Перфоманс Лаб

инструменты
нагрузочное тестирование
7 августа, 2024

Инструменты для распределенного нагрузочного тестирования: сравнение, особенности использования

Время чтения: 11 мин.
7 августа, 2024
Автор:
Сергей Ломакин
Нагрузочное тестирование — неотъемлемый этап проверки современной IT-системы. Это и измерение глобальной надёжности решения, и получение точных данных о производительности. Но когда дело доходит до масштабного тестирования с высокими нагрузками, возникают дополнительные сложности, требующие применения специализированных решений.

Какие инструменты бывают: обзор

Инструментов — очень много. Цель этого материала — разобраться во всех фреймворках, которые сегодня представлены на рынке и активно используется. Покажем особенности каждого — вместе с практическими аспектами применения.

Сравнительная таблица: 8 инструментов

В опросе участвовал 51 инженер компании Перфоманс Лаб

Критерий удобства от инженера определяли с помощью опроса. Вопрос по каждой технологии был таким:

Оцените удобство использования инструмента.

Всего был получен 51 ответ, далее посчитали среднее значение по каждой технологии.

*Примечания:

  • Анализировались вакансии с hh.ru.
  • Значения в столбце «Наличие комьюнити» указаны приблизительно, основываясь на доступной информации.
  • Для некоторых инструментов отсутствует оценка удобства от инженеров.
  • Информация о Yandex Load Testing частично основана на предположениях, так как отзывов не было предоставлено.

Boomq

Платформа предназначена только для тестирования производительности, может ускорить процесс в 5-10 раз.

Boomq позволяет проводить нагрузочное тестирование в CI/CD через API. Это будет быстрее, эффективнее, чем стандартные способы.
Магия с автоматизированной отчетностью, кластеризацией генераторов нагрузки на Kubernetes, в конце концов — тренд-репортинг. Все это очень продумано и уже из коробки. А еще можно настроить алертинг (и он логически встроен в концепцию инструмента, затем — использовать AL-помощник для анализа всех необходимых показателей). JMeter, Gatling, Locust — так не умеют (по крайней мере — без расширений).

Преимущества


Теперь о плюсах. Во-первых, это не очередной западный софт, а отечественная разработка, что в нынешних реалиях — уже победа.


Вот 8 преимуществ, которые помогут доказать финансовому отделу необходимость платить за дополнительный инструмент:

01
Есть редактор low-code.
02
Полная поддержка распределен-ной нагрузки.
03
Возможности для совместной работы.
04
Полная поддержка CI/CD из коробки.
05
Анализ трендов производи-тельности.
06
Есть поддержка JMeter.
07
Есть интеграция с Grafana.
08
Есть автоматизи-рованное планирование тестов.
Недостатки

Продукт платный, а значит, придется объяснять финансовому отделу, почему нам нужен еще один инструмент в дополнение к имеющимся. И обосновать дополнительный расход может быть сложно, так как экономическая польза от автоматизации проявляется только на долгосрочной дистанции и только при регулярном нагрузочном тестировании.

Под капотом Boomq находится Apache JMeter — в случае больших нагрузок требовательность к ресурсам может возрастать.

Gatling: скалярность и простота

Gatling — инструмент нагрузочного тестирования веб-приложений, разработанный для DevOps (Continuous Integration). Один из ведущих фреймворков для нагрузочного тестирования, отличающийся простотой в использовании, неплохой производительностью. Его главное преимущество — возможность легко масштабировать нагрузку за счет распределенной архитектуры. 

Gatling позволяет развертывать тесты на кластере машин, равномерно распределяя нагрузку между узлами и добиваясь высоких показателей отказоустойчивости и надежности. При этом — настройка распределенной среды выполняется интуитивно понятно, что существенно экономит время тестировщика.

Преимущества
01
Высокопроизводительная архитектура на основе факторной модели Akka.
02
Мощный DSL для написания сценариев на Scala, позволяющий создавать сложные нагрузочные профили.
03
Высокопроизводительная архитектура на основе факторной модели Akka.
04
Мощный DSL для написания сценариев на Scala, позволяющий создавать сложные нагрузочные профили.
Недостатки
01
Steep learning curve, особенно для тех, кто не знаком со Scala.
02
Ограниченные возможности GUI, все это может затруднить работу для неопытных пользователей.
03
Сложности с интеграцией сторонних библиотек, не адаптированных под асинхронную модель Gatling.

JMeter

Apache JMeter — классический инструмент для нагрузочного тестирования, известный своей функциональностью, гибкостью. Но вот в контексте распределенного тестирования у JMeter есть ряд проблем с масштабируемостью. Запуск сценариев на нескольких машинах требует существенных трудозатрат на настройку  (синхронизацию) тестовых серверов. Кроме того, производительность распределенных тестов в JMeter ограничена техническими особенностями самого инструмента, что делает его менее привлекательным выбором для по-настоящему крупномасштабного тестирования.

Преимущества
01
Широкий спектр поддерживаемых протоколов и типов нагрузки.
02
Богатая экосистема плагинов.
03
Наличие GUI для отладки тестовых сценариев.
04
Обширная база знаний и большое сообщество пользователей.
Недостатки
01
Высокое потребление ресурсов при масштабировании.
02
Ограниченные возможности для создания сложных сценариев без использования дополнительных скриптов.
03
Устаревший подход к распределенному тестированию, требующий значительных усилий для настройки.

Облачные платформы: Boomq, Yandex LT

2024 год — время облачных решений. В случае с тестами — это раскрученные AWS LT, Azure Load Testing, ну или GCP Load Testing. Они позволяют быстро разворачивать распределенную инфраструктуру, гибко масштабировать ее под требуемые нагрузки, сразу же анализировать результаты.

Преимущества

Плюсы: у таких платформ очевидны — отсутствие необходимости поддерживать собственные тестовые стенды, эластичность ресурсов, удобные инструменты мониторинга, крутая визуализации данных.
01
Высокая масштабируемость, возможность генерации massive нагрузки.
02
Интеграция с облачными сервисами мониторинга и аналитики.
03
Отсутствие необходимости в поддержке собственной инфраструктуры для тестирования.
04
Возможность точного моделирования географически распределенной нагрузки.
Недостатки

Минусы: использование облачных сервисов сопряжено с дополнительными затратами (например требуется интеграция с закрытыми корпоративными системами).
01
Потенциально высокие затраты при длительном или интенсивном использовании
02
Ограниченные возможности кастомизации по сравнению с open-source решениями.
03
Риски vendor lock-in + дополнительная зависимость от конкретного облачного провайдера.
04
Возможные ограничения в тестировании on-premise систем из-за вопросов безопасности.

Yandex Load Testing | Yandex Cloud

Относительно новый инструмент на рынке нагрузочного тестирования. Вероятно, он предлагает интеграцию с другими сервисами Яндекса и может быть особенно полезен для проектов, использующих инфраструктуру Яндекс.Облака. Как и другие инструменты от крупных технологических компаний, Yandex Load имеет масштабируемость, а значит высокую производительность, но может иметь ограничения в гибкости настройки по сравнению с более специализированными.

Бонус: +4 менее известных инструмента, краткий обзор

Кратко разберем ещё несколько инструментов, которые точно пригодятся для распределенного НТ.

Сфера НТ

1/4
Инструмент находится на ранней стадии разработки. Отмечают ограниченную функциональность и проблемы с производительностью (лаги, зависания). Некоторые функции не работают корректно, что вызывает необходимость обращения в техподдержку.

Сбер Load

2/4
Отличается удобством использования: запуск теста одной кнопкой, отложенный запуск, история тестов. Дополнительные преимущества включают синхронизацию с Git и автоматическое создание скриншотов.

Grafana K6

3/4
Инструмент с открытым исходным кодом. Облачный сервис упрощает нагрузочное тестирование для разработчиков и QA-инженеров. Инструмент получил смешанные отзывы. Некоторые ценят его за поддержку JavaScript, другие отмечают недостаточную производительность. K6 хорошо подходит для учебных целей, но может уступать другим решениям в реальных проектах.

Load Runner Enterprise

4/4
С одной стороны, отмечается удобный интерфейс для планирования тестов и настройки генераторов нагрузки, надёжность и богатый функционал. С другой стороны, пользователи жалуются на сложность использования, высокую нагрузку на систему и периодические сбои. Инструмент считается «типичным энтерпрайз-решением» с избыточным функционалом. Важный минус — уход с российского рынка.

Мониторинг и анализ результатов

Распределенное нагрузочное тестирование порождает большие объемы данных, которые необходимо эффективно обрабатывать и визуализировать. Важно использовать гибкие решения для сбора и анализа метрик, способные агрегировать информацию с множества тестовых агентов. 

Анализ результатов распределенного нагрузочного тестирования имеет ряд существенных отличий по сравнению с традиционным подходом. Начнем с объема данных.

Объем данных

Распределенное тестирование: генерирует значительно больший объем метрик, логов и других данных, которые потом придется хранить, обрабатывать, анализировать. Традиционное тестирование: работает с относительно небольшим объемом данных. Не требуется предусматривать дополнительной агрегации данных, получаемых из разных источников.

Синхронизация и согласованность

В распределенной среде: важно обеспечить синхронизацию данных с различных узлов тестирования, чтобы получить целостную картину происходящих процессов. Несогласованность во времени, форматах и способах сбора метрик, конечно же, может привести к искажению результатов. При традиционном тестировании: данные собираются на одном (или нескольких) взаимосвязанных серверах, что упрощает процесс согласования.

Необходимость real-time мониторинга

Распределенное тестирование: требует непрерывного отслеживания ключевых показателей в режиме реального времени. Это позволяет своевременно выявлять проблемы, принимать корректирующие меры. Традиционное тестировании: анализ результатов часто проводится в онлайн-режиме.

Визуализация

Распределенное тестирование: для эффективного анализа больших объемов данных необходимы гибкие средства визуализации, которые помогают быстро обнаруживать аномалии, выявлять взаимосвязи, делать какие-либо выводы. При традиционном тестировании: требования к визуализации не столь высоки.

Краткий обзор инструментов

Для решения задач, возникающих при анализе результатов распределенного нагрузочного тестирования, применяются специализированные инструменты.

01
Централизованные системы сбора и хранения метрик (Prometheus, InfluxDB, TimescaleDB).
02
Инструменты для визуализации данных (Grafana, Kibana, Tableau).
03
Решения для мониторинга в режиме реального времени (Datadog, New Relic, Dynatrace).
04
Методики корреляционного, методы причинно-следственного анализа.
05
Техники машинного обучения для выявления аномалий, методы поиска скрытых закономерностей.
При проведении распределенного НТ важно не только проводить тесты, но и эффективно собирать, анализировать и визуализировать полученные данные. Интеграция специализированных инструментов для работы с метриками позволяет получить более детальный анализ результатов тестирования и принять обоснованные решения на основе собранных данных. Даем краткий обзор аналитики по интеграции с упомянутыми инструментами:

Централизованные системы сбора + хранения метрик

01

Prometheus

Широко используется для сбора временных рядов метрик в реальном времени. Интеграция с нагрузочными тестировщиками, такими как JMeter или Gatling, позволяет автоматически отправлять данные о производительности приложения в Prometheus. Это дает возможность отслеживать метрики в реальном времени и строить графики производительности.
02

InfluxDB и TimescaleDB

Оба инструмента являются высокопроизводительными базами данных для хранения временных рядов. Их можно интегрировать через API, использованные в сценариях тестирования. Позволяет хранить большие объемы данных с возможностью быстрого доступа и анализа.

Инструменты визуализации

01

Grafana

Позволяет визуализировать данные, собранные в Prometheus или InfluxDB. Настройка панелей в Grafana может быть автоматизирована для отображения критически важных метрик, таких как время отклика, ошибки и загрузка сервера, что упрощает мониторинг в процессе тестирования и после него.
02

Kibana

В сочетании с Elasticsearch можно использовать для анализа логов и производительности. Логи тестирования могут быть отправлены в Elasticsearch, что позволяет визуализировать метрики и делать глубокий анализ происходящего во время нагрузочного тестирования.
03

Tableau

Другой инструмент для визуализации данных, который можно интегрировать с базами данных, хранящими метрики. Tableau позволяет создавать мощные дашборды и отчеты, которые могут анализировать результаты нагрузочного тестирования с разных точек зрения.

Решения для мониторинга в режиме реального времени

01

Datadog, New Relic, Dynatrace

Эти инструменты дают возможность интеграции с различными фреймворками нагрузочного тестирования для получения метрик в режиме реального времени. Позволяют отслеживать производительность системы, идентифицируя узкие места и проблемы, связанные с нагрузкой. Настройка алертов поможет своевременно реагировать на критические изменения в производительности.

Методики корреляционного и причинно-следственного анализа

01
Важно интегрировать подходы статистического анализа для выявления корреляций между различными метриками. Например, можно установить связь между увеличением нагрузки и временем отклика сервиса. Автоматизированные алгоритмы могут использовать собранные данные для более точных прогнозов производительности.

Техники машинного обучения

01
Интеграция методов машинного обучения с инструментами обработки метрик позволяет выявлять аномалии и скрытые закономерности в данных. Метрики могут быть использованы для тренировки моделей, которые затем могут предсказывать поведение приложения в условиях различных сценариев нагрузки. Использование scikit-learn или библиотек типа TensorFlow, в сочетании с платформами для сбора метрик, создает мощный стек для анализа данных.
Такой комплексный подход позволяет получать более глубокое, более всестороннее понимание характеристик производительности тестируемой системы, выявлять узкие места и принимать обоснованные решения по ее оптимизации.

Интеграции + метрики

Переходим к интеграциям и работе с метриками для инструментов распределенного тестирования.

Gatling

true icon

Интеграции:

  • Поддерживает интеграцию с CI/CD системами через плагины для Jenkins, GitLab CI, и TeamCity.
  • Возможна интеграция с системами мониторинга через Graphite и InfluxDB.
corner up icon

Метрики:

  • Предоставляет детальные отчеты о времени отклика, пропускной способности и ошибках.
  • Поддерживает экспорт метрик в форматах HTML, JSON и CSV.
  • Позволяет настраивать пользовательские метрики через API.

Boomq

true icon

Интеграции:

  • Полная поддержка CI/CD из коробки через API.
  • Интеграция с Grafana для визуализации данных.
corner up icon

Метрики:

  • Предоставляет анализ трендов производительности.
  • Поддерживает автоматизированное планирование тестов.
  • Возможность настройки алертинга на основе ключевых метрик.

Сфера НТ

true icon

Интеграции:

  • Информация об интеграционных возможностях ограничена из-за ранней стадии разработки.
corner up icon

Метрики:

  • Базовые метрики производительности, но возможны ограничения функциональности.

Сбер Overload

true icon

Интеграции:

  • Поддерживает синхронизацию с Git.
corner up icon

Метрики:

  • Предоставляет историю тестов для анализа трендов.
  • Автоматическое создание скриншотов для визуальной верификации.

Grafana K6

true icon

Интеграции:

  • Нативная интеграция с экосистемой Grafana.
  • Поддерживает интеграцию с CI/CD системами через API.
corner up icon

Метрики:

  • Широкий спектр встроенных метрик, включая время отклика, количество запросов в секунду и процент ошибок.
  • Возможность создания пользовательских метрик с использованием JavaScript.
  • Экспорт данных в InfluxDB и Prometheus для дальнейшего анализа.

Load Runner Enterprise

true icon

Интеграции:

  • Поддерживает интеграцию с другими продуктами HP Enterprise.
  • Возможности интеграции с CI/CD системами через плагины.
corner up icon

Метрики:

  • Обширный набор метрик для различных протоколов и технологий.
  • Продвинутые возможности анализа и корреляции метрик.
  • Поддержка создания пользовательских отчетов и дашбордов.

Yandex Load Testing

true icon

Интеграции:

  • Интеграция с другими сервисами Яндекс.Облака.
  • Возможность интеграции с внешними системами мониторинга.
corner up icon

Метрики:

  • Предоставляет стандартные метрики производительности.
  • Поддерживает географически распределенное тестирование с соответствующими метриками.
  • Возможность настройки пользовательских метрик.

JMeter

true icon

Интеграции:

  • Широкие возможности интеграции через плагины, API.
  • Поддержка интеграции с большинством популярных CI/CD систем.
corner up icon

Метрики:

  • Базовый набор метрик производительности.
  • Возможность расширения метрик через плагины и пользовательские скрипты.
  • Поддержка экспорта данных в различные форматы для дальнейшего анализа.
Как работать с метриками

  1. Определите ключевые показатели эффективности (KPI) для тестируемой системы.
  2. Настройте сбор и агрегацию метрик со всех узлов распределенной системы.
  3. Используйте централизованные системы хранения и визуализации метрик (например, Prometheus + Grafana).
  4. Реализуйте автоматическое оповещение при превышении пороговых значений метрик.
  5. Проводите регулярный анализ трендов производительности для выявления долгосрочных изменений.

Параллельное выполнение тестов

Параллельное выполнение тестов в распределенном нагрузочном тестировании имеет ряд важных особенностей. Пройдёмся по ним кратко.

Повышение достоверности результатов

1/2

Параллельное тестирование исключает влияние характеристик отдельной машины на результаты. И да — такой подход обеспечивает более объективную оценку производительности системы.

При геораспределенном нагрузочном тестировании узлы нагрузки размещаются в различных ЦОДах по всей стране или миру. Так можно создать очень реалистичный сценарий использования, отражающий возможности и ограничения реальных пользователей, находящихся в разных регионах. Например, тестирование с узлов, расположенных в Европе и Азии, может продемонстрировать, как различия в маршрутизации и времени отклика влияют на производительность приложения.

Распределяя нагрузку среди узлов в различных географических точках, можно выявить следующие ключевые аспекты:

01
Влияние задержки.
02
Производительность сети.
03
Адаптация к локальному трафику
04
Отказоустойчивость
05
Системный анализ

 Гибкое масштабирование

2/2
Распределенная архитектура позволяет легко масштабировать тестовые мощности за счет добавления или удаления узлов. Появляется возможность быстро реагировать на изменение требований к нагрузке или масштабу тестирования.
Резюме

 

Для реализации параллельного выполнения тестов в распределенной среде нагрузочного тестирования используется широкий инструментарий.

Распределенные фреймворки для нагрузочного тестирования:

  • Gatling, Locust, JMeter — эти фреймворки мы уже разбирали в начале. Простыми словами, они имеют встроенную поддержку распределенного тестирования с возможностью запуска тестовых сценариев на нескольких узлах.
  • Эти инструменты обеспечивают координацию работы «агентов», сбор, начальную агрегацию результатов.

Облачные платформы для нагрузочного тестирования:

Сервисы Boomq, AWS, Azure, GCP, Yandex Load Testing, Сбер Load. Позволяют быстро разворачивать распределенную инфраструктуру для параллельного выполнения тестов. Благодаря им вы получаете средства мониторинга, управления и анализа результатов распределенных тестов.

Инструменты оркестрации:

Docker, Kubernetes, Ansible могут использоваться для автоматизации развертывания, других автоматизаций, управления распределенной средой тестирования. Упрощает процесс запуска параллельных тестов, повышает его надежность.

Вывод

Распределенные решения для нагрузочного тестирования открывают новые возможности перед тестировщиками. Они позволяют моделировать масштабные сценарии, обеспечивают высокую нагрузку в сотни тысяч RPS, ускоряют процесс тестирования, предоставляют качественную аналитику. При этом каждый из рассмотренных инструментов имеет свои сильные и слабые стороны, которые необходимо тщательно анализировать при выборе решения, подходящего для конкретных задач организации. Чтобы не запутаться — вернитесь к полезной таблице в начале этой статьи. 

Закажите нагрузочное тестирование у тех, кто занимается им много лет

Увеличьте производительность вашей системы до максимума и застрахуйте свой бизнес.