Применение безголового браузера для нагрузочных тестов WebRTC

В прошлой статье мы провели нагрузочное тестирование, по результатам которого можно было подбирать сервер под нагрузку. В этих тестах, мы публиковали на одном WCS поток, который потом забирали энное количество раз при помощи второго WCS, и, на основе полученных результатов, делали выводы о работособности железа.

Кто-то может справедливо усомниться в непредвзятости такого теста. Ведь получается, что мы тестируем свой сервер при помощи второго своего сервера. Может быть у нас там есть какой-то специально оптимизированный код, благодаря которому мы улучшаем показатели теста в свою пользу.

Да, действительно, конечный пользователь не будет использовать второй сервер для просмотра потоков. Конечный пользователь будет смотреть потоки в браузере. Поэтому на первый взгляд, самый простой и логичный вариант тестирования — это провести ручной тест: открыть браузер, открыть вкладку с плеером, указать имя потока и нажать кнопку "Play". Повторить 1000 раз. Осталось найти подопытного добровольца-тестировщика и компьютер, который сможет прожевать 1000 вкладок с видео и можно тестировать. Или группу добровольцев и несколько компьютеров, что более реально. Ну или все-таки использовать скрипты.

В этой статье мы разберем еще один способ тестирования — с использованием Нeadless-браузера и сравним результаты такого тестирования с тестированием на основе захвата потоков.

А голову ты не забыл?

Нeadless-браузер — это нечто без головы. В контексте фронтенда — это незаменимый инструмент разработчика, с помощью которого можно тестировать код, проверять качество и соответствие верстке, программно создавать сценарии взаимодействия пользователя c сайтом с последующей фиксацией результатов этих сценариев для использования в тестах.

Безголовый Хром (Headless Chrome) — это полноценный браузер без графического интерфейса, то есть он все отрисовывает в памяти. Headless Chrome работает быстрее и использует меньше памяти, чем обычный браузер.

Последнее утверждение похоже на противоречие. Но, сокращение использования памяти достигается при помощи отсутствия графической составляющей. У безголового браузера нет реальной отрисовки содержимого, а это значит, ему не нужно отрисовывать гигабайтные иллюстрации, которыми зачастую кишат современные сайты. При этом headless браузер будет скачивать весь контент с веб-страницы, как и обычный браузер.

Headless Chrome управляется программно при помощи API и может быть установлен на "чистый" Linux. Нужно просто поставить пакет, и браузер будет работать из коробки, так же, как и его "головастый" брат Google Chrome.

Нагрузочное тестирование с использованием Headless Chrome будет наиболее приближенным к реальности, потому что в этом случае моделируется подключение реальных пользователей с помощью браузера к WCS.

Итак, приступим.

WebRTC нагрузочный тест в безголовом браузере

Тестируемый сервер

На тестируемый сервер со следующими характеристиками

• 2x Intel(R) Xeon(R) Silver 4214 CPU @ 2.20GHz (суммарно 24 ядра, 48 потоков);

• 192GB RAM;

• 2x 10Gbps

мы установили WCS и выполнили работы по подготовке к эксплуатации в продакшене. Подробнее в статье и в документации.

В стандартном примере Two-way Streaming мы опубликовали поток с виртуальной камеры под именем "stream1".

На этом все. Оставляем сервер ждать нагрузочного теста.

Тестирующий сервер

В тестировании использовался сервер с ОС Ubuntu 20.04

Технические характеристики:

• 2x Intel(R) Xeon(R) Silver 4214 CPU @ 2.20GHz (суммарно 24 ядра, 48 потоков);

• 192GB RAM;

• 2x 10Gbps

Процесс настройки и тестирования:

1. Установите Xvfb, Xorg для работы с виртуальным устройством вывода:

apt-get install xvfb -y
apt-get install x11-xkb-utils xfonts-100dpi xfonts-75dpi xfonts-scalable xfonts-cyrillic xserver-xorg-core xserver-xorg-video-dummy alsa-base -y

2. Настройте виртуальный монитор: отредактируйте файл конфигурации /usr/share/X11/xorg.conf.d/xorg.conf:

Section "Device"
    Identifier  "Configured Video Device"
    Driver      "dummy"
    Option "ConstantDPI" "true"
    VideoRam 192000
EndSection
 
Section "Monitor"
    Identifier  "Configured Monitor"
    HorizSync 31.5-48.5
    VertRefresh 50-70
    Modeline "1600x1200" 22.04 1600 1632 1712 1744 1200 1229 1231 1261
    Modeline "1600x900" 33.92 1600 1632 1760 1792 900 921 924 946
    Modeline "1440x900" 30.66 1440 1472 1584 1616 900 921 924 946
    ModeLine "1366x768" 72.00 1366 1414 1446 1494  768 771 777 803
    Modeline "1280x1024" 31.50 1280 1312 1424 1456 1024 1048 1052 1076
    Modeline "1280x800" 24.15 1280 1312 1400 1432 800 819 822 841
    Modeline "1280x768" 23.11 1280 1312 1392 1424 768 786 789 807
    Modeline "1360x768" 24.49 1360 1392 1480 1512 768 786 789 807
    Modeline "1024x768" 18.71 1024 1056 1120 1152 768 786 789 807
    Modeline "768x1024" 19.50 768 800 872 904 1024 1048 1052 1076
EndSection
 
Section "Screen"
    Identifier  "Default Screen"
    Monitor     "Configured Monitor"
    Device      "Configured Video Device"
    DefaultDepth 24
    SubSection "Display"
        Depth 24
        Modes "1600x1200" "1680x1050" "1600x900" "1400x1050" "1440x900" "1280x1024" "1366x768" "1280x800" "1024x768"
    EndSubSection
EndSection

3. Установите Headless Chrome:

wget -q -O - https://dl-ssl.google.com/linux/linux_signing_key.pub | sudo apt-key add -
echo "deb [arch=amd64] http://dl.google.com/linux/chrome/deb/ stable main" > /etc/apt/sources.list.d/google-chrome.list
apt-get update
apt-get install google-chrome-stable

4. Скачайте и распакуйте скрипты для нагрузочного тестирования. Архив со скриптами для нагрузочного тестирования доступен для скачивания здесь:

wget https://flashphoner.com/downloads/docs/2017/xload.tar.gz
tar -xvzf xload.tar.gz

5. Перейдите в каталог, в который был распакован архив:

cd xload

Каталог содержит:

• директорию player со скриптами Web-плеера

• start_xorg.sh - скрипт для запуска Xorg

• loadtest.sh - скрипт для запуска тестов

Скрипту loadtest.sh могут быть переданы следующие параметры:

обязательные:

• ​url - URL страницы плеера с необходимыми параметрами

  или

• ​urlsfile - путь к файлу, содержащему несколько таких URL-адресов, которые будет пройдены по порядку

опциональные:

• stressrate - интервал добавления нового подписчика в миллисекундах;

• ttl - время жизни подписчика в секундах;

• maxsubscribers - максимальное количество подписчиков.

6. Запускаем тестирование.

./loadtest.sh -url http://Your.WCS.server:8081/client2/examples/demo/streaming/player/player.html?streamName=stream1&autoplay=true -maxsubscribers 100 -stressrate 500 -ttl 600

На скриншоте ниже результат тестирования:

К сожалению, из-за большой нагрузки на тестирующий сервер не удалось подключить к тестируемому 1000 подписчиков. Chrome, хоть и без головы, но занял все доступные ресурсы процессора и оперативной памяти, при подключении всего лишь 50 подписчиков, что можно видеть на графиках CPU Load Averrage и расхода памяти. Значение CPU Load Averrage более 100 пунктов в течении длительного времени свидетельствует о высокой нагрузке на процессор. Оперативная память тестирующего сервера тоже оказалась занята более чем на 50%. И если по оперативной памяти ресурс еще был, то загрузка процессора не позволила выйти на планируемое число зрителей.

В этом тестировании удалось подключить немногим больше 50 подписчиков. При этом большой нагрузки на WCS сервер нет.

Значение CPU Load Averrage не превышает 1 пункт. Паузы в работе Z Garbage Collector не превышали 3,5 миллисекунды. Деградировавших стримов не было.

WebRTC нагрузочный тест "От WCS к WCS"

Подробно методика тестирования рассматривается в статье и в документации

Для тестирования с использованием захвата потоков будем использовать два сервера со следующими техническими характеристиками:

• 2x Intel(R) Xeon(R) Silver 4214 CPU @ 2.20GHz (суммарно 24 ядра, 48 потоков);

• 192GB RAM;

• 2x 10Gbps

Запустим нагрузочное тестирование с помощью веб приложения Console:

1. На первом сервере откройте приложение Console через HTTP http://your.WCS.server.name:9091/client2/examples/demo/streaming/console/console.html

2. Укажите доменное имя или IP адрес первого сервера и нажмите кнопку «Add node». Это будет тестируемый сервер, который будет источником потоков. Затем аналогично подключите второй сервер, который будет имитировать подписчиков и захватывать потоки.

3. Для первого сервера запустите стандартный пример Two-way Streaming и опубликуйте поток с веб камеры. Имя потока может быть любым.

4. В приложении Console выберите сервер второй сервер, нажмите кнопку ‘Pull streams’, задайте параметры теста:

• Choose node — выберите первый сервер;

• Local stream name — укажите имя потока на тестирующем сервере в который будет захвачен поток от тестируемого. ( к имени потока будет добавлен индекс соответствующий номеру захваченного потока)

• Remote stream name — укажите имя опубликованного на тестируемом сервере потока;

• Qty — укажите количество зрителей (для нашего тестирования 1000).

5. После чего нажмите кнопку «Pull» для запуска тестирования:

Результат тестирования на скриншоте:

При тестировании с использованием захвата потока нам удалось выйти на планируемое число зрителей (1000 подписчиков). По графикам видна увеличившаяся нагрузка на тестируемый WCS сервер.

Тест с использованием второго WCS сервера не может считаться полностью независимым. Мы тестируем свой сервер при помощи второго такого же сервера. И, как уже было озвучено выше, на практике такой вариант встречается крайне редко.

Несмотря на то, что при тестировании с использованием Headless Chrome нам не удалось выйти на расчетную нагрузку в 1000 зрителей, это тестирование наглядно показывает, что при небольшом количестве реальных подписчиков нет нужды использовать мощное железо для размещения WCS и можно немного сэкономить при покупке или аренде сервера.

Удачного стриминга!

Ссылки

Наш демо сервер

WCS на Amazon EC2 - Быстрое развертывание WCS на базе Amazon

WCS на DigitalOcean - Быстрое развертывание WCS на базе DigitalOcean

WCS в Docker - Запуск WCS как Docker контейнера

Документация по быстрому развертыванию и тестированию WCS сервера

Документация по мониторингу информации о нагрузке и ресурсах

Документация по организации мониторинга с помощью Prometheus

Описание файла настроек flashphoner.properties

Описание файла настроек wcs-core.properties

Документация по управлению памятью в Java

Рекомендации по тонкой настройке сервера

Документация по подготовке к промышленной эксплуатации WCS

Документация по проведению нагрузочного тестирования с использованием захвата потоков по WebRTC/RTMP

Документация по проведению нагрузочного тестирования с использованием Headless Chrome