基于SPECjbb2015基線技術(shù)的IT計(jì)算資源配置管理

基于SPECjbb2015基線技術(shù)的IT計(jì)算資源配置管理摘

要：為了優(yōu)化資源管控，嚴(yán)格資源評(píng)估和強(qiáng)化實(shí)際利用率，以消除浪費(fèi)、降低成本、創(chuàng)造價(jià)值、提升效益為總目標(biāo)，首創(chuàng)采用最新基線技術(shù)SPECjbb2015資源配置方法和測(cè)算方法，合理利用和管理生產(chǎn)及測(cè)試計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、平臺(tái)軟件資源，統(tǒng)一規(guī)范公司信息系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)架構(gòu)，指導(dǎo)公司計(jì)算資源的分配工作，實(shí)現(xiàn)軟硬件平臺(tái)架構(gòu)以及資源配置的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。0引

言隨著公司業(yè)務(wù)的拓展及信息技術(shù)的發(fā)展，信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)作為應(yīng)用系統(tǒng)載體的基礎(chǔ)資源需求日益加大?；A(chǔ)資源作為應(yīng)用系統(tǒng)的載體是公司信息化的重要基礎(chǔ)，為統(tǒng)一規(guī)范公司信息系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)架構(gòu)，指導(dǎo)IT計(jì)算資源的分配工作，我們?cè)趪?guó)內(nèi)首創(chuàng)了利用最新基線技術(shù)SPECjbb2015的IT計(jì)算資源配置管理技術(shù)來(lái)量化系統(tǒng)的性能，以此作為數(shù)據(jù)庫(kù)/應(yīng)用服務(wù)器設(shè)備選型依據(jù),實(shí)現(xiàn)軟硬件平臺(tái)架構(gòu)以及計(jì)算資源配置的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。1IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)現(xiàn)狀基線是在技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目研制過(guò)程中某一特定時(shí)刻，被正式確認(rèn)、并被作為今后研制、生產(chǎn)活動(dòng)基準(zhǔn)的技術(shù)狀態(tài)文件，是PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）的一項(xiàng)重要功能，它可以有效地提高設(shè)計(jì)的重用性和效率，方便系列產(chǎn)品的管理，能夠很好地滿足對(duì)產(chǎn)品多樣性管理的要求。圖1基線技術(shù)SPECjbb2015是SPEC組織的最新用于評(píng)估服務(wù)器端Java應(yīng)用性能的基線技術(shù)。該基準(zhǔn)測(cè)試主要測(cè)試Java虛擬機(jī)（JVM）、JIT編譯器、垃圾回收、Java線程等方面，也可對(duì)CPU、緩存、內(nèi)存結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行度量。SPECjbb2015擁有最新CPU密集型也是內(nèi)存密集型的基準(zhǔn)測(cè)試程序，它利用Java應(yīng)用能夠比較真實(shí)地反映Java程序在某個(gè)系統(tǒng)上的運(yùn)行性能。2IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)目標(biāo)IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)以優(yōu)化資源管控，提高計(jì)算資源效率為主線，以嚴(yán)格資源評(píng)估和強(qiáng)化實(shí)際利用率考核為方法，以消除浪費(fèi)、降低成本、創(chuàng)造價(jià)值、提升效益為總目標(biāo)，著力于管理效率提升、生產(chǎn)效益提升、成本壓降、提升工作質(zhì)量等方面推行計(jì)算資源管控精益化。3IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)適用范圍IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)適用于公司所屬各信息系統(tǒng)建設(shè)工作中，涉及的通用性IT計(jì)算資源，包括生產(chǎn)環(huán)境、研發(fā)環(huán)境、仿真測(cè)試環(huán)境、災(zāi)備環(huán)境。具體包括且不限于以下資源：(1)計(jì)算資源，包括數(shù)據(jù)庫(kù)/應(yīng)用服務(wù)器，虛擬機(jī)（含云虛擬機(jī)），GPU服務(wù)器等資源；(2)平臺(tái)軟件資源包括：操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)，中間件等；4IT計(jì)算資源配置評(píng)估原則(1)計(jì)算資源包括物理服務(wù)器，虛擬機(jī)（含云虛擬機(jī)），GPU服務(wù)器等資源。原則上生產(chǎn)區(qū)域有業(yè)務(wù)性除數(shù)據(jù)庫(kù)，特殊應(yīng)用，保密性應(yīng)用，外帶設(shè)備應(yīng)用外優(yōu)先使用虛擬化服務(wù)器。開發(fā)測(cè)試資源必須使用虛擬化資源。(2)IT計(jì)算資源的新增分配及調(diào)整變更應(yīng)根據(jù)信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和資源類型，按照計(jì)算資源配置方法和步驟根據(jù)需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的評(píng)估，而不能只根據(jù)主觀印象、項(xiàng)目資金多少來(lái)進(jìn)行評(píng)估；對(duì)計(jì)算資源采用分解法估計(jì)，對(duì)Java應(yīng)用服務(wù)器采用SPECjbb2015評(píng)估法。(3)資源分配初步估計(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、Web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)器所需資源的數(shù)量，基本原則如下：①虛擬機(jī)能滿足處理能力需求的，不提供物理機(jī)；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數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用雙節(jié)點(diǎn)冗余（如OracleRAC）時(shí)，處理容量一般按增長(zhǎng)50%計(jì)算。③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。IT計(jì)算資源評(píng)估方法：申請(qǐng)服務(wù)器資源時(shí)應(yīng)根據(jù)下述所列方法，評(píng)估出所需服務(wù)器資源的SPECjbb2015值，再結(jié)合資源配置基線，得出所需服務(wù)器資源的配置需求。目前該方法主要針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器的計(jì)算資源進(jìn)行評(píng)估，至于其他服務(wù)器的資源可作為參考。在實(shí)際進(jìn)行分配計(jì)算資源時(shí)，可作不同程度的調(diào)整。5IT計(jì)算資源配置基線技術(shù)原理及實(shí)現(xiàn)隨著業(yè)務(wù)的不斷拓展及信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)作為應(yīng)用系統(tǒng)載體的IT計(jì)算資源需求日益加大。IT計(jì)算資源作為應(yīng)用系統(tǒng)的載體是公司信息化的重要基礎(chǔ)，用以統(tǒng)一規(guī)范公司信息系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)架構(gòu)，指導(dǎo)公司信息資源的分配工作，實(shí)現(xiàn)軟硬件平臺(tái)架構(gòu)以及資源配置的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。根據(jù)《IT公共資源運(yùn)營(yíng)管理辦法》的相關(guān)要求，需求方在提交計(jì)算資源申請(qǐng)時(shí)，應(yīng)提供計(jì)算資源需求依據(jù)材料，以及資源容量評(píng)估依據(jù)。為便于統(tǒng)一資源容量評(píng)估方法，我們?yōu)橛脩籼峁┝擞?jì)算資源評(píng)估方法，需求方可根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，選擇適合的IT計(jì)算資源評(píng)估方法。圖2IT計(jì)算資源分配評(píng)估方法SPECjbb2015基準(zhǔn)測(cè)試借用了TPC-E基準(zhǔn)測(cè)試的概念、輸入與產(chǎn)生、交易模型。用Java類取代數(shù)據(jù)庫(kù)中的表(Tab1e)，用Java對(duì)象取代數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄(Record)。SPECjbb2015主要關(guān)心的是第二層的業(yè)務(wù)邏輯的處理能力，即考察用Java編寫的應(yīng)用程序運(yùn)行在某臺(tái)服務(wù)器上所表現(xiàn)出的性能。5.1.1SPECjbb2015評(píng)測(cè)指標(biāo)SPECjbb2015的測(cè)試結(jié)果主要有兩個(gè)指標(biāo)：(1)SPECjbb2015bops是每秒業(yè)務(wù)操作數(shù)，這是每秒執(zhí)行業(yè)務(wù)營(yíng)運(yùn)的整體速度。(2)SPECjbb2015bops/JVM是由SPECjbb2015bops除以JVM實(shí)例數(shù)量，即單個(gè)JVM實(shí)例平均處理水平。5.1.2應(yīng)用服務(wù)器資源評(píng)估應(yīng)用服務(wù)器上運(yùn)行基于J2EE的中間應(yīng)用軟件平臺(tái)，可以將其應(yīng)用處理能力量化為Java處理能力性能值SPECjbb2015，同時(shí)充分考慮系統(tǒng)的冗余處理能力以及系統(tǒng)資源分配情況，計(jì)算公式如下：SPECjbb2015=A×B/(1—C—D)式中：A：每秒最多需要同時(shí)處理的業(yè)務(wù)交易量。B：每筆業(yè)務(wù)交易需消耗的SPECjbb2015峰值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每筆業(yè)務(wù)交易消耗一般為200個(gè)bops?；蚋鶕?jù)該筆業(yè)務(wù)交易的java語(yǔ)句數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，B=該筆業(yè)務(wù)交易的Java語(yǔ)句數(shù)／5。C：系統(tǒng)的冗余處理能力。D：其他非Java應(yīng)用所占用的系統(tǒng)資源百分比。6實(shí)驗(yàn)案例分析某實(shí)驗(yàn)案例要求開發(fā)設(shè)計(jì)了3層架構(gòu)的企業(yè)管理系統(tǒng)，預(yù)估總用戶數(shù)為40000，同時(shí)在線率為5％，每個(gè)用戶平均執(zhí)行10次查詢(1個(gè)事務(wù))、5次修改(2個(gè)事務(wù))、5次添加(1個(gè)事務(wù))操作，平均每個(gè)事務(wù)涉及到的http請(qǐng)求數(shù)為2；每天的繁忙時(shí)間為上午10：00至11：00和下午18：00至19：00。系統(tǒng)涉及的事務(wù)操作屬于普通復(fù)雜，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到系數(shù)為15。系統(tǒng)處理能力冗余率為30％。依照5.1.2，計(jì)算系統(tǒng)所需的SPECjbb2015處理能力：SPEcjbb2015值=A×B／(1—C—D)=2000×200/(1—0.3—0.05)≈615385(1)依照第3節(jié)，資源分配原則。選擇滿足以上結(jié)果的設(shè)備：1)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用雙節(jié)點(diǎn)冗余(如OracleRAC)，TPC-E≥6000/1.5=40002)應(yīng)用服務(wù)器采用2個(gè)邏輯(物理)節(jié)點(diǎn)，SPECjbb2015≥615385／1.2≈512821。3)通過(guò)TPC及SPEC官網(wǎng)查詢，選擇性價(jià)比高的服務(wù)器設(shè)備，服務(wù)器性能見下表。表2服務(wù)器性能數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器web服務(wù)器設(shè)備型號(hào)LenovoThinkSystemSR655HuaweiKunLun9016HPProLiantDL380G6設(shè)備配置AMDEPYC776364-CoreProcessor-2.45GHzCPU：1Chip核心：64Cores/ChipIntelXeonE7-8890v3CPU：16Chips核心：18Cores/ChipIntelXeonL5520CPU：2Chips核心：4Cores/Chip數(shù)量224性能值7,890.66（TPC-E）532898（SPECjbb2015）76156(SPECweb2009)推薦內(nèi)存256G1152G32G4)依據(jù)5.5，存儲(chǔ)估算。假設(shè)系統(tǒng)涉及到10張數(shù)據(jù)表，每張表的大小為0．5GB，系統(tǒng)存儲(chǔ)使用情況見下表：表3系統(tǒng)存儲(chǔ)使用情況數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器web服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(GB)10x0.5=500日志文件占用空間(GB)1724/10241724/10241724/1024操作系統(tǒng)占用內(nèi)存20(UNIX)12(Windows)12(Windows)應(yīng)用軟件占用內(nèi)存5(Oracle)1.5(Weblogic)0運(yùn)行環(huán)境所占安裝空間(經(jīng)驗(yàn)值)存儲(chǔ)冗余30%30%30%所需存儲(chǔ)大小(GB)4221197結(jié)

論綜合以上所述，基于SPECjbb20