服务器负载均衡测试方案.docx
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服务器负载均衡测试方案
负载均衡设备测试方案
1、测试方案说明3
2、测试拓扑5
3、性能测试6
3.1TPS（每秒新建连接数）测试6
3.2并发连接数测试8
4、负载均衡功能测试11
4.1负载均衡方式测试11
4.2主机健康检查功能测试12
4.3主机维护功能12
5、HA测试（可选）13
5.1负载均衡设备故障切换测试13
5.2局域网交换机故障切换测试14
6、安全性测试15
6.1HTTP访问源地址限制测试15
6.2SSH/HTTPS访问控制15
7、附加功能测试（可选）16
7.1应用优化：
连接复用ONECONNECTION测试16
7.2应用优化：
内存缓存RAMCACHE测试16
7.3应用优化：
HTTP压缩测试16
7.4应用优化：
SSL流量卸载和加速测试16
7.5应用优化：
带宽管理RATESHAPING（QOS）测试16
7.6安全：
DOS防护测试16
1、测试方案说明
项目概况：
XXXX四台服务器需要做服务器负载均衡；未来可能更多的应用需要做服务器负载均衡；测试周期：
X月X日-X月X日测试设备：
F5LTM3400orLTM6400大致访问量：
客户需求：
采用负载均衡设备对四台XXXX系统应用服务器进行负载均衡。
通过健康检查机制ECV对webservice进行可用性检查，保证能够及时发现应用故障，快速切换用户访问到健康的应用服务器上。
采用HTTPCookieInsert会话保持方式，将同一用户的第二次访问请求定向到先前的应用服务器上，从而保证应用的粘连性。
采用单臂路由的系统连接方式，启用F5SNAT机制，从而保证原先应用系统的IP地址和网关地址变动最小。
竞争友商
采用负载均衡设备双机热备方式，确认整个系统的高可用性（可选）
WhyF5
系统架构方面：
F5系统连接方式可以串联，可以旁路，可以做端口汇聚，非常灵活，对原有系统的平滑升级影响最小。
软件功能：
完善的服务器负载均衡能力，特别是在应用健康检查和会话保持方面是业界最完整和最完善的，经常得到BEA，
Oracle，SAP技术人员的推荐。
硬件性能：
通过LoadRunner压力测试，设备运行稳定，系统资源还留有余量，为今后的访问量提供了支持。
iRules：
业界唯一的可编程控制流量，可以更加精细地管理和控制流量（包括第七层应用流量管理）。
应用优化支持：
目前使用到F5OneConnection连接复用和优化功能，能够大大提高服务器的工作效率。
今后还可以升级HTTP压缩和内存Cache等优化功能。
F5的解决方案：
采用单臂路由方式将1台LTM3400割接到原先的生产网中，通过SNAT机制，改变客户端的源地址，从而在服务器IP地址和网关不变的情况下，使得服务器的httpresponse经过LTM3400回到客户端，保证了整个数据包流程的正确性。
2台LTM3400双机热备，同时采用硬件级串口心跳切换和网络级故障切换两种冗余切换机制，保证了整个系统的高可用性（可选）。
LTM上定义了一个VS（虚拟服务器），调用了离校系统应用服务器群，满足用户负载均衡的需求，保证7*24应用服务能力。
对应用服务器进行HTTPECV（内容检查），实时监测应用的可用性。
在对应用服务器负载均衡的过程中，启用HTTPCookieInsert会话保持机制，将同一用户的第二次以后的访问请求定向到先前的应用服务器上，从而保证应用的粘连性。
通过对TCP三次握手的SynCheck机制，扫描和阻断Synflood等DOS攻击行为。
激活OneConnect连接复用和优化功能，大大减少了服务器的连接数，增加了服务器的处理能力。
关键技术阐述：
灵活地组网方式，高效的双机切换机制。
基于HTTPCookie的会话保持机制。
iRule—可编程的高级流量控制和管理接口。
丰富的应用优化机制：
OneConection，SSLOffload，HTTPCompression,RamCache，TCPExpress，WebAccelerator，RateShaping等。
测试图二：
（生产环境，建议单臂路由+端口汇聚连接方式）
2、测试拓扑
测试图一：
（测试环境，单臂路由连接方式）
3、性能测试
3.1TPS（每秒新建连接数）测试
衡量负载均衡设备的关键性指标为每秒新建连接数、最大并发连接数。
XXXXXXXX系统应
用服务器面对全校进行HTTP服务，负载均衡设备的选择必须要能满足超过100Krequest/second新建会话数的要求。
因此该项测试必须模拟出真实的HTTP环境。
要满足以
下几个要求：
1、背景流量必须真实加载在负载均衡设备，即负载均衡设备必须完成TCPHTTP背景流量的
负载均衡；
2、满足XXXXXXXX系统的真实业务要求，负载均衡设备对于TCPHTTPtimeout时间不得短
于10秒；
3、在加载背景流量的同时下，Client可访问正常的webServer；
项目1：
真实流量下的TPS性能压力测试（要求有大量客户端，可以是生产网运行）
测试目的：
衡量负载均衡设备的关键指标为每秒新建连接数、最大并发连接数。
测试使用多台Client模拟大量IP地址进行HTTP连接请求（生产网环境），以验证四层交换在大量源IP地址、大量新增HTTP请求下的性能。
测试要求：
1、必须打开待测试备的四层交换功能；
2、HTTPTCPtimeout时间为10秒；
3、流量必须真实加载在负载均衡设备上，即该设备必须完成对HTTPTCP真实流量
的负载均衡。
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开四层交换能力；
2）确认负载均衡设备对TCPtimeout时间为10秒；
3）在负载均衡设备上配置2个VirtualIP地址，一个用于加载背景流量，一个用于正常（真实）HTTP访问；
4）在真实流量逐步增大的情况下，使用Client对用于正常访问的VirtualIP进行HTTP请求，
查看HTTP请求响应情况；
5）使用命令行或Web界面管理界面动态观察实时的并发会话数和每秒新进会话数。
6）查看负载均衡设备的CPU、Memory情况，以验证负载均衡设备在大量IP地址、大量新增连接请求下的性能。
预期结果：
1、真实流量能够通过负载分担到内部的服务器上；
2、Client可访问到正常的HTTP服务器VirtualIP；
3、负载均衡设备的CPU利用率较低；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
对每秒新增会话数、HTTP请求情况和CPU的对应关系做记录：
测试结果：
项目2：
模拟背景流量下的TPS性能压力测试
测试目的：
衡量负载均衡设备的关键指标为每秒新建连接数、最大并发连接数。
测试使用
LoadRunner进行HTTP连接请求，以验证四层交换在相同或有限多个源IP地址、大量新增HTTP请
求下的性能。
测试要求：
1、必须打开待测试备的四层交换功能；
2、HTTPTCPtimeout时间为10秒；
3、LoadRunner发出的背景流量必须真实加载在负载均衡设备上，即该设备必须完成对HTTPTCP背景流量的负载均衡。
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开四层交换能力；
2）确认负载均衡设备对TCPtimeout时间为10秒；
3）在负载均衡设备上配置2个VirtualIP地址，一个用于加载背景流量，一个用于正常（真实）HTTP访问；
4）打开负载均衡设备上针对背景流量的逐包负载均衡机制，确保背景流量的每个报文均为一个新建会话，以测试负载均衡设备性能；
5）配置负载均衡设备前端LoadRunner发送测试流量，并逐步提高LoadRunner每秒发送的HTTP请求量，直至设备标称值。
6）查看在此阶段中负载均衡设备发出和返回的流量，分析背景流量报文在负载均衡过程中是否有丢失；
7）在背景流量逐步增大的情况下，使用Client对用于正常访问的VirtualIP进行HTTP请求，
查看HTTP请求响应情况；
8）使用命令行或Web界面管理界面动态观察实时的并发会话数和每秒新进会话数。
9）查看负载均衡设备的CPU、Memory情况，以验证负载均衡设备在大量IP地址、大量新增连接请求下的性能。
预期结果：
1、背景流量能够通过负载分担到内部的服务器上；
2、Client可访问到正常的HTTP服务器VirtualIP；
3、负载均衡设备的CPU利用率较低；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
对每秒新增会话数、HTTP请求解析情况和CPU的对应关系做记录：
测试结果：
3.2并发连接数测试
项目1：
真实流量下的并发连接数性能压力测试（要求有大量客户端，可以是生产网运行）
测试目的：
衡量负载均衡设备的关键指标为每秒新建连接数、最大并发连接数。
因此此次测试使用多台Client模拟大量IP地址进行HTTP连接请求（生产网环境），以验证四层交换在大量源IP地址、大量新增HTTP请求下的并发连接数。
测试要求：
1、必须打开待测试备的四层交换功能；
2、HTTPTCPtimeout时间设为60秒；
3、流量必须真实加载在负载均衡设备上，即该设备必须完成对HTTPTCP真实流量
的负载均衡。
。
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开四层交换能力；
2）确认负载均衡设备对TCPtimeout设置为60秒；
3）在负载均衡设备上配置2个VirtualIP地址，一个用于加载背景流量，一个用于正常（真实）HTTP访问；
4）在真实流量逐步增大的情况下，使用命令行或Web界面管理界面动态观察实时的并发会话
数和每秒新建会话数，直至到达标称的最大连结数指标。
5）查看负载均衡设备的CPU、Memory情况，以验证负载均衡设备在大量IP地址、大量新增连接请求下的性能。
预期结果：
1、真实流量能够通过负载分担到内部的服务器上；
2、Client可访问到正常的HTTP服务器VirtualIP；
3、负载均衡设备的CPU利用率较低；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
对每秒新增会话数、会话连接数、HTTP请求解析情况和CPU的对应关系做记录：
测试结果：
项目2：
背景流量下的并发连接数性能压力测试（满负荷测试）
测试目的：
衡量负载均衡设备的关键指标为每秒新建连接数、最大并发连接数。
因此此次测试使用LoadRunner进行HTTP连接请求，以验证四层交换在相同或有限多个源IP地址、大量新增
HTTP请求下的并发连接数。
测试要求：
1、必须打开待测试备的四层交换功能；
2、HTTPTCPtimeout时间设为60秒；
3、背景流量必须真实加载在负载均衡设备上，即该设备必须完成对HTTPTCP背景
流量的负载均衡。
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开四层交换能力；
2）确认负载均衡设备对TCPtimeout设置为60秒；
3）在负载均衡设备上配置2个VirtualIP地址，一个用于加载背景流量，一个用于正常（真实）HTTP访问；
4）配置负载均衡设备前端多台Client上的压力测试工具LoadRunner，并逐步提高每秒发送的HTTP请求量。
5）在背景流量逐步增大的情况下，使用命令行或Web界面管理界面动态观察实时的并发会话
数和每秒新建会话数，直至到达标称的最大连结数指标。
6）在背景流量逐步增大，设备最大连结数逐步增大的情况下，使用Client对用于正常访问的
VirtualIP进行HTTP请求，查看HTTP请求响应情况；
7）查看负载均衡设备的CPU、Memory情况，以验证负载均衡设备在大量IP地址、大量新增连接请求下的性能。
预期结果：
1、背景流量能够通过负载分担到内部的服务器上；
2、Client可访问到正常的DNS服务器VirtualIP；
3、负载均衡设备的CPU利用率较低；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
对每秒新增会话数、会话连接数、DNS请求解析情况和CPU的对应关系做记录：
测试结果：
4、负载均衡功能测试
4.1负载均衡方式测试
项目：
负载均衡方式的测试
测试目的：
负载均衡设备支持基于轮询和比例等方式的负载均衡功能。
测试要求：
1、必须打开待测试备的四层交换功能；
2、HTTPTCPtimeout时间为10秒；
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开四层交换能力；
2）确认负载均衡设备对TCPtimeout时间为10秒；
3）配置负载均衡设备前端多台Client上发布测试流量，使用从目前HTTP节点采集的真实
HTTP请求流量对背景流量的VirtualIP进行HTTP请求。
4）设置负载均衡设备的负载均衡策略为轮询方式，使用命令行或Web界面管理界面动态观察
各台服务器上实时的会话数，判断是否满足轮询策略；
5）设置负载均衡设备的负载均衡策略为比例方式，使用命令行或Web界面管理界面动态观察
各台服务器上实时的会话数，判断是否满足比例策略；
预期结果：
1、负载均衡设备的负载均衡策略满足设定要求；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
对不同负载均衡策略设定下的负载均衡情况做记录：
测试结果：
4.2主机健康检查功能测试
项目：
主机健康检查功能的测试
测试目的：
负载均衡设备支持基于主机HTTP进程的健康检查功能。
测试要求：
1、必须打开待测试备的健康检查功能；
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）检查负载均衡设备是否打开主机健康检查功能；
2）配置负载均衡设备对后台HTTP服务器的HTTP内容健康检查功能。
3）查看负载均衡设备中针对后台HTTP主机的健康检查状态；
4）人为中止某台HTTP主机的tomcat进程，查看负载均衡设备中针对该HTTP主机的健康检查状态，并确认在此情况下负载均衡的流量状况；
预期结果：
1、负载均衡设备能够实现基于业务的主机健康检查；
2、主机进程故障的情况下，能够通过健康检查发现主机的故障，并停止向该主机发布负载均衡的流量；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
测试结果：
4.3主机维护功能
项目：
负载均衡设备对内部主机维护功能测试测试目的：
负载均衡设备支持内部HTTP主机的维护功能。
测试要求：
测试配置：
参见测试拓扑1
测试过程：
1）负载均衡设备可以将内部Pool中的某台服务器状态设置为立即停用状态或逐步停用状态；
2）在立即停用状态下，该服务器将立即停止服务，原有用户连接中断；
3）在逐步停用状态下，负载均衡设备将不再给该服务器发送新的请求，服务器继续处理原有用户的连接，直至用户请求为0；
预期结果：
1、负载均衡设备能够实现两种方式的主机维护功能；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
测试结果：
5、HA测试（可选）
5.1负载均衡设备故障切换测试
项目：
负载均衡设备切换测试
测试目的：
测试负载均衡设备在出现故障的情况下网络切换能力测试配置：
测试过程：
1）配置测试环境，以及四层交换设备。
2）从Client上发送HTTP请求，目的地为HTTP的VIP地址。
3）中断主用的负载均衡设备，记录HTTP请求响应数据包丢包情况，并计算收敛时间。
预期结果：
测试说明：
测试结果：
5.2局域网交换机故障切换测试
项目：
局域网交换机切换测试测试目的：
测试局域网交换机在出现故障的情况下网络切换能力测试配置：
测试过程：
4）配置测试环境，以及四层交换设备。
5）从Client上发送HTTP请求，目的地为HTTP的VIP地址。
6）中断一台局域网交换机，记录HTTP请求响应数据包丢包情况，并计算收敛时间。
预期结果：
测试说明：
测试结果：
6、安全性测试
6.1HTTP访问源地址限制测试
项目：
业务访问源地址限制测试目的：
测试某个VIP对访问源地址的限制功能测试配置：
测试过程：
1）如图1配置测试环境，以及四层交换设备。
2）在HTTP请求解析的VIP上允许/拒绝外部Client的IP地址段的访问，查看外部Client的
HTTP访问情况；
预期结果：
只有在IP地址段被允许的情况下，外部client才能正常得到HTTP服务器的请求响应；
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
测试结果：
6.2SSH/HTTPS访问控制
项目：
管理安全性测试
测试目的：
测试负载均衡设备的管理安全性,通过加密的通讯来对设备进行控制,保证安全.测试配置：
测试过程：
3）如图1配置测试环境，以及四层交换设备。
4）在测试用户机上对负载均衡设备发起http/telnet的访问,会被拒绝,在使用Https/SSH
访问时被提醒认证,通过后才进入管理界面。
预期结果：
负载均衡设备管理在网络上的所有流量都是加密的,没有明码出现
测试说明：
判定原则：
测试结果必须与预期结果相符，否则不符合要求。
测试结果：
7、附加功能测试（可选）
7.1应用优化：
连接复用OneConnection测试
7.2应用优化：
内存缓存RamCache测试
7.3应用优化：
HTTP压缩测试
7.4应用优化：
SSL流量卸载和加速测试
7.5应用优化：
带宽管理RateShaping（QOS）测试
7.6安全：
DOS防护测试
升级会员 