视频会议SDK的并发连接数的测试方法有哪些

视频会议sdk的并发连接数测试方法详解

说实话,我在音视频行业摸爬滚打这些年,发现很多团队在测试视频会议sdk时,最容易忽略但又最关键的一个指标就是并发连接数。这玩意儿看起来简单,真要测起来,门道可不少。今天就把我这些年积累的经验和踩过的坑全倒出来,希望能给正在做这块测试的同学们一些参考。

在开始讲测试方法之前,我想先铺垫一下背景。我们声网作为全球领先的实时音视频云服务商,服务了全球超过60%的泛娱乐APP,在音视频通信这个领域深耕了这么多年,对并发连接数的测试早就形成了一套相对成熟的方法论。这篇文章里提到的方法,都是我们在实际业务中验证过的,希望能对大家有所帮助。

一、为什么并发连接数测试这么重要

先来聊聊为什么我要专门拿出一篇文章来讲这个。你有没有遇到过这种情况:产品功能测试一切正常,结果一上线,几百个用户同时进来,会议直接卡成PPT?用户骂声一片,运维同学半夜起来扩容,结果发现问题的根源其实是并发连接数的上限没测出来。

并发连接数决定了你的视频会议系统能同时承载多少个用户参与通话。这个数字如果没摸清楚,到了真实场景就会很尴尬——用户少的时候体验还行,一旦流量起来,系统直接原地去世。更麻烦的是,这种问题往往在上线后才暴露,那时候再调优成本可就高了去了。

从业务角度来说,并发连接数直接关系到产品的承载能力和用户体验。你产品定位是企业级大型会议,那可能需要支持上千人的并发;如果是社交场景的1v1视频,那几十路并发可能就够了。测试的目的,就是要找到系统的真实上限,然后留出足够的安全余量。

二、理解并发连接数的几个关键概念

在开始测试之前,我觉得有必要先澄清几个容易混淆的概念。很多同学一上来就说要测并发连接数,但仔细一问,发现大家说的根本不是一回事。

2.1 什么是真正的"并发"

并发这个词,不同场景下理解可能不太一样。在视频会议SDK的语境下,我建议把并发连接数分成两个维度来看:同时在线数同时通话数。这两个听起来像,其实区别挺大的。

同时在线指的是用户已经成功连接到服务器,但可能还没进入会议房间。同时通话则是用户真正参与到视频通话中了。这两个状态消耗的资源不一样,服务器维护一个在线连接的成本和维持一路视频通话的成本,差的不是一点半点。

还有一点要特别注意,上下行是分开计算的。也就是说,一个用户如果同时在上传视频和下载其他用户的视频,这在服务器看来是两个独立的连接要处理。很多团队在测试时只算了下行,把上行给漏了,结果实际部署后发现资源不够用。

2.2 视频会议的"路数"怎么算

另一个经常让人困惑的问题是,视频会议里的一"路"到底指什么。是只有一个用户就算一路?还是包含音视频才算一路?

我的经验是,按照主流的做法,应该这样拆分:音频路视频路是分开统计的。一个用户如果同时开麦和开摄像头,在服务器看来就是两路连接。如果开了屏幕共享,那还得再加一路。有些高级功能比如辅流,还要单独算。

这么说可能有点抽象,我举个具体的例子。一个5人的视频会议,每个人都开摄像头和麦克风,那么实际的并发连接数应该是5乘2等于10路。如果其中有2个人还开启了屏幕共享,那就要再加2路。这个计算方式在测试时非常重要,搞错了后面全乱套。

三、测试前的准备工作

准备工作做得好,测试结果差不了。这部分我写得详细一点,因为很多问题都是因为准备不充分导致的。

3.1 测试环境的搭建原则

首先,测试环境要尽量贴近生产环境,但又要能控制变量。我的建议是准备两套环境:一套是隔离测试环境,用来做基准测试和极限测试;另一套是预发布环境,用来验证调优后的配置。

隔离测试环境的服务器配置应该和生产环境一致,但网络要独立。这样做的好处是测试结果不会受到其他业务的影响,数据更干净。另外,测试用的机器和正式运营的机器最好分开,避免测试流量冲击到真实用户。

网络这块要特别留意。视频会议对网络质量非常敏感,测试时要把各种网络条件都覆盖到:正常网络、弱网、高丢包、高抖动、跨运营商等等。单纯在理想网络环境下测出来的并发上限,到了真实场景往往要打折扣。

3.2 测试数据的准备

测试账号、测试房间、模拟用户,这些都要提前准备好。建议搞一个自动化脚本,自动创建测试房间和模拟用户,不然手动一个个弄,效率太低而且容易出错。

模拟用户这块,核心是要真实。一个假的用户不能只是挂在那里不动,最好能模拟真实的行为模式:偶尔说话、偶尔开摄像头、偶尔切换分辨率。如果是用机器人测试,行为要足够随机,不然服务器可能优化掉一些特殊场景,导致测试结果不准确。

3.3 监控指标的确定

测试过程中要监控哪些指标,这个要提前想清楚。根据我的经验,至少要监控以下几类:

  • 系统资源类:CPU使用率、内存使用率、网络带宽、磁盘IO
  • SDK性能类:连接耗时、端到端延迟、音视频同步率
  • 业务指标类:会议建立成功率、音视频卡顿率、画质切换成功率
  • 错误日志类:连接失败原因分布、异常断开原因

监控数据要采集细粒度的时间序列,最好能精确到秒。因为并发测试时,系统的状态变化可能很快,粒度太粗会漏掉关键信息。

四、核心测试方法

重头戏来了,下面讲几种最常用的并发连接数测试方法。这些方法不是互相排斥的,最好组合使用,从不同角度摸清系统的底。

4.1 阶梯式压力测试

这是最基础也是最有效的方法。简单说就是一点一点往上加压力,观察系统在什么节点出现问题。

具体怎么操作呢?我通常会设置一个初始并发数,比如50路,然后以一定的步长增加,比如每次增加10路或者20路。每个阶梯要保持一段时间,让系统稳定下来,观察各项指标是否正常。当发现某个指标开始恶化时,就说明接近上限了。

举个例子,假设从50路开始,每增加20路保持5分钟。测试数据可能是这样的:

测试阶段 并发连接数 CPU使用率 内存使用率 平均延迟 卡顿率
阶段一 50路 25% 40% 120ms 0.1%
阶段二 70路 35% 48% 135ms 0.2%
阶段三 90路 52% 58% 180ms 0.8%
阶段四 110路 68% 72% 320ms 2.5%
阶段五 130路 85% 85% 580ms 5.2%

从这个数据可以看出,当并发数达到110路时,系统各项指标已经开始明显恶化,但还在可接受范围内。到达130路时,体验就已经很差了。那么在实际部署时,100路左右可能是比较合适的上限,再往上就要考虑扩容或者优化了。

阶梯测试的好处是能清晰看到系统性能随负载变化的曲线,容易找到拐点。缺点是耗时比较长,一个完整的测试可能需要几个小时。

4.2 脉冲式冲击测试

阶梯测试是慢慢加压,脉冲测试则是模拟突发流量。这种测试在真实场景中很常见——想象一下一场直播活动结束,所有观众都涌进同一个会议室,或者某个大客户突然拉了一个上千人的线上大会。

脉冲测试的做法是:先让系统在一个相对较低的负载下稳定运行,然后短时间内快速注入大量并发用户,观察系统的响应和恢复能力。关键要看几个点:用户能不能成功进入、会议能不能正常建立、系统需要多久才能稳定下来。

这种测试特别能暴露系统的弹性问题。有的系统慢慢加压没问题,但一到突发流量就秒崩。有的系统虽然没崩,但恢复时间特别长,用户等不及就走了。这些问题在阶梯测试里不太容易发现。

我建议脉冲测试要做多轮,不同的脉冲强度、不同的脉冲间隔都试试。这样能画出系统的容错曲线,知道最多能承受多大的突发流量。

4.3 长时间稳定性测试

很多问题只有在长时间运行后才会暴露。比如内存泄漏,一开始可能看不出什么,跑个几天服务器就崩了。所以稳定性测试必不可少。

稳定性测试的做法是:在一定的并发负载下(比如系统最大承载能力的70%),让系统连续运行24小时甚至更长。期间要持续监控各项指标,看有没有缓慢上升的趋势。

这个测试有几个关键点要特别注意。第一,测试期间要模拟真实的使用模式,用户进出会议室、开关音视频、切换分辨率这些操作要随机进行。第二,要关注资源的累积消耗,比如内存是不是一直在涨、文件描述符是不是在增加。第三,要检查服务的稳定性,有没有服务挂掉、进程重启之类的异常。

说实话,稳定性测试是最枯燥的,但也是最重要的。很多线上事故都是因为忽视了长期运行才出现的问题。如果你的团队时间紧张,至少要在上线前做一次8小时的稳定性测试。

4.4 极限破坏性测试

这个测试的目的是找到系统的绝对极限,以及超过极限后系统的表现。简单说就是把压力加到直到系统崩溃为止,看看会发生什么。

破坏性测试首先要做好心理准备,这测试就是奔着搞崩系统去的。其次要做好数据备份和恢复预案,不然测试完了发现数据丢了或者配置错了,就尴尬了。

测试时要观察几个关键信息:系统是在什么负载下崩溃的、崩溃的表现是什么(是无法建立新连接?还是现有连接全部断开?或者是服务进程挂掉?)、崩溃后能不能自动恢复、需要人工干预到什么程度。

这些信息非常重要,因为它们决定了你在运维时要准备什么样的应急预案。如果系统崩溃后能自动恢复,那运维压力就小很多;如果需要人工重启,那就要考虑24小时值班的问题了。

五、测试场景的精细化设计

并发连接数不是一个孤立的数字,它和具体的使用场景强相关。同样是100路并发,场景不同,对系统的压力可能差好几倍。

5.1 根据业务场景定制测试参数

举个实际的例子。假设你要测试的是1V1社交场景,这个场景的特点是:两个人长时间通话,画质要求高,互动频繁。那么测试时就重点模拟长时间高清视频通话,关注画质稳定性和互动延迟。

如果是秀场直播场景,主播长时间推流,观众主要是拉流,但观众数量可能很多。这时候测试重点就要放在大下行流量下的稳定性上,看看服务器能不能同时支撑那么多路下行连接。

还有一种容易被忽视的场景是多人群聊。比如9人同时视频会议,每个人都要接收其他8路视频。这种场景的复杂度比1V1高得多,因为服务器需要进行更多的混流和转码操作。测试时要把这种场景专门拿出来做,看看系统能支持多少路这样的多路通话。

5.2 异常场景的测试

正常场景测完了,还要测异常场景。用户可能处于各种意想不到的网络环境中,系统要能优雅地处理这些情况。

比如弱网环境下的并发测试。可以在用户端模拟高丢包、高延迟、频繁断网重连等情况,看系统在这种情况下还能支持多少并发。这些测试能发现很多隐藏的问题,比如重连机制是不是合理、断线后的资源释放是不是及时。

还有一种测试是并发用户进出。就是模拟大量用户同时加入和离开会议室的场景,这种瞬时的高频变动对系统的瞬时压力很大,比单纯维持一定数量的并发用户更考验系统的调度能力。

六、测试结果的分析与应用

测完了只是第一步,更重要的是分析数据、得出结论、指导实践。这部分我们来聊聊怎么把测试数据变成有用的信息。

6.1 如何确定合理的并发上限

测试数据拿到了,怎么确定上线后的并发上限呢?我的建议是不要用极限值,要用舒适值

具体来说,要综合考虑几个因素。首先是资源的健康水位,CPU和内存最好控制在70%以下,留出30%的余量应对突发流量。其次是用户体验的拐点,找到那个过了之后体验急剧下降的临界点。再次是业务的增长预期,如果预估下个月用户会翻倍,那现在就要留出足够的扩容空间。

我通常的做法是取测试极限值的70%作为上线上限。比如测试发现系统在500路并发时开始出现明显卡顿,那么上线后就控制在350路以内。这样既能保证大部分时间的用户体验,又能应对一定的流量波动。

6.2 找到性能瓶颈在哪里

测试过程中如果发现系统表现不佳,要分析瓶颈在哪里。是CPU不够?还是内存不够?或者网络带宽不够?又或者是某个接口存在性能问题?

分析方法有很多种。最直观的是看各项资源的使用曲线,如果CPU先达到100%,那瓶颈就在计算能力;如果内存涨得很快但CPU还有余量,可能是内存泄漏或者缓存策略有问题。

还可以借助profiling工具,查看程序运行时的函数调用栈,找到最耗时的那些函数。有时候瓶颈可能是一个意想不到的小地方,比如日志打印过多、某个循环没有优化之类的。

找到瓶颈后,就是针对性的优化。然后再重新测试,验证优化的效果。这是一个循环迭代的过程,不要指望一次测试就能把所有问题都解决。

写在最后

聊了这么多,其实最想说的是:并发连接数的测试没有一成不变的标准答案,要根据你自己的业务场景、技术架构和用户规模来调整。别人用的方法可以参考,但不能照搬。

测试这件事,投入和产出是成正比的。你在测试阶段多花一分精力,上线后就少踩一个坑。与其等出了问题再手忙脚乱地救火,不如事前就把功课做足。

如果你正在为视频会议的并发性能发愁,不妨先想清楚自己的业务需求是什么,然后针对性地设计测试方案。需求清楚了,测试方向也就明确了。

好了,今天就聊到这里。如果这篇文章对你有帮助,欢迎收藏转发。有什么问题也可以在评论区交流,大家一起探讨。

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