MOSN 0.1.0 性能报告
以下的的性能报告为 MOSN 0.1.0 在做 Bolt 与 HTTP1.x 协议的纯 TCP 转发上与 envoy 的一些性能对比数据，主要表现在 QPS、RTT、失败率/成功率等。
这里需要强调的是，为了提高 MOSN 的转发性能，在 0.1.0 版本中，我们做了如下的一些优化手段：
- 在线程模型优化上，使用 worker 协程池处理 stream 事件，使用两个独立的协程分别处理读写 IO
- 在单核转发优化上，在指定
P=1的情况下，我们通过使用 CPU 绑核的形式来提高系统调用的执行效率以及 cache 的 locality affinity - 在内存优化上，同样是在单核绑核的情况下，我们通过使用 SLAB-style 的回收机制来提高复用，减少内存 copy
- 在 IO 优化上，主要是通过读写 buffer 大小以及读写时机和频率等参数的控制上进行调优
以下为具体的性能测试数据。
TCP 代理性能数据
这里，针对相同的部署模式，我们分别针对上层协议为 "Bolt(SofaRpc相关协议)" 与 "HTTP1.1" 来进行对比。
部署模式
压测采用纯代理模式部署，client 进程通过 MOSN 进程作为转发代理访问server进程。其中，client 进程，MOSN 进程，server 进程分别运行在属于不同网段的机器中。client 直连访问 server 网络延时为 2.5ms 左右。
客户端
Bolt 协议（发送 1K 字符串）
发送 Bolt 协议数据的客户端使用 “蚂蚁集团"内部开发的线上压力机，并部署 sofa rpc client。 通过压力机的性能页面，可反映压测过程中的QPS、成功/失败次数，以及RT等参数。
HTTP1.1 协议（发送 1K 字符串）
使用 ApacheBench/2.3, 测试指令:
ab -n $RPC -c $CPC -p 1k.txt -T "text/plain" -k http://11.166.161.136:12200/tcp_bench > ab.log.$CPU_IDX &
Service mesh 运行机器规格
Service mesh 运行在容器中，其中 CPU 为独占的一个逻辑核，具体规格如下：
| 类别 | 信息 |
|---|---|
| OS | 3.10.0-327.ali2008.alios7.x86_64 |
| CPU | Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v2 @ 2.60GHz X 1 |
Upstream 运行机器规格
| 类别 | 信息 |
|---|---|
| OS | 2.6.32-431.17.1.el6.FASTSOCKET |
| CPU | Intel(R) Xeon(R) CPU E5620 @ 2.40GHz X 16 |
Bolt 协议测试结果
性能数据
| 指标 | MOSN | Envoy |
|---|---|---|
| QPS | 103500 | 104000 |
| RT | 16.23ms | 15.88ms |
| MEM | 31m | 18m |
| CPU | 100% | 100% |
结论
可以看到，在单核 TCP 转发场景下，MOSN 0.1.0 版本和 Envoy 1.7版本，在满负载情况下的 QPS、RTT、成功数/失败数等性能数据上相差不大，后续版本我们会继续优化。
HTTP/1.1 测试结果
由于 HTTP/1.1 的请求响应模型为 PING-PONG，因此 QPS 与并发数会呈现正相关。下面分别进行不同并发数的测试。
并发20
| 指标 | MOSN | Envoy |
|---|---|---|
| QPS | 5600 | 5600 |
| RT(mean) | 3.549ms | 3.545ms |
| RT(P99) | 4ms | 4ms |
| RT(P98) | 4ms | 4ms |
| RT(P95) | 4ms | 4ms |
| MEM | 24m | 23m |
| CPU | 40% | 20% |
并发40
| 指标 | MOSN | Envoy |
|---|---|---|
| QPS | 11150 | 11200 |
| RT(mean) | 3.583ms | 3.565ms |
| RT(P99) | 4ms | 4ms |
| RT(P98) | 4ms | 4ms |
| RT(P95) | 4ms | 4ms |
| MEM | 34m | 24m |
| CPU | 70% | 40% |
并发200
| 指标 | MOSN | Envoy |
|---|---|---|
| QPS | 29670 | 38800 |
| RT(mean) | 5.715ms | 5.068ms |
| RT(P99) | 16ms | 7ms |
| RT(P98) | 13ms | 7ms |
| RT(P95) | 11ms | 6ms |
| MEM | 96m | 24m |
| CPU | 100% | 95% |
并发220
| 指标 | MOSN | Envoy |
|---|---|---|
| QPS | 30367 | 41070 |
| RT(mean) | 8.201ms | 5.369ms |
| RT(P99) | 20ms | 9ms |
| RT(P98) | 19ms | 8ms |
| RT(P95) | 16ms | 8ms |
| MEM | 100m | 24m |
| CPU | 100% | 100% |
结论
可以看到，在上层协议为 HTTP/1.X 时，MOSN 的性能和 Envoy 的性能存在一定差距，对于这种现象我们的初步结论为：在 PING-PONG 的发包模型下，MOSN 无法进行 read/write 系统调用合并，相比 SOFARPC 可以合并的场景，syscall 数量大幅上升，因此导致相比 SOFARPC 的场景，HTTP 性能上相比 Envoy 会存在差距。针对这个问题，在 0.2.0 版本中，我们会进行相应的优化。
附录
Envoy 版本信息
- version：1.7
- tag：1ef23d481a4701ad4a414d1ef98036bd2ed322e7
Envoy TCP 测试配置
static_resources:
listeners:
- address:
socket_address:
address: 0.0.0.0
port_value: 12200
filter_chains:
- filters:
- name: envoy.tcp_proxy
config:
stat_prefix: ingress_tcp
cluster: sofa_server
clusters:
- name: sofa_server
connect_timeout: 0.25s
type: static
lb_policy: round_robin
hosts:
- socket_address:
address: 10.210.168.5
port_value: 12222
- socket_address:
address: 10.210.168.5
port_value: 12223
- socket_address:
address: 10.210.168.5
port_value: 12224
- socket_address:
address: 10.210.168.5
port_value: 12225
admin:
access_log_path: "/dev/null"
address:
socket_address:
address: 0.0.0.0
port_value: 8001