影音伺服器負載測試

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測試目的：

測試本系統平台的影音伺服器(Red5)單一串流被多客戶端接收時，在可提供順暢畫 面給客戶端的情況下，最多可支持多少數量的客戶端。並藉由所記錄的網路流量、CPU 使用率和記憶體使用量數據分析來找出瓶頸所在。

測試方法：

本測試為一個串流被多個客戶端所接收。使用的串流檔案資料速率為 400kbps 串 流。定義一個客戶端進行連線活動時，會去接收此串流。

啟動 Smaxe 公司開發的「JUV RTMP LoadTester (Lite) 0.9」模擬軟體以設定不同 之客戶端數量連上影音伺服器來增加伺服器的負載。接著增加一個新的測試客戶端去接 收並播放此串流檔案。

每次測試會記下四項數值：

(1) 伺服器的網路流量：測試時影音伺服器的輸出或輸入總流量。觀察伺服器所能提供 的最大輸出及輸入流量。

(2) CPU 使用率：用以評估是否因 CPU 能力不足，造成伺服器瓶頸，以至於無法處理更 多使用者。

(3) 記憶體使用率：用以評估是否因記憶體不足，造成伺服器瓶頸，以至於無法處理更 多使用者。

(4) 反應時間：當測試客戶端要求接收串流動作時記下時間 T1，伺服器接收到客戶端的 要求，將串流傳送至此客戶端，客戶端接收到串流時記下時間 T2。若忽略網路傳輸 的時間，T2 減 T1 的時間差即為伺服器的反應時間。

其中數據(1)、(2)、(3)為評量伺服器瓶頸的要素，數據(4) 作為 4.2.1 節訊息傳遞發 佈與接收反應測試中，做為本平台訂定使用者可忍受延遲時間的參考資料。

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隨後每次測試會逐漸提高設定的客戶端數量。藉由提高接收客戶端總數，觀察伺服 器服務能力上限及負載瓶頸所在。

測試結果與討論：

下列四圖為測試結果的四項數據，橫軸皆為客戶端數量，縱軸依序為(1)伺服器輸 出流量（MB/s）、(2)CPU 使用率(%)、(3)記憶體使用率(%)、(4)伺服器反應時間（ms）。

圖 4-1 影音伺服器負載測試之伺服器輸出流量圖

圖 4-2 伺服器平均 CPU 使用率圖

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圖 4-3 伺服器平均記憶體使用率圖，總量為 3.7GB

圖 4-4 伺服器處理客戶端接收串流之反應時間

伺服器輸出流量、CPU 使用率隨著客戶端數量增加成線性成長，直到接近 450 到 480 之間時趨於平緩，且當測試數量為 480 時，使用測試客戶端連接影音伺服器已毫無反應，

不被伺服器所接收，顯示本平台可連接的客戶端數量約在 470 到 480 之間。因使用的網 路頻寬比流量還大，再觀察的 CPU 使用率，發現無明顯成長，可以推測伺服器瓶頸為 CPU。

因伺服器反應時間由圖 4-4 觀察出：在伺服器接近滿載時，即客戶端數量是 450 以 上時，反應時間有明顯增加；而記憶體使用率由圖 4-3 得知記憶體使用率僅從 25%小幅 成長到 30%左右，無明顯改變。

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另外，觀察測試客戶端播放的視訊畫面，即使到 470 個客戶端數量，依舊不會出現 任何停頓情形，可判斷本論文的影音伺服器 Red5，高負載並不會影響已經連線的客戶 端。當超過伺服器負載時，伺服器不會再接受客戶端連線。