【正文】 的服務(wù)處理請(qǐng)求的平均處理時(shí)間來(lái)代替。工程上，取此時(shí)間為根據(jù)測(cè)試試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。本工程項(xiàng)目中使用JMeter作為壓力測(cè)試的工具，系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境為服務(wù)器兩臺(tái)HPUX小型機(jī)，20G高速硬盤。操作系統(tǒng)是HPUX 。2 x PA8700 750MHz CPUs；4 GB RAM；2 x 18 GB Disks；Oracle Database。JMeter是Apache組織的開(kāi)放源代碼項(xiàng)目，它是功能和性能測(cè)試的工具，100%的用java實(shí)現(xiàn)，可以到。本項(xiàng)目使用JMeter的HPUNIX版本，在終端用XWindow訪問(wèn)HPUNIX，在主機(jī)上運(yùn)行JMeter進(jìn)行測(cè)試工作。使用中的測(cè)試結(jié)果如圖：JMeter可以得出測(cè)試出的一些系統(tǒng)性能的結(jié)果，如收到系統(tǒng)正確返回的最短時(shí)間（Minimum），平均時(shí)間（Average），最長(zhǎng)時(shí)間（Maximum）等，單位用毫秒（ms）。如下圖所示：考慮到測(cè)試的結(jié)果實(shí)際上是多種時(shí)間的組合，其中有系統(tǒng)處理時(shí)間，請(qǐng)求等待時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間等。因此項(xiàng)目中使用預(yù)估和分析的方法來(lái)得出所用到的時(shí)間值。 SEVEN的系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示。根據(jù)系統(tǒng)集成建模理論可知，系統(tǒng)由9個(gè)應(yīng)用服務(wù)共同協(xié)作而成，系統(tǒng)的自由向量是一個(gè)9維向量，可以表示為F={FE, SCS, SOG, SDS, UDB, RDB, NF, NG, RPT} = {F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10}。即系統(tǒng)應(yīng)用層有服務(wù)節(jié)點(diǎn)S={ SFE, SSCS, SSOG, SSDS, SUDB, SRDB, SNF, SNG, SRPT}={ S1, S2, … , S9 }，其中SFE = S1, SSCS = S2, SSOG = S3, SSDS = S4, SUDB = S5, SRDB = S6, SNF = S7, SNG = S8, SRPT = S9。根據(jù)服務(wù)之間的協(xié)作可以看作節(jié)點(diǎn)之間的邊，可以有邊的矩陣SE={ SEij| i, j=1, 2, …, n }，根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)之間的邏輯協(xié)作，可以畫(huà)出應(yīng)用圖論建模SEVEN系統(tǒng)應(yīng)用層的模型：其中有邊的集合SE={SE12, SE13, SE14, SE15, SE16, SE17, SE18, SE19, SE25, SE21, SE31, SE41, SE51, SE52, SE58, SE61, SE69, SE71, SE78, SE81, SE85, SE87, SE91, SE96}，也可以用矩陣表示： 考察荷載壓力根據(jù)SEVEN系統(tǒng)的操作流，可以列出系統(tǒng)的所有場(chǎng)景，一個(gè)場(chǎng)景就是一次用戶和系統(tǒng)的交互，是一個(gè)由用戶輸入到系統(tǒng)返回的過(guò)程。如一個(gè)個(gè)人用戶注冊(cè)的操作流： 這個(gè)操作流中有五次的B/S或C/S交互（因?yàn)橛脩艨蛻舳撕蚐S服務(wù)器的交互屬于用戶登錄的操作流程，因此不在注冊(cè)操作流中討論）?？梢远x為系統(tǒng)中的四個(gè)場(chǎng)景，設(shè)為U1，U2，U3，U4，U5，U6。其中的U1場(chǎng)景的使用情況Q1為系統(tǒng)每秒鐘處理所有個(gè)人用戶注冊(cè)的初始頁(yè)面訪問(wèn)數(shù)量，預(yù)估在系統(tǒng)使用高峰時(shí)刻，系統(tǒng)需要每秒鐘處理10個(gè)用戶注冊(cè)的概率為95％，根據(jù)場(chǎng)景U1的使用情況Q1為10次/秒；經(jīng)過(guò)測(cè)試可得系統(tǒng)處理此場(chǎng)景請(qǐng)求的平均處理時(shí)間為1ms，即使用服務(wù)集合C1 = {C1[1] , C1[2] , …, C1[9]}={1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}；場(chǎng)景U2的使用情況Q2= Q1，U2的系統(tǒng)負(fù)擔(dān)與第一場(chǎng)景相似，工程項(xiàng)目中采用平均值的算法，屏蔽復(fù)雜的場(chǎng)景類別，因此C2 = C1 = {C2[1] , C2[2] , …, C2[9]}={1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}；預(yù)估場(chǎng)景U3的使用情況基本上和場(chǎng)景四的使用情況一樣，即與Q3＋Q4= Q1，Q4= Q3，因此Q4= Q3=5次/S，但U3的系統(tǒng)負(fù)擔(dān)和前兩個(gè)場(chǎng)景不同，用戶提交注冊(cè)信息，F(xiàn)E前端服務(wù)器要與UDB數(shù)據(jù)庫(kù)交互，檢查用戶的注冊(cè)信息是否可用，此場(chǎng)景為用戶注冊(cè)信息為不可用，F(xiàn)E返回用戶修改注冊(cè)信息的頁(yè)面，經(jīng)過(guò)測(cè)試可得系統(tǒng)處理此場(chǎng)景請(qǐng)求的平均處理時(shí)間為5ms，并且因?yàn)榭紤]技術(shù)難度和工程造價(jià)，粗略估計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作為1ms，因此C3 = {C3[1] , C3[2] , …, C3[9]}={4, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0}；場(chǎng)景U4的使用情況Q4= Q1，U4的場(chǎng)景為用戶提交注冊(cè)信息，F(xiàn)E前端服務(wù)器與UDB數(shù)據(jù)庫(kù)交互，檢查用戶的注冊(cè)信息并且可用，F(xiàn)E將用戶的注冊(cè)信息寫(xiě)入U(xiǎn)DB數(shù)據(jù)庫(kù)，并返回用戶注冊(cè)成功和下載的頁(yè)面，過(guò)測(cè)試可得系統(tǒng)處理此場(chǎng)景請(qǐng)求的平均處理時(shí)間為5ms，并且因?yàn)榭紤]技術(shù)難度和工程造價(jià)，粗略估計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作為1ms，因此C4 = {C4[1] , C4[2] , …, C4[9]}={4, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0}；場(chǎng)景U5的使用情況Q5= Q4，U4的場(chǎng)景為用戶提交下載URL，F(xiàn)E前端服務(wù)器返回用戶個(gè)人版客戶端的安裝程序，考慮FE在處理用戶提交的下載URL之外，還要有讀寫(xiě)磁盤和傳輸下載的處理，因此粗略估計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作為2ms，C5 = {C5[1] , C5[2] , …, C5[9]}={2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}；應(yīng)用公式： 可以計(jì)算得到此部分系統(tǒng)服務(wù)壓力的向量：把系統(tǒng)中所有的操作流綜合起來(lái)，可以計(jì)算得出系統(tǒng)各服務(wù)的壓力值，和系統(tǒng)流量的大小。因?yàn)楸咎幨褂玫南到y(tǒng)壓力是測(cè)試的結(jié)果，結(jié)果有很大的不確定性，不僅有很大的不確定性，而且還與測(cè)試程序的精度有關(guān)。所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)邏輯，對(duì)每個(gè)場(chǎng)景的LSi乘以不同的調(diào)整系數(shù)βi[k] ，并取和可以最后可以得到：LS={ LSi | i=1, 2, …, 9}={3780ms, 860ms, 1140ms, 460ms, 1140ms, 560ms, 260ms, 330ms, 650ms} 考察服務(wù)之間信息流量為了表示用戶和SEVEN系統(tǒng)之間的信息流量，設(shè)定0號(hào)節(jié)點(diǎn)為用戶節(jié)點(diǎn)，這樣可以表示出系統(tǒng)入口的信息流量；另外，根據(jù)FE所返回用戶的WEB頁(yè)面變化不多，形式相似的特點(diǎn)，將所有的系統(tǒng)返回頁(yè)面的流量按照字節(jié)數(shù)定義為100K；根據(jù)用戶提交HTTP請(qǐng)求形式簡(jiǎn)單，流量較少，本處取平均值1K；FE和數(shù)據(jù)庫(kù)，SS等的交互流量基本相似，本處采取平均值的算法，取平均值1K。根據(jù)服務(wù)的協(xié)作邏輯，服務(wù)之間的信息流量矩陣Tx表示為：，其中CT[1]ij表示從i節(jié)點(diǎn)到j(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。在個(gè)人用戶注冊(cè)操作流的4個(gè)場(chǎng)景里面：在U1場(chǎng)景中，用戶訪問(wèn)系統(tǒng)，F(xiàn)E返回首頁(yè)，流量為首頁(yè)的HTTP超文本內(nèi)容，工程上采用簡(jiǎn)化的傳輸值模型屏蔽負(fù)載復(fù)雜多變的HTTP傳輸，其中用戶請(qǐng)求CT[1]01=1K，系統(tǒng)返回的HTTP內(nèi)容CT[1]10=100K；在U2場(chǎng)景中，用戶選擇注冊(cè)新系統(tǒng)用戶，F(xiàn)E返回注冊(cè)頁(yè)面，類似U1場(chǎng)景的，其中用戶請(qǐng)求CT[2]01=1K，系統(tǒng)返回的HTTP內(nèi)容CT[2]10=100K；在U3場(chǎng)景中，用戶提交注冊(cè)表單內(nèi)容，F(xiàn)E訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)返回查詢結(jié)果，F(xiàn)E根據(jù)查詢結(jié)果判斷注冊(cè)信息，并返回用戶注冊(cè)失敗的修改注冊(cè)頁(yè)面，因此有CT[3]01=1K，CT[3]10=100K，CT[3]15=1K，CT[3]51=1K；在U4場(chǎng)景中，用戶提交注冊(cè)表單請(qǐng)求，F(xiàn)E訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)返回查詢結(jié)果，F(xiàn)E根據(jù)查詢結(jié)果判斷注冊(cè)信息，并返回用戶注冊(cè)成功和下載頁(yè)面，因此有 CT[4]01=1K，CT[4]10=100K，CT[4]15=1K，CT[4]51=1K；在U5場(chǎng)景中，用戶從下載頁(yè)面上下載客戶端，客戶端大小為1430K，設(shè)想高峰期用戶在4分鐘之內(nèi)下載完畢，因此有CT[5]01=1K，CT[5]10=1430K/460=6K。根據(jù)公式：，可以得到對(duì)于用戶注冊(cè)的操作流，有服務(wù)之間的信息流量： ， 將帶有方向的網(wǎng)絡(luò)傳輸圖轉(zhuǎn)換為無(wú)方向的網(wǎng)絡(luò)傳輸圖，即將兩個(gè)節(jié)點(diǎn)方向互反的兩條邊合為一條，并且將邊上的傳輸流量相加。最后可以在應(yīng)用層建模系統(tǒng)為如圖所示： 模仿TCP/IP層建模 了解了SEVEN系統(tǒng)的軟件架構(gòu)，并由應(yīng)用層建?？梢缘玫剑菏褂靡笙到y(tǒng)服務(wù)的負(fù)載量以及服務(wù)之間的網(wǎng)絡(luò)流量。這里使用的系統(tǒng)服務(wù)壓力模型是：服務(wù)在單位一秒鐘需要做總共N（ms）的計(jì)算處理。因此，就至少需要N/1000個(gè)并行的進(jìn)程處理這樣的服務(wù)。 所以可知：LS={ LSi | i=1, 2, …, 9}={3780ms, 860ms, 1140ms, 460ms, 1140ms, 780ms, 260ms, 330ms, 650ms}，即服務(wù)需要的等價(jià)物理計(jì)算單元數(shù)量為{, , , , , , , , }。因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)可以配置于多個(gè)計(jì)算單元上，而一個(gè)計(jì)算單元也可以配置以多種服務(wù)，所以根據(jù)這樣的要求，可以有很多種系統(tǒng)的配置方案，如方案一： 方案一： 此方案為14個(gè)計(jì)算單元（皆與系統(tǒng)測(cè)試的硬件配置相同），其中四個(gè)FE前端服務(wù)，2個(gè)UDB，2個(gè)SOG服務(wù)；每個(gè)計(jì)算單元上只配置一個(gè)服務(wù)；系統(tǒng)使用負(fù)載均衡機(jī)制為平均分配；此系統(tǒng)集成為樹(shù)型結(jié)構(gòu)，根節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)是服務(wù)，葉節(jié)點(diǎn)是配置了單服務(wù)的計(jì)算單元。則系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣：，系統(tǒng)的自由度為 ，壓力在服務(wù)之上均勻分配，則與系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力的分配比例有比例矩陣；可以求得每臺(tái)主機(jī)上的壓力為：M1=945ms。 M2=945ms。 M3=945ms。 M4=945ms。 M5=860ms。 M6=570ms。 M7=570ms。 M8=460ms。 M9=570ms。 M10=570ms。 M11=560ms。 M12=260ms。 M13=330ms。 M14=650ms。另外，除FE和用戶之間的系統(tǒng)單一入口流量較大，使用千兆以太網(wǎng)之外，內(nèi)部的通訊流量較少。此方案的特點(diǎn)為，使用安全度高，配置冗余度高，造價(jià)高，且無(wú)數(shù)據(jù)庫(kù)備份的考慮，單節(jié)點(diǎn)單服務(wù)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)依賴性強(qiáng)，單線計(jì)算，壓力不均衡。 方案二：此方案考慮到可以將不同的服務(wù)配置于不同的計(jì)算單元之上，形成系統(tǒng)的多支撐結(jié)構(gòu)，這樣可以降低系統(tǒng)的單元依賴性，并且降低系統(tǒng)的造價(jià)。系統(tǒng)配置10個(gè)計(jì)算單元（皆與系統(tǒng)測(cè)試的硬件配置相同），其中四個(gè)單元M1M4配置以FE前端服務(wù)（考慮到系統(tǒng)前端的處理效率，只配置以單服務(wù)），M5配置以NF和NG服務(wù)（考慮到NF和NG之間的協(xié)作關(guān)系），M6配置以RPT和SDS，M7和M8相同的配置以UDB和RDB（考慮冗余和備份），M9和M10相同的配置以SCS和SOG；每個(gè)計(jì)算單元上只配置一個(gè)服務(wù)；系統(tǒng)使用負(fù)載均衡機(jī)制為平均分配；則系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣：，系統(tǒng)的自由度為；壓力在服務(wù)之上均勻分配，則與系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力的分配比例有比例矩陣，可以求得每臺(tái)主機(jī)上的壓力為：M1=945ms。 M2=945ms。 M3=945ms。 M4=945ms。 M5=590ms。 M6=570ms。 M7=850ms。 M8=850ms。 M9=1000ms。 M10=1000ms。 M11=560ms。 M12=260ms。 M13=330ms。 M14=650ms。另外，除FE和用戶之間的系統(tǒng)單一入口流量較大，使用千兆以太網(wǎng)之外，內(nèi)部的通訊流量較少。此方案綜合考慮系統(tǒng)的使用，并且結(jié)合系統(tǒng)的邏輯路徑，合并邏輯相鄰的服務(wù)到一個(gè)節(jié)點(diǎn)中，特點(diǎn)為，使用安全度高，造價(jià)低，考慮數(shù)據(jù)庫(kù)備份，單節(jié)點(diǎn)多服務(wù)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)依賴性不強(qiáng)，并行計(jì)算能力強(qiáng)，壓力均衡。 優(yōu)化策略對(duì)SEVEN系統(tǒng)的系統(tǒng)集成優(yōu)化同樣是根據(jù)系統(tǒng)集成建模的結(jié)果來(lái)進(jìn)行的。本模型建立了系統(tǒng)在應(yīng)用層和TCP/IP層的模型，優(yōu)化方法可以根據(jù)這樣的模型來(lái)進(jìn)行。 應(yīng)用層 SSL加密從上圖可以看出，SEVEN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個(gè)級(jí)聯(lián)的，分層結(jié)構(gòu)，能夠提供比普通“平板”式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安全的服務(wù)，比如一般請(qǐng)求在到達(dá)最終的計(jì)算點(diǎn)之前必須穿透多個(gè)層的安全措施。來(lái)自于移動(dòng)設(shè)備的一般請(qǐng)求從internet上，穿過(guò)路由器到達(dá)SEVEN的防火墻。當(dāng)請(qǐng)求穿過(guò)防火墻的時(shí)候，它從不信任的網(wǎng)段到達(dá)了信任的網(wǎng)段。因此信任的網(wǎng)段中信息傳輸可以不用SSL加密。SEVEN使用一個(gè)SSL加速器來(lái)處理進(jìn)入的安全請(qǐng)求。SSL請(qǐng)求穿過(guò)防火墻到達(dá)SSL加速器，這樣能夠消除FE服務(wù)器處理SSL請(qǐng)求的負(fù)擔(dān)。結(jié)果是，所有連接到FE服務(wù)器的內(nèi)部請(qǐng)求都不是SSL加密的。這樣內(nèi)部計(jì)算可以省掉SSL加密解密的冗余負(fù)載。 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)是由兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成，一個(gè)主服務(wù)器（DB0）和一個(gè)二號(hào)服務(wù)器（DB1），一號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器包括兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)例，二號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上也有兩個(gè)，與永遠(yuǎn)一號(hào)保持同步。以防備一號(hào)主力服務(wù)器發(fā)生錯(cuò)誤的情況。1．受管理的恢復(fù)備用：當(dāng)DB0產(chǎn)生錯(cuò)誤的時(shí)候，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA可以激活DB1，這依賴于管理員使用的工具，和網(wǎng)絡(luò)的配置。DB1可以在DB0失敗的時(shí)候自動(dòng)激活；2．第二備用：第二備用能用來(lái)冷備份，依據(jù)運(yùn)營(yíng)商的最佳實(shí)踐方式。一般是一個(gè)星期備份一次。第二數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器也可以用來(lái)作為服務(wù)上線前測(cè)試腳本的測(cè)試服務(wù)器。系統(tǒng)可以支持500’000個(gè)用戶同時(shí)使用的情況。下表說(shuō)明的是數(shù)據(jù)庫(kù)所需要的存儲(chǔ)空間，依賴于系統(tǒng)用戶的數(shù)目。期待的用戶數(shù)量50K50K200k200K500KEE/PE數(shù)據(jù)庫(kù)和其他文件系統(tǒng)（*）30GB40GB54GBDump volume for backups50GB100GB100GBRDB數(shù)據(jù)庫(kù)和其他文件系統(tǒng)（*）54GB80GB130GB備份100GB100GB150GB(*) 包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件Oracle和日志文件等 保持用戶會(huì)話SEVEN系統(tǒng)使用cookies或者URL重寫(xiě)來(lái)決定發(fā)送到哪個(gè)FE前端服務(wù)器上。對(duì)于一個(gè)連接會(huì)話來(lái)說(shuō)，所有的請(qǐng)求都發(fā)送到一個(gè)FE前端服務(wù)器也是非常重要的，這樣SEVEN系統(tǒng)不必每次都去UDB（用戶數(shù)據(jù)庫(kù)）來(lái)查閱用戶現(xiàn)在的狀態(tài)，這樣的查詢會(huì)嚴(yán)重的影響系統(tǒng)的效率。 TCP/IP層 使用極限過(guò)渡（Fa