NGINX WebSocketのパフォーマンス

NGINX | 2014年6月24日

Rick Nelsonソリューションエンジニアリング担当リージョナルバイスプレジデント

先ごろ、WebSocket接続の負荷分散におけるNGINXのスケーラビリティをテストしました。50,000件のアクティブなWebSocket接続がある場合でも、NGINXに必要なメモリは1 Gb未満、CPU容量は1コア未満でした。また、通信量が非常に多い接続で高い負荷をかけた場合も、メモリ使用量は安定しており、その増加率はメッセージサイズの増加率を下回りました。実際の環境でのパフォーマンスはアプリケーションの特性によって異なりますが、これらのテスト結果は、NGINXが使用すると見込まれるリソース量の目安となります。

テスト環境

このテストでは、以下のマシンを使用しました。

負荷ジェネレーター – thor（6コアXeon EX5645 @ 2.40 GHz、48 GB RAM）
NGINX – バージョン1.7.0、x86_64、6コアXeon E5645（2.40 GHz、48 GB RAM）上で6ワーカーを実行
WebSocketバックエンド – 4コアXeon E5-2660 0（2.20 GHz）、8 GB RAM上のNode.jsエコーサーバー

テスト

2種類のテストを実施しました。

最初の一連のテストでは、長時間維持され、ほとんどアイドル状態にある接続をシミュレートしました。接続数は1,000～50,000、メッセージサイズは10～4,096バイト、メッセージの送信間隔は0.1～10秒（低頻度と見なした範囲）で変化させました。

結果から、WebSocket接続に必要な総メモリ量は接続数に応じて変化し、接続あたりのメモリ使用量は一定であることがわかります。メモリ使用率は、メッセージのサイズや送信間隔の影響を受けません。CPU使用率は基本的に接続数に応じて増加しますが、接続数が50,000の場合でも、CPUコア1基分をすべて使用することはありませんでした。ここに示すCPU使用率は、全コアのCPU使用率を合計し、1コア相当に正規化した値です。以下のグラフは、この一連のテストの結果を示しています。

2番目の一連のテストでは、存続時間は短いものの、アクティビティが非常に多い接続をシミュレートしました。同時接続数は500で一定とし、接続あたりのメッセージ数は50、メッセージ間の遅延はなしとしました。メッセージサイズは1～4,096バイトでした。

結果から、同時接続数が一定の場合、総メモリ使用量と接続あたりのメモリ使用量はいずれもメッセージサイズに左右されるものの、変動は小さく、増加率は15%未満で、メッセージサイズに対して線形を下回ることがわかります。

まとめ

これらのテストでは、WebSocketサーバーをプロキシする際に、NGINXは予測可能でスケーラブルなパフォーマンスを発揮しました。これらは合成テストであり、必ずしも実際のアプリケーションを反映するものではないため、他のシステムで実施したテストでは結果が異なる場合があります。詳細については、以下をご覧ください。