API 网关 Apache APISIX 在 AWS Graviton3 上的安装与性能测试

目前 Apache APISIX 进行了 ARM64 平台下的完整回归测试，修复了构建脚本在 ARM64 平台下的一些兼容性问题。本文通过简要的部署测试描述，呈现了在 AWS Graviton 环境下，无论是稳定性还是流量处理层面，APISIX 的表现都十分亮眼。

背景

AWS 在 2022 年 5 月底发布了最新的基于 ARM 架构的 AWS Graviton 系列处理器——AWS Graviton3。据 AWS 官方数据显示，与 Graviton2 处理器相比，基于领先的 DDR5 内存技术，Graviton3 处理器可提供高达 25% 的性能提升、高达 2 倍的浮点性能以及 50% 的内存访问速度；在性能与同类 EC2 实例相同的情况下，Graviton3 还可减少 60% 的能源。

那么实际数据会怎样呢？让我们以 CPU 密集型的 API 网关为例，来看看 AWS Graviton3 的表现如何。在这里我们使用 Apache APISIX 在 AWS Graviton2（C6g）和 AWS Graviton3（C7g） 两种服务器环境下进行性能对比测试。

Apache APISIX 是一个云原生、高性能、可扩展的 API 网关。基于 NGNIX+LuaJIT 和 etcd 来实现，和传统 API 网关相比，APISIX 具备动态路由和插件热加载的特点，特别适合云原生架构下的 API 管理。

准备：安装部署

在进行测试前，需要准备一台搭载 ARM64 芯片的服务器，这里我们选用了 Amazon EC2 C7g（现在只有这个型号才搭载 AWS Graviton3），操作系统选择了 Ubuntu 20.04。

 同时安装 Docker。

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

目前，APISIX 已经发布了最新版本的 ARM64 镜像，可以使用 Docker 方式进行一键部署。具体过程可参考下方：

1. 启动 etcd

   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 APISIX

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

3. 注册路由

   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
   HTTP/1.1 200 OK
   .....

   AWS Graviton2 和 AWS Graviton3 的性能对比

   根据前文的操作，基于官方脚本成功完成了 APISIX 在 AWS Graviton3 处理器上安装和兼容性测试。下面让我们来看看 Apache APISIX 在 AWS Graviton2（C6g）和 AWS Graviton3（C7g）上的性能表现。

   为了方便测试，本示例中 APISIX 只开启了一个 Worker，下面的性能测试数据都是在单核 CPU 上运行的。

   场景一：单个上游

   该场景下使用单个上游（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
           }
       }
   }'

   场景二：单上游+多插件

   另一场景则使用单上游与多插件配合，在这里使用了两个插件。主要测试 APISIX 在开启 limit-count 和 prometheus 两个核心消耗性能插件时的性能表现。

   # 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
           }
       }
   }'

   数据对比

   在上述两种场景下，分别从请求处理和延迟时间两个层面进行了相关测试与对比。结果如下：                                                                                                                             1、 QPS 对比

 2、Latency 对比

 

	单个上游		单个上游+两个插件
	AWS Graviton2	AWS Graviton3	AWS Graviton2	AWS Graviton3
QPS (request/s)	13000	23000 （提升76%）	11000	18000 （提升63%）
Latency (ms)	1.11	0.68 （降低38%）	1.39	0.88 （降低37%）

从上方数据可以看到，在 API 网关这样 CPU 密集型的计算场景下，AWS Graviton3 比 AWS Graviton2 的性能提升了 76%，同时延迟还降低了 38%。这个数据比开头提到的 AWS 官方给出的数据（25%性能提升）还要优异。

总结

本文主要通过使用 Apache APISIX 进行了 AWS Graviton3 与 AWS Graviton2 的性能对比，可以看到在 API 网关 CPU 密集型的计算场景下，AWS Graviton3 可谓展示了性能怪兽的属性。当然，也推荐大家多多进行实践，期待后续更多计算密集型项目的测试数据。