跳到主要内容

Gateway API 实现性能基准测试计划

📅 编写日期: 2026-02-12 | ✍️ 作者: devfloor9 | ⏱️ 阅读时间: 约10分钟

为了在相同的 Amazon EKS 环境中客观比较5个 Gateway API 实现的系统性基准测试计划。通过定量掌握各解决方案的优缺点，可以基于数据进行架构决策。

相关文档

本基准测试计划针对 Gateway API 采用指南 中比较分析的5个解决方案。

1. 基准测试目的​

本基准测试旨在在相同的 EKS 环境中客观比较5个 Gateway API 实现，定量掌握各解决方案的优缺点。

核心问题：

  • 哪个解决方案最快？（吞吐量、延迟）
  • 资源效率最好的解决方案是什么？（CPU/Memory 相对性能）
  • 在大规模环境中扩展性最优秀的解决方案是什么？
  • 各解决方案的 trade-off 是什么？

2. 测试环境设计​

3. 测试场景​

1. 基本吞吐量（Throughput Test）​

目的： 测量最大 RPS（Requests Per Second）

将并发连接数增加到100、500、1000、5000，测量各解决方案的最大吞吐量。

2. 延迟配置文件​

目的： 测量 P50/P90/P99/P99.9 延迟

在恒定负载下测量响应时间分布以比较尾部延迟。

3. TLS 性能​

目的： 测量 TLS 终止吞吐量和握手时间

在 HTTPS 流量中测量 TLS 终止性能和握手开销。

4. L7 路由复杂度​

目的： 应用基于头的路由、URL 重写时的性能变化

测量复杂路由规则对性能的影响。

5. 扩展测试​

目的： 路由数增加时的性能变化（10、50、100、500 routes）

测量大量 HTTPRoute 时的路由性能和内存使用。

6. 资源效率​

目的： CPU/Memory 使用相对吞吐量

比较在相同资源约束下各解决方案的效率。

7. 故障恢复​

目的： 控制器重启时的流量影响

测量 Gateway 控制器重启时的停机时间和恢复时间。

8. gRPC 性能​

目的： gRPC 流吞吐量

测量 gRPC 协议支持和性能。

4. 测量指标​

指标单位测量方法
RPS (Requests Per Second)req/sk6 summary 或 Prometheus rate()
Latency (P50/P90/P99)msk6 histogram_quantile 或 Grafana
Error Rate%(failed requests / total requests) × 100
CPU Usage%Prometheus container_cpu_usage_seconds_total
Memory UsageMBPrometheus container_memory_working_set_bytes
Connection Setup Timemsk6 http_req_connecting
TLS Handshake Timemsk6 http_req_tls_handshaking
Network ThroughputMbpsPrometheus rate(container_network_transmit_bytes_total)

5. 预期结果（理论分析）​

各解决方案的预期优势/劣势：

AWS Native (ALB + NLB)

  • 优势: 完全托管、自动扩展、AWS 集成
  • 劣势: ALB hop 导致的延迟增加、成本
  • 预期性能: 中等（吞吐量 10K RPS、P99 50ms）

Cilium Gateway API (ENI 模式)

  • 优势: eBPF 最高性能、原生路由、Hubble 可见性
  • 劣势: 配置复杂度、学习曲线
  • 预期性能: 最佳（吞吐量 30K RPS、P99 15ms）

NGINX Gateway Fabric

  • 优势: 经过验证的 NGINX 引擎、稳定性、丰富功能
  • 劣势: 内存使用量高
  • 预期性能: 良好（吞吐量 20K RPS、P99 25ms）

Envoy Gateway

  • 优势: L7 功能丰富、可扩展性、可观察性
  • 劣势: 资源开销
  • 预期性能: 中上（吞吐量 15K RPS、P99 30ms）

kGateway (Solo.io)

  • 优势: AI 路由、企业功能
  • 劣势: 需要企业许可证
  • 预期性能: 中上（吞吐量 18K RPS、P99 28ms）

6. 基准测试执行计划​

阶段内容工具所需时间
1. 环境构建EKS 集群及5个解决方案分别部署eksctl、Helm2天
2. 基本测试吞吐量、延迟测量k6、Prometheus1天
3. TLS 测试HTTPS 性能测量k6 (TLS)0.5天
4. L7 测试复杂路由规则测试k6 (custom)0.5天
5. 扩展测试路由数增加测试kubectl、k61天
6. 资源测量CPU/Memory 性能分析Prometheus、Grafana1天
7. 结果分析数据分析及报告编写Jupyter、Matplotlib2天
信息

基准测试执行结果将更新到本文档。相关网络基准测试请参见 CNI 性能比较。

相关文档​