第三方压力测试:k6插件xk6-webrtc的使用来测试媒体流的压力性能

1. 安装构建

首先需要构建包含webrtc插件的k6二进制文件：

# 安装 xk6

go install go.k6.io/xk6/cmd/xk6@latest

# 构建包含 webrtc 插件的 k6

xk6 build --with github.com/grafana/xk6-webrtc@latest

# 或者指定版本

xk6 build --with github.com/grafana/xk6-webrtc@v0.3.0

构建完成后会生成一个k6可执行文件。

2. 基础使用

一个基本的WebRTC测试脚本：

// basic-webrtc-test.js

import { WebRTC } from 'k6/experimental/webrtc';

import { check } from 'k6';

// 信令服务器地址

const SIGNALING_SERVER = 'ws://localhost:8080/signaling';

export default function () {

  // 创建 WebRTC 配置

  const client = new WebRTC({

    iceServers: [

      { urls: ['stun:stun.l.google.com:19302'] },

      // 如果需要 TURN 服务器

      // { urls: 'turn:your-turn-server.com', username: 'user', credential: 'pass' }

    ],

  });

  // 创建模拟媒体流

  const stream = client.createStream({ audio: true, video: true });

  client.addStream(stream);

  // 设置事件处理器

  client.onconnectionstatechange = (state) => {

    console.log(`Connection state changed to: ${state}`);

  };

  client.oniceconnectionstatechange = (state) => {

    console.log(`ICE connection state changed to: ${state}`);

  };

  // 连接到信令服务器

  const ws = new WebSocket(SIGNALING_SERVER);

  ws.onopen = () => {

    console.log('Connected to signaling server');

    // 创建 offer

    client.createOffer()

      .then((offer) => {

        // 设置本地描述

        return client.setLocalDescription(offer);

      })

      .then(() => {

        // 通过信令服务器发送 offer

        ws.send(JSON.stringify({

          type: 'offer',

          sdp: client.localDescription

        }));

      })

      .catch((err) => {

        console.error('Error creating offer:', err);

      });

  };

  // 处理来自信令服务器的消息

  ws.onmessage = (event) => {

    const message = JSON.parse(event.data);

    if (message.type === 'answer') {

      // 收到 answer，设置远程描述

      client.setRemoteDescription(message.sdp)

        .then(() => {

          console.log('Remote description set successfully');

        })

        .catch((err) => {

          console.error('Error setting remote description:', err);

        });

    } else if (message.candidate) {

      // 添加 ICE candidate

      client.addIceCandidate(message.candidate)

        .then(() => {

          console.log('ICE candidate added');

        })

        .catch((err) => {

          console.error('Error adding ICE candidate:', err);

        });

    }

  };

  // 检查连接状态

  check(client, {

    'connection established': (c) => c.connectionState === 'connected',

    'ice connection successful': (c) => c.iceConnectionState === 'connected',

  });

  // 收集统计信息

  const stats = client.getStats();

  for (let stat of stats) {

    console.log(`Stat: ${stat.type} - ${stat.id}: ${stat.value}`);

  }

}

export function setup() {

  // 测试设置，可选

  console.log('Starting WebRTC load test');

}

export function teardown() {

  // 测试清理，可选

  console.log('WebRTC load test completed');

}

3. 高级功能

数据通道测试

// data-channel-test.js

import { WebRTC } from 'k6/experimental/webrtc';

export default function () {

  const client = new WebRTC({

    iceServers: [{ urls: ['stun:stun.l.google.com:19302'] }]

  });

  // 创建数据通道

  const dataChannel = client.createDataChannel('test-channel', {

    ordered: true,

    maxRetransmits: 3

  });

  dataChannel.onopen = () => {

    console.log('Data channel opened');

    // 发送测试数据

    for (let i = 0; i < 10; i++) {

      dataChannel.send(`Test message ${i}`);

    }

  };

  dataChannel.onmessage = (event) => {

    console.log(`Received message: ${event.data}`);

  };

  dataChannel.onclose = () => {

    console.log('Data channel closed');

  };

  // 其余信令逻辑与基础示例相同...

}

媒体流统计监控

// media-stats-test.js

import { WebRTC } from 'k6/experimental/webrtc';

import { Trend, Rate, Counter } from 'k6/metrics';

// 自定义指标

const audioBitrate = new Trend('webrtc_audio_bitrate_bps');

const videoBitrate = new Trend('webrtc_video_bitrate_bps');

const packetLoss = new Rate('webrtc_packet_loss_rate');

const connectionSuccess = new Counter('webrtc_connection_success');

export default function () {

  const client = new WebRTC({

    iceServers: [{ urls: ['stun:stun.l.google.com:19302'] }]

  });

  // 创建媒体流

  const stream = client.createStream({ 

    audio: { 

      bitrate: 64000, // 64 kbps

      codec: 'OPUS'

    }, 

    video: { 

      bitrate: 500000, // 500 kbps

      codec: 'VP8'

    } 

  });

  client.addStream(stream);

  // 定期收集统计信息

  const interval = setInterval(() => {

    const stats = client.getStats();

    stats.forEach(stat => {

      switch(stat.type) {

        case 'outbound-rtp':

          if (stat.kind === 'audio') {

            audioBitrate.add(stat.bitrate || 0);

          } else if (stat.kind === 'video') {

            videoBitrate.add(stat.bitrate || 0);

          }

          break;

        case 'candidate-pair':

          if (stat.state === 'succeeded') {

            connectionSuccess.add(1);

          }

          break;

      }

    });

  }, 1000); // 每秒收集一次

  // 测试完成后清理

  setTimeout(() => {

    clearInterval(interval);

    client.close();

  }, 30000); // 运行30秒

}

4. 运行测试

# 运行基础测试

./k6 run basic-webrtc-test.js

# 带虚拟用户的负载测试

./k6 run --vus 10 --duration 30s basic-webrtc-test.js

# 分段测试

./k6 run --stages 30s:10,1m:20,30s:10 basic-webrtc-test.js

# 输出详细结果

./k6 run --summary-export=results.json basic-webrtc-test.js

5. 配置选项

WebRTC配置

const client = new WebRTC({

  // ICE 服务器配置

  iceServers: [

    { urls: 'stun:stun.zmtests.com:19302' },

    { 

      urls: 'turn:turn.zmtests.com:3478',

      username: 'user',

      credential: 'password'

    }

  ],

  // ICE 传输策略

  iceTransportPolicy: 'all', // 'relay' | 'all'

  // Bundle 策略

  bundlePolicy: 'balanced', // 'balanced' | 'max-compat' | 'max-bundle'

  // RTCP mux 策略

  rtcpMuxPolicy: 'require', // 'require' | 'negotiate'

  // 证书

  certificates: [] // 可选的证书数组

});

媒体流配置

const stream = client.createStream({

  audio: {

    bitrate: 128000,     // 比特率 (bps)

    codec: 'OPUS',       // 编码器

    sampleRate: 48000,   // 采样率

    channelCount: 2      // 声道数

  },

  video: {

    bitrate: 1000000,    // 比特率 (bps)

    codec: 'VP8',        // 编码器

    width: 1280,         // 宽度

    height: 720,         // 高度

    frameRate: 30        // 帧率

  }

});

6. 注意事项

信令服务器：需要单独实现信令服务器来处理SDP和ICE candidate交换

媒体服务器：需要真实的媒体服务器（如 Mediasoup, Jitsi, Pion）来处理媒体流

资源限制：大量WebRTC连接会消耗大量CPU和网络资源

网络模拟：可以使用 xk6-net 插件模拟网络条件

错误处理：务必添加适当的错误处理，因为WebRTC连接可能因为各种原因失败

这个插件为WebRTC应用的负载测试提供了强大的测试能力，特别适合测试信令服务器和基础连接性能。