刘顺，张德磊，郝金双
(中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京210007)
摘要：位置服务(LBS)已经成为人们生活中不可或缺的一部分，关系到国家安全、经济发展和社会民生，在新一代信息技术的战略性新兴产业中，占有举足轻重的地位。针对特殊领域应用的窄带网络环境，重点研究了利用开源性能测试工具JMeter对位置服务应用进行网络测量与分析。首先，提出了试验原理并设计了试验方法；随后，对单线程以及多线程并发等场景进行了试验与分析；最后，对试验结论以及未来进一步工作进行了展望。 关键词：位置服务；Web应用；网络测量；窄带网络；JMeter；POI搜索
中图分类号:TP311文献标志码：A
Network Measurement and Analysis Method of Location Based Service
LIU Shun,ZHANG Delei,HAO Jinshuang
(The28h Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Nanjing210007,China) Abstract:Location based service(LBS)has become an indispensable part of peoples lives,it has been related to national security!economicdevelopmentandsociallivelihood.LBSalsohadanimportantpositioninthenewgenerationofstrategic emergingindustriesofinformationtechnology.Focusedonthenarrowbandnetworkenvironmentofspecialflields!mainly usedtheopensourcetoolofJMeter!to measureandanalyzetheLBSapplications.Firstly!theexperimentalprincipleand method wereproposed.Secondly!experimentsandanalysisonsinglethreadand multi-threadingconcurrency werecarried out.Fina l y!theconclusionoftheexperimentandthefuturework werediscussed.
Key words:location based service,Web applications,network measurement,narrowband network ,JMeter,POI search
随着卫星导航、移动互联网等技术的飞速发展，位置服务（LBS）已经成为人们生活中不可或缺的一部分。位置服务关系到国家安全、经济发展和社会民生，在新一代信息技术的战略性新兴产业中，占有举足轻重的地位，在物联网、智慧地球、节能减排和救灾减灾等领域发挥着重要的基础性支撑作用。同时，随着互联网的迅速发展，基于Web的位置服务应用系统使用越来越频繁。在基于Web的位置服务应用系统中，用户只需要借助客户端（浏览器）执行一些简单的如浏览、查询、表单输入等请强壮功
求操作，而大部分计算处理工作主要由服务端来完成这使得Web服务器的负担较重，因此要求基于Web的位置服务应用系统需具有较高的性能％&。
我们日常接触到的位置服务，如百度地图、高德地图所提供的位置服务都是基于高带宽（甚至高达100Mbps）的互联网或移动互联网环境。对用户来说，通常更关注新型功能带来的多样化体验。在特殊领域（如军事领域），由于安全保密要求的限制，通信传输往往以窄带、无线环境为主，同时有限的带宽上还要保证更高优先级的业务传输，服务性能难以保证。此外，随着Web应用程序变得日益复杂，基于Web的位置服务应用系统开发混合了大量的技术，采用了分布式结构，各类实体间的耦合度小％同时由于Web应用系统是一个多层架构，使用了各种编程技术如CGI、JavaScript、JSP、PHP、ASP和HTML等，具有分布式、并发、动态、实时交互的特点，从开发设计看，具有需求不明确、设计开发时间短和变化快的特点％。因而对基于Web应用所开发的位置服务应用系统的测试是一项复杂和困难的工作。
JMeter是Apache组织开发的基于Java的压力测试工具，用于对软件进行压力测试，它最初被设计用于Web应用测试，后来被扩展到其他领域％&。它可以用于测试静态和动态资源，例如静态文件、Java服务程序、CGI脚本、Java对象、数据库和FTP 服务器等’JMeter可以用于对服务器、网络或对象模拟巨大的负载，来自不同压力类别下测试它们的强度和分析整体性能另外，JMeter能够对应用程序做功能/回归测试，通过创建带有断言的脚本来验证程序返回的期望结果。JMeter可以通过线程组来驱 动多个线程，运行测试脚本对被测试服务器发生负载，每个负载机上都可以运行多个线程％&, JMeter运行场景不仅可以在GUI（图形用户界面）方式中完成，还可以使用命令行运行的方式，这样对于负载机的资源消耗会更小。
本文主要针对特殊领域应用的窄带网络环境
重点研究了利用开源性能测试工具JMeter对位置服务应用进行网络测量与分析。在位置服务应用系统前后端满足稳定交互的条件下，通过对试验网络宽带进行限速，测试不同的宽带条件对数据交互的影响。该研究可以为进一步开展协议策略层面的适应性优化提供基础支撑，具有重要的意义
1研究方法设计
1.1设计原理
湖南卫视谁是英雄本文应用JMeter软件对位置服务应用系统进行网络测量与分析，其主要原理包括如下几个方面。
1）网络环境模拟。在实验室环境下，通过配置商用交换机，对带宽进行分档次限速，模拟不同的网络带宽环境。
2）位置服务应用系统部署。通过部署专用的LBS服务系统，利用JMeter工具多线程调用相关服务的接
口程序，分析位置服务的数据包大小及并发性能。在本次试验中，笔者采用基于超图（Super-map）软件框架开发的位置服务应用系统进行测试。
3）网络测试分析。采用JMeter工具进行网络测试，其基本原理是建立一个线程池，多线程运行sampler来产生负载，通过（聚合报告、图形结果和察看结果树等）来记录结果，通过断言来验证结果的正确性。
1.2设计方案
在实验室局域网环境下，设置多组带宽条件，模拟不同带宽条件下的数据交互情况。试验所用的交换机型号为华为S5720—56C—EI—AC，通过交换机的Console接口和SecureCRT软件，配置不同网口的出入最高速度，分别为64、128和384kbps。主要指令见表1。
表1华为路由器控制指令
指令功能
system-view进入系统视图
interface gigabitethernet0/0/6进入接口6设置视图qos lr outbound cir384限制出速度
qos lr inbound cir384限制入速度
undoqoslroutbound解除出速度限制
undoqoslrinbound解除入速度限制
quit退出当前视图
save保存修改（在最初的用户视图）
在完成路由器配置后，基于超图SuperMap引擎，加载地图信息（包括基础地图数据、POI兴趣点等）以及相应的功能组件，构建LBS服务系统。本文选取“POI搜索”功能作为典型服务功能组件，确定服务调用接口：
Iserver/services/addressmatch-bfxk/restjsr/v1/ address/geocoding,json?address=学校Tfromindex =0&toLindex=20000&maxReturn=64；
上述程序表示查兴趣点“学校”，从20000个数据库条目中检索，最大返回64个结果。其功能界面如图1所示。
新疆医科大学学报图1POI搜索功能界面
在完成上述试验环境部署后，开始进行JMeter 网络测试，主要步骤如下。
1）新建线程组。新建线程组的作用是为了模拟用户。一个线程组模块可以包含多个线程，每个线程代表一个用户，这样可以模拟高并发下的请求，并根据网站的响应信息来判断网站的相关性能。
线程组包含很多属性，此次试验只关注线程部分。在试验过程中，有几个参数需要关注：线程数表示访问的并发数;Ramp-Up Period表示多长时间内启动所有线程，如果时间过短会造成网站的瞬间高并发；循环次数则表示执行多少次。
都市星主播2）添加HTTP请求。添加HTTP请求主要用于访问网站的API接口。HTTP请求面板主要目的是设置测试时HTTP请求的相关信息，模拟浏览器访问或者其他程序访问后台的相关配置，该面板主要配置包括协议、服务器IP、端口、方法、路径和参数等内容，测试过程中填入测试样例的相关信息（请求接口、相应信息和返回数据格式等）。
3）单线程条件下查看测试结果。通过“查看结果树”功能，分析一次HTTP请求下，返回的数据包的大小。
4）开展多线程并发试验。根据返回的数据包大小，结合不同网络带宽的试验环境，设置不同的并发用户数，测试在模拟并发用户访问的环境下，系统的最大/最小/平均响应时间、错误率和吞吐量等数据指标，并分析相应的服务组件性能。
用过程中所执行的HTTP 协议、加载时间和延迟等 信息，本文更关注的是测试接口单次调用共传输数
2.1单线程数据包分析据8 302字节。
根据上述试验步骤，首先分析在单线程条件下，一个HTTP 请求返回的数据包大小（见图2）。
图2单线程HTTP 数据包分析
从图2可以看出，在单线程情况下，一次服务调
2.2不同带宽下多线程并发测试分析
根据试验所采用的华为交换机的限速设置范
围，分别对64,128和384 kbps 这3种带宽进行测
试。同时，结合JMeter 软件聚合报告以及系统自带 的带宽检测分析，设置与网络带宽对应的并发用户
唐纳德
数。
2. 2. 1 64 kbps 带宽poi 搜索查询测试结果
64 kbps 带宽条件下poi 搜索查询的测试结果 具体如图3 所示。
带宽接近全负荷运行，线程数量为3，测试时长
为59 s，本次场景中一共完成51次数据交互，平均 响应时间为3 371 ms, 99%的数据交互响应时间V
上清华变白富美
3 896 ms，最小响应时间为8 ms，最大响应时间为
4 160 ms ，出错率为0，吞吐量为52. 2 kB/min 。2. 2. 2
128 kbps 带宽poi 搜索查询测试结果
128 kbps 带宽条件下poi 搜索查询的测试结果 具体如图4 所示。
图3 64 kbps 带宽测试结果
图4 128 kbps 带宽测试结果
带宽全负荷运行，线程数量为5，测试时长为60 s，本次场景中一共完成94次数据交互，平均响应时间为3082ms,99%的数据交互响应时间＜4713 ms，最小响应时间为7ms，最大响应时间为4965ms，出错率为0，吞吐量为1.6kB/s（96kB/min）。
2.2.3384kbps带宽poi搜索查询测试结果
384kbps带宽条件下poi搜索查询的测试结果具体如图5所示。
图5384kbps带宽测试结果
384kbps带宽条件下poi搜索查询的测试结果：带宽全负荷运行，线程数量为20，测试时长为54 s，本次场景中一共完成276次数据交互，平均响应时间为3685ms,99%的数据交互响应时间＜4847 ms，最小响应时间为5ms，最大响应时间为4937 ms，出错率为0，吞吐量为5.2kB/s（312kB/min）。
3结语
本文通过网络测试的手段，对不同网络带宽环境下的位置服务性能进行测试。从试验结果可以分析得出，在出错率为0，并且99%响应时间在可接受范围内的前提下，带宽越大数据交互过程中数据吞吐量越大，同时可支撑的线程数也越多，数据交互的最小响应时间越小，完成的数据交互次数也越多。此外随着线程数增加，对数据交互的响应时间有很大影响。其中，带宽）128kbps时，只支持很少的
线程数运行'
因为试验条件及时间限制，本文仅以“POI搜索”这一典型的位置服务为例进行试验，未来可以在对网络带宽进行条件约束的基础上，进一步从不同服务类型（比如路径规划、热力图和轨迹查询等）、不同接口调用的参数配置（如查询数据条目数量和返回结果大小等）维度，全方面分析位置服务的性能。
参考文献
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作者简介：刘顺(1988-)，男，工程师，主要从事指挥信息系统
与技术等方面的研究。
收稿日期$019-03-13
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