CN106201854A - 一种基于套接字的服务器负载测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于套接字的服务器负载测试系统，网络引擎模块用于提供基于套接字的接口函数供测试脚本编写测试用例，其中包括与被测服务器建立连接，向被测服务器发送消息或接收来自服务器的消息，以及提供虚拟用户的各种操作功能；负载测试工具脚本模块用于调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；负载测试管理模块用于实现负载测试操作过程，通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；负载测试数据监控模块用于监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。本申请还公开了一种基于套接字的服务器负载测试方法。
Description
技术领域
本申请涉及计算机及网络技术领域，尤其涉及一种基于套接字(Socket)的服务器负载测试方法及系统。
背景技术
负载压力测试是在一定约束条件下测试系统所能承受的并发用户量、运行时间、数据量，以确定系统所能承受的最大负载压力。通过测试系统在资源超负荷情况下的表现，以发现设计上的错误或验证系统的负载能力。在这种测试中，将使测试对象承担不同的工作量，以评测和评估测试对象在不同工作量条件下的性能行为，以及持续正常运行的能力。
对于服务器-客户端组成的系统来说，通常需要测试服务器所能承载的最大并发用户数。现有技术中，对于服务器的负载测试通常是将采用多台测试客户端，每台测试客户端上运行尽可能多的客户端程序，每个客户端程序分别接入服务器，来构造出大量的虚拟用户来模拟正常用户的行为，收集这个期间服务器性能数据，通过分析这些数据判断服务器功能模块是否存在性能瓶颈。
现有技术中的服务器负载测试方法通常是基于HTTP协议，由客户端设备生成尽可能多的虚拟客户同时集中访问服务器，以检验服务器在超负荷情况下的表现。然而，同一台客户端设备中生成多个虚拟客户端实际上是按照一定时序依次访问服务器，只不过前后间隔时间极短，达到近似同时访问的效果，并不是真正意义上的同时访问服务器。
发明内容
本申请提供了一种基于套接字的服务器负载测试方法及系统，可以实现真正意义上的虚拟用户同时执行测试用例，达到最佳的测试效果。
本申请实施例提供的一种基于套接字的服务器负载测试系统，包括：网络引擎模块、负载测试工具脚本模块、负载测试过程管理模块和负载测试数据监控模块；
网络引擎模块用于提供基于套接字的接口函数供测试脚本编写测试用例，其中包括与被测服务器建立连接，向被测服务器发送消息或接收来自服务器的消息，以及提供虚拟用户的各种操作功能；
负载测试工具脚本模块用于调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；
负载测试管理模块用于实现负载测试操作过程，通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；
负载测试数据监控模块用于监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。
较佳地，所述网络引擎模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
较佳地，所述网络引擎模块以dll文件的形式存在。
较佳地，所述被测服务器为网络游戏服务器，所述网络引擎模块包括：
登录单元，用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录；
收发单元，用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包；
测试单元，用于生成测试压力场景。
较佳地，所述负载测试工具脚本模块所实现的测试逻辑至少包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
较佳地，所述负载测试管理模块包括负载测试控制单元和负载测试发生器，
负载测试控制单元，用于设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量，配置负载发生器，并向负载发生器发出负载测试操作指令；
负载发生器，用于执行具体的负载测试操作；
一个负载测试控制单元控制多台测试客户端设备上的负载发生器。
较佳地，所述负载测试数据监控模块通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，并在可视化窗口内显示获取到的服务器性能数据。
较佳地，所述负载测试数据监控模块通过简单网络管理协议SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据。
本申请实施例还提供了一种基于套接字的服务器负载测试方法，该方法由如前所述的基于套接字的服务器负载测试系统实现，包括如下步骤：
A、调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；
B、通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；
C、监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。
较佳地，所述网络引擎模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
较佳地，所述网络引擎模块以dll文件的形式存在。
较佳地，所述被测服务器为网络游戏服务器，所述网络引擎模块提供的接口函数包括：
用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录的接口函数；
用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包的接口函数；
用于生成测试压力场景的接口函数。
较佳地，所述测试逻辑至少包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
较佳地，步骤B包括：
设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量，配置负载发生器，并向一个以上的测试客户端设备上的负载发生器发出负载测试操作指令；
接收到负载测试操作指令的负载发生器执行具体的负载测试操作。
较佳地，步骤C中通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，并在可视化窗口内显示获取到的服务器性能数据
较佳地，步骤C中通过简单网络管理协议SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据。
从以上技术方案可以看出，该负载测试方案使用多线程机制，通过负载控制单元生成指定数量线程模拟大量虚拟角色并控制每个线程执行一个独立、完整的测试用例，生成并发测试压力，从而达到并发测试目的。
附图说明
图1为本申请实施例提供的基于Socket协议的服务器负载测试系统框图；
图2为本申请实施例提供的一种基于套接字的服务器负载测试方法流程图。
具体实施方式
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
本申请实施例以一个大型多人在线角色扮演游戏(MMORPG)系统为例，对本申请方案进行说明。本申请的应用范围不限于网络游戏系统，还可以适用于其他客户端-服务器架构的网络系统。
本申请实施例提供的基于Socket协议的服务器负载测试系统如图1所示，主要包括：网络引擎模块101、负载测试工具脚本模块102、负载测试过程管理模块103和负载测试数据监控模块104。各个模块的功能如下：
网络引擎模块101：供负载测试工具脚本模块102的测试脚本调用；用于提供API接口函数供测试脚本编写测试用例，其中包括与服务器建立连接，向服务器发送消息或接收来自服务器的消息，以及提供虚拟用户的各种操作功能。
本申请实施例中，该模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
根据本申请的一个具体实施例，网络引擎模块101中包含：
登录单元，用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录；
收发单元，用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包；
测试单元，用于生成测试压力场景。
一个简单的例子，测试单元可以是移动单元，用于控制虚拟玩家在虚拟游戏世界中的移动。
以下以伪代码的形式描述上述几个单元：
测试单元可以有一个或多个，除了移动单元之外，还可以包括战斗、对话等功能单元，篇幅有限，不一一赘述。
负载测试工具脚本模块102用于调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合实现测试逻辑；该模块将被负载测试管理模块103调用。
根据本申请的一个具体实施例，负载测试工具脚本模块102至少包含一个完成的测试用例执行过程，脚本内容包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力(该示例中，测试压力为虚拟玩家在指定半径内随机移动)，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
相应的伪代码如下：
负载测试管理模块103用于实现负载测试操作过程，通过多线程机制控制多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的。具体包括：负载测试控制单元和负载测试发生器，
负载测试控制单元，用于设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量(此处设置同时运行多少虚拟用户)，配置负载发生器，并向负载发生器发出负载测试操作指令；
负载发生器，用于执行具体的负载测试操作。
一个负载测试控制单元可以控制多台测试客户端设备上的负载发生器。
负载测试数据监控模块104：
根据负载测试需要，负载测试数据监控模块104需要监控被测游戏服务器(通常为Linux服务器)的整体CPU性能、内存页交换速率(Paging rate)、交换分区(Swap)等性能参数，也需要监控某一具体游戏服务进程的CPU、内存变化趋势。可以通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，，比如Linux服务器CPU使用率，Paging rate、Swap等性能数据，并在可视化窗体中显示实时数据信息，该信息可直接作性能监控。或者，也可以通过SNMP协议访问游戏服务器某个游戏服务的性能数据，比如获取游戏场景服务AppSceneServer的CPU使用率、内存使用率等实时数据，作为判断该游戏服务的性能指标。
本申请实施例还提供了一种基于套接字的服务器负载测试方法，该方法由如上所述的基于套接字的服务器负载测试系统实现，如图2所示，包括如下步骤：
步骤201：调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；
步骤202：通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；
步骤203：监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。
根据本申请的另一实施例，所述网络引擎模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
根据本申请的另一实施例，所述网络引擎模块以dll文件的形式存在。
根据本申请的另一实施例，所述被测服务器为网络游戏服务器，所述网络引擎模块提供的接口函数包括：
用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录的接口函数；
用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包的接口函数；
用于生成测试压力场景的接口函数。
根据本申请的另一实施例，所述测试逻辑至少包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
根据本申请的另一实施例，步骤202包括：
设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量，配置负载发生器，并向一个以上的测试客户端设备上的负载发生器发出负载测试操作指令；
接收到负载测试操作指令的负载发生器执行具体的负载测试操作。
根据本申请的另一实施例，步骤203中通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，并在可视化窗口内显示获取到的服务器性能数据。
根据本申请的另一实施例，步骤203中通过简单网络管理协议SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据。
以测试100个虚拟用户同时移动时服务器性能为例，对本申请实施例方案进行说明。
网络引擎处理模块101该模块以dll文件的形式存在，里面封装了虚拟客户端和服务器端交互时用到的各种API接口函数，例如连接服务器、登陆、角色移动等接口函数。
其中，收发网络数据流引擎函数(SocketHost.cs)的伪代码描述如下：
SocketHost.cs/*封装的网络数据流收、发功能接口*/
登陆游戏函数(LoginGame.cs)的伪代码描述如下：
LoginGame.cs/*登陆游戏服务器*
控制虚拟角色移动函数(MoveAction.cs)的伪代码描述如下：
MoveAction.cs/*移动*
在该示例中，负载测试工具脚本模块102的脚本包含四部分：全局设置函数(Globals.cs)，用户初始函数(Init.cs)，行动函数(Action.cs)，用户结束函数(End.cs)。
其中，global.cs定义一些环境变量，比如整个测试过程都要用到的套接字：
init.cs，初始化脚本运行所需的变量，根据服务器ip与端口连接游戏服务器并返回已登录状态的Socket套接字。
Action.cs，执行负载测试内容，简单来说就是使用已经和游戏服务器保持连接的socket发送虚拟用户的移动请求，实现虚拟用户的移动：
end.cs,用于清理运行环境：
负载测试管理模块103设置负载测试环境并启动，其中，负载测试控制单元包含以下关键功能单元：
第一单元，用于向各个运行环境分配测试脚本；
第二单元，用于设定运行测试所需的虚拟用户数量；
第三单元，用于定义运行虚拟用户的主机；
第四单元，用于设定性能监控。
负载测试数据监控模块104：监控游戏服务器整体性能数据，和/或监控某一个游戏服务进程(比如游戏场景进程AppSceneServer).
监控游戏服务器整体性能数据通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取到服务器性能数据。通过SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据，需要预先安装简单网络管理协议(SNMP)。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (16)
1.一种基于套接字的服务器负载测试系统，其特征在于，包括：网络引擎模块、负载测试工具脚本模块、负载测试过程管理模块和负载测试数据监控模块；
网络引擎模块用于提供基于套接字的接口函数供测试脚本编写测试用例，其中包括与被测服务器建立连接，向被测服务器发送消息或接收来自服务器的消息，以及提供虚拟用户的各种操作功能；
负载测试工具脚本模块用于调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；
负载测试管理模块用于实现负载测试操作过程，通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；
负载测试数据监控模块用于监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络引擎模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络引擎模块以dll文件的形式存在。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被测服务器为网络游戏服务器，所述网络引擎模块包括：
登录单元，用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录；
收发单元，用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包；
测试单元，用于生成测试压力场景。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述负载测试工具脚本模块所实现的测试逻辑至少包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述负载测试管理模块包括负载测试控制单元和负载测试发生器，
负载测试控制单元，用于设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量，配置负载发生器，并向负载发生器发出负载测试操作指令；
负载发生器，用于执行具体的负载测试操作；
一个负载测试控制单元控制多台测试客户端设备上的负载发生器。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述负载测试数据监控模块通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，并在可视化窗口内显示获取到的服务器性能数据。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述负载测试数据监控模块通过简单网络管理协议SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据。
9.一种基于套接字的服务器负载测试方法，其特征在于，该方法由如权利要求1所述的基于套接字的服务器负载测试系统实现，包括如下步骤：
A、调用网络引擎模块提供的接口函数，对虚拟用户的操作进行组合，获得包含特定测试逻辑的测试用例；
B、通过多线程机制模拟多个虚拟客户端同时执行测试用例达到并发测试目的；
C、监控被测服务器的整体性能数据和/或被测服务器某一具体服务进程的性能数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述网络引擎模块用C#语言编写，使用WinSocket网络编程接口，通过TCP协议实现与服务器端进行交互。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述网络引擎模块以dll文件的形式存在。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述被测服务器为网络游戏服务器，所述网络引擎模块提供的接口函数包括：
用于与被测服务器建立连接，登录被测服务器或者退出登录的接口函数；
用于向被测服务器发送消息包或者接收来自被测服务器的消息包的接口函数；
用于生成测试压力场景的接口函数。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测试逻辑至少包含以下三个部分：
与被测服务器连接，返回一个保持连接状态的套接字；
依据测试用例生成测试压力，测试过程中通过所述套接字与被测服务器之间进行信息收发；
与被测服务器断开连接。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤B包括：
设计性能测试场景；配置虚拟玩家运行数量，配置负载发生器，并向一个以上的测试客户端设备上的负载发生器发出负载测试操作指令；
接收到负载测试操作指令的负载发生器执行具体的负载测试操作。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤C中通过访问游戏服务器RPC.STATD进程获取服务器性能数据，并在可视化窗口内显示获取到的服务器性能数据
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤C中通过简单网络管理协议SNMP监控窗口，获取到运行在游戏服务器上某一进程的CPU、内存性能数据。
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