JMeter压测IIS托管ASP.NET WebAPI出现连接超时问题

在服务器上使用JMeter对IIS托管的ASP.NET WebAPI应用开展性能测试，压测配置为并发数2000、循环永久运行，压测启动数秒后即报Connection timed out: connect错误。压测过程中服务器CPU使用率始终处于较低水平。

• 在JMeter GUI中将HTTP连接超时、响应超时均设置为200000ms
• 在IIS管理器中将requestQueueLimit设置为65535、最小工作进程数设置为15
• 在web.config文件中将minWorkerThread、minIoThread设置为200，超时时间设置为20分钟，随后在IIS中重启应用

以上操作均未解决问题。

• 服务器CPU使用率截图
• JMeter运行界面截图

org.apache.http.conn.HttpHostConnectException: Connect to XXX.XXX.com:80 [XXX.XXXX.com/XXXX] failed: Connection timed out: connect
    at org.apache.http.impl.conn.DefaultHttpClientConnectionOperator.connect(DefaultHttpClientConnectionOperator.java:156)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPHC4Impl$JMeterDefaultHttpClientConnectionOperator.connect(HTTPHC4Impl.java:408)
    at org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager.connect(PoolingHttpClientConnectionManager.java:376)
    at org.apache.http.impl.execchain.MainClientExec.establishRoute(MainClientExec.java:393)
    at org.apache.http.impl.execchain.MainClientExec.execute(MainClientExec.java:236)
    at org.apache.http.impl.execchain.ProtocolExec.execute(ProtocolExec.java:186)
    at org.apache.http.impl.execchain.RetryExec.execute(RetryExec.java:89)
    at org.apache.http.impl.execchain.RedirectExec.execute(RedirectExec.java:110)
    at org.apache.http.impl.client.InternalHttpClient.doExecute(InternalHttpClient.java:185)
    at org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient.execute(CloseableHttpClient.java:83)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPHC4Impl.executeRequest(HTTPHC4Impl.java:939)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPHC4Impl.sample(HTTPHC4Impl.java:650)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPSamplerProxy.sample(HTTPSamplerProxy.java:66)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPSamplerBase.sample(HTTPSamplerBase.java:1301)
    at org.apache.jmeter.protocol.http.sampler.HTTPSamplerBase.sample(HTTPSamplerBase.java:1290)
    at org.apache.jmeter.threads.JMeterThread.doSampling(JMeterThread.java:651)
    at org.apache.jmeter.threads.JMeterThread.executeSamplePackage(JMeterThread.java:570)
    at org.apache.jmeter.threads.JMeterThread.processSampler(JMeterThread.java:501)
    at org.apache.jmeter.threads.JMeterThread.run(JMeterThread.java:268)
    at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
Caused by: java.net.ConnectException: Connection timed out: connect
    at java.net.DualStackPlainSocketImpl.connect0(Native Method)

报错发生在TCP三次握手建连阶段，请求根本没有到达ASP.NET应用处理层，这也是服务器CPU负载极低、之前调整的应用层线程配置、JMeter响应超时配置全部不生效的核心原因。按以下优先级排查修复：

1. 调整Windows Server TCP协议栈默认限制
   Windows Server默认的TCP连接队列、端口范围、连接回收参数阈值极低，2000并发下会直接丢弃SYN包导致客户端建连超时。
   • 打开注册表编辑器，定位到路径HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters，新增/修改以下DWORD值：
     • TcpNumConnections：设置为16777214（放开最大TCP连接数限制）
     • TcpMaxHalfOpen：设置为65535
     • TcpMaxHalfOpenRetried：设置为65535
     • SynAttackProtect：压测环境临时设置为0（关闭默认SYN洪水防护，避免误拦截压测流量，生产环境按需调整）
     • TcpTimedWaitDelay：设置为30（缩短TIME_WAIT状态连接回收时间，单位秒）
     • MaxUserPort：设置为65534（扩大可用临时端口范围）
   • 修改完成后重启服务器生效。
2. 补全IIS各层级连接队列配置
   之前修改的requestQueueLimit是ASP.NET托管管道层面的队列，IIS内核层HTTP.sys、应用程序池队列是更靠前的流量入口，默认值仅1000，远低于2000并发阈值：
   • 打开IIS管理器，选中对应站点，进入「高级设置-连接限制」，将最大并发连接数设置为65535
   • 选中站点对应应用程序池，进入「高级设置」，将队列长度从默认的1000调整为10000以上
3. 排查中间链路限流规则
   检查服务器前端的负载均衡、硬件防火墙、Windows Defender防火墙的新建连接速率、并发连接数限制，2000并发很容易触发默认的SYN包限流规则，表现为客户端建连超时、服务器侧无对应请求日志、CPU无负载。
4. 修复JMeter压测端自身瓶颈
   禁止用GUI模式跑高并发压测，GUI模式仅用于脚本调试，2000并发下GUI模式本身会出现资源耗尽无法发起新连接的问题：
   • 压测执行必须用非GUI模式，执行命令为jmeter -n -t 你的压测脚本.jmx -l 压测结果.jtl
   • 打开JMeter目录下bin/jmeter.properties配置文件，将httpclient4.max_conns、httpclient4.max_conns_per_host两个参数都调整为2500（匹配并发数要求）
   • 调整JMeter启动参数中的JVM堆内存为压测机物理内存的50%-70%，避免GC阻塞导致连接发起失败

验证方法：先将并发数降到100持续运行10分钟，如果无报错再逐步提升并发，找到报错阈值后对应调整上述参数即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zhenghao li