服務器能力測算

1、服務器能力測算一、術語和定義1.1、信息系統(tǒng)由計算機、通信設備、處理設備、控制設備及其相關的配套設施構成，按照一定的應用目的和規(guī)則，對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統(tǒng)。1.2、軟硬件平臺指信息系統(tǒng)運行的環(huán)境，主要包括硬件（服務器、存儲）和軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和中間件）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。1.4、安全區(qū)內(nèi)網(wǎng)，此區(qū)域通常不對外提供服務。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)域按需對外網(wǎng)用戶提供部分服務。1.6、FC SAN指采用光纖通道的存儲區(qū)域網(wǎng)絡，是一種將存儲設備、連接設備和服務器集成在一個高速網(wǎng)絡中

2、的技術，SAN作為存儲網(wǎng)絡，與LAN網(wǎng)絡隔離，主要承擔數(shù)據(jù)存儲任務。1.7、 FC Switch指光纖通道交換機，是一種高速的網(wǎng)絡傳輸中繼設備，以光纖作為傳輸介質，是組成FC SAN光纖存儲網(wǎng)絡的光纖交換機。1.8、磁盤陣列由多個容量較小、速度較慢的磁盤組合成一個磁盤組，以提升整體性能和存儲空間。1.9、虛擬機指使用系統(tǒng)虛擬化技術，運行在一個隔離環(huán)境中、具有完整硬件功能的邏輯計算機系統(tǒng)。1.10、負載均衡分為硬件和軟件負載均衡，軟件負載均衡指通過將負載均衡軟件安裝在一臺或多臺服務器相應的操作系統(tǒng)上來實現(xiàn)負載均衡，硬件負載均衡是直接將負載均衡設備部署在服務器和外部網(wǎng)絡之間，專門完成負載

3、均衡任務。1.11、關鍵應用系統(tǒng)指對業(yè)務開展起核心的支撐作用的,對可靠性（Reliability）、可用性（Availability）和可服務性(Serviceability)等具有非常高要求的應用系統(tǒng)，如資產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、財務管理系統(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、非關鍵應用系統(tǒng)指除關鍵應用系統(tǒng)外的應用系統(tǒng)。1.13、TPC-C測試指模擬一個批發(fā)商的訂單管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)庫事務處理測試,主要衡量服務器及數(shù)據(jù)庫軟件處理在線查詢交易處理（OLTP）的性能表現(xiàn)，正規(guī) TPC-C 測試結果發(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)庫交易。1.14、業(yè)務交易在TPC-C估算法中，業(yè)務交易指的是用戶的業(yè)務請求，用戶每次查詢、修改和刪除操作均各算一次業(yè)務交易。二、軟硬件平臺架構1、網(wǎng)絡從安全角度上分，一般分為DMZ區(qū)和安全區(qū)（內(nèi)網(wǎng)），根據(jù)應用的用途、架構、功能，選擇適合的網(wǎng)絡環(huán)境。2、DMZ區(qū)和安全區(qū)（內(nèi)網(wǎng)）內(nèi)各信息系統(tǒng)應按照相關信息安全等級保護的要求，依據(jù)分區(qū)、分級、分域的原則，進行安全域的劃分，實現(xiàn)各安全域差異化的信息安全防護。3、軟件架構方面，對維護簡單、不需要更新客戶端的應用系統(tǒng)，建議采用Browser/Server（B/S）架構，對響應時間要求快、客戶端操作界面

5、復雜和有較多個性化要求的應用系統(tǒng)，可采用Client/Server（C/S）架構。4、對性能要求不高的B/S架構應用系統(tǒng)，可采用Web客戶端/應用服務器/數(shù)據(jù)庫服務器三層架構；對性能要求高的B/S架構應用系統(tǒng)，應采用Web客戶端/Web服務器/應用服務器/數(shù)據(jù)庫服務器四層架構，Web服務器用于專門處理HTTP請求(request)，應用服務器通過多種協(xié)議為應用系統(tǒng)提供處理商業(yè)邏輯(business logic)。三、存儲設備1、存儲設備包括本地物理服務器（或者虛擬機）的存儲設備和共享存儲設備。對于共享存儲設備，結構化數(shù)據(jù)建議采用支持FC SAN 或高帶寬、低延遲的磁盤陣列，非結構化數(shù)據(jù)可以采用

6、高性價比的NAS作為存儲設備。2、存儲設備的選擇主要考慮性能、管理復雜程度與可擴展性，應支持存儲虛擬化技術，以提高存儲資源的利用率，降低管理復雜度和成本，支持開放結構，可方便的被其他廠商的系統(tǒng)管理軟件使用，支持動態(tài)可擴展，無須終止應用程序即可擴展存儲空間。3、對可用性要求高、數(shù)據(jù)讀取速度快、存儲空間需求大、在線可擴展等應用系統(tǒng)，原則上應使用共享存儲設備；數(shù)據(jù)庫服務器及虛擬化的物理服務器應通過存儲網(wǎng)絡和共享存儲設備相連。4、對于關鍵應用系統(tǒng)，建議采用數(shù)據(jù)分級存儲，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率、保留時間、容量、性能要求等因素設置數(shù)據(jù)遷移規(guī)則，將訪問頻率較低的數(shù)據(jù)存儲在磁帶庫等成本較低、速度較慢的存儲設備中，

7、將訪問頻率較高的數(shù)據(jù)存儲在磁盤或者磁盤陣列等成本較高、速度較快的存儲設備中。四、服務器1、數(shù)據(jù)庫服務器建議采用小型機或者高性能服務器期，應用服務器/Web服務器建議采用機架服務器或刀片服務器。2、針對服務器硬件配置要求較低、無特殊硬件（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50MB/s）的信息系統(tǒng)建議運行在虛擬機上，以提高資源利用率。3、虛擬機數(shù)據(jù)應存放在共享存儲設備上，以提高整體系統(tǒng)的可用性和性能。4、關鍵應用系統(tǒng)的應用服務器/Web服務器前端應部署硬件負載均衡設備，根據(jù)預設的負載均衡策略，將用戶訪問導向負載壓力較小的虛擬機/物理服務器。五、負載均衡1、負載均衡

8、設備主要應用于應用服務器和WEB服務器，關鍵應用系統(tǒng)因對性能要求較高，建議以共享的方式使用硬件負載均衡設備。2、使用硬件負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，將多臺負載均衡設備分別連接到多臺核心交換機，多臺負載均衡設備間互為備份，不同應用系統(tǒng)的應用服務器/Web服務器集群共用多臺負載均衡設備。六、資源分配方法對存儲資源采用分解法估計，對數(shù)據(jù)庫服務器資源采用TPC-C值估算法，對Web服務器資源采用SPECweb2005估算法，對應用服務器采用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，初步估計各類型服務器（數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、We

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

10、主要介紹數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、Web服務器的資源估算方法，其他類型服務器的資源可參考進行估算。在進行實際分配資源時，可根據(jù)資源需求的估算進行一定程度上的調(diào)整。七、服務器資源估算方法7.1、數(shù)據(jù)庫服務器TPC-C估算法1、適用范圍：適用于對數(shù)據(jù)庫服務器（應用服務器、Web服務器可參考）所需服務器的CPU能力進行估算。根據(jù)估算出的TPC-C值選擇合適的服務器和服務器配置。2、原理介紹：該估算法是通過計算應用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理的業(yè)務交易數(shù)，再綜合考慮業(yè)務交易的復雜程度、未來業(yè)務交易數(shù)量的增長和CPU處理余量等因素，通過公式計算得出一個估算值，以此來評估需要服務器必須達到的TPC-C值。3、計

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)務交易總量，指的是應用系統(tǒng)需要處理的用戶業(yè)務請求的總和。Ø TASK x 80%：假設典型工作日80%的業(yè)務交易集中在高峰時段。Ø TASK x 80% / T： 即應用系統(tǒng)峰值每分鐘處理的業(yè)務交易數(shù)。Ø T：應用系統(tǒng)典型工作日業(yè)務交易峰值（完成80%交易）持續(xù)時間，以分鐘為單位。Ø S： 實際業(yè)務交易操作相對于標準TPC-C測試基準環(huán)境交易的復雜程度比例。Ø F：系統(tǒng)未來的業(yè)務交易量發(fā)展冗余預留，需要根據(jù)應用系統(tǒng)

12、情況估算。Ø C：服務器CPU利用率估算值。實際應用經(jīng)驗表明，服務器的CPU利用率高于80%則表明CPU的利用率過高會產(chǎn)生系統(tǒng)瓶頸，而利用率處于75%時，是處于利用率最佳狀態(tài)。此值一般設定為C=75%。5、計算步驟：步驟一：估計應用系統(tǒng)平均典型工作日處理的業(yè)務交易總量可以通過以下方法估算：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用戶執(zhí)行的業(yè)務交易數(shù)。例如，如果平均每個用戶執(zhí)行五次查詢、五次修改和五次保存操作，那么平均每個用戶執(zhí)行的事務數(shù)為15次。3、根據(jù)1和2估算出應用系統(tǒng)平均每典型工作日處理的業(yè)務交易總量。步驟二：估算應用系統(tǒng)每日峰值持續(xù)時間（單位為分鐘）

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

14、度與TPC-C標準測試中的業(yè)務交易存在較大的差異，應設定一個合理的對應值，根據(jù)經(jīng)驗，簡單事務的S值為2-5，一般復雜事務為6-12，較復雜事務為13-16，高度復雜事務為17-20。針對數(shù)據(jù)庫服務器，S值建議設置為15。步驟五：估算應用系統(tǒng)未來一段時間后預留量。如果預計未來用戶數(shù)翻番，預留量即為200%。步驟六：將以上各參數(shù)值代入公式，計算出TPC-C值。步驟七：根據(jù)計算出TPC-C值，選擇等于或者大于TPC-C值的目標服務器。6、TPC-C估算法實例1）情景描述：A、某應用系統(tǒng)平均每天20，000個用戶次登錄系統(tǒng)；B、平均每個用戶執(zhí)行五個查詢事務和五個更新事務；C、每天最忙時間從上午9：15

15、到上午10：15時間段；D、未來一年，用戶數(shù)估計要增加一倍。2）計算步驟：步驟一：估算應用系統(tǒng)峰值每分鐘需要處理事務數(shù)，高峰時間段每分鐘需要處理事務數(shù) = 20，000 x （5+5）x 80% / 60 = 2666.67。步驟二：估算應用系統(tǒng)事務復雜度：本實例事務復雜度為15。步驟三：估算應用系統(tǒng)未來一段時間后預留量：預留量為200%。步驟四：將以上各參數(shù)值代入公式，計算出TPC-C值。TPC-C值=2666.67* 15 * 200% / 75% = 106,6667.2、未公布服務器TPC-C值估算法1、適用范圍：本方法適用于通過廠商已公布型號服務器的TPC-C值估算未公布服務器的TP

16、C-C值。2、原理介紹：廠家通常會在上公布滿配置的某一型號服務器的TPC-C值，對于非滿配置的服務器需要進行估算，而TPC-C性能指標反映的是服務器的整體性能指標，包括：系統(tǒng)結構、處理器、緩存、內(nèi)存、I/O等，因此不能簡單從TPC-C值推算出CPU、內(nèi)存的數(shù)值，需要綜合考察設備的整體性能。為了簡化計算，假設服務器的TPC-C值和CPU數(shù)和頻率呈線性關系，因此可以根據(jù)滿配置的服務器大概估算出非滿配置的相同型號或同檔次服務器的TPC-C值。3、計算公式：目標配置服務器的TPC-C值 （同型號服務器滿配置的服務器的TPC-C值÷CPU個數(shù)÷CPU主頻頻率）*

17、 估算服務器的CPU個數(shù)*CPU主頻頻率4、計算步驟：步驟一：獲取滿配置同類型服務器的TPC-C值，可以在查到最新的某些類型的服務器TPC-C值或者通過廠商獲取該值。步驟二：將滿配置服務器型號的CPU個數(shù)和主頻、目標配置的服務器的CPU個數(shù)和主頻等代入公式。步驟三：通過公式計算目標配置的服務器的TPC-C值。7.3、Web服務器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求響應速率要求的WEB服務器的性能進行估算。原理介紹：Web服務器通常需要衡量它可以支持滿足特定吞吐量和客戶請求響應速率要求的WEB服務器的最大并發(fā)連接數(shù)量，而SPECweb2

18、005是由標準性能評估組織（SPEC）專門開發(fā)的Web服務器基準測試。服務器廠商通常會提供每種型號服務器的SPECweb2005值。使用本方法估算不考慮網(wǎng)絡因素，假設客戶端和服務器位于同一局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡傳輸時間可以忽略。計算公式：SPEC Web2005值= (總用戶數(shù) * 在線率 * 在線用戶平均發(fā)起http請求數(shù))/ (1 冗余率)參數(shù)解釋：Ø 總用戶數(shù)：應用系統(tǒng)總的用戶數(shù)。Ø 在線率：應用系統(tǒng)使用高峰時用戶的在線率。Ø 在線用戶平均發(fā)起http請求數(shù)：平均每個在線用戶發(fā)起的http請求數(shù)量。Ø 冗余率：需要預留的冗余率。計算步驟：步驟一：估算系統(tǒng)總的用戶數(shù)。步驟二：估算應用系統(tǒng)使用高峰時用戶的在線率。步驟三：估算平均每個用戶發(fā)起的http請求數(shù)量。步驟四：設置預留的冗余率。步驟五：將步驟一、二、三、四的估算值代入公式，計算出SPECweb2005值。步驟六：根據(jù)計算出SPECweb2005值，選擇等于或者大于SPECweb2005值的目標服務器。7.4、應用服務器SPECjbb2005估算法使用范圍：適用于估算Java類應用服務器所需達到的服務器性能。原理解釋：SPECjbb2005是評估服務器端Java性能的SPEC測試工具。SPECjbb2005通過模擬三層C/S系