Нагрузочное тестирование и анализ QUIC + TLS 1.3 с помощью инструмента 2GC CloudBridge QUICK testing

Нагрузочное тестирование и анализ QUIC + TLS 1.3 с помощью инструмента 2GC CloudBridge QUICK testing

Автор: Максим Ланиес, разработчик инструмента 2GC CloudBridge QUICK testing

В рамках изучения производительности современных транспортных протоколов был создан инструмент 2GC CloudBridge QUICK testing для глубокого анализа и нагрузочного тестирования протокола QUIC с поддержкой TLS 1.3. Инструмент написан на языке Go и базируется на библиотеке quic-go.

Возможности инструмента

Разработанный инструмент позволяет проводить комплексное тестирование и анализ производительности с широким спектром настраиваемых параметров:

• Гибкая генерация нагрузки: ramp-up/ramp-down, динамическое изменение частоты пакетов (pps), многопоточность, эмуляция потерь, задержек и дублирования пакетов.
• Расширенные метрики: сбор и расчёт latency (percentiles p50/p95/p99), jitter, throughput, packet loss, retransmits, время handshake, версия TLS и используемый cipher suite, session resumption, 0-RTT/1-RTT, события out-of-order, flow control/key update и ошибки.
• Визуализация результатов: формирование отчётов в форматах Markdown, JSON, CSV, ASCII-графики (для latency, throughput и потерь), а также табличное представление и временные ряды метрик.
• Интеграция с CI/CD: автоматическое определение успешности тестов на основе SLA, экспорт метрик в Prometheus.
• В будущем планируется реализация Web-интерфейса и REST API для мониторинга и управления в реальном времени.

Результаты тестирования и анализа

Ключевые результаты тестирования:

• Успешных пакетов: 6952
• Ошибок передачи: 0
• Общий объём переданных данных: 5 561 600 байт
• Размер пакета: 800 байт
• Частота отправки: 100 пакетов в секунду
• Количество соединений: 2
• Количество потоков на соединение: 2
• Эмуляция потерь: 5%
• Эмуляция задержки: 10 мс
• Эмуляция дублирования: 1%
• Средняя задержка (latency): около 10 мс
• Percentiles задержки:
  • p50 (медиана): ≈ 9.5 мс
  • p95: ≈ 17 мс
  • p99: ≈ 30 мс
• Jitter (разброс задержки): ~2.5 мс
• Потери пакетов: успешно эмулировались на уровне 5%, подтверждая устойчивость протокола
• Версия TLS: 1.3
• Cipher Suite: TLS_AES_128_GCM_SHA256
• Время рукопожатия (handshake): от 30 до 50 мс
• Поддержка 0-RTT/1-RTT: реализована
• События flow control/key update: не наблюдались

Визуализация и представление результатов

Инструмент автоматически формирует подробные отчёты с визуализацией, которая помогает быстро и эффективно оценить поведение соединения:

• ASCII-графики latency и throughput демонстрируют стабильность и отсутствие критических всплесков задержек и потерь.
• Табличные отчёты и временные ряды позволяют детально анализировать динамику метрик.

Вывод

QUIC с использованием TLS 1.3 продемонстрировал высокую стабильность и эффективность работы даже в условиях эмулированных сетевых проблем. Средние показатели latency и их percentiles сохранились в пределах допустимых SLA, а встроенные механизмы QUIC эффективно справились с эмулированными потерями и задержками без возникновения ошибок передачи.

Инструмент 2GC CloudBridge QUICK testing является открытым для расширения и интеграции решением, идеально подходящим как для автоматизации тестирования в CI/CD-процессах, так и для глубокого изучения поведения протоколов QUIC и TLS 1.3 в различных сетевых условиях.