服務(wù)器能力測(cè)算

1、服務(wù)器能力測(cè)算一、術(shù)語(yǔ)和定義1.1、信息系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、處理設(shè)備、控制設(shè)備及其相關(guān)的配套設(shè)施構(gòu)成，按照一定的應(yīng)用目的和規(guī)則，對(duì)信息進(jìn)行采集、加工、存儲(chǔ)、傳輸、檢索等處理的人機(jī)系統(tǒng)。1.2、軟硬件平臺(tái)指信息系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境，主要包括硬件（服務(wù)器、存儲(chǔ)）和軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和中間件）部分。1.3、非安全區(qū)即Internet，此區(qū)域允許外網(wǎng)用戶隨意訪問(wèn)。1.4、安全區(qū)內(nèi)網(wǎng)，此區(qū)域通常不對(duì)外提供服務(wù)。1.5、DMZ區(qū)又稱非軍事區(qū)，介于非安全區(qū)與安全區(qū)之間，此區(qū)域按需對(duì)外網(wǎng)用戶提供部分服務(wù)。1.6、FC SAN指采用光纖通道的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是一種將存儲(chǔ)設(shè)備、連接設(shè)備和服務(wù)器集成在一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)中

2、的技術(shù)，SAN作為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，與LAN網(wǎng)絡(luò)隔離，主要承擔(dān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)。1.7、 FC Switch指光纖通道交換機(jī)，是一種高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸中繼設(shè)備，以光纖作為傳輸介質(zhì)，是組成FC SAN光纖存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的光纖交換機(jī)。1.8、磁盤陣列由多個(gè)容量較小、速度較慢的磁盤組合成一個(gè)磁盤組，以提升整體性能和存儲(chǔ)空間。1.9、虛擬機(jī)指使用系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，運(yùn)行在一個(gè)隔離環(huán)境中、具有完整硬件功能的邏輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.10、負(fù)載均衡分為硬件和軟件負(fù)載均衡，軟件負(fù)載均衡指通過(guò)將負(fù)載均衡軟件安裝在一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器相應(yīng)的操作系統(tǒng)上來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，硬件負(fù)載均衡是直接將負(fù)載均衡設(shè)備部署在服務(wù)器和外部網(wǎng)絡(luò)之間，專門完成負(fù)載

3、均衡任務(wù)。1.11、關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)指對(duì)業(yè)務(wù)開(kāi)展起核心的支撐作用的,對(duì)可靠性（Reliability）、可用性（Availability）和可服務(wù)性(Serviceability)等具有非常高要求的應(yīng)用系統(tǒng)，如資產(chǎn)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)和綜合管理系統(tǒng)。1.12、非關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)指除關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)外的應(yīng)用系統(tǒng)。1.13、TPC-C測(cè)試指模擬一個(gè)批發(fā)商的訂單管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理測(cè)試,主要衡量服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫(kù)軟件處理在線查詢交易處理（OLTP）的性能表現(xiàn)，正規(guī) TPC-C 測(cè)試結(jié)果發(fā)布必須提供 tpmC值, 即每分鐘完成多少筆 TPC-C  (TPC-

4、C Transaction Per Minute)數(shù)據(jù)庫(kù)交易。1.14、業(yè)務(wù)交易在TPC-C估算法中，業(yè)務(wù)交易指的是用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，用戶每次查詢、修改和刪除操作均各算一次業(yè)務(wù)交易。二、軟硬件平臺(tái)架構(gòu)1、網(wǎng)絡(luò)從安全角度上分，一般分為DMZ區(qū)和安全區(qū)（內(nèi)網(wǎng)），根據(jù)應(yīng)用的用途、架構(gòu)、功能，選擇適合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。2、DMZ區(qū)和安全區(qū)（內(nèi)網(wǎng)）內(nèi)各信息系統(tǒng)應(yīng)按照相關(guān)信息安全等級(jí)保護(hù)的要求，依據(jù)分區(qū)、分級(jí)、分域的原則，進(jìn)行安全域的劃分，實(shí)現(xiàn)各安全域差異化的信息安全防護(hù)。3、軟件架構(gòu)方面，對(duì)維護(hù)簡(jiǎn)單、不需要更新客戶端的應(yīng)用系統(tǒng)，建議采用Browser/Server（B/S）架構(gòu)，對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求快、客戶端操作界面

5、復(fù)雜和有較多個(gè)性化要求的應(yīng)用系統(tǒng)，可采用Client/Server（C/S）架構(gòu)。4、對(duì)性能要求不高的B/S架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)，可采用Web客戶端/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三層架構(gòu)；對(duì)性能要求高的B/S架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)采用Web客戶端/Web服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器四層架構(gòu)，Web服務(wù)器用于專門處理HTTP請(qǐng)求(request)，應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)多種協(xié)議為應(yīng)用系統(tǒng)提供處理商業(yè)邏輯(business logic)。三、存儲(chǔ)設(shè)備1、存儲(chǔ)設(shè)備包括本地物理服務(wù)器（或者虛擬機(jī)）的存儲(chǔ)設(shè)備和共享存儲(chǔ)設(shè)備。對(duì)于共享存儲(chǔ)設(shè)備，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)建議采用支持FC SAN 或高帶寬、低延遲的磁盤陣列，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以采用

6、高性價(jià)比的NAS作為存儲(chǔ)設(shè)備。2、存儲(chǔ)設(shè)備的選擇主要考慮性能、管理復(fù)雜程度與可擴(kuò)展性，應(yīng)支持存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，以提高存儲(chǔ)資源的利用率，降低管理復(fù)雜度和成本，支持開(kāi)放結(jié)構(gòu)，可方便的被其他廠商的系統(tǒng)管理軟件使用，支持動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展，無(wú)須終止應(yīng)用程序即可擴(kuò)展存儲(chǔ)空間。3、對(duì)可用性要求高、數(shù)據(jù)讀取速度快、存儲(chǔ)空間需求大、在線可擴(kuò)展等應(yīng)用系統(tǒng)，原則上應(yīng)使用共享存儲(chǔ)設(shè)備；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及虛擬化的物理服務(wù)器應(yīng)通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和共享存儲(chǔ)設(shè)備相連。4、對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)，建議采用數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率、保留時(shí)間、容量、性能要求等因素設(shè)置數(shù)據(jù)遷移規(guī)則，將訪問(wèn)頻率較低的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁帶庫(kù)等成本較低、速度較慢的存儲(chǔ)設(shè)備中，

7、將訪問(wèn)頻率較高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤或者磁盤陣列等成本較高、速度較快的存儲(chǔ)設(shè)備中。四、服務(wù)器1、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器建議采用小型機(jī)或者高性能服務(wù)器期，應(yīng)用服務(wù)器/Web服務(wù)器建議采用機(jī)架服務(wù)器或刀片服務(wù)器。2、針對(duì)服務(wù)器硬件配置要求較低、無(wú)特殊硬件（圖像顯示卡、音頻卡、加密卡等）要求和I/O需求不高（IO吞吐率不超過(guò)50MB/s）的信息系統(tǒng)建議運(yùn)行在虛擬機(jī)上，以提高資源利用率。3、虛擬機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)存放在共享存儲(chǔ)設(shè)備上，以提高整體系統(tǒng)的可用性和性能。4、關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器/Web服務(wù)器前端應(yīng)部署硬件負(fù)載均衡設(shè)備，根據(jù)預(yù)設(shè)的負(fù)載均衡策略，將用戶訪問(wèn)導(dǎo)向負(fù)載壓力較小的虛擬機(jī)/物理服務(wù)器。五、負(fù)載均衡1、負(fù)載均衡

8、設(shè)備主要應(yīng)用于應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器，關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)因?qū)π阅芤筝^高，建議以共享的方式使用硬件負(fù)載均衡設(shè)備。2、使用硬件負(fù)載均衡有兩種部署方式：直聯(lián)和旁路方式，建議采用旁路方式，將多臺(tái)負(fù)載均衡設(shè)備分別連接到多臺(tái)核心交換機(jī)，多臺(tái)負(fù)載均衡設(shè)備間互為備份，不同應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器/Web服務(wù)器集群共用多臺(tái)負(fù)載均衡設(shè)備。六、資源分配方法對(duì)存儲(chǔ)資源采用分解法估計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器資源采用TPC-C值估算法，對(duì)Web服務(wù)器資源采用SPECweb2005估算法，對(duì)應(yīng)用服務(wù)器采用SPECjbb2005估算法。資源分配的基本方法是首先了解信息系統(tǒng)的非功能性需求，初步估計(jì)各類型服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、We

9、b服務(wù)器、接口服務(wù)器和其他服務(wù)器）總體資源需求，再根據(jù)需求冗余、安全等方面要求，確定各類型服務(wù)器所需物理服務(wù)器數(shù)量，基本原則如下： 1）單臺(tái)服務(wù)器能提供足夠處理能力的不再分解為多臺(tái)物理服務(wù)器。2）應(yīng)用服務(wù)器采用多個(gè)邏輯(物理)節(jié)點(diǎn)組成集群時(shí)，4個(gè)節(jié)點(diǎn)以下（含4個(gè)）的集群，總體處理能力一般按各節(jié)點(diǎn)處理能力總和的60%計(jì)算，4個(gè)節(jié)點(diǎn)以上的集群，總體處理能力一般按各節(jié)點(diǎn)處理能力總和的50%計(jì)算。3）web服務(wù)器采用多個(gè)邏輯(物理)節(jié)點(diǎn)組成集群時(shí)， 4個(gè)節(jié)點(diǎn)以下（含4個(gè)）的集群，總體處理能力一般按各節(jié)點(diǎn)處理能力總和的70%計(jì)算，4個(gè)節(jié)點(diǎn)以上的集群，總體處理能力一般按各節(jié)點(diǎn)處理能力總和的60%計(jì)算。本文

10、主要介紹數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器的資源估算方法，其他類型服務(wù)器的資源可參考進(jìn)行估算。在進(jìn)行實(shí)際分配資源時(shí)，可根據(jù)資源需求的估算進(jìn)行一定程度上的調(diào)整。七、服務(wù)器資源估算方法7.1、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器TPC-C估算法1、適用范圍：適用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器可參考）所需服務(wù)器的CPU能力進(jìn)行估算。根據(jù)估算出的TPC-C值選擇合適的服務(wù)器和服務(wù)器配置。2、原理介紹：該估算法是通過(guò)計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理的業(yè)務(wù)交易數(shù)，再綜合考慮業(yè)務(wù)交易的復(fù)雜程度、未來(lái)業(yè)務(wù)交易數(shù)量的增長(zhǎng)和CPU處理余量等因素，通過(guò)公式計(jì)算得出一個(gè)估算值，以此來(lái)評(píng)估需要服務(wù)器必須達(dá)到的TPC-C值。3、計(jì)

11、算公式：TPC-C值 = (TASK x 80%) /T) x S x F/C4、參數(shù)解釋：Ø TASK：典型工作日平均業(yè)務(wù)交易總量，指的是應(yīng)用系統(tǒng)需要處理的用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求的總和。Ø TASK x 80%：假設(shè)典型工作日80%的業(yè)務(wù)交易集中在高峰時(shí)段。Ø TASK x 80% / T： 即應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘處理的業(yè)務(wù)交易數(shù)。Ø T：應(yīng)用系統(tǒng)典型工作日業(yè)務(wù)交易峰值（完成80%交易）持續(xù)時(shí)間，以分鐘為單位。Ø S： 實(shí)際業(yè)務(wù)交易操作相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)TPC-C測(cè)試基準(zhǔn)環(huán)境交易的復(fù)雜程度比例。Ø F：系統(tǒng)未來(lái)的業(yè)務(wù)交易量發(fā)展冗余預(yù)留，需要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)

12、情況估算。Ø C：服務(wù)器CPU利用率估算值。實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，服務(wù)器的CPU利用率高于80%則表明CPU的利用率過(guò)高會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)瓶頸，而利用率處于75%時(shí)，是處于利用率最佳狀態(tài)。此值一般設(shè)定為C=75%。5、計(jì)算步驟：步驟一：估計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)平均典型工作日處理的業(yè)務(wù)交易總量可以通過(guò)以下方法估算：1、估算典型工作日平均登錄系統(tǒng)的用戶數(shù)。2、估算平均典型工作日每個(gè)用戶執(zhí)行的業(yè)務(wù)交易數(shù)。例如，如果平均每個(gè)用戶執(zhí)行五次查詢、五次修改和五次保存操作，那么平均每個(gè)用戶執(zhí)行的事務(wù)數(shù)為15次。3、根據(jù)1和2估算出應(yīng)用系統(tǒng)平均每典型工作日處理的業(yè)務(wù)交易總量。步驟二：估算應(yīng)用系統(tǒng)每日峰值持續(xù)時(shí)間（單位為分鐘）

13、估算應(yīng)用系統(tǒng)典型工作日峰值持續(xù)的時(shí)間，指的是應(yīng)用系統(tǒng)典型工作日每天繁忙的時(shí)間。例如，股票交易系統(tǒng)每天的繁忙時(shí)間為上午9：30至 11:30和下午13:00至15:00，那么它的峰值持續(xù)時(shí)間為3+2 = 5 小時(shí)=300分鐘。步驟三：估算應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理業(yè)務(wù)交易數(shù)計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理業(yè)務(wù)交易數(shù)時(shí)，需要估算典型工作日高峰時(shí)間處理的業(yè)務(wù)交易數(shù)占每天平均處理的業(yè)務(wù)交易總數(shù)的比例。通常按照20-80的原則進(jìn)行估算，即80%的業(yè)務(wù)交易在高峰時(shí)間進(jìn)行，20%的在非高峰時(shí)間進(jìn)行根據(jù)上述步驟，可以算出應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理業(yè)務(wù)交易數(shù)。步驟四：估算應(yīng)用系統(tǒng)事務(wù)復(fù)雜度由于實(shí)際業(yè)務(wù)交易的復(fù)雜程

14、度與TPC-C標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中的業(yè)務(wù)交易存在較大的差異，應(yīng)設(shè)定一個(gè)合理的對(duì)應(yīng)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單事務(wù)的S值為2-5，一般復(fù)雜事務(wù)為6-12，較復(fù)雜事務(wù)為13-16，高度復(fù)雜事務(wù)為17-20。針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，S值建議設(shè)置為15。步驟五：估算應(yīng)用系統(tǒng)未來(lái)一段時(shí)間后預(yù)留量。如果預(yù)計(jì)未來(lái)用戶數(shù)翻番，預(yù)留量即為200%。步驟六：將以上各參數(shù)值代入公式，計(jì)算出TPC-C值。步驟七：根據(jù)計(jì)算出TPC-C值，選擇等于或者大于TPC-C值的目標(biāo)服務(wù)器。6、TPC-C估算法實(shí)例1）情景描述：A、某應(yīng)用系統(tǒng)平均每天20，000個(gè)用戶次登錄系統(tǒng)；B、平均每個(gè)用戶執(zhí)行五個(gè)查詢事務(wù)和五個(gè)更新事務(wù)；C、每天最忙時(shí)間從上午9：15

15、到上午10：15時(shí)間段；D、未來(lái)一年，用戶數(shù)估計(jì)要增加一倍。2）計(jì)算步驟：步驟一：估算應(yīng)用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理事務(wù)數(shù)，高峰時(shí)間段每分鐘需要處理事務(wù)數(shù) = 20，000 x （5+5）x 80% / 60 = 2666.67。步驟二：估算應(yīng)用系統(tǒng)事務(wù)復(fù)雜度：本實(shí)例事務(wù)復(fù)雜度為15。步驟三：估算應(yīng)用系統(tǒng)未來(lái)一段時(shí)間后預(yù)留量：預(yù)留量為200%。步驟四：將以上各參數(shù)值代入公式，計(jì)算出TPC-C值。TPC-C值=2666.67* 15 * 200% / 75% = 106,6667.2、未公布服務(wù)器TPC-C值估算法1、適用范圍：本方法適用于通過(guò)廠商已公布型號(hào)服務(wù)器的TPC-C值估算未公布服務(wù)器的TP

16、C-C值。2、原理介紹：廠家通常會(huì)在上公布滿配置的某一型號(hào)服務(wù)器的TPC-C值，對(duì)于非滿配置的服務(wù)器需要進(jìn)行估算，而TPC-C性能指標(biāo)反映的是服務(wù)器的整體性能指標(biāo)，包括：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、處理器、緩存、內(nèi)存、I/O等，因此不能簡(jiǎn)單從TPC-C值推算出CPU、內(nèi)存的數(shù)值，需要綜合考察設(shè)備的整體性能。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)服務(wù)器的TPC-C值和CPU數(shù)和頻率呈線性關(guān)系，因此可以根據(jù)滿配置的服務(wù)器大概估算出非滿配置的相同型號(hào)或同檔次服務(wù)器的TPC-C值。3、計(jì)算公式：目標(biāo)配置服務(wù)器的TPC-C值 （同型號(hào)服務(wù)器滿配置的服務(wù)器的TPC-C值÷CPU個(gè)數(shù)÷CPU主頻頻率）*

17、 估算服務(wù)器的CPU個(gè)數(shù)*CPU主頻頻率4、計(jì)算步驟：步驟一：獲取滿配置同類型服務(wù)器的TPC-C值，可以在查到最新的某些類型的服務(wù)器TPC-C值或者通過(guò)廠商獲取該值。步驟二：將滿配置服務(wù)器型號(hào)的CPU個(gè)數(shù)和主頻、目標(biāo)配置的服務(wù)器的CPU個(gè)數(shù)和主頻等代入公式。步驟三：通過(guò)公式計(jì)算目標(biāo)配置的服務(wù)器的TPC-C值。7.3、Web服務(wù)器SPECweb2005估算法適用范圍：適用于為支持滿足特定吞吐量和客戶請(qǐng)求響應(yīng)速率要求的WEB服務(wù)器的性能進(jìn)行估算。原理介紹：Web服務(wù)器通常需要衡量它可以支持滿足特定吞吐量和客戶請(qǐng)求響應(yīng)速率要求的WEB服務(wù)器的最大并發(fā)連接數(shù)量，而SPECweb2

18、005是由標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估組織（SPEC）專門開(kāi)發(fā)的Web服務(wù)器基準(zhǔn)測(cè)試。服務(wù)器廠商通常會(huì)提供每種型號(hào)服務(wù)器的SPECweb2005值。使用本方法估算不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，假設(shè)客戶端和服務(wù)器位于同一局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間可以忽略。計(jì)算公式：SPEC Web2005值= (總用戶數(shù) * 在線率 * 在線用戶平均發(fā)起http請(qǐng)求數(shù))/ (1 冗余率)參數(shù)解釋：Ø 總用戶數(shù)：應(yīng)用系統(tǒng)總的用戶數(shù)。Ø 在線率：應(yīng)用系統(tǒng)使用高峰時(shí)用戶的在線率。Ø 在線用戶平均發(fā)起http請(qǐng)求數(shù)：平均每個(gè)在線用戶發(fā)起的http請(qǐng)求數(shù)量。Ø 冗余率：需要預(yù)留的冗余率。計(jì)算步驟：步驟一：估算系統(tǒng)總的用戶數(shù)。步驟二：估算應(yīng)用系統(tǒng)使用高峰時(shí)用戶的在線率。步驟三：估算平均每個(gè)用戶發(fā)起的http請(qǐng)求數(shù)量。步驟四：設(shè)置預(yù)留的冗余率。步驟五：將步驟一、二、三、四的估算值代入公式，計(jì)算出SPECweb2005值。步驟六：根據(jù)計(jì)算出SPECweb2005值，選擇等于或者大于SPECweb2005值的目標(biāo)服務(wù)器。7.4、應(yīng)用服務(wù)器SPECjbb2005估算法使用范圍：適用于估算Java類應(yīng)用服務(wù)器所需達(dá)到的服務(wù)器性能。原理解釋：SPECjbb2005是評(píng)估服務(wù)器端Java性能的SPEC測(cè)試工具。SPECjbb2005通過(guò)模擬三層C/S系