使用 Cloud9 部署蜜蜂機關槍來測試目標

總覽

蜜蜂機關槍 是一個開放的網頁負載測試套件, 它會生成一些小蜜蜂(EC2機器) 去攻擊(負載測試)一個目標。目標可以是一個網頁、負載均衡器或是 CloudFront。 蜜蜂機關槍可以被部署在 AWS EC2 的 Linux 或是 Ubuntu 的系統上，但是在這個實做中，我們會嘗試將其部署在 AWS Cloud9 上面。

大綱

這個實作會用蜜蜂機關槍去測試自動擴展的EC2。你會需要創造一個蜜蜂主機去管理底下的小蜜蜂，讓他們去進攻一個負載均衡器。

切記, 小心的操作以避免錯誤的攻擊

實作步驟

一、建立小蜜蜂的防火牆

由於我們會使用 Cloud9 建立蜜蜂主機，所以它會自動建立起防火牆。但我們仍須為底下的小蜜蜂建立他們自己的防火牆。

  • 進去 EC2，選擇 Security Groups，創建一個 Security group 然後輸入以下資料:

    • Security group name : BeeServerSG
    • Description : ForBees
    • VPC : Choose Default VPC

  • Inbound rules:

    • Type : HTTP, Port Range: 80, Source: 0.0.0.0/0
    • Type : SSH, Port Range: 22, Source: 0.0.0.0/0

二、生成一組金鑰給小蜜蜂

因為是使用 Cloud9 建立主機，所以我們不需要任何金鑰或密碼就能操作 Cloud9 的服務。但是小蜜蜂仍需要有金鑰才能被建立。

  • 在主控台頁面，點擊 Key Pairs. 創建一組金鑰並給它一個名子，它會自動下載到使用者的電腦中。

三、創建一個 Cloud9 主機在 AWS 上

AWS Cloud9 是一種雲端整合開發環境 (IDE)，您只需要一個瀏覽器便能撰寫、執行和偵錯程式碼。它包括一個程式碼編輯器、偵錯程序和終端機。Cloud9 已預先封裝常用的程式設計語言 (包括 JavaScript、Python、PHP 等) 基本工具，因此不需要安裝檔案或設定開發機器就能直接開始新的專案。由於 Cloud9 IDE 在雲端上執行，因此無論您是在辦公室、家裡或任何地方，只要有一台連接網際網路的電腦就能投入專案的工作。我們會使用 Cloud9 建立蜜蜂主機已生產小蜜蜂機器。

  • 在 Service 選單上，點擊 Cloud9 並建立環境。

  • 在 name 裡輸入 : BeeServer, 其他欄位保持預設值然後點選 Create environment

因為我們只要實作一個簡單的 Lab，預設值就夠用了。

現在你會得到一個EC2 ，可以在 Cloud9 網頁上進行操作了

四、更改蜜蜂主機憑證和 IAM 規則

我們想擁有關於這台主機的所有權限，所以在這個步驟，我們需要先關閉 Cloud9 臨時提供的 IAM 憑證。

  • 點選頂端的 AWS Cloud9, 選擇 Preferences 內的 AWS setting。將 Credential 改成 off

  • 在 Service 選單上，點選 EC2.

  • 在有 aws-cloud9 名稱的主機上點右鍵，選擇 Instance Settings 裡面的 Attach/Replace IAM Role.

這裡，我們需要一個名為 AllowEC2Admin 的 IAM Role，它需要有 AdministratorAccess 的 Policy name。

  • 點選 IAM Role 後選擇 AllowEC2Admin，點選 Apply 儲存選擇。

五、使用 Cloud9 建立蜜蜂主機的環境

在這個部分，我們會架設好蜜蜂主機的環境，包括上傳小蜜蜂使用的金鑰、從 Github 上下載 BeeswithMachineGuns 的套件等等。

  • 在 Service 選單上，點選 Cloud9

  • 點選上方的 File 後選擇 Upload local file。

  • 點選 Select files 後選擇你的 Keypair。

注意，Cloud9 是基於 Linux 系統建置而成，請先確定上傳的金鑰檔案為 Keypair.pem 而不是 .ppk。

  • 將金鑰移至正確的位置，看到 Cloud9 下方然後輸入:

    sudo mv MyAmazonKeypair.pem /home/ec2-user/.ssh

  • 安裝 Python-Paramiko

    sudo yum install python-paramiko git

Paramiko 是建立在Python環境下的一個模版，遵循SSH2協議，支持以加密和認證的方式，進行遠程服務器的連接。使用paramiko可以遠程連接到Linux服務器，查看上面的日誌狀態，批量配置遠程服務器，文件上傳，文件下載等。BeeswithMachineGuns 需要使用Python Paramiko才能部署小蜜蜂。

  • 進入 tmp 資料夾，下載 BeeswithMachineGuns 進入 Cloud9

    cd /tmp 
sudo git clone https://github.com/newsapps/beeswithmachineguns.git

  • 安裝蜜蜂機關槍

    cd beeswithmachineguns/ 
sudo python setup.py install

  • 建立 .boto 設定檔

    cd /home/ec2-user/ 
nano .boto

Boto 是一個 Python 功能包，提供Amazon Web Services的接口。 目前，所有功能都適用於Python 2.6和2.7。

  • 輸入資訊進入.Boto

    [Boto]

ec2_region_name=us-east-1

ec2_region_endpoint=us-east-1.ec2.amazonaws.com

# elb_region_name=us-east-1

# elb_region_endpoint=elasticloadbalancing.us-east-1.amazonaws.com

注意 ，以前我們也會將 Access Key ID 和 Secret Access Key ID 一起寫進 .Boto檔案中。自從改為 IAM Role 以後就不再需要了。

六、生產小蜜蜂機器並測試一個目標

  • 進到正確的路徑下生產蜜蜂。

    cd /home/ec2-user/.ssh/

既然要生產蜜蜂，就得先熟悉相關的指令。

bees up : 在 AWS 上生產小蜜蜂主機
bees down : 停止並刪除小蜜蜂主機
bees report : 監控所有蜜蜂主機並回傳一個報表
bees attack : 指揮你的小蜜蜂去攻擊一個目標

bees up

-s : 小蜜蜂的數量
-k : 金鑰名稱
-z : 可用區域(Availability Zone)
-g : 防火牆名稱(Security Group Name)
-l : 使用者名稱
-i : AMI ID
-t : 小蜜蜂的機器規格

bees attack

-n : 攻擊次數
-c : 參與攻擊的蜜蜂數
-k : 金鑰名稱
-u : 目標位址
  • 使用 bees up 指令生產蜜蜂

可以只提供關鍵資訊，剩下的會自動寫入預設值，像是:

bees up -s 2 -k MyAmazonKeypair

但是我們建議使用完整的命令:

bees up -s 2 -k MyAmazonKeypair -z us-east-1a -g BeeServerSG -l ec2-user -i ami-xxxxxxxx -t t2.micro

你可以在這裡找到你的 AMI ID。

  • 以下是我的範例，等待所有蜜蜂為他們的機槍上膛後，使用 bees report 去確認蜜蜂的情況

    $ bees up -s 2 -k amazonec2_keypair_virginia -z us-east-1a -g BeeServerSG -l ec2-user -i ami-0080e4c5bc078760e -t t2.micro Connecting to the hive.
GroupId found: BeeServerSG 
Placement: us-east-1a 
Attempting to call up 2 bees. 
Waiting for bees to load their machine guns... 
. 
. 
. 
. 
. 
Bee i-056ebcd7e3c696aea is ready for the attack. 
Bee i-02c05258c2f4fddf0 is ready for the attack. 
The swarm has assembled 2 bees.



$ bees report 
Read 2 bees from the roster: us-east-1a 
Bee i-056ebcd7e3c696aea: running @ 34.201.71.95 
Bee i-02c05258c2f4fddf0: running @ 54.196.220.186

  • 使用 bees attack 指令測試你的負載均衡器或是網頁

再次注意，為了避免不必要的攻擊，請不要隨意測試其他網頁!

測試用的 Command

bees attack -n 10000 -c 2 -k MyAmazonKeypair -u "Target"

範例:

  • 測試 ELB:

    $ bees attack -n 10000 -c 2 -k amazonec2_keypair_virginia -u http://WebServerLB-1439117582.us-east-1.elb.amazonaws.com  
Read 2 bees from the roster: us-east-1a Connecting to the hive. 
Assembling bees. 
Each of 2 bees will fire 5000 rounds, 1 at a time. 
Stinging URL sequentially so it will be cached for the attack. 
Organizing the swarm. 
Bee 0 is joining the swarm. 
Bee 1 is joining the swarm. 
Bee 1 is firing her machine gun. Bang bang!
Bee 0 is firing her machine gun. Bang bang!                             
ab -v 3 -r -n 5000 -c 1 -T text/plain -e /tmp/tmp.tPwrI177vh -C "sessionid=NotARealSessionID" "http://WebServerLB-1439117582.us-east-1.elb.amazonaws.com/" 2>/dev/null | grep -F "Time per request: 
Requests per second: 
Failed requests: Connect: 
Receive: 
Length: 
Exceptions: 
Complete requests: 
HTTP/1.1" 
ab -v 3 -r -n 5000 -c 1 -T text/plain -e /tmp/tmp.K8I7g4ksB0 -C "sessionid=NotARealSessionID" "http://WebServerLB-1439117582.us-east-1.elb.amazonaws.com/" 2>/dev/null | grep -F "Time per request: 
Requests per second: 
Failed requests: 
Connect: Receive: 
Length: Exceptions: 
Complete requests: 
HTTP/1.1" 
Bee 0 is out of ammo. 
Bee 1 is out of ammo. 
Offensive complete. 
    Complete requests: 10000 
    Failed requests: 0 
        connect: 0 
        receive: 0 
        length: 0 
        exceptions: 0 
    Response Codes: 
        2xx: 10000 
        3xx: 0 
        4xx: 0 
        5xx: 0 
    Requests per second: 69.460000 \[#/sec\] (mean of bees) 
    Time per request: 28.797500 \[ms\] (mean of bees) 
    50% responses faster than: 28.810000 [ms] 
    90% responses faster than: 31.504000 [ms] 
Mission Assessment: Target crushed bee offensive. 
The swarm is awaiting new orders.

  • 測試 CloudFront:

    $ bees attack -n 10000 -c 2 -k amazonec2_keypair_virginia -u http://d37x0lr9gvpdwg.CloudFront.net 
Read 2 bees from the roster: us-east-1a 
Connecting to the hive. 
Assembling bees. 
Each of 2 bees will fire 5000 rounds, 1 at a time. 
Stinging URL sequentially so it will be cached for the attack. 
Organizing the swarm. 
Bee 0 is joining the swarm. 
Bee 1 is joining the swarm. 
Bee 1 is firing her machine gun. Bang bang!                 
Bee 0 is firing her machine gun. Bang bang!
ab -v 3 -r -n 5000 -c 1 -T text/plain -e /tmp/tmp.sDS410bR0q -C "sessionid=NotARealSessionID" "http://d37x0lr9gvpdwg.CloudFront.net/" 2>/dev/null | grep -F "Time per request: 
Requests per second: 
Failed requests: 
Connect: 
Receive: 
Length: 
Exceptions: 
Complete requests: 
HTTP/1.1" 
ab -v 3 -r -n 5000 -c 1 -T text/plain -e /tmp/tmp.azPT7ewdAW -C "sessionid=NotARealSessionID" "http://d37x0lr9gvpdwg.CloudFront.net/" 2>/dev/null | grep -F "Time per request: 
Requests per second: 
Failed requests: 
Connect: 
Receive: 
Length: 
Exceptions: 
Complete requests: 
HTTP/1.1" 
Bee 0 is out of ammo. 
Bee 1 is out of ammo. 
Offensive complete. 
    Complete requests: 10000 
    Failed requests: 0 
        connect: 0 
        receive: 0 
        length: 0 
        exceptions: 0 
    Response Codes: 
        2xx: 10000 
        3xx: 0 
        4xx: 0 
        5xx: 0 
    Requests per second: 62.180000 \[#/sec\] (mean of bees) 
    Time per request: 32.181500 \[ms\] (mean of bees) 
    50% responses faster than: 3.122000 [ms] 
    90% responses faster than: 216.737000 [ms] 
Mission Assessment: Target crushed bee offensive. 
The swarm is awaiting new orders.

  • 實驗結果

    本次實驗的數據可以在 CloudWatch 上看到。

  • 完成攻擊後，使用 bees down 停止所有蜜蜂行動。

    $ bees down 
Read 2 bees from the roster: us-east-1a 
Connecting to the hive. 
Calling off the swarm for us-east-1a. 
Stood down 2 bees.

在這次的實驗裡，我們可以看到蜜蜂攻擊 ELB 和 CloudFront 時的不同處。當 ELB 面對一萬次攻擊時，它的CPU會在短時間內飆升到很高的使用率(31.2%)。但是當 CloudFront 面對一萬次攻擊時，CDN 和 快取 可以有效地降低 CPU 的使用率(0.332%)。可以證明，當我們要讓伺服器面對外部網路時，使用 CloudFront 來多一層保護是比較好的選擇。

總結

完成這次的實作以後，你可以學到如何創建一台 Cloud9 的主機，再用 Cloud9 主機去建立其他 EC2 的主機。最後使用搭建起來的蜜蜂機關槍，去給 ELB 或者是 CloudFront 進行壓力測試。

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Shelly Yu

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