NGINX WebSocket パフォーマンス

最近、 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 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、非常にビジーな接続で負荷がかかった場合でも、メモリ使用量は安定しており、メッセージ サイズよりもゆっくりと増加しました。 ご使用の環境でのパフォーマンスはアプリケーションの性質によって異なりますが、これらのテストの結果から、NGINX が使用すると予想されるリソースの量をある程度把握できます。

テスト環境

このテストには次のマシンが使用されました。

• 負荷ジェネレーター – 6 コア Xeon EX5645 @ 2.40 GHz、48 GB RAM 上のthor
• NGINX – バージョン 1.7.0、x86_64、6 コア Xeon E5645 @ 2.40 GHz、48 GB RAM 上の 6 つのワーカー
• 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セットのテストを実行しました。

最初の一連のテストでは、長時間持続し、ほとんどがアイドル状態の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 ～ 4096 バイト、メッセージの頻度は 0.1 ～ 10 秒（低いと判断）でした。

結果は、WebSocket 接続に必要な合計メモリは接続数に依存し、接続ごとに使用されるメモリは一定であることを示しています。 メモリ使用率はメッセージのサイズや頻度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変化し、50,000 接続でも CPU コアが完全に使用されることはありませんでした。 ここで表される CPU 使用率は、すべてのコアの CPU 使用率を合計して、単一のコアに正規化されます。 次のグラフは、この一連のテストの結果を示しています。

2 番目のテスト セットでは、存続期間が短いが非常にアクティブな接続をシミュレートしました。 同時接続数は 500 で一定に保たれ、接続ごとに 50 件のメッセージがあり、メッセージ間に遅延はありませんでした。 メッセージのサイズは1～4096バイトの範囲でした

結果は、同時接続数が固定の場合、合計メモリ使用量は、接続ごとに使用されるメモリと同様にメッセージ サイズの要因であることを示していますが、どちらの場合もメモリの量はあまり変化せず、線形以下で変化し、15% 未満しか増加しません。

まとめ

これらのテストでは、NGINX は WebSocket サーバーをプロキシする際に予測可能でスケーラブルなパフォーマンスを実現しました。 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代表するものではないため、他のシステムで実行されたテストの結果は異なる場合があります。 詳細については、以下を参照してください。

• WebSocket プロキシとしての NGINX
• WebSocket プロキシ(nginx.org)
• NGINX と NGINX Plus の機能比較
• NGINX Plus 技術仕様