服务器能力计算

1、知识就昱力量系统处理能力TPC估算方法1 TPC标准介绍在对系统进行方案设计时，通常会遇到下列问题：a）配置什么样的服务器设备?b）系统性能如何？c）系统能够满足多长时间的应用 ？单凭历史经验给出一个经验值来评估整套系统显然是不够的，必须拿出足够的理论证据来证明设计中已考虑到了上述问题。通常 ，采用TPC的基准测试来衡量硬件服 务器的处理能力，同时，采用通用计算公式估算软件所需的处理能力。1.1 TPCTPC是由数10家会员公司创建的非盈利组织，总部设在美国。该组织对全世界开 放，但迄今为止，绝大多数会员都是美、日和西欧的大公司。TPC的成员主要是计算机软硬件厂家，而非计算机用户，它的功能是制

2、定商务应用基准程序的标准规范、性能和 价格度量，并管理测试结果的发布。TPC的测试结果和出版物是开放的,可以通过网站（http: /） 获取详 细信息。IBM、NCR、HP、SUN等国际著名服务器供应商均是 TPC会员，这些公司旗 下的产品均会在网站上公布 TPC的测试结果。目前，国内的工程项目中大量采用了上 述公司制造的服务器类产品，因而这些数据对于设计阶段的性能估算很有参考价值。至 今,TPC 已经推出了 4套基准程序（TPC- A、TPC- B、TPC- C 和TPC- D）。其中TPC- A和TPC- B已经过时,不再使用。TPC- C是在线事务处理（OLTP）的

3、基准程序,TPC- D是决策支持的基准程序。目前，工程设计中常见的系统均为在线事务处理型（包括BSS、OSS和OA）,因此TPC- C 基准测试是本文关注的重点。1.2 TPC- C 基准测试TPC- C是一种旨在衡量OLTP系统性能与可伸缩性的行业标准基准测试项目。这种基准测试项目将对包括查询、 更新及队列式小批量事务在内的广泛数据库功能进行测 试。许多数据专业设计人员将 TPC- C视为衡量“真实”OLTP系统性能的有效指示器。 TPC- C基准测试是对硬件处理能力的考核标准。TPC- C通过模拟一个批发商的货物管理系统，衡量硬件服务器的性能指标（查询、统计功能的执行效率）。TPC对具体的

4、 测试环境，也做了详细的规定。1.2.1测试环境批发公司有W个仓库，每个仓库供应10个地区，其中每个地区为3 000名顾客服 务。每个仓库中有10个终端，每个终端用于一个地区。在运行时 ,10 XW个终端操作员 向公司的数据库发出5类请求。1.2.2逻辑和流程该系统需要处理的交易有以下几种知识就星力量a) New- Order:客户输入一笔新的订货交易。b) Payment:更新客户账户余额,以反映其支付状况。c) Delivery:发货(模拟批处理交易)。d) Order- Status: 查询客户最近交易的状态。e) Stock- Level:查询仓库库存状况,以便能够及时补货。从上述定义

5、可见，数据库在逻辑上是分布的。而 W是一个可变参数，测试者可以随 意改变W,以获得最佳测试效果。图1示出的是TPC- C测试逻辑结构图；图2示出的 是TPC- C测试流程图。曲-1(】:地区-1】/ Z JF30kV图1 TPC-C测试逻辑结切图客户W*30k"-丄/图2 TPC-C测试流程图123评测指标TPC- C基准测试针对一种模拟订单录入与销售环境测量每分钟商业事务吞吐量。按照TPC 的定义,流量指标tpmC描述了系统在执行 Payment、Delivery、Order- status、 Stock- Level这4种交易的同时，每分钟可以处理多少个 New- Order交易

6、。所有交易的 响应时间必须满足TPC- C测试规范的要求。最终的测试结果会在TPC的网站上公布,可以免费查询到绝大部分的系统测试结果。测试信息包括tpmC得分、系统配置清单、测试环境以及日期等，内容非常详尽。2服务器处理性能估算2.1估算方案在方案设计之前，必须详细了解用户需求，特别关注以下几点。a）系统的设计使用年限。b）系统平均用户在线人数（访问量）。c）系统忙时，用户的主要操作行为统计（估值）。d）软件开发商应提供的功能架构，并能提供每个功能所引发的事务处理量。e）系统采用的操作系统和数据库平台。在充分采集系统信息后，可对系统所需服务器性能进行 3个方面的估算。a）数据服务器处理能力估算

7、。b）应用服务器处理能力估算。c）存储容量估算。值得指出的是，应用服务器和数据服务器是 2个不同的概念。应用服务器提供访问 商业逻辑的途径以供客户端应用程序使用。数据服务器主要负责计算和数据存储。在大型系统中应用和数据会独立使用各自的服务器，降低服务器压力并尽可能保障数据安 全和独立。2.1.1数据服务器性能估算测算服务器在忙时的数据库访问峰值 （X）,代表主机处理峰值应能达到每秒 X个连 接；每个连接平均需要访问Y个数据表。每个数据库访问相当于服务器 Z的处理能力。 数据服务器处理性能（Ls）的估算公式为Ls=XYZ/（ 1-3） / Y （ 1）式中：X用户连接数（连接/s）Y 数据表连接

8、数Z数据访问值（tpm）3系统自身消耗值，取值范围为25%35%Y 系统忙时比例因子,取值范围为60%80%2.1.2应用服务器性能估算知识就昱力量1）方法一：估值计算应用服务器处理性能（Ly）的估算公式为Ly=Ls a 2）式中：a综合系数（见表1）表1项目小型系统中型系统大型系统程序指令行数<10万10万-30万>30万a2）方法二：TPC公式计算TPC建议使用式（3）估算所需处理能力。假定在系统发出的业务请求中，位列前三项的功能（如查询、更新、统计功能等）分别命名为A、B、C,则应用服务器需要的 处理能力为Ly=U1N1（ T1+T2+T3） /3XY/Z

9、（ 3）式中：U1系统同时在线用户数（人）N1平均每个用户每分钟发出业务请求次数（次/人）T1平均每次A业务产生的事务数（次）T2平均每次 B业务产生的事务数（次）T3平均每次C业务产生的事务数（次）X一天内忙时的处理量和平均数的比值Y经验系数（实际量和估算量的比值）Z服务器冗余值方法一和方法二均为常用的处理能力估算方法。方法一更为简便，但相对方法二缺乏说服力和准确性。因此，建议尽量使用方法二进行估算。2.1.3存储容量估算系统的存储空间主要包含4大内容数据。a）软件系统自身所需安装空间。b）系统运行环境所需安装空间（操作系统、数据库软件、其他第三方软件等）。c）系统运行产生的数据。d）系统日

10、志所需空间。 实际存储容量（G）计算公式为G= （AB+F） X365C/1 000 000 ） +D+E （ 4）设计存储容量（Gs）计算公式为Gs=G（ 1+Z） （ 5）式中：每条记录占用存储空间（Byte/条）B每天产生的记录条数 （条）F每天系统日志占用空间（Byte）C设计使用年限（年）D软件系统自身安装空间（GByte）E运行环境所占安装空间（GByte）Z存储冗余通常情况下，为了确保数据安全性，系统备份时会将数据存放在其他独立的备份设 备中。因此，在存储容量估算中暂不考虑系统备份所需的容量需求。通过前面3个步骤的计算，就能大致掌握系统数据服务器、应用服务器以及存储容 量上需求值

11、。结合TPC网站上公布的测试数据和厂商提供的相关设备的tpmC数据，就能做出比较明确的判断。同时，计算数据也是设备选型和设备配置的重要设计依据。2.2案例分析某建设单位委托设计一套基于 B/S技术的传输资源管理系统。 通过采集用户需求并 咨询相关软件开发商和硬件厂商，获取了以下信息。a）系统设计使用年限5年。b）项目实施后，用户之间可以通过系统查询现网的传输架构和资源使用情况。同时，用户可以定期统计传输资源使用情况并及时更新系统信息。C）估算系统平均用户在线人数100人。d）软件开发商提供的系统参数,包括主要功能操作所产生的事务处理个数、每条记录占用的存储空间等信息。e）软件指令行数估计20万

12、行左右。f）数据库系统为Oracle 9i,并采用RAC方式。特别说明，该项目采用Oracle 9i数据库平台，并使用真正应用集群（RAC）方式。RAC是Oracle 9i数据库中采用的一项新技术,也是Oracle数据库支持网格计算环境 的核心技术。使用该技术能大大提高数据处理效率并降低安全风险，是目前最为流行的数据库平台之一。RAC技术能使多个服务器上的多个 Oracle实例同时管理一个数据库 因此必须配置2台以上数据服务器组成数据集群。综合用户需求、厂商建议和机房勘察结果，拟选用1台服务器作为应用服务器，2台数据服务器组成数据集群，以满足 Oracle 9i RAC 的需要。图3示出的是系

13、统逻辑拓扑图图3系统逻辑拓扑图在掌握基础数据后,根据上一章介绍的估算方案对数据服务器、应用服务器和存储 容量进行需求量计算。221数据服务器TPC- C计算每秒峰值为6 000连接Is,即主机处理峰值应能达到 6 000连接/S；每个连接平均 需要10个数据表访问，按照经验，每个数据库访问相当于服务器34tpm的处理能力。系统本身要消耗30%的系统资源（厂商提供参考值）；系统忙时比例因子为70%（厂商 提供参考值）。将上述值代入式（1）有丄s=6 000 X10 M/（ 1- 30%） /70%=489 796 因此， 数据库双机系统TPC- C 要求大于或等于500 000 tpm,考虑实现

14、Oracle 9i RAC 后,双 机性能约是单机的1.8倍，因此，单机TPC- C 值不能小于500 000/1.8 P78 000 tpm。 2.2.2应用服务器TPC- C计算1）方法一：估值计算本系统程序指令行数约为20万行，属于中型系统。根据式（2），可得到应用服务器 所需处理能力。Ly=500 000 >0.5=250 000 tpmC2）方法二：TPC公式计算系统最大同时在线用户数为300人；估算平均每个用户每分钟发出3次业务请求；系统发出的业务请求中，更新、查询、统计各占1/3;平均每次更新业务 触发10个事务；平均每次查询业务触发15个事务；平均每次统计业务触发30个事

15、务;一天内表2建议配置表忙时的处理量为平均值的8倍；约定经验系数为1.6（实际工程经验）；服务器冗余值为30%。根据式（3）,可得到应用服务器所需处理能力。Ly=300 X3 X 10+15+30） /3 X X.6/0.7电64 000 tpm 方法一和方法二计算的结果比较接近,建议采用较大的值作为最终估算结果。2.2.3存储容量计算传输资源管理系统中主要存统计报表数据以及日志管理信息。在已经考虑了数据冗余的前提下，约定：每天每个功能模块生成20个统计报表；目前系统共有10个功能模 块；每条报表记录平均占用存储空间300 B;每年的预算数据存储容量需求为21.9GB;每月的日志数据存储容量需求为0.1 GB;设计使用年限为5年；软件系统自身安装空间为1 GB;运行环境所占安装空间为5 GB （包含操作系统和数据库）；存储冗余为30%;全年总共所需存储容量为：21.9+12 >0.1+1+5=29.1 GB5 年存储容量为：5 X29.1 X 1+0.3） =189.15 GB2.2.4配置说明完成数值估算后，建议把计算结果以表格的形式进行归纳总结（见表2）,方便用户查阅。表2项目设计值建议配置备注数据服务器278 000 tpmIBMSystemx3850( 2CPU)Oracle 9i RAC应用服务器264 000 tpmIBMSystemx3500( 2CPU