# 100K 车辆接入容量基线

更新时间：2026-07-03

## 目标

支撑 100,000 台车辆接入，入口服务在高连接数和高帧率下保持可观测、可背压、可恢复。

## 初始容量假设

| 项 | 目标 |
| --- | --- |
| 连接车辆数 | 100,000 |
| 平均帧间隔 | 10-30 秒 |
| 平均入口 FPS | 3,000-10,000 |
| 短时 burst FPS | 20,000 |
| Gateway p99 parse + enqueue | < 50ms |
| Redis 当前态延迟 | < 3s |
| TDengine 历史写入 lag | 可观测且 burst 后下降 |
| MySQL 当前态 | 异步，不能阻塞 Redis |

## 当前生产观测

当前 ECS `115.29.187.205` 在低负载下健康：

- JT808 连接约 242。
- GB32960 连接约 2。
- Kafka lag 为 0。
- NATS ack pending 为 0。
- Redis 写入约 0ms。
- MySQL 投影约 1-2ms。
- ECS load 约 `0.09 / 0.15 / 0.21`。
- 可用内存约 6.6GB。
- 根分区使用约 37%。

## 当前已知缺口

- `net.core.somaxconn=128`，无法作为 100K 连接生产基线。
- Gateway 默认 `TCP_MAX_CONNECTIONS` 已调整为 `120000`，生产仍可通过环境变量覆盖。
- 已新增可重复的 TCP 连接压测工具，后续需要用它跑 10K/50K/100K 阶段测试并记录结果。
- 仍缺读超时按协议维度计数；Gateway frame duration 已提供 histogram，可用于 parse + enqueue + response 的 p95/p99 估算。
- TDengine history writer 当前逐消息插入，后续需要批量写入。
- Kafka topic 当前 12 分区，100K 目标下需要结合实际 FPS 再评估分区数。

## ECS OS 参数建议

100K 连接目标需要至少以下系统参数作为起点：

```bash
sysctl -w net.core.somaxconn=65535
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=65535
sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="10000 65000"
sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
```

systemd gateway 已配置 `LimitNOFILE=1048576`，需要持续保持。

## 验收指标

| 层 | 指标 | 目标 |
| --- | --- | --- |
| Gateway | `vehicle_gateway_active_connections` | 能稳定到阶段目标连接数 |
| Gateway | `vehicle_gateway_connection_rejections_total` | 容量目标内不增长 |
| Gateway async sink | `vehicle_async_sink_queue_depth{sink}` | 队列深度不持续增长 |
| Gateway async sink | `vehicle_async_sink_enqueue_total{sink,kind,status}` | `timeout/closed` 不增长 |
| Gateway async sink | `vehicle_async_sink_publish_total{sink,kind,status}` | `error` 不增长 |
| Gateway async sink | `vehicle_async_sink_publish_duration_ms_histogram_bucket` | p99 不持续上升 |
| Gateway | `vehicle_gateway_publish_total{status="ok"}` | 持续增长 |
| Gateway | `vehicle_gateway_frame_duration_ms_histogram_bucket` | p99 小于容量目标 |
| History writer | `vehicle_history_batch_flush_total{status}` | `error` 不增长 |
| History writer | `vehicle_history_batch_rows_total{status}` | batch 行数持续增长 |
| History writer | `vehicle_history_batch_pending_messages` | 稳态接近 0，burst 后下降 |
| History writer | `vehicle_history_batch_pending_rows` | 稳态接近 0，burst 后下降 |
| History writer | `vehicle_history_batch_flush_duration_ms{status}` | flush 延迟不持续上升 |
| NATS bridge | `vehicle_bridge_nats_consumer_ack_pending` | 稳态为 0 |
| NATS bridge | `vehicle_bridge_nats_consumer_pending` | burst 后下降 |
| NATS bridge | `vehicle_bridge_batch_pending_messages` | 稳态接近 0，burst 后下降 |
| NATS bridge | `vehicle_bridge_batch_duration_ms_histogram_bucket` | p99 不持续上升 |
| Kafka consumers | `vehicle_*_kafka_lag` | 稳态为 0，burst 后下降 |
| Realtime Redis | `vehicle_realtime_store_update_duration_ms{store="redis"}` | 毫秒级 |
| Realtime MySQL | async queue depth | 不持续增长 |

## 分阶段压测

压测入口：

```bash
# 100 连接 smoke test
/opt/lingniu-go-native/current/load-sim \
  -protocol jt808 \
  -addr 127.0.0.1:808 \
  -connections 100 \
  -connect-rate 100 \
  -send-interval 10s \
  -duration 2m \
  -template 0200 \
  -send=false
```

`load-sim` 在 `-send=true` 时会按连接和帧序号生成可被现有解析器解析的唯一协议帧：

- JT808 会变更包头手机号、流水号和 `0x0200` 位置时间，并重新计算转义和校验码。
- GB32960 会变更 VIN 和实时数据时间，并重新计算 BCC。
- 低 FPS 全链路压测必须使用该模式，避免重复静态帧导致 event id 冲突。
- 对生产端口执行 `-send=true` 会写入合成 raw 数据，只能在明确隔离标识和压测窗口后执行。

1. 100 连接 smoke test。
2. 10,000 连接保持测试。
3. 10,000 连接 + 1 FPS/连接短测。
4. 50,000 连接保持测试。
5. 100,000 连接保持测试。
6. 按真实协议分布进行混合帧率测试。

每一阶段必须记录：

- active connections
- gateway frame/publish counters
- NATS pending 和 ack pending
- Kafka lag
- Redis/MySQL/TDengine 写入耗时和 pending depth
- CPU/load/memory/file descriptors
- 错误日志

## 2026-07-03 阶段压测记录

压测方式：在 ECS 本机使用 `/opt/lingniu-go-native/current/load-sim` 对 `127.0.0.1:808` 发起 JT808 hold-only 连接，`-send=false`，不发送业务帧，不污染 raw 数据。

压测前基线，时间 `2026-07-03 18:03:10 CST`：

| 项 | 值 |
| --- | --- |
| 服务状态 | 6 个 Go systemd 服务均 active |
| JT808 连接 | 约 240 |
| GB32960 连接 | 约 2 |
| load average | `0.43 / 0.22 / 0.23` |
| available memory | 约 `6661 MB` |
| NATS ack pending | `0` |
| NATS pending | 约 `39` |
| history/stat/realtime Kafka lag | `0` |

阶段结果：

| 阶段 | 时间 | 参数 | 峰值连接/FD | 结果 | 资源和队列 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 100 连接 | `18:03:21-18:04:21 CST` | `connections=100 connect-rate=100 duration=60s send=false` | JT808 active `340`，`ss` 约 `341` | opened `100`，failed `0`，frames `0`，write_errors `0` | load 约 `0.33/0.21/0.22`，available memory 约 `6659 MB` |
| 1,000 连接 | `18:04:38-18:05:38 CST` | `connections=1000 connect-rate=500 duration=60s send=false` | JT808 active `1240`，`ss` 约 `1241`，gateway FD 约 `1256` | opened `1000`，failed `0`，frames `0`，write_errors `0` | load 约 `0.80/0.33/0.26`，available memory 约 `6645 MB` |
| 10,000 连接 | `18:05:59-18:07:59 CST` | `connections=10000 connect-rate=1000 duration=120s send=false` | JT808 active `10240`，`ss` 约 `10241`，gateway FD 约 `10256` | opened `10000`，failed `0`，frames `0`，write_errors `0` | 20 秒时 load 约 `0.45/0.33/0.27`，available memory 约 `6409 MB`，NATS ack pending `0` |
| 50,000 连接 | `18:11:22-18:14:22 CST` | `connections=50000 connect-rate=2000 duration=180s send=false` | JT808 active `50238`，`ss` 约 `50239`，gateway FD 约 `50254` | opened `50000`，failed `0`，frames `0`，write_errors `0` | 45 秒时 load 约 `0.07/0.23/0.24`，available memory 约 `5590 MB`，NATS ack pending 短时 `29`，后续归零 |
| 100,000 总连接 | `18:18:13-18:21:13 CST` | JT808 `50000` + GB32960 `50000`，各 `connect-rate=2000 duration=180s send=false` | JT808 active `50236`，GB32960 active `50002`，总 active 约 `100238`，gateway FD 约 `100252` | JT808 opened `50000` / failed `0`；GB32960 opened `50000` / failed `0`；frames `0`，write_errors `0` | 75 秒时 load 约 `0.16/0.30/0.29`，available memory 约 `4511 MB`，NATS ack pending 短时 `10`，后续归零 |

压测后：

- `2026-07-03 18:08:47 CST` JT808 active 回落到 `240`，`ss` 约 `241`。
- `2026-07-03 18:15:36 CST` 5W 压测后 JT808 active 回落到约 `238`，`ss` 约 `239`。
- `2026-07-03 18:16:49 CST` NATS ack pending 回到 `0`，history/stat/realtime Kafka lag 总和均为 `0`。
- `2026-07-03 18:23:02 CST` 10W 总连接压测后 JT808 active 回落到 `236`，GB32960 active 回落到 `2`，NATS ack pending 为 `0`，history/stat/realtime Kafka lag 总和均为 `0`。
- `20211/20212/20213/20214/20200` readyz 均 OK。
- 压测窗口未出现 gateway `error|failed|panic|fatal|rejected` 日志。
- `vehicle_gateway_connection_rejections_total` 未输出，表示本轮没有连接拒绝计数。

结论：单 ECS 已通过本机 10W 总连接 hold-only 基线测试。该结果证明当前内核参数、gateway 连接上限和 systemd 文件句柄设置可以承载 10W 空闲长连接；下一阶段必须进入带真实帧率的低 FPS 压测，验证解析、NATS、Kafka、Redis、TDengine、MySQL 全链路吞吐。