AWSで分散負荷テストをやってみた

2023.04.11

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はじめに

こんにちは、スカイアーチHRソリューションズのsugawaraです！

先日、はじめてアプリケーションの負荷テストを実施する機会がありました。負荷テストとは、アプリケーションがどれだけの量のユーザーやトランザクションに対応できるかを測定するためのテストです。

よく利用されるツールとしてApache JMeterなどが挙げられますが、今回は自分が利用したAWSの分散負荷テスト（Distributed Load Testing on AWS）を紹介します。

AWSの分散負荷テスト

特徴

分散負荷テスト（Distributed Load Testing on AWS）は、AWSが公式に提供するソリューションとなります。主な特徴として、下記の点が挙げられます。

負荷テスト実行環境を簡単に構築
コンテナを利用したサーバレス環境での大規模なテスト
JMeterスクリプトによるカスタマイズ

構成図

全体の構成は下記のようになっています。なお、構成図はこちらの公式サイトにあるものを転載しております。

下記が本アーキテクチャの大まかな流れとなります。CloudFormationテンプレートやアーキテクチャの詳細説明はこちらの公式サイトをご確認ください。

AWS Amplifyによる管理画面は、Amazon S3バケットにデプロイされ、Amazon CloudFrontによりセキュアなパブリックアクセスを提供
Amazon API Gateway APIでAWS Lambda関数のマイクロサービスを呼び出してテストを実行
マイクロサービスは、テストデータを管理し、Amazon S3、DynamoDB、AWS Step Functionsと通信して、テストシナリオを実行
テストシナリオをAWS Fargateで実行（Amazon ECSコンテナ内のTaurus負荷テストコンテナイメージを使用）し、結果CloudWatchへ

AWSの分散負荷テストの概要がつかめたと思いますので、次は実際に環境構築してテストを実施していきます。

実施手順

スタックのデプロイ

まずはスタックのデプロイからです。AWSコンソールにログインした状態で、下記の公式サイトの「AWS コンソールで起動する」を押下します。

CloudFormationの画面に遷移後、下記の2点を確認し、問題がなければ次へ。

デプロイしたいリージョンであること
テンプレートソースにAWS公式のS3 URLが入力済みであること

詳細設定画面では、プロジェクトに合わせてスタック名を入力します。
パラメータで必須なのでは、Console Administrator Name（管理者名）とConsole Administrator Email（管理者Eメール）です。こちらは実際の管理画面にログイン時に必要になります。その他はデフォルトのままデプロイしましょう。デプロイにはおよそ10-15分ほどかかります。

デプロイ完了後、登録した管理者Eメールに下記のようなメールが届きます。これで準備完了です。

なお、登録したユーザ情報はCognitoのコンソール画面から確認が出来ます！

管理画面へログイン

メールに記載されているコンソールURLを押下してログイン画面へ遷移します。スタック作成時に入力したUsernameとPasswordを入力してログインしましょう。ログイン後、パスワードの再設定画面に遷移するので新しいパスワードを設定してください。

パスワードの再設定が完了したら、管理画面へ遷移します。こちらに今度実行したテストが一覧表示されます。とてもわかりやすいシンプルなUIですね。フロントエンドはAWS AmplifyとS3による静的サイトで構成されています。

負荷テストの実施

実際に負荷テストを実施するには、ヘッダー部分の「CREATE TEST」を押下しましょう。下記のような画面になりましたら、負荷試験を実施したいエンドポイントを指定して、各種設定をしていきます。なお、オプションのHTTP Headersでcookie情報を渡すことも可能です。

入力が必要な項目は下記の通りになります。必要な負荷と時間を設定してください。また、日時指定やテスト中のライブデータの観測も可能です。リアルタイムで観測したい方は、「Include Live Data」にチェックを入れてみてください！設定の完了後、「RUN NOW」を押下すると、負荷テストが始まります。

項目名	説明
Name	任意の名前（Dashboardに表示）
Description	任意の説明（Detailsに表示）
Task Count	タスク数
Concurrency	同時接続数（仮想ユーザ数）
Ramp Up	Concurrency 数に達するまでの時間
Hold for	Concurrency 数を保持する時間（継続時間）
HTTP endpoint under test	テストを実行するターゲット URL

テスト結果

実行が完了すると、負荷テスト詳細画面に遷移します。上部が設定した内容で、下部が実際のテスト結果ですね。ログインしていれば、テスト結果をワンクリックでS3に保存することもできてとても便利です！

画面下部のテスト結果ですが、グラフで表示されるため、視覚的でわかりやすいですね。項目が多いため、こちらも簡単に説明を載せておきます。必要があればご参照ください。

項目名	説明
Average response time	すべてのリクエストの平均応答時間 (秒)
Average latency	すべてのリクエストの平均レイテンシー (秒)
Average connection time	すべてのリクエストについて、ホストへの接続にかかった平均時間 (秒)
Average bandwidth	すべてのリクエストの平均帯域幅
Total Count	リクエストの総数
Success Count	成功したリクエストの総数
Error Count	エラーの総数
Requests Per Second	すべてのリクエストの 1 秒あたりの平均リクエスト数
Percentile	テストの応答時間のパーセンタイル値 (最大応答時間は 100 %、最小は 0 %)

おわりに

今回はAWSが提供する分散負荷テスト（Distributed Load Testing on AWS）を紹介しました。もし負荷テストを実施することがあれば、ぜひ活用してみてください！

なお、CloudFormationですぐに実行環境を構築できるのは嬉しいですが、実際に負荷テストをする場合には十分に注意してください。あくまで負荷テストを実施可能な対象にのみ実施をお願いします！