倚天使用|Nginx性能高27%,性价比1.5倍,基于阿里云倚天ECS的Web server实践

本文涉及的产品
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简介: 倚天710构建的ECS产品,基于云原生独立物理核、大cache,结合CIPU新架构,倚天ECS在Nginx场景下,具备强大的性能优势。相对典型x86,Http长连接场景性能收益27%,开启gzip压缩时性能收益达到74%。 同时阿里云G8y实例售价比G7实例低23%,是Web Server最佳选择。

简介

Nginx是一款高性能的开源Web服务器和反向代理服务器,它可以处理大量的并发连接,同时还支持负载均衡、动态HTTP内容缓存和压缩,以及支持SSL和TLS加密。NGINX可以提供非常高的性能和可靠性,是世界上领先的Web服务器,超过35%的活跃网站是基于NGINX的。对比Apache Httpd、NodeJS、PHP、Tomcat等Web 服务方案,NGINX具有更高并发能力、性能和可靠性。

以下我们在阿里云 ECS基于 G8y 实例(基于 Armv9 的倚天 710 处理器)和 G7 实例(基于最新一代x86处理器)对NGINX的吞吐量做了测试对比,评估了倚天ECS性能优势。

基础环境

我们使用开源的wrk作为负载生成器和性能基准测试工具,wrk部署在单独的G8y.8xlarge ECS实例上;

服务端使用两种类型阿里云ECS 2xlarge实例,部署了NGINX,并配置8个worker。

图1. NGINX 测试模型

两种被测ECS实例类型配置如下:

Processor

ECS type

CPU

Memory

Disk

倚天710

G8y.2xlarge

8vcpu

32GB

ESSD PL2 500G

x86处理器

G7.2xlarge

8vcpu

32GB

ESSD PL2 500G

表1. 测试实例配置

ECS硬件信息,通过lscpu查看

[root@Yitian]#

基准测试使用以下软件版本和测试参数。

Component name

Version

NGINX

1.20.1

GCC version

10.2.1 20200825 (Alibaba 10.2.1-3 2.32)

Wrk

4.0.2

Operating System

Alibaba Cloud Linux 3.2104 LTS

Test config parameter

Value

Number of threads

32

Number of connections

1000

表2. 软件版本和测试参数

测试方案

配置 /etc/nginx/nginx.conf 修改

}

测试文件

--latency

性能优化

网络优化

  • RPS

RPS(Receive Packet Steering)收包中断亲和性,在内核态中通过软件方式把softIRQ的均衡到各个CPU。未配置RPS时,单个网卡接收IRQ和softIRQ是在同一个CPU上,通过设置RPS,网卡驱动通过四元组生成一个hash,然后根据hash将softirq分配到对应的CPU上进行处理,从而充分发挥倚天710物理多核的能力,进而提高网络性能。

图2. RPS原理示意图

压缩优化

Nginx支持brotli和gzip的压缩算法,在倚天ECS上我们针对gzip做了深度定制优化,以提高gzip算法性能。通过利用倚天710 CPU支持SVE和SVE2 SIMD扩展指令,结合其他优化方案,使得gzip在压缩/解压缩上的显著性能提升。优化后的gzip版本单核下性能相比x86性能1.6倍,多核场景下2.3倍。

  图4. gzip 优化前后性能对比

实测性能

通过上述优化,我们在倚天ECS实例与同规格的x86 ECS 实例进行对比,未开压缩场景NGINX吞吐量性能优势高达 32% ,开启压缩场景下,倚天性能优势达74%。下表中显示的结果是 10次连续测试运行的汇总结果。

NGINX 在 G8y 和 G7 实例上的性能数据。

Test Type

G7.2x 

(Requests/sec)

G8y.2x (Requests/sec)

Performance benifit gain (%)

HTTP persistent connection

937k

1187k

27%

HTTPS persistent connection

623k

820k

32%

表3. (G8y vs. G7) NGINX吞吐量性能数据

开启gzip压缩,测试数据大小9K。

Test Type

G7.2x (Requests/sec)

G8y.2x (Requests/sec)

Performance benifit gain (%)

HTTP persistent connection

with gzip

45.8K

80K

74%

表4. (G8y vs. G7) NGINX开启gzip吞吐量性能数据

Booster

ECS Booster是阿里云针对倚天ECS性能优化研发推出的一键式优化服务产品,针对不同都业务场景通过勾选相应优化配置可以一键开启ECS性能加速功能。NGINX场景下,我们只需在实例创建阶段,选择倚天实例G8y,选择Alinux操作系统,勾选加速选项“nginx加速”即可,如下图所示。

图5. ECS Booster一键加速功能开启

总结

对比x86 ECS,基于倚天710 CPU的G8y ECS示例,具有真正的物理多核,CPU核数和性能增长具有更好的线性度关系,同时倚天ECS 实例具备更好的CPU安全水位,更低的功耗。

在NGINX应用场景下,与同规格的x86 的 ECS 实例相比,倚天ECS 实例表现出了更高的吞吐量性能优势,Http长连接场景性能收益27%,开启gzip压缩时性能收益达到74%。 此外,基于倚天710的G8y实例售价比G7实例低23%,更好的性能更低价格,综合性价比超过1.5倍,是Web网关客户降本增效的最佳选择。

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