基于奇林软件kylinTOP工具的HTTP2协议的压力测试

1、HTTP协议概述

说到http，那就应该先了解一下http协议的发展历史。关于http协议的历史，可以参考阮一峰老师的这篇博客文章HTTP 协议入门,里面介绍的比较详细了。简单来说http先后存在0.9、1.0、1.1三个版本，我们目前上网使用最广泛的是http/1.1协议，发布于1997年，距今已经20多年了，至今仍然是访问网站的主流协议（真是老而弥坚啊）。http/1.1的报文格式如下：

request报文

response报文

HTTP/1.1的问题

http协议早期为互联网的普及做出了巨大的贡献，构建了现代互联网的基础架构，但是由于协议制定的时间较早，在很多方面还是有着局限性，在互联网高速发展，信息爆炸的今天，难免有些捉襟见肘。主要体现在以下几个方面：

传输报文为ascii文本形式，对于http header不会进行压缩。这样对于可读性是比较友好，但对于计算机不太友好，此外传输效率较低
请求只能由客户端发起，不能由服务端发起。这种模式限制了一些主动推送或者有双工需求的使用场景，当然也有比如websocket之类的解决方案，但那严格来说已经不属于http协议的范畴了。
同步阻塞通讯：其实在http/1.1中已经默认使用了持久连接（persistent connection），可以做到多个请求复用同一个tcp连接，同时利用管道机制（pipelining），可以让请求同时在一个tcp连接上发送，但是http本质上还是一个请求/响应模型，服务端仍然需要按照请求的顺序依次回复，不能乱序回复。这样要是前面的回应特别慢，后面就会有许多请求排队等着。这称为"队头堵塞"（Head-of-line blocking）。
由于队头堵塞问题的存在，在客户端要下载大量资源的情况下，不得不和服务器建立多个TCP连接（大部分浏览器允许最多建立6个和指定服务器的持久连接），达到并发传输的效果，而众所周知，建立和销毁tcp连接的成本是非常高昂的（如果是https就更高），同时也增加了服务端的资源消耗。

基于以上的这些痛点，催生出了http/2。

HTTP/2

SPDY

http/2起源于谷歌的SPDY项目（没错，又是谷歌-_-）,于 2009 年年中发布，其主要目标是通过解决 HTTP/1.1 中广为人知的一些性能限制来减少网页的加载延迟(那些广为人知的限制我在上面都提到了)。具体来说，这个项目设定的目标如下：

页面加载时间 (PLT) 减少 50%。
无需网站作者修改任何内容。
将部署复杂性降至最低，无需变更网络基础设施。
与开源社区合作开发这个新协议。
收集真实性能数据，验证这个实验性协议是否有效。

到了2012 年，这个新的实验性协议得到了 Chrome、Firefox 和 Opera 的支持，越来越多的大型网站（如 Google、Twitter、Facebook）和小型网站开始在其基础设施内部署 SPDY。事实上，在被行业越来越多的采用之后，SPDY 已经具备了成为一个标准的条件。

观察到这一趋势后，HTTP 工作组 (HTTP-WG) 将这一工作提上议事日程，吸取 SPDY 的经验教训，并在此基础上制定了官方“HTTP/2”标准。在拟定宣言草案、向社会征集 HTTP/2 建议并经过内部讨论之后，HTTP-WG 决定将 SPDY 规范作为新 HTTP/2 协议的基础。2015 年初，IESG 审阅了新的 HTTP/2 标准并批准发布。

2、HTTP2的压力测试关注点

现网中已经存在大量的基于HTTP2协议的WEB服务，对于HTTP2协议，浏览器访问web服务存在较大的差异，主要体现在相同的并发量的情况下，WEB服务会受到突发性HTTP请求的冲击。主要原因是对于浏览器访问一个页面，HTTP/1.1协议，浏览器最并发量控制在6个以内。但对于HTTP2的请求最高并量几乎没有限制，如下所示。

要对支持HTTP2协议的网站进行压力测试，必须是基于HTTP/2协议的请求并发（一般支持HTTP2协议的WEB服务，都会同时支持HTTP/1.1,与客户端之间建立链接时，必须进行握手，互方协商需要使用的协议，如果测试工具不支持HTTP/2协议，下发HTTP/1.1的协议请求，WEB服务器也可以正常提供服务，这时测试的结果就不是你想要的结果）。

要想证明性能测试工具下的HTTP协议是HTTP/1.1还是HTTP2,可以通过抓包工具抓取server heloo的报文进行确认。如下所示：server hello报文中的ALPN Next Protocol:h2 ,是判断发送HTTP请求协议版本的重要判断依据。

3、支持HTTP2协议的压力测试工具

国内常用的Jmeter,LoadRunner 12性能测试工具，这两个均不支持HTTP2协议的请求。下图是通过LR 12.55导入chrome HAR包，发送HTTP请求的抓包图。报文中没有ALPN Next Protocol:h2的关键字（LR 没有采用ie录制脚本的原因是ie不支持HTTP/2)。目前国内阿里PTS,腾讯WeTest,华为CPTS均不支持HTTP2协议。本文采用奇林软件kylinTOP

4、HTTP2压力测试

4.1、录制脚本

本次以脚本录制网站案采用：https://www.ustc.edu.cn/ （中国科学技术大学官网）

打开HTTP2开关，点击确认，弹出如下对话框，输入要录制的URL

录制生成如下脚本

调试脚本

调试过程可以看到HTTP请求的瀑布图，几科所有HTTP请求都是同时并发。目前kylinTOP工具在处理HTTP/2协议的HTTP的请求并发模型依据请求的父子关系，按照一定的算法进行并发。从并法的瀑布图看，与HTTP2协议的标准相一致（HTTP2标准并发是按照尽可能的并发，除非两个请求有依赖关系。最高并发可以达到300都有可能）。