21 性能与能力管理

一、系统性能评价

概述

系统性能评价技术

按照一定步骤，选用一定的度量项目，通过建模和实验，对计算机的性能进行测试并对测试结果做出解释的技术。

系统响应时间

计算机系统完成某一任务（程序）所花费的时间。

系统吞吐率

在单位时间内系统处理的工作量。

可用能力

使用户高效工作的能力

额定能力

系统可承受的最大可能吞吐率

MIPS

每秒百万次指令。指令数/（执行时间 * 1000 000）

评估标量机（同种指令集）

MFLOPS

每秒百万次浮点运算。浮点指令数/（执行时间 * 1000 000）

1MFLOPS ≈ 3MIPS

衡量向量机的浮点操作性能（不同机器）

BPS

位每秒（网络传输速率）

PPS

数据报文每秒（通信设备的吞吐量）

TPS

事务每秒

系统可靠性

反映系统处理用户工作的可用性或处理过程失败或错误的概率。

可维护性

系统失效后在规定时间内可被修复到规定运行水平的能力。

分析模型法

在一定假设条件下，计算机系统参数与性能指标参数之间存在着某种函数关系，按其工作负载的驱动条件列出方程，用数学方法求解。

TPC

事务处理委员会：Transaction Processing Council

性能评价指标

系统响应时间

T = T（user） + T（sys）

系统吞吐率

• CPU的吞吐量指标：MIPS/MFLOPS
• 在线事务处理系统的吞吐量指标：TPS
• 通信网络的吞吐量指标：PPS/BPS

资源利用率

• 系统的效率 = 可用能力/额定能力
• CPU的利用率 = t（CPU忙的时间总量）/T（CPU运行时间总量）

提示

其他综合性指标

• 定量
  • 可靠性
  • 可维护性
  • 可用性
  • 功耗
• 定性
  • 可扩展性
  • 兼容性
  • 安全性
  • 保密性
  • 环境适应性

性能评价项目

• CPU
• 内存
• 磁盘
• 网络

性能评价的方法和工具

方法

模型法

• 模拟模型法
• 分析模型法——》排队模型
  • 输入流
  • 排队规则
  • 服务机构

测量法

• 确定测量的系统参数
• 选择测量的方法和工具
  • 方法：采样方式/时间跟踪方式
  • 工具：硬件、软件、固件、混合型测量工具
• 在测量时工作负载的选择
  • 日常工作区间（日常系统性监控使用）
  • 测量程序（新购系统或比较系统使用）

提示

1. 排队论要研究解决的问题:怎样才能做到既要满足顾客的需要，又使服务机构的费用最低。

2. 为了使模型的使用对系统的评价有价值，要解决的问题:

• 设计模型
• 解模型
• 校准和证实模型

工具

常见系统性能基准测试程序

• 实际应用程序方法
• 核心基准程序方法
• 简单基准测试程序
• 综合基准测试程序
• 整数测试程序Dhrystone
• 浮点测试程序Linpack
• Whetstone基准测试程序
• SPEC基准测试程序
• TPC基准程序

提示

SPEC以对VAX-II/780机的测试结果作为基数，其他计算机的测试结果以相对于这个基数的比例来表示。

评价结果的统计与比较

性能评价的结果通常有2个指标

• 峰值性能：实际性能是峰值性能的5%~35%
• 持续性能：体现系统实际性能
  • 算术平均
  • 几何平均
  • 调和平均：最接近CPU的实际性能

二、系统能力管理

概述

系统能力

系统所提供的功能或服务

能力管理考虑的三个问题

• IT系统的成本相对于组织的业务需求而言是否合理
• 现有IT系统的服务能力能否满足当前及将来的需求
• 现有的IT系统能力是否发挥了其最佳效能

能力管理

是一个流程，是所有IT服务绩效和能力问题的核心。

能力管理的过程

是一个由一系列需要反复循环执行的活动组成的流程。

能力管理范围

• 硬件设备
• 网络设备
• 外部设备
• 所有软件
• 人力资源

能力管理的目标

确保以合理的成本及时地提供IT资源以满足组织当前及将来的业务需求。

能力管理活动

能力管理数据库

• 输入数据
  • 业务数据
  • 服务数据
  • 技术数据
  • 财务数据
  • 资源应用数据
• 输出数据
  • 服务和组件报告
  • 例外报告
  • 能力预测

能力数据监控

• 系统容量监控
• 系统性能监控

能力评价和分析诊断

改进调优

• 均衡负载
• 均衡磁盘IO
• 定义一套良好的锁规则说明锁的级别以及何时应该用锁
• 有效利用内存

实施变更

提示

1，能力管理数据库

• 能力管理数据库是成功实施能力管理流程的基础
• 能力数据库中的数据构成了性能评价和能力管理报告的基础
• 能力管理数据库中的数据有两个用途
  • 为制作提交给管理层和技术人员的绩效报告和能力管理报告提供基础
  • 用于预测未来的能力需求

2，能力数据监控的目的
保证所有的软件和硬件都能得到最佳利用，确保所有的为业务服务的目标都能被实现。并且能够根据监控结果对组织业务量进行合理预测。

3，在一个正式的变更管理流程的控制下来实施变更会带来以下好处

• 对使用该服务的用户将会产生较少的不利影响
• 提高用户的效率
• 提高IT部门的工作效率
• 强化对关键应用服务的管理和应用

能力管理的高级活动

需求管理

需求管理的首要目标是影响和调节客户对IT资源的需求

模拟测试

模拟测试的目标是分析和测试未来情况发生变更对能力配置规划的影响

应用选型

• 应用选型的主要目的在于对计划性应用系统变更或实施新的应用系统所需的资源进行评估，从而确保系统资源的配置能够满足所需服务级别的需求
• 应用选型要考虑的问题
  • 在初始的系统分析和设计阶段就必须确定所需的服务级别
  • 新建应用系统的弹性

能力计划、考核和报告

编制能力管理计划的目的

记录当前资源利用程度及服务绩效，以及在充分考虑业务战略和计划后预测组织未来IT服务所需要的IT资源。

能力管理计划

• 计划范围
• 假设条件
• 管理概要
• 业务说明
• 服务概要
• 资源概要
• 服务改进方案
• 成本核算模型
• 建议

能力管理报告

• 能力计划实施的控制信息
• 流程实施中所用的资源
• 有关服务能力和绩效改进活动的进展