Apache APISIX在微软云 ARM 和 x86 服务器上的性能测试对比

背景

今年 4 月，微软宣布推出基于 Ampere® Altra® Arm 处理器的 Azure 虚拟机系列预览版。新的 VM 系列包括通用 Dpsv5 和内存优化的 Epsv5，具体信息参考下图：

值得注意的是，Ampere® Altra® Arm 是一款云原生处理器，基于 Ampere® Altra® Arm 处理器的 Azure 虚拟机也因此能以高效的方式运行横向扩展的云原生应用程序。

那么实际体验和性能如何呢？接下来我们将以一个云原生的 API 网关为例，带大家一起看看基于 ARM 架构的 Azure 虚拟机的表现。这里，我们选择了 Apache APISIX 在通用型 Dpdsv5 系列虚拟机上进行安装测试。

Apache APISIX 是一个云原生、高性能、可扩展的 API 网关。基于 NGNIX + LuaJIT 和 etcd，APISIX 与传统 API 网关相比，具有动态路由和插件热加载特性，特别适合云原生架构下的 API 管理。

前期准备

首先，我们在 Azure 上启动一个 Dpdsv5 系列的实例，操作系统选择 Ubuntu 20.04。

然后安装 Docker，方便后续使用容器化的方式来部署 Apache APISIX。

sudo apt-get update && sudo apt-get install docker.io

部署 Apache APISIX

1. Apache APISIX 使用 etcd 作为配置中心，因此需要先启动一个 etcd 实例。

sudo docker run -d --name etcd \
    -p 2379:2379 \
    -e ETCD_UNSUPPORTED_ARCH=arm64 \
    -e ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=http://0.0.0.0:2379 \
    -e ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=http://0.0.0.0:2379 \
    rancher/coreos-etcd:v3.4.16-arm64

2. 启动 Apache APISIX 实例。

sudo docker run --net=host -d apache/apisix:2.14.1-alpine

3. 创建路由。

curl "http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/routes/1" \
-H "X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1" -X PUT -d '
{  
    "uri": "/anything/*",
    "upstream": {
        "type": "roundrobin",
        "nodes": {
              "httpbin.org:80": 1
        }
    }
}'

4. 访问测试。

curl -i http://127.0.0.1:9080/anything/das

返回以下结果则表示安装成功：

HTTP/1.1 200 OK
.....

Azure Ddsv5 vs Azure Dpdsv5

从上述操作来看，Apache APISIX 在 Azure Dpdsv5 上的安装和兼容性测试都能顺利完成。那么 Azure Dpdsv5 的实际性能到底如何呢？接下来我们将使用 Apache APISIX 分别在 Azure Dpdsv5 和 Azure Ddsv5 上做性能测试对比，看看实际表现。

Azure Ddsv5 是 Azure D 系列的另一款机型，是基于 Intel® x86 架构的， 所以上述 etcd 安装步骤略有不同：

sudo docker run -d --name etcd \
    -p 2379:2379 \
    -e ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=http://0.0.0.0:2379 \
    -e ALLOW_NONE_AUTHENTICATION=yes \
    -e ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=http://0.0.0.0:2379 \
    bitnami/etcd:3.4.16

为简单起见，本次测试 APISIX 中只启用了一个 Worker，以下性能测试数据均在单核 CPU 上运行。

场景一：单上游

该场景下将使用单个上游（不包含任何插件），主要测试 APISIX 在纯代理回源模式下的性能表现。在本地环境中进行测试：

# apisix: 1 worker + 1 upstream + no plugin

# 注册路由
curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/routes/1 \
-H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "uri": "/hello",
    "plugins": {
    },
    "upstream": {
        "type": "roundrobin",
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1980":1
        }
    }
}'

场景 2：单个上游 + 两个插件

该场景下将使用单个上游与两个插件进行，主要测试 APISIX 在开启 limit-count 和 prometheus 两个核心性能消耗插件时的表现。

# apisix: 1 worker + 1 upstream + 2 plugins (limit-count + prometheus)

# 注册路由
curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/routes/1 \
-H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "uri": "/hello",
    "plugins": {
        "limit-count": {
            "count": 2000000000000,
            "time_window": 60,
            "rejected_code": 503,
            "key": "remote_addr"
        },
        "prometheus": {}
    },
    "upstream": {
        "type": "roundrobin",
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1980":1
        }
    }
}'

数据比较

上述两个场景中，分别从请求 QPS（每秒查询数） 和延迟时间两个层面进行了相关的测试对比。结果如下：

1. QPS 比较

2. 请求延迟比较

	单个上游		单个上游+两个插件
	Azure Ddsv5	Azure Dpdsv5	Azure Ddsv5	Azure Dpdsv5
QPS(request/sec)	14900	13400	13100	11000
Latency(ms)	1.07	1.21	1.21	1.43

从以上数据也可以看出，在 API 网关等网络 IO 密集计算场景下，Dpdsv5 相比同系列 Ddsv5 在性能上仍然有差距。不过好消息是，在同等配置的情况下，Dpdsv5 的价格要比 Ddsv5 便宜 20% 左右。在实际机器选型时，用户可以根据自己的业务体量来灵活决策。

总结

本文主要使用 Apache APISIX 来对比 Azure Ddsv5 和 Azure Dpdsv5 的性能。从结果可以看出 Azure Dpdsv5 相比 Ddsv5，表现虽然不是那么亮眼，但是由于该系列的机型尚处于预览版，微软正在进行持续的改进和优化，我们也非常期待它的后续表现。