Performance

性能测试指南

对比SRS和高性能nginx-rtmp的Performance，SRS为单进程，nginx-rtmp支持多进程，为了对比nginx-rtmp也只开启一个进程。

提供详细的性能测试的过程，可以为其他性能测试做参考，譬如测试nginx-rtmp的多进程，和srs的forward对比之类。

硬件环境

本次对比所用到的硬件环境，使用虚拟机，客户端和服务器都运行于一台机器，避开网络瓶颈。

硬件: 虚拟机
系统: CentOS 6.0 x86_64 Linux 2.6.32-71.el6.x86_64
CPU: 3 Intel(R) Core(TM) i7-3520M CPU @ 2.90GHz
内存: 2007MB

OS设置

超过1024的连接数测试需要打开linux的限制。且必须以root登录和执行。

设置连接数：ulimit -HSn 10240
查看连接数：

[root@dev6 ~]# ulimit -n
10240

重启srs：sudo /etc/init.d/srs restart
注意：启动服务器前必须确保连接数限制打开。

NGINX-RTMP

NGINX-RTMP使用的版本信息，以及编译参数。

NGINX: nginx-1.5.7.tar.gz
NGINX-RTMP: nginx-rtmp-module-1.0.4.tar.gz
下载页面，包含编译脚本：下载nginx-rtmp
编译参数：

./configure --prefix=`pwd`/../_release \
--add-module=`pwd`/../nginx-rtmp-module-1.0.4 \
--with-http_ssl_module && make && make install

配置nginx：_release/conf/nginx.conf

user  root;
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  10240;
}
rtmp{
    server{
        listen 19350;
        application live{
            live on;
        }
    }
}

确保连接数没有限制：

[root@dev6 nginx-rtmp]# ulimit -n
10240

启动命令：./_release/sbin/nginx
确保nginx启动成功：

[root@dev6 nginx-rtmp]# netstat -anp|grep 19350
tcp        0      0 0.0.0.0:19350               0.0.0.0:*                   LISTEN      6486/nginx

SRS

SRS接受RTMP流，并转发给nginx-rtmp做为对比。

SRS的版本和编译参数。

SRS: SRS 0.9
编译参数：./configure && make
配置SRS：conf/srs.conf

listen              1935;
max_connections     10240;
vhost __defaultVhost__ {
    gop_cache       on;
    forward         127.0.0.1:19350;
}

确保连接数没有限制：

[root@dev6 trunk]# ulimit -n
10240

启动命令：nohup ./objs/srs -c conf/srs.conf >/dev/null 2>&1 &
确保srs启动成功：

[root@dev6 trunk]# netstat -anp|grep "1935 "
tcp        0      0 0.0.0.0:1935                0.0.0.0:*                   LISTEN      6583/srs

推流和观看

使用ffmpeg推送SRS的实例流到SRS，SRS转发给nginx-rtmp，可以通过vlc/srs-players观看。

推送RTMP流到服务器和观看。

启动FFMPEG循环推流：

for((;;)); do \
    ./objs/ffmpeg/bin/ffmpeg \
        -re -i doc/source.200kbps.768x320.flv \
        -acodec copy -vcodec copy \
        -f flv -y rtmp://127.0.0.1:1935/live/livestream; \
    sleep 1; 
done

查看服务器的地址：192.168.2.101

[root@dev6 nginx-rtmp]# ifconfig eth0
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 08:00:27:8A:EC:94  
          inet addr:192.168.2.101  Bcast:192.168.2.255  Mask:255.255.255.0

SRS的流地址：rtmp://192.168.2.101:1935/live/livestream
通过srs-players播放SRS流：播放SRS的流
nginx-rtmp的流地址：rtmp://192.168.2.101:19350/live/livestream
通过srs-players播放nginx-rtmp流：播放nginx-rtmp的流

客户端

使用linux工具模拟RTMP客户端访问，参考：st-load

st_rtmp_load为RTMP流负载测试工具，单个进程可以模拟1000至3000个客户端。为了避免过高负载，一个进程模拟800个客户端。

编译：./configure && make
启动参数：./objs/st_rtmp_load -c 800 -r <rtmp_url>

开始负载测试前

测试前，记录SRS和nginx-rtmp的各项资源使用指标，用作对比。

top命令：

srs_pid=`ps aux|grep srs|grep conf|awk '{print $2}'`; \
nginx_pid=`ps aux|grep nginx|grep worker|awk '{print $2}'`; \
load_pids=`ps aux|grep objs|grep st_rtmp_load|awk '{ORS=",";print $2}'`; \
top -p $load_pids$srs_pid,$nginx_pid

查看连接数命令：

srs_connections=`netstat -anp|grep srs|grep ESTABLISHED|wc -l`; \
nginx_connections=`netstat -anp|grep nginx|grep ESTABLISHED|wc -l`; \
echo "srs_connections: $srs_connections"; \
echo "nginx_connections: $nginx_connections";

查看服务器消耗带宽，其中，单位是bytes，需要乘以8换算成网络用的bits，设置dstat为30秒钟统计一次，数据更准：

[root@dev6 nginx-rtmp]# dstat -N lo 30
----total-cpu-usage---- -dsk/total- -net/lo- ---paging-- ---system--
usr sys idl wai hiq siq| read  writ| recv  send|  in   out | int   csw 
  0   0  96   0   0   3|   0     0 |1860B   58k|   0     0 |2996   465 
  0   1  96   0   0   3|   0     0 |1800B   56k|   0     0 |2989   463 
  0   0  97   0   0   2|   0     0 |1500B   46k|   0     0 |2979   461

数据见下表：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	1.0%	3MB	3	不适用	不适用	不适用	0.8秒
nginx-rtmp	0.7%	8MB	2	不适用	不适用	不适用	0.8秒

期望带宽：譬如测试码率为200kbps时，若模拟1000个并发，应该是1000*200kbps=200Mbps带宽。

实际带宽：指服务器实际的吞吐率，服务器性能下降时（譬如性能瓶颈），可能达不到期望的带宽，会导致客户端拿不到足够的数据，也就是卡顿的现象。

客户端延迟：粗略计算即为客户端的缓冲区长度，假设服务器端的缓冲区可以忽略不计。一般RTMP直播播放器的缓冲区设置为0.8秒，由于网络原因，或者服务器性能问题，数据未能及时发送到客户端，就会造成客户端卡（缓冲区空），网络好时将队列中的数据全部给客户端（缓冲区变大）。

st-load：指模拟500客户端的st-load的平均CPU。一般模拟1000个客户端没有问题，若模拟1000个，则CPU简单除以2。

其中，“不适用”是指还未开始测试带宽，所以未记录数据。

其中，srs的三个连接是：

FFMPEG推流连接。
Forward给nginx RTMP流的一个连接。
观看连接：播放地址

其中，nginx-rtmp的两个连接是：

SRS forward RTMP的一个连接。
观看连接：播放地址

测试SRS服务器

开始启动st-load模拟客户端并发测试SRS的性能。

启动500客户端：

./objs/st_rtmp_load -c 500 -r rtmp://127.0.0.1:1935/live/livestream >/dev/null &

客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	9.0%	8MB	503	100Mbps	112Mbps	12.6%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共1000个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	23.6%	13MB	1003	200Mbps	239Mbps	16.6%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共1500个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	38.6%	20MB	1503	300Mbps	360Mbps	17%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共2000个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	65.2%	34MB	2003	400Mbps	480Mbps	22%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共2500个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
SRS	72.9%	38MB	2503	500Mbps	613Mbps	24%	0.8秒

由于虚拟机能力的限制，只能测试到2500并发。

测试nginx-rtmp服务器

开始启动st-load模拟客户端并发测试SRS的性能。

启动500客户端：

./objs/st_rtmp_load -c 500 -r rtmp://127.0.0.1:19350/live/livestream >/dev/null &

客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	8.3%	13MB	502	100Mbps	120Mbps	16.3%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共1000个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	27.3%	19MB	1002	200Mbps	240Mbps	30%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共1500个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	42.3%	25MB	1502	300Mbps	400Mbps	31%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共2000个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	48.9%	31MB	2002	400Mbps	520Mbps	33%	0.8秒

再启动一个模拟500个连接的st-load，共2500个连接。
客户端开始播放30秒以上，并记录数据：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	74.2%	37MB	2502	500Mbps	580Mbps	35%	0.8秒

由于虚拟机能力的限制，只能测试到2500并发。

性能对比

CentOS6 x86_64虚拟机，SRS和nginx-rtmp的数据对比如下：

Server	CPU占用率	内存	连接数	期望带宽	实际带宽	st-load	客户端延迟
nginx-rtmp	8.3%	13MB	502	100Mbps	120Mbps	16.3%	0.8秒
SRS	9.0%	8MB	503	100Mbps	112Mbps	12.6%	0.8秒
nginx-rtmp	27.3%	19MB	1002	200Mbps	240Mbps	30%	0.8秒
SRS	23.6%	13MB	1003	200Mbps	239Mbps	16.6%	0.8秒
nginx-rtmp	42.3%	25MB	1502	300Mbps	400Mbps	31%	0.8秒
SRS	38.6%	20MB	1503	300Mbps	360Mbps	17%	0.8秒
nginx-rtmp	48.9%	31MB	2002	400Mbps	520Mbps	33%	0.8秒
SRS	65.2%	34MB	2003	400Mbps	480Mbps	22%	0.8秒
nginx-rtmp	74.2%	37MB	2502	500Mbps	580Mbps	35%	0.8秒
SRS	72.9%	38MB	2503	500Mbps	613Mbps	24%	0.8秒

Winlin 2014.2

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