單位是豪秒(millisecond)。
如何有效的檢視結果
壓力測試的核心在於如何分析結果，底下我用一個測試的結果說明每個欄位所代表的意義。如果你只要看重點的話，可以看 Failed requests、Requests per second、與 Time per request 這三個參數也就差不多夠了。其中的 Failed requests 的數量太高的話，很有可能代表你的 Web Application 的穩定度不夠，而導致使用大量要求時無法回應需求 。而 Request per second 代表你每表可送出的回應數有多少，代表你 Web Application 的承載量有多少（在不考慮頻寬限制的情況下）。
C:\>ab -d -e a.csv -v 1 -n 1000 -c 3 http://www.example.com/index.aspx
This is ApacheBench, Version 2.0.41-dev <$Revision: 1.121.2.12 $> apache-2.0
Copyright (c) 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Copyright (c) 2006 The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/
Benchmarking www.m-taoyuan.tw (be patient)
Completed 100 requests
Completed 200 requests
Completed 300 requests
Completed 400 requests
Completed 500 requests
Completed 600 requests
Completed 700 requests
Completed 800 requests
Completed 900 requests
Finished 1000 requests
Server Software: Microsoft-IIS/6.0
Server Hostname: www.m-taoyuan.tw
Server Port: 80
Document Path: /index.aspx
Document Length: 25986 bytes
Concurrency Level: 3
Time taken for tests: 25.734375 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Total transferred: 26372000 bytes
HTML transferred: 25986000 bytes
Requests per second: 38.86 [#/sec] (mean)
Time per request: 77.203 [ms] (mean)
Time per request: 25.734 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 1000.72 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 1 4.4 0 15
Processing: 62 75 9.1 78 109
Waiting: 46 64 8.0 62 109
Total: 62 76 9.3 78 109
如上表顯示的結果來說明，欄位的講解如下：
Server Software: Web主機的作業系統與版本(若Web主機設定關閉此資訊則無)
Server Hostname: Web主機的IP位址(Hostname)
Server Port: Web主機的連接埠(Port)
Document Path: 測試網址的路徑部分
Document Length: 測試網頁回應的網頁大小
Concurrency Level: 同時進行壓力測試的人數
Time taken for tests: 本次壓力測試所花費的總秒數
Complete requests: 完成的要求數(Requests)
Failed requests: 失敗的要求數(Requests)
Write errors: 寫入失敗的數量
Total transferred: 本次壓力測試的總數據傳輸量(包括 HTTP Header 的資料也計算在內)
HTML transferred: 本次壓力測試的總數據傳輸量(僅計算回傳的 HTML 的資料)
Requests per second: 平均每秒可回應多少要求
Time per request: 平均每個要求所花費的時間(單位: 豪秒)
Time per request: 平均每個要求所花費的時間，跨所有同時連線數的平均值(單位: 豪秒)
Transfer rate: 從 ab 到 Web Server 之間的網路傳輸速度
最後的 Connection Times (ms) 指的是壓力測試時的連線處理時間：
橫軸欄位的部分：
min: 最小值
mean: 平均值(正、負標準差)
median: 平均值(中間值)
max: 最大值
縱軸欄位的部分：
Connect: 從 ab 發出 TCP 要求到 Web 主機所花費的建立時間。
Processing: 從 TCP 連線建立後，直到 HTTP 回應(Response)的資料全部都收到所花的時間。
Waiting: 從發送 HTTP 要求完後，到 HTTP 回應(Response)第一個 Byte 所等待的時間。
Total: 等於 Connect + Processing 的時間（因為 Waiting 包含在 Processing 時間內了）
壓力測試的基本觀念
排除頻寬的限制
做壓力測試通常不會考量「頻寬的限制」，所以一般來說不會將測試的主機擺在遠端機房、然後測試程式擺在公司內部的主機，而是會將壓力測試的 Client 跟 Web 主機擺在同一個網段下進行壓力測試。
因為「頻寬」只要花錢就會有了，但是主機的承載量卻是有限的，從遠端進行壓力測試主要的限制是在「頻寬」而非「效能」，所以從遠端單點進行壓力測試毫無任何意義可言，這樣是測不出主機的效能極限的。
如果有能力與資源進行大規模（多點）壓力測試的話，透過遠端進行壓力測試才有意義。
壓力要循序漸進
不要一下字就執行同時連線數 100 人，而是要循序漸進的慢慢加同時連線數上去，才不會讓 Web Application 一下字承受過大的負載而導致效能的數據不正確（例如說 Failed requests 過高），但這只是建議，也可以一下子操死主機，反正在測主機的極限嘛！
1.ApacheBench 小檔案
軟體名稱：ApacheBench
軟體性質：免費
官網說明：[詳細說明]
2.使用教學
ApacheBench預設路徑為：
作業系統 位置
Windows [Apache安裝目錄]\bin\
Linux /usr/bin/
如果環境變數有設定好可直接輸入以下指令看看電腦是否有安裝ApacheBench工具，如果沒有請先切換到上面說明的路徑之後再輸入以下指令看看。
[root@localhost ~]# ab -h
有安裝的話應該會出現ApacheBench 參數詳細說明
以下說明常用的參數供大家參考。
指令說明
指令：ab
-k //使用KeepAlive連線
-c //同時連線數量
-n //整個壓力測試的Request數量
現在我們模擬100個人同時連入http://127.0.0.1/，全部產生500個Request，只要輸入以下指令即可。
[root@localhost ~]# ab -k -c 100 -n 500 http://127.0.0.1/
等待個1~2秒鐘應該就可以跑完了，底下是這次壓力測試的數據，主要我們可以觀看以下幾個指標：
指標名稱 說明
Complete requests 完成的Request次數
Failed requests 失敗的Request次數
Requests per second 每秒能處理的Request(越大越好)
Time per request 單獨完成一個Request的時間(越短越好)
Connection Times
－－Connect client發出Request到server收到的時間
－－Processing server收到Request到server Response的時間
－－Waiting client發出Request到client收到Response的時間
－－Total Connect+Processing
ApacheBench 測試數據
雖然ApacheBench只可以模擬單一網頁的負載量，實際上會使用它來調整伺服器的網路負載，原因是因為它可以在短時間內讓我知道我調整的參數是否有效，然後模擬複雜動作的操作則是使用Apache JMeter來達成。 另外筆者在使用ApacheBench的時候有時候會發生Failed requests數量極高(高達95%以上都失敗)，後來找了半天才發現在短時間內使用ApacheBench有時候Request會送不出去，所以如果大家再用的話可以順便觀看一下網路流量，如果流量很低的話，這次的壓力測試數據就不是那麼值得參考了。
經常使用的參數摘要如下：
1. 同時 10 個連線，連續點擊 10000 次 ( 每個 Request 執行完畢後都會自動斷線，然後再重新連線 )
ab -n 10000 -c 10 http://www.example.com/index.aspx
2. 同時 10 個連線，連續點擊 10000 次，並且使用 Keep-Alive 方式連線（當 Web Server 有支援 Keep-Alive 功能時 ApacheBench 會在同一個連線下連續點擊該網頁）
ab -n 10000 -c 10 -k http://www.example.com/index.aspx
3. 將測試的效能原始資料匯出成 CSV 檔
ab -e output.csv -n 10000 -c 10 http://www.example.com/index.aspx
匯出的 output.csv 內容如下：
Percentage served,Time in ms
0,6.200000e+001
1,6.200000e+001
2,6.200000e+001
3,6.200000e+001
4,6.200000e+001
5,6.200000e+001
6,6.200000e+001
7,6.200000e+001
8,6.200000e+001
9,6.200000e+001
10,6.200000e+001
11,6.200000e+001
12,6.200000e+001
13,6.200000e+001
14,6.200000e+001
......
上表所代表的每一列代表送出的百分比，第二個欄位是當下的 "Time per request" (每個要求所花費的時間)，單位是豪秒(millisecond)。
如何有效的檢視結果
壓力測試的核心在於如何分析結果，底下我用一個測試的結果說明每個欄位所代表的意義。如果你只要看重點的話，可以看 Failed requests、Requests per second、與 Time per request 這三個參數也就差不多夠了。其中的 Failed requests 的數量太高的話，很有可能代表你的 Web Application 的穩定度不夠，而導致使用大量要求時無法回應需求 。而 Request per second 代表你每表可送出的回應數有多少，代表你 Web Application 的承載量有多少（在不考慮頻寬限制的情況下）。
C:\>ab -d -e a.csv -v 1 -n 1000 -c 3 http://www.example.com/index.aspx
This is ApacheBench, Version 2.0.41-dev <$Revision: 1.121.2.12 $> apache-2.0
Copyright (c) 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Copyright (c) 2006 The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/
Benchmarking www.m-taoyuan.tw (be patient)
Completed 100 requests
Completed 200 requests
Completed 300 requests
Completed 400 requests
Completed 500 requests
Completed 600 requests
Completed 700 requests
Completed 800 requests
Completed 900 requests
Finished 1000 requests
Server Software: Microsoft-IIS/6.0
Server Hostname: www.m-taoyuan.tw
Server Port: 80
Document Path: /index.aspx
Document Length: 25986 bytes
Concurrency Level: 3
Time taken for tests: 25.734375 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Total transferred: 26372000 bytes
HTML transferred: 25986000 bytes
Requests per second: 38.86 [#/sec] (mean)
Time per request: 77.203 [ms] (mean)
Time per request: 25.734 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 1000.72 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 1 4.4 0 15
Processing: 62 75 9.1 78 109
Waiting: 46 64 8.0 62 109
Total: 62 76 9.3 78 109
如上表顯示的結果來說明，欄位的講解如下：
Server Software: Web主機的作業系統與版本(若Web主機設定關閉此資訊則無)
Server Hostname: Web主機的IP位址(Hostname)
Server Port: Web主機的連接埠(Port)
Document Path: 測試網址的路徑部分
Document Length: 測試網頁回應的網頁大小
Concurrency Level: 同時進行壓力測試的人數
Time taken for tests: 本次壓力測試所花費的總秒數
Complete requests: 完成的要求數(Requests)
Failed requests: 失敗的要求數(Requests)
Write errors: 寫入失敗的數量
Total transferred: 本次壓力測試的總數據傳輸量(包括 HTTP Header 的資料也計算在內)
HTML transferred: 本次壓力測試的總數據傳輸量(僅計算回傳的 HTML 的資料)
Requests per second: 平均每秒可回應多少要求
Time per request: 平均每個要求所花費的時間(單位: 豪秒)
Time per request: 平均每個要求所花費的時間，跨所有同時連線數的平均值(單位: 豪秒)
Transfer rate: 從 ab 到 Web Server 之間的網路傳輸速度
最後的 Connection Times (ms) 指的是壓力測試時的連線處理時間：
橫軸欄位的部分：
min: 最小值
mean: 平均值(正、負標準差)
median: 平均值(中間值)
max: 最大值
縱軸欄位的部分：
Connect: 從 ab 發出 TCP 要求到 Web 主機所花費的建立時間。
Processing: 從 TCP 連線建立後，直到 HTTP 回應(Response)的資料全部都收到所花的時間。
Waiting: 從發送 HTTP 要求完後，到 HTTP 回應(Response)第一個 Byte 所等待的時間。
Total: 等於 Connect + Processing 的時間（因為 Waiting 包含在 Processing 時間內了）
壓力測試的基本觀念
排除頻寬的限制
做壓力測試通常不會考量「頻寬的限制」，所以一般來說不會將測試的主機擺在遠端機房、然後測試程式擺在公司內部的主機，而是會將壓力測試的 Client 跟 Web 主機擺在同一個網段下進行壓力測試。
因為「頻寬」只要花錢就會有了，但是主機的承載量卻是有限的，從遠端進行壓力測試主要的限制是在「頻寬」而非「效能」，所以從遠端單點進行壓力測試毫無任何意義可言，這樣是測不出主機的效能極限的。
如果有能力與資源進行大規模（多點）壓力測試的話，透過遠端進行壓力測試才有意義。
壓力要循序漸進
不要一下字就執行同時連線數 100 人，而是要循序漸進的慢慢加同時連線數上去，才不會讓 Web Application 一下字承受過大的負載而導致效能的數據不正確（例如說 Failed requests 過高），但這只是建議，也可以一下子操死主機，反正在測主機的極限嘛！
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