服務(wù)器能力計(jì)算

1、知識就昱力量系統(tǒng)處理能力TPC估算方法1 TPC標(biāo)準(zhǔn)介紹在對系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，通常會遇到下列問題：a）配置什么樣的服務(wù)器設(shè)備?b）系統(tǒng)性能如何？c）系統(tǒng)能夠滿足多長時(shí)間的應(yīng)用 ？單憑歷史經(jīng)驗(yàn)給出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值來評估整套系統(tǒng)顯然是不夠的，必須拿出足夠的理論證據(jù)來證明設(shè)計(jì)中已考慮到了上述問題。通常 ，采用TPC的基準(zhǔn)測試來衡量硬件服 務(wù)器的處理能力，同時(shí)，采用通用計(jì)算公式估算軟件所需的處理能力。1.1 TPCTPC是由數(shù)10家會員公司創(chuàng)建的非盈利組織，總部設(shè)在美國。該組織對全世界開 放，但迄今為止，絕大多數(shù)會員都是美、日和西歐的大公司。TPC的成員主要是計(jì)算機(jī)軟硬件廠家，而非計(jì)算機(jī)用戶，它的功能是制

2、定商務(wù)應(yīng)用基準(zhǔn)程序的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、性能和 價(jià)格度量，并管理測試結(jié)果的發(fā)布。TPC的測試結(jié)果和出版物是開放的,可以通過網(wǎng)站（http: /） 獲取詳 細(xì)信息。IBM、NCR、HP、SUN等國際著名服務(wù)器供應(yīng)商均是 TPC會員，這些公司旗 下的產(chǎn)品均會在網(wǎng)站上公布 TPC的測試結(jié)果。目前，國內(nèi)的工程項(xiàng)目中大量采用了上 述公司制造的服務(wù)器類產(chǎn)品，因而這些數(shù)據(jù)對于設(shè)計(jì)階段的性能估算很有參考價(jià)值。至 今,TPC 已經(jīng)推出了 4套基準(zhǔn)程序（TPC- A、TPC- B、TPC- C 和TPC- D）。其中TPC- A和TPC- B已經(jīng)過時(shí),不再使用。TPC- C是在線事務(wù)處理（OLTP）的

3、基準(zhǔn)程序,TPC- D是決策支持的基準(zhǔn)程序。目前，工程設(shè)計(jì)中常見的系統(tǒng)均為在線事務(wù)處理型（包括BSS、OSS和OA）,因此TPC- C 基準(zhǔn)測試是本文關(guān)注的重點(diǎn)。1.2 TPC- C 基準(zhǔn)測試TPC- C是一種旨在衡量OLTP系統(tǒng)性能與可伸縮性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測試項(xiàng)目。這種基準(zhǔn)測試項(xiàng)目將對包括查詢、 更新及隊(duì)列式小批量事務(wù)在內(nèi)的廣泛數(shù)據(jù)庫功能進(jìn)行測 試。許多數(shù)據(jù)專業(yè)設(shè)計(jì)人員將 TPC- C視為衡量“真實(shí)”O(jiān)LTP系統(tǒng)性能的有效指示器。 TPC- C基準(zhǔn)測試是對硬件處理能力的考核標(biāo)準(zhǔn)。TPC- C通過模擬一個(gè)批發(fā)商的貨物管理系統(tǒng)，衡量硬件服務(wù)器的性能指標(biāo)（查詢、統(tǒng)計(jì)功能的執(zhí)行效率）。TPC對具體的

4、 測試環(huán)境，也做了詳細(xì)的規(guī)定。1.2.1測試環(huán)境批發(fā)公司有W個(gè)倉庫，每個(gè)倉庫供應(yīng)10個(gè)地區(qū)，其中每個(gè)地區(qū)為3 000名顧客服 務(wù)。每個(gè)倉庫中有10個(gè)終端，每個(gè)終端用于一個(gè)地區(qū)。在運(yùn)行時(shí) ,10 XW個(gè)終端操作員 向公司的數(shù)據(jù)庫發(fā)出5類請求。1.2.2邏輯和流程該系統(tǒng)需要處理的交易有以下幾種知識就星力量a) New- Order:客戶輸入一筆新的訂貨交易。b) Payment:更新客戶賬戶余額,以反映其支付狀況。c) Delivery:發(fā)貨(模擬批處理交易)。d) Order- Status: 查詢客戶最近交易的狀態(tài)。e) Stock- Level:查詢倉庫庫存狀況,以便能夠及時(shí)補(bǔ)貨。從上述定義

5、可見，數(shù)據(jù)庫在邏輯上是分布的。而 W是一個(gè)可變參數(shù)，測試者可以隨 意改變W,以獲得最佳測試效果。圖1示出的是TPC- C測試邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖2示出的 是TPC- C測試流程圖。曲-1(】:地區(qū)-1】/ Z JF30kV圖1 TPC-C測試邏輯結(jié)切圖客戶W*30k"-丄/圖2 TPC-C測試流程圖123評測指標(biāo)TPC- C基準(zhǔn)測試針對一種模擬訂單錄入與銷售環(huán)境測量每分鐘商業(yè)事務(wù)吞吐量。按照TPC 的定義,流量指標(biāo)tpmC描述了系統(tǒng)在執(zhí)行 Payment、Delivery、Order- status、 Stock- Level這4種交易的同時(shí)，每分鐘可以處理多少個(gè) New- Order交易

6、。所有交易的 響應(yīng)時(shí)間必須滿足TPC- C測試規(guī)范的要求。最終的測試結(jié)果會在TPC的網(wǎng)站上公布,可以免費(fèi)查詢到絕大部分的系統(tǒng)測試結(jié)果。測試信息包括tpmC得分、系統(tǒng)配置清單、測試環(huán)境以及日期等，內(nèi)容非常詳盡。2服務(wù)器處理性能估算2.1估算方案在方案設(shè)計(jì)之前，必須詳細(xì)了解用戶需求，特別關(guān)注以下幾點(diǎn)。a）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用年限。b）系統(tǒng)平均用戶在線人數(shù)（訪問量）。c）系統(tǒng)忙時(shí)，用戶的主要操作行為統(tǒng)計(jì)（估值）。d）軟件開發(fā)商應(yīng)提供的功能架構(gòu)，并能提供每個(gè)功能所引發(fā)的事務(wù)處理量。e）系統(tǒng)采用的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺。在充分采集系統(tǒng)信息后，可對系統(tǒng)所需服務(wù)器性能進(jìn)行 3個(gè)方面的估算。a）數(shù)據(jù)服務(wù)器處理能力估算

7、。b）應(yīng)用服務(wù)器處理能力估算。c）存儲容量估算。值得指出的是，應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器是 2個(gè)不同的概念。應(yīng)用服務(wù)器提供訪問 商業(yè)邏輯的途徑以供客戶端應(yīng)用程序使用。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲。在大型系統(tǒng)中應(yīng)用和數(shù)據(jù)會獨(dú)立使用各自的服務(wù)器，降低服務(wù)器壓力并盡可能保障數(shù)據(jù)安 全和獨(dú)立。2.1.1數(shù)據(jù)服務(wù)器性能估算測算服務(wù)器在忙時(shí)的數(shù)據(jù)庫訪問峰值 （X）,代表主機(jī)處理峰值應(yīng)能達(dá)到每秒 X個(gè)連 接；每個(gè)連接平均需要訪問Y個(gè)數(shù)據(jù)表。每個(gè)數(shù)據(jù)庫訪問相當(dāng)于服務(wù)器 Z的處理能力。 數(shù)據(jù)服務(wù)器處理性能（Ls）的估算公式為Ls=XYZ/（ 1-3） / Y （ 1）式中：X用戶連接數(shù)（連接/s）Y 數(shù)據(jù)表連接

8、數(shù)Z數(shù)據(jù)訪問值（tpm）3系統(tǒng)自身消耗值，取值范圍為25%35%Y 系統(tǒng)忙時(shí)比例因子,取值范圍為60%80%2.1.2應(yīng)用服務(wù)器性能估算知識就昱力量1）方法一：估值計(jì)算應(yīng)用服務(wù)器處理性能（Ly）的估算公式為Ly=Ls a 2）式中：a綜合系數(shù)（見表1）表1項(xiàng)目小型系統(tǒng)中型系統(tǒng)大型系統(tǒng)程序指令行數(shù)<10萬10萬-30萬>30萬a2）方法二：TPC公式計(jì)算TPC建議使用式（3）估算所需處理能力。假定在系統(tǒng)發(fā)出的業(yè)務(wù)請求中，位列前三項(xiàng)的功能（如查詢、更新、統(tǒng)計(jì)功能等）分別命名為A、B、C,則應(yīng)用服務(wù)器需要的 處理能力為Ly=U1N1（ T1+T2+T3） /3XY/Z

9、（ 3）式中：U1系統(tǒng)同時(shí)在線用戶數(shù)（人）N1平均每個(gè)用戶每分鐘發(fā)出業(yè)務(wù)請求次數(shù)（次/人）T1平均每次A業(yè)務(wù)產(chǎn)生的事務(wù)數(shù)（次）T2平均每次 B業(yè)務(wù)產(chǎn)生的事務(wù)數(shù)（次）T3平均每次C業(yè)務(wù)產(chǎn)生的事務(wù)數(shù)（次）X一天內(nèi)忙時(shí)的處理量和平均數(shù)的比值Y經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（實(shí)際量和估算量的比值）Z服務(wù)器冗余值方法一和方法二均為常用的處理能力估算方法。方法一更為簡便，但相對方法二缺乏說服力和準(zhǔn)確性。因此，建議盡量使用方法二進(jìn)行估算。2.1.3存儲容量估算系統(tǒng)的存儲空間主要包含4大內(nèi)容數(shù)據(jù)。a）軟件系統(tǒng)自身所需安裝空間。b）系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境所需安裝空間（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件、其他第三方軟件等）。c）系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。d）系統(tǒng)日

10、志所需空間。 實(shí)際存儲容量（G）計(jì)算公式為G= （AB+F） X365C/1 000 000 ） +D+E （ 4）設(shè)計(jì)存儲容量（Gs）計(jì)算公式為Gs=G（ 1+Z） （ 5）式中：每條記錄占用存儲空間（Byte/條）B每天產(chǎn)生的記錄條數(shù) （條）F每天系統(tǒng)日志占用空間（Byte）C設(shè)計(jì)使用年限（年）D軟件系統(tǒng)自身安裝空間（GByte）E運(yùn)行環(huán)境所占安裝空間（GByte）Z存儲冗余通常情況下，為了確保數(shù)據(jù)安全性，系統(tǒng)備份時(shí)會將數(shù)據(jù)存放在其他獨(dú)立的備份設(shè) 備中。因此，在存儲容量估算中暫不考慮系統(tǒng)備份所需的容量需求。通過前面3個(gè)步驟的計(jì)算，就能大致掌握系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器以及存儲容 量上需求值

11、。結(jié)合TPC網(wǎng)站上公布的測試數(shù)據(jù)和廠商提供的相關(guān)設(shè)備的tpmC數(shù)據(jù)，就能做出比較明確的判斷。同時(shí)，計(jì)算數(shù)據(jù)也是設(shè)備選型和設(shè)備配置的重要設(shè)計(jì)依據(jù)。2.2案例分析某建設(shè)單位委托設(shè)計(jì)一套基于 B/S技術(shù)的傳輸資源管理系統(tǒng)。 通過采集用戶需求并 咨詢相關(guān)軟件開發(fā)商和硬件廠商，獲取了以下信息。a）系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用年限5年。b）項(xiàng)目實(shí)施后，用戶之間可以通過系統(tǒng)查詢現(xiàn)網(wǎng)的傳輸架構(gòu)和資源使用情況。同時(shí)，用戶可以定期統(tǒng)計(jì)傳輸資源使用情況并及時(shí)更新系統(tǒng)信息。C）估算系統(tǒng)平均用戶在線人數(shù)100人。d）軟件開發(fā)商提供的系統(tǒng)參數(shù),包括主要功能操作所產(chǎn)生的事務(wù)處理個(gè)數(shù)、每條記錄占用的存儲空間等信息。e）軟件指令行數(shù)估計(jì)20萬

12、行左右。f）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為Oracle 9i,并采用RAC方式。特別說明，該項(xiàng)目采用Oracle 9i數(shù)據(jù)庫平臺，并使用真正應(yīng)用集群（RAC）方式。RAC是Oracle 9i數(shù)據(jù)庫中采用的一項(xiàng)新技術(shù),也是Oracle數(shù)據(jù)庫支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境 的核心技術(shù)。使用該技術(shù)能大大提高數(shù)據(jù)處理效率并降低安全風(fēng)險(xiǎn)，是目前最為流行的數(shù)據(jù)庫平臺之一。RAC技術(shù)能使多個(gè)服務(wù)器上的多個(gè) Oracle實(shí)例同時(shí)管理一個(gè)數(shù)據(jù)庫 因此必須配置2臺以上數(shù)據(jù)服務(wù)器組成數(shù)據(jù)集群。綜合用戶需求、廠商建議和機(jī)房勘察結(jié)果，擬選用1臺服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器，2臺數(shù)據(jù)服務(wù)器組成數(shù)據(jù)集群，以滿足 Oracle 9i RAC 的需要。圖3示出的是系

13、統(tǒng)邏輯拓?fù)鋱D圖3系統(tǒng)邏輯拓?fù)鋱D在掌握基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后,根據(jù)上一章介紹的估算方案對數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和存儲 容量進(jìn)行需求量計(jì)算。221數(shù)據(jù)服務(wù)器TPC- C計(jì)算每秒峰值為6 000連接Is,即主機(jī)處理峰值應(yīng)能達(dá)到 6 000連接/S；每個(gè)連接平均 需要10個(gè)數(shù)據(jù)表訪問，按照經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫訪問相當(dāng)于服務(wù)器34tpm的處理能力。系統(tǒng)本身要消耗30%的系統(tǒng)資源（廠商提供參考值）；系統(tǒng)忙時(shí)比例因子為70%（廠商 提供參考值）。將上述值代入式（1）有丄s=6 000 X10 M/（ 1- 30%） /70%=489 796 因此， 數(shù)據(jù)庫雙機(jī)系統(tǒng)TPC- C 要求大于或等于500 000 tpm,考慮實(shí)現(xiàn)

14、Oracle 9i RAC 后,雙 機(jī)性能約是單機(jī)的1.8倍，因此，單機(jī)TPC- C 值不能小于500 000/1.8 P78 000 tpm。 2.2.2應(yīng)用服務(wù)器TPC- C計(jì)算1）方法一：估值計(jì)算本系統(tǒng)程序指令行數(shù)約為20萬行，屬于中型系統(tǒng)。根據(jù)式（2），可得到應(yīng)用服務(wù)器 所需處理能力。Ly=500 000 >0.5=250 000 tpmC2）方法二：TPC公式計(jì)算系統(tǒng)最大同時(shí)在線用戶數(shù)為300人；估算平均每個(gè)用戶每分鐘發(fā)出3次業(yè)務(wù)請求；系統(tǒng)發(fā)出的業(yè)務(wù)請求中，更新、查詢、統(tǒng)計(jì)各占1/3;平均每次更新業(yè)務(wù) 觸發(fā)10個(gè)事務(wù)；平均每次查詢業(yè)務(wù)觸發(fā)15個(gè)事務(wù)；平均每次統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)觸發(fā)30個(gè)事

15、務(wù);一天內(nèi)表2建議配置表忙時(shí)的處理量為平均值的8倍；約定經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為1.6（實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)）；服務(wù)器冗余值為30%。根據(jù)式（3）,可得到應(yīng)用服務(wù)器所需處理能力。Ly=300 X3 X 10+15+30） /3 X X.6/0.7電64 000 tpm 方法一和方法二計(jì)算的結(jié)果比較接近,建議采用較大的值作為最終估算結(jié)果。2.2.3存儲容量計(jì)算傳輸資源管理系統(tǒng)中主要存統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)以及日志管理信息。在已經(jīng)考慮了數(shù)據(jù)冗余的前提下，約定：每天每個(gè)功能模塊生成20個(gè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表；目前系統(tǒng)共有10個(gè)功能模 塊；每條報(bào)表記錄平均占用存儲空間300 B;每年的預(yù)算數(shù)據(jù)存儲容量需求為21.9GB;每月的日志數(shù)據(jù)存儲容量需求為0.1 GB;設(shè)計(jì)使用年限為5年；軟件系統(tǒng)自身安裝空間為1 GB;運(yùn)行環(huán)境所占安裝空間為5 GB （包含操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫）；存儲冗余為30%;全年總共所需存儲容量為：21.9+12 >0.1+1+5=29.1 GB5 年存儲容量為：5 X29.1 X 1+0.3） =189.15 GB2.2.4配置說明完成數(shù)值估算后，建議把計(jì)算結(jié)果以表格的形式進(jìn)行歸納總結(jié)（見表2）,方便用戶查閱。表2項(xiàng)目設(shè)計(jì)值建議配置備注數(shù)據(jù)服務(wù)器278 000 tpmIBMSystemx3850( 2CPU)Oracle 9i RAC應(yīng)用服務(wù)器264 000 tpmIBMSystemx3500( 2CPU