부하 테스트(Load Testing) 수행 방법은?

부하 테스트(Load Testing)는 시스템이 정상적인 운영 환경에서 예상되는 트래픽을 처리할 수 있는지 확인하는 성능 테스트 유형입니다. 부하 테스트는 시스템의 성능을 평가하고, 병목 현상이나 성능 저하가 발생하는 지점을 파악하는 데 중요한 역할을 합니다. 부하 테스트를 효과적으로 수행하려면 체계적인 절차를 따르는 것이 중요합니다.

부하 테스트 수행 방법

1. 테스트 목표 설정

• 목표 정의: 부하 테스트의 목표는 시스템이 정상적인 트래픽에서 얼마나 안정적으로 동작하는지 평가하는 것입니다. 목표로는 응답 시간, 처리량(Throughput), 자원 사용률(CPU, 메모리 등) 등을 설정할 수 있습니다.
• 예시 목표:
  • 목표 TPS(Transaction Per Second): 200 TPS
  • 최대 응답 시간: 2초 이내
  • CPU 사용률: 80% 이하
  • 메모리 사용률: 70% 이하

2. 테스트 환경 구성

• 실제 운영 환경과 유사한 테스트 환경을 준비해야 합니다. 테스트 환경이 실제 환경과 다를 경우, 결과가 실제 성능과 다르게 나올 수 있습니다.
• 부하 발생기(Load Generator)를 이용하여 트래픽을 발생시킵니다. 부하 발생기는 여러 대의 서버를 사용하여 테스트할 수 있습니다.

3. 테스트 시나리오 작성

• 실제 사용자 행동을 반영한 테스트 시나리오를 작성합니다. 테스트 시나리오는 시스템에서 발생하는 주요 작업들을 시뮬레이션해야 합니다.
• 시나리오 예시:
  • 사용자 로그인
  • 상품 검색
  • 상품 상세 페이지 조회
  • 장바구니 추가
  • 결제
  • 로그아웃
• 각 시나리오는 실제 트래픽 패턴을 기반으로 설정되어야 합니다.

4. 부하 프로파일 설정

• 가상 사용자 수 설정: 테스트에서 사용할 가상 사용자 수를 결정합니다. 가상 사용자는 실제 사용자의 활동을 시뮬레이션하여 시스템에 부하를 가합니다.
• 부하 증가 및 유지 시간 설정:
  • 부하 증가 단계: 시스템에 점진적으로 부하를 가하기 위해 가상 사용자를 일정 간격으로 증가시킵니다. 초당 몇 명의 가상 사용자를 증가시킬지 결정합니다.
  • 부하 유지 시간: 설정한 목표 부하(TPS)를 일정 시간 동안 유지하여 시스템의 성능을 평가합니다.

5. 부하 테스트 실행

• 부하 발생기를 사용하여 테스트를 실행합니다. 부하 테스트는 가상 사용자를 통해 일정한 트래픽을 시스템에 지속적으로 가하는 방식으로 이루어집니다.
• 부하가 점진적으로 증가하며, 설정된 부하 수준에 도달한 후 일정 시간 동안 유지합니다.

6. 성능 모니터링

• 테스트 중 시스템의 주요 자원(CPU, 메모리, 네트워크, 디스크 I/O 등)을 모니터링합니다.
• 응답 시간(Response Time), 처리량(Throughput), TPS 등의 성능 지표를 실시간으로 수집하여 분석합니다.
• 서버 로그 및 모니터링 도구를 통해 시스템 내부에서 발생하는 오류나 성능 저하 원인을 파악합니다.

7. 테스트 종료

• 설정된 부하를 유지한 후, 테스트를 종료합니다.
• 부하 감소 단계에서 점진적으로 가상 사용자를 줄여가며 테스트를 마무리합니다.

8. 테스트 결과 분석

• 수집한 데이터(응답 시간, 처리량, 자원 사용률 등)를 기반으로 성능 결과를 분석합니다.
• 평균 응답 시간, P95 응답 시간 등을 계산하여 목표 성능을 달성했는지 확인합니다.
• 성능 병목 현상이 발견된 경우, 이를 개선할 수 있는 방안을 도출합니다.

9. 결과 보고서 작성

• 테스트 결과를 정리하여 보고서를 작성합니다. 보고서에는 다음 항목이 포함되어야 합니다:
• 테스트 목적과 목표
  • 테스트 환경 (하드웨어, 소프트웨어 구성)
  • 부하 프로파일 및 가상 사용자 수
  • 성능 지표 (응답 시간, 처리량, 자원 사용률)
  • 테스트 결과 분석 및 개선 사항

부하 테스트에서의 주요 고려 사항

• 실제 트래픽 패턴 반영: 부하 테스트는 실제 트래픽 패턴을 반영해야 하므로, 사용자의 행동 패턴을 미리 분석하여 시나리오를 구성해야 합니다.
• 테스트 환경의 유사성: 운영 환경과 테스트 환경이 최대한 일치하도록 구성해야, 실제 운영 시의 성능을 정확하게 예측할 수 있습니다.
• 부하 단계 설정: 급격한 부하 증가보다는 점진적인 부하 증가가 시스템의 한계를 더 정확히 파악할 수 있습니다.
• 성능 튜닝: 부하 테스트 후 분석한 결과를 바탕으로 시스템의 성능을 튜닝하고, 필요 시 반복적으로 테스트를 수행합니다.

이와 같은 과정을 통해 부하 테스트를 수행하면 시스템이 실제 트래픽을 어떻게 처리할 수 있을지에 대해 명확한 인사이트를 얻을 수 있습니다.