Webphpere应用优化解决方案.doc

IBM WebSphere平台系统应用优化解决方案2004年12月一、 IBM WebSphere平台系统应用及所面临的挑战随着 Intranet/Internet 技术的日益成熟，越来越多的用户开始采用 Web 技术来实现信息系统建设，同时更多用户和计算机供应商都把注意力转移到电子商务上，在全球的市场中，不断地革新已成为发展的主旋律。面对这些情况，公司必须加快变革的步伐，加强企业内部的信息管理，不断提高内部的工作效率。无论客户的类型如何，他们都具有相同的基本需求：一个完整的、可管理的集成电子商务平台帮助他们同任何人进行交易与合作。WebSphere在短短的几年内，已经完成了从单一的Web应用服务器到完整的电子商务平台的转变，在此平台上WebSphere提供了一系列基于统一的基础平台、完全基于开放标准的相关产品组件。IBM 公司的WebSphere平台系列产品是因特网的基础架构软件，也就是我们所说的中间件产品。它使企业能够开发、部署和集成新一代电子商务应用（如B2B的电子交易），并且支持从简单的Web发布到企业级事务处理的商业应用。WebSphere应用系统转变了企业对客户、合作伙伴以及雇员之间关系的管理方式。例如您可以通过它提高站点传输数据的数量和质量，从而大幅提升您的Web应用的性能，并将扩展的应用程序与移动设备相结合，让销售队伍能够为客户提供更快捷的服务，或者构建电子市场以降低资源获取的成本。在通过WebSphere系列产品来进行应用实现的过程中，如仅仅通过WebSphere组件中的功能软件来满足应用中所有功能实现，将会在应用过程中面临以下挑战：l 软件负载分担功能产品的功能单一、存在性能瓶颈、扩容能力有限做为处理关键业务应用的WebSphere系统平台，通常通过三层架构方式（HttpServer、APPServer、DBServer）来实现和处理不同功能需求，而每一层的应用只通过一台服务器来实现的话，则难以保证应用的可靠性和稳定性。通常在进行应用平台建设之初，就会选择负载分担功能的产品来保证应用的高可靠性。虽然在IBM WebSphere系列产品中，包含能够实现简单负载分担功能的软件。但这些软件必须安装在特定的操作系统上，经过复杂的配置和调试才能够实现相应功能。在应用过程中，经常由于其功能的单一和局限性无法满足较为复杂的应用需求。同时由于其处理能力依赖于操作平台的性能而存在性能瓶颈，无法以一个良好的性能价格比来满足大量并发访问请求。虽然可以通过扩容的方式来增加整体处理能力，但扩容能力有限，无法满足应用增长的需求。l 无法根据应用服务器的处理能力来分担应用负载应用负载在处理构成中，通常采用多台应用服务器同时工作的方式来避免单点故障的影响和提高应用平台整体处理能力。在应用WebSphere自带的负载均衡软件进行应用服务的负载分担过程中，无法及时的根据应用服务器的即时的处理能力来智能分担负载。而是在负载较高的情况下，经常发生某些应用服务器负载过高，而另一些应用服务器却很空闲的情况。这种现象的存在极大的影响了WebSphere平台的正常应用处理，不能最大限度的发挥现有平台的处理能力，成为应用过程中一直困扰用户问题之一。二、WebSphere应用优化解决方案设计原则1. WebSphere系统平台的整体性能优化。2. WebSphere系统平台的高可靠性优化。3. WebSphere系统平台的高安全性优化。4. WebSphere系统平台的可运维性优化。2.1 WebSphere系统平台的整体性能提高对于WebSphere系统平台的各个处理架构中，不可能只采用一台服务器解决所有用户的访问请求。现在较为流行的网络结构配置为多台Web服务器通过可做应用负载均衡的负载均衡设备平均分配用户请求，以对最终用户提供服务，优点在于：1. 负载均衡可以根据后台的Web服务器的性能平均分配流量，使每个后台Web服务器的性能充分发挥，使网络负载平均分配。2. Web服务不会因为后台的某一个web服务器出现故障而停止。负载均衡设备可以将用户的web请求发送到服务正常的web服务器上。3. 负载均衡的存在有利于WebSphere系统平台服务系统的透明性，可扩展性以及web服务器的维护。可以容易的在负载均衡设备的后面添加新的web服务器或者对其中的某一台web服务器进行下线维护。随着用户的激增，这一点是非常重要的，非常有利于web服务器的维护和扩容。Array负载均衡设备的处理能力都在百兆带宽以上，具有非常优异的处理能力，所以负载均衡设备不会成为网络的瓶颈。2.2 WebSphere系统平台的可靠性提高随着电信的网路建设的不断扩容，系统用户的不断激增，如果只有单台的web服务器出现宕机或web服务停止等故障，容易造成服务器节点的单点故障。通过具有负载均衡能力的设备的使用，通过web服务器组的方式，能够保证和实现系统的冗余，同时通过两台负载均衡设备的使用，能够保证当一台服务器负载均衡设备出现问题，后台的web服务仍然能够通过另一台负载均衡设备正常工作，当正常情况时两台负载均衡设备同时工作，最大程度的保证了链路的畅通和用户投资，实现了365X24的不间断服务保障。2.2.1 各服务器之间的冗余配置对于每个不同的接入方式的用户，配备多台服务器，并且通过负载均衡设备对外提供服务。当有一台服务器无法正常提供应用服务时，其他的服务器还可以工作。2.2.2负载均衡设备健康检查机制在负载均衡设备的冗余配置时，还要提到较为重要的一点就是健康检查机制。有利于更好的为客户端请求提供服务。但有效的判断后台服务器的健康状况非常重要。如果判断错误，可能导致服务器之间正常的负载分担，也可能导致客户端请求被丢弃，降低服务质量。对于后台web服务器的健康检查而言，除了可以通过简单的Ping方式进行外，还可以通过以下几种方式实现（1）基于ISO的网络七层的应用层（四层）web服务相应端口（如80）的健康检查。（2）负载均衡设备根据电子税务系统Web服务器上的网页内容进行检察，通过判断服务器上指定的web文件是否存在，或对健康检查所响应的内容，来判断web服务器的健康状况。从而能够根据用户不同的应用进行定制和设置，真正准确的监测到web服务的健康状况，并进行相应的处理。2.3 WebSphere系统平台的安全性优化目前基于ADSL和CATV的永久网络接入已经非常普及，在加上DDN、Frame Relay和数字线路等用户越来越多，由此基于Web应用的服务器系统越来越容易遭到客户端机器的攻击。对于服务器来说，遭到任何一种攻击都是一件非常严重的问题,将直接影响到业务的正常应用。Array TM产品具有防攻击功能，结合TM的Webwall防火墙功能能够为用户提供一安全可靠的运行环境。负载均衡设备安全性由于在WebSphere系统平台中引入了负载均衡设备，如果此类设备遭受攻击，将会造成整个网上税务系统服务的故障，所以要求该类产品具备安全防护的功能，现在Array的负载均衡设备提供防黑客攻击的能力，可以作为后台Web服务器的另一道安全防线。Array产品中的防火墙可以限定对特定端口的访问，即对外界只开放Web端口服务。同时，Array TM产品除了提供服务器负载均衡功能外，在网络安全方面可以提供应用安全（Application Security）和DoS盾（DOS Shield）的功能包括如DoS攻击、DDoS 分布式拒绝服务攻击、基于Web的缓冲区溢出攻击、基于错误配置和缺省安装配置的攻击、端口扫描攻击、常见的后门攻击等标准攻击的预防。2.4 WebSphere系统平台的可运维性2.4.1设备配置简单化对于计算机网络管理员而言，一个易于操作、易于对计算机设备和服务器的数据指标和性能观察、易于维护网络计算机设备和服务器的网络系统，是不断追求的目标。所以一个易于全网络的管理、易于配置与操作图形化的界面、及时的有效的进行定期和实时数据报表统计分析的软件系统至关重要。对于负载均衡的负载均衡设备的配置的界面应该简单容易。2.4.2系统维护简单化对于Web应用来说，对服务器的维护经常需要对服务或者服务器进行重启工作，所以经常涉及到服务器的下线和上线的问题。系统应当有良好的机制保证服务器的维护工作不会对用户产生影响。这点通常是通过负载均衡设备来实现。Array TM产品提出了很多人性化的技术，当服务器要重新投入到工作中时，或有新的服务器加入时，在负载均衡产品对该服务器设置为Warmup状态，负载均衡产品会在一定时间内从较少用户请求Session到最大用户请求分发给该服务器，保障系统的安全稳定运行。2.4.3 网络安装简单化对于新投入的计算机网络设备，可以非常容易的集成到任何网络中，而不需要对现有的网络拓扑结构做任何改动，从而避免了工作量和花费。2.4.4 网络系统的可扩展性对于内部征管系统设计的解决方案应该提供无限的可扩展性和投资保护，对于用户而言可以灵活的扩大服务器群和服务器的数量，确保当前系统网络方案的所有投资都可以在未来得到最大限度的利用。三、 WebSphere系统平台应用优化方案在WebSphere系统应用平台中，通过Array TM系列产品的应用，从处理能力、扩展能力、安全性、应用的便利性等方面提供了负载管理和性能增强功能，能够满足WebSphere系统应用平台对持续性和稳定性的需求。3.1 通过Array TM的服务器负载均衡功能提高系统的高可靠性Array TM产品解决方案中所指的高可用性，同时也是WebSphere系统平台应用所需考虑的主要指以下几点：1. 使数据始终以一个稳定、安全的方式处理，即便存在单台设备不能提供服务时，仍能保持数据的完整性。通过智能识别检查，使整体服务持续稳定运行，即便发生单点或多点故障仍然能够保证正常提供服务。2. 使整个应用环境能够更好的被管理，提供TM设备本身容灾集群（cluster）功能、服务器集群共享、应用和后台服务器方便维护等特点。3. 使投入有更好的效益和最佳的扩充能力，即在保证数据完整性的同时，提供系统持续运行的能力，并实现当用户量的增大的情况下，在不影响应用的情况下，通过增加服务器的方式，响应用户负载的增加，保证了用户投资具有很高回报。4. 即便在应用软件不够完善，如经常出现故障不能提供服务的情况下，仍然能够持续保证应用系统持续在线能力。首先在WebSphere平台应用服务器故障切换方面，通过多台服务器与Array TM产品的负载分担功能和性能增强功能相结合，提供稳定可靠的应用实现。（如下图所示）（WebSphere系统优化网络拓扑图）3.2 在提供高可用性的同时，提供并实现更多的应用特性为了满足WebSphere系统平台的流量控制、性能增强和应用安全优化的需要，通过选用Array TM系列产品功能来实现和满足各个功能需求。l 完全可信赖的服务器状态检测和智能负载分担：TM可以实现动态分配每一个流量请求到后台的服务器，并即时按需动态检查各个服务器的状态，将下一个请求分配给最有效率的服务器，当任何服务器或应用程序不能正常提供服务时，TM能够检测到，并将会把接下来的访问请求分配给其它服务器，从而避免了由于后台某个服务器或应用的问题而影响了整个应用。达到整个应用平台的高可靠性。l 具有基于服务器负载分担的多种性能增强功能：采用TM负载均衡功能后，TM可以智能寻找最佳服务器从而保证客户得到响应最快服务器所提供的最佳服务。同时结合TM产品中性能增强功能的应用，如连接复用技术，在减小对后台服务器的负载的同时减小和后台服务器遭受应用攻击的可能。l 提供状态检测防火墙和入侵防护功能： TM产品支持地址翻译技术和安全地址映射功能，通过默认情况下此技术的实现，访问客户不可能知道真正提供的服务器的IP地址与端口，同时通过TM产品中Webwall防护墙和入侵防护功能（此功能通过美国ISS X-Forced入侵防护功能认证）的应用，能够按需实现对TM产品及应用的安全防护，另外，TM的管理全部采用SSH和SSL over Http技术，可以防止来自内部或互联网上的攻击。l 人性化的管理配置方式：TM产品在提供通过命令行方式进行管理配置的基础上，还能够通过图形化WebUI方式进行远程图形化管理配置，具有命令行方式和图形化方式同时，还提供了丰富的监控调试命令和图形化监控调试界面。同时TM产品还支持SNMPv2协议，可以用户现有的网管软件结合起来，方便短信应用平台的集中管理，在支持log发送功能，和邮件报警功能的基础上，为短信业务的分析判断提供了坚实的数据基础。l 方便后台应用和产品自身的扩展：TM产品可以支持动态增减或删除其负载服务器群组的任何数量的服务器，而不需要对客户端或后台做任何改变，从而使系统能够轻松实现扩展。同时，在最初仅实现服务器负载均衡功能，或其它功能的同时，根据际应用及性能增强功能的需要，按需进行TM产品功能激活，真正实现无需增加网路设备和更改网络架构的前提下实现相应功能，轻松方便且在相对用户透明的情况下实现扩展。l 及时准确的厂商支持：Array中国分公司所辖客户服务部门和软件研发部门能够为客户提供专业及时的各种技术及支持服务，为客户应用提供强有力的技术保障。根据WebSphere系统实际应用方式类型的不同，结合TM系列产品多种性能增强功能，能够通过以下两方面进行实现：l 以静态页面和明文传输的方式应用时的TM功能体现针对静态页面内容，在实现服务器负载均衡功能的基础上，通过应用Array TM中的Http压缩功能和Cache功能的实现，能够极大的提高用户的访问速度，同时减小对后台服务器的负载压力，使得同样的主机配置能够提供处理更多的用户相应。Http压缩功能是Array TM产品的主要功能之一，通过预先设置，能够在数据传输过程中，动态的将可压缩比高的数据，如图片内容、TXT文件、Word文档、Javascrip内容等信息进行压缩处理，让后将压缩后的数据发送给用户，客户端接受到压缩后的内容后，其浏览器能够自动的将压缩过的内容进行解压缩，然后再显示，通过这种方式能够提高用户的相应速度，节约用户带宽，最终使得网站的服务质量能够得到极大的提高。Array TM提供的另一主要功能，基于内存的Cache功能不同于传统的Cache功能，一般意义上的Cache是将缓存的内容以文件的方式存放在硬盘中，其对应用的响应速度有限，而TM的Cache功能是将数据以数据包的方式存放在内存中，能够直接从内存中进行读取，相应速度极快，同时避免了从后台服务器进行读取时对后台服务器的压力，在保证了安全性的同时，在静态Web应用中具有极好的性能和应用优势。l 以SSL协议加密传输的内容， 在进行加密传输时，所有数据的加密解密操作将极大地增加服务器的负载，使得服务器本身的应用处理受到影响，特别是当访问量大时，数据加密解密对系统资源的占用将直接影响到系统应用程序的处理速度，甚至会造成无法进行应用处理的现象。通过应用Array TM中的SSL加速功能能够完全解决这个问题，Array TM中的SSL加速功能是一专业的加密解密产品，通过应用此项功能可以将服务器的加密/解密操作进行接管，从而所有的加密/解密操作由TMC来完成，从而减轻了对后台服务器的负载，使服务器有足够的资源处理逻辑应用。通过Array TM系列产品服务器负载均衡功能、数据优化传输功能、Http压缩功能、SSL加速功能、基于内存的Cache功能、防火墙功能的实现，能够提高整个Web应用的响应速度和处理能力，提供容灾能力和高可靠性，方便应用程序进行升级和主机硬件扩容，提供极高的性能价格比。3.3 Array TM系列产品功能概述Array TM系列是具有强大功能和处理能力的应用管理平台，能够使数据的传送更加快捷和顺畅。Array TM系列是集成Web通信管理平台，在Array OS基础上，把必需的网络功能集成到一个功能强大的平台上，包括第4-7层服务器负载平衡、高速缓存、链路负载平衡、SSL加速、压缩、群集、保障Web安全的Webwall和全局服务器负载平衡。该平台加快了网站传输内容的速度并简化了这一过程。TM产品中，从ArrayOS到上层功能实现，应用了的很多Array特有的专利技术，所有应用功能均通过基于Array专有加固操作系统实现，通过内存中零拷贝技术（SpeedStack）等专利技术，单台TM产品具有极高的处理能力，并可以通过Active-Active的集群技术使整体处理能力等于单台TM的N倍，完全满足短信应用的性能要求。Array TM系列产品主要特点包括如下：l 快速高效的Web数据管理：Array TM系列提供了功能强大的通信数据管理平台，使通信内容的传送更加快捷和顺畅。l 性能上的突破：通过采用多种性能增强技术，特别是具有革命性的专利技术，即Array SpeedStack技术，将通过专用硬件加速的SSL加密、内容压缩功能和基于内存的缓存集成在一起，实现内容和应用程序相关的数据流动态管理，从而线速的保证网上应用和服务的高速、经济和可靠的运行。l 多功能集成：Array TM系列集成了各种高速网络流量管理功能，包括紧密结合的47层服务器负载均衡（SLB）、SSL加速、高速缓存（Caching）、Webwall安全防护、页面内容压缩（Compression）、链路负载均衡（LLB）、全局负载均衡（GSLB）和集群（Cluster）等。客户可以随自身业务增加同步扩充系统规模，保护了用户投资的实效性。l 高可用性：Array TM系列的安装和维护非常人性化，可以迅速配置和启动服务，并具有用户友好的Web页面（We