谷歌云上的 NGINX 工作负载简介

Ampere® Altra®处理器从设计伊始就旨在为云原生应用程序(如NGINX)提供卓越的性能。以其创新架构，提供高性能、线性可扩展性和惊人的能源效率，Ampere Altra允许工作负载在不断增加的负载下，性能变化很小，以可预测的方式运行。在NGINX实际工作负载中提供行业领先的性能/瓦特能力和更低的碳足迹。

谷歌云基于Ampere Altra处理器的Tau T2A虚拟机针对向外扩展的云原生工作负载进行了成本优化，提供以多种预定的虚拟机形态-每个虚拟机最多48个vCPU，每个vCPU 4 GB内存，最高32 Gbps网络带宽，以及广泛的网络连接存储选项。这些虚拟机适用于诸多向外扩展的工作负载，如web服务器、容器化微服务、数据日志处理、媒体转码和Java应用程序。

NGINX是一个开源、高性能的HTTP服务器，也可以用作反向代理、负载均衡器、邮件代理和HTTP缓存。它使用复杂的事件驱动架构，允许在现代硬件上扩展到数十万个并发连接。根据w3technologies的数据，截至2021年，NGINX是高流量网站中最受欢迎的web服务器，市场份额为33.8%。

由Ampere Altra 处理器驱动的谷歌 T2A 虚拟机在各种NGINX web服务器配置中提供了极具竞争力的性能，包括在我们的测试中使用的启用tls的服务器配置。web服务器通过HTTPS为来自负载生成器的每个请求发送一个静态文件。我们的性能指标采用的是p.99延迟低于5毫秒的吞吐量(请求/秒)。

基于Ampere Altra 的谷歌Cloud T2A虚拟机性能优于传统的x86虚拟机。图1所示的性能结果显示，T2A虚拟机的性能比N2虚拟机高出15%，与N2d虚拟机大致相当。

对于云开发人员来说，性价比占总拥有成本(TCO)的很大一部分，并且是在云中进行大规模部署的重要考虑因素。T2A虚拟机的性价比比N2虚拟机高45%，比N2D虚拟机高11%。

Figure 3

在我们的测试中，NGINX托管在32个vCPU的虚拟机上。我们将基于Ampere Altra的GCP T2A虚拟机与基于Intel^® Xeon^® Ice lake的N2和基于AMD EPYC™ Milan的N2D虚拟机进行了比较。像大多数开源软件一样，NGINX在AArch64上是原生支持的，我们使用操作系统提供的相应包管理器在所有服务器vm上安装它。对于客户端请求，NGINX服务器通过HTTPS提供一个gzip压缩的静态文件。WRK作为负载生成器运行在单独的32 vCPU虚拟机上。性能以服务水平协议(SLA)下的每秒请求数来衡量。我们使用不超过5毫秒的第99%延迟(p.99)作为SLA。我们配置了合适的线程数和并发级别，以实现最大吞吐量，同时将p.99延迟保持在5毫秒以下。客户端和服务器虚拟机被配置为同一子网的一部分，这样可以实现最佳的网络吞吐量。

用于测试的NGINX配置:

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# For more information on configuration, see:

# * Official English Documentation: http://nginx.org/en/docs/

# * Official Russian Documentation: http://nginx.org/ru/docs/

user nginx;

worker_processes auto;

worker_rlimit_nofile 104857600;

error_log /var/log/nginx/error.log;

pid /run/nginx.pid;

# Load dynamic modules. See /usr/share/doc/nginx/README.dynamic.

include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

events {

use epoll;

accept_mutex off;

worker_connections 10240;

}

http {

log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

#access_log /var/log/nginx/access.log main;

access_log off;

open_file_cache max=10240000 inactive=60s;

open_file_cache_valid 80s;

open_file_cache_min_uses 1;

keepalive_requests 100000000000;

keepalive_timeout 300s;

sendfile on;

tcp_nopush on;

tcp_nodelay on;

types_hash_max_size 4096;

include /etc/nginx/mime.types;

default_type application/octet-stream;

# Load modular configuration files from the /etc/nginx/conf.d directory.

# See http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#include

# for more information.

include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

server {

listen 443 ssl http2;

listen [::]:443 ssl http2;

server_name _;

root /usr/share/nginx/html;

ssl_certificate "/etc/pki/tls/certs/NGINX_TEST_SSL.crt";

ssl_certificate_key "/etc/pki/tls/private/NGINX_TEST_SSL.key";

ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3;

ssl_ciphers "AES128+SHA256 !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS !MEDIUM !RC4";

ssl_prefer_server_ciphers on;

# Load configuration files for the default server block.

include /etc/nginx/default.d/*.conf;

error_page 404 /404.html;

location = /40x.html {

}

error_page 500 502 503 504 /50x.html;

location = /50x.html {

}

}

}

下面的配置文件是我们在NGINX中使用的gzip压缩设置。

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gzip on;

gzip_min_length 100;

gzip_buffers 8 32k;

gzip_types text/plain text/css application/x-javascript text/xml application/xml text/javascript;

gzip_vary on;

在客户端，使用的wrk命令行如下所示。我们调整 $thread和$connection来达到5 ms p.99延迟SLA下的最佳吞吐量。

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./wrk-4.2.0/wrk -t$thread -c$connection -H 'Accept-Encoding: gzip' -d10s https://${NGINX_HOST}:443/${filename} --latency

谷歌Cloud Tau T2A 虚拟机由Ampere Altra处理器提供算力支持，由于其创新的云原生设计和出色的性价比，是NGINX等云原生工作负载的绝佳选择。对于云应用程序开发人员来说，由于AArch64软件生态系统的成熟，可以无缝地将NGINX应用程序从传统的x86 虚拟机过渡到Ampere Altra 虚拟机。总的来说，出色的性能和令人信服的性价比之外，同时减少您的碳足迹。有关使用Ampere Altra处理器的谷歌Tau T2D虚拟机的更多信息，请访问谷歌云博客。

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与 Ampere 测试中使用的不同的系统配置、组件、软件版本和测试环境可能会导致与 Ampere 获得的测量结果不同。

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