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

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：

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。

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。

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。

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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