信息系統(tǒng)運(yùn)行性能監(jiān)控分析

滿紅任 王義華

【摘要】B/S架構(gòu)等在當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)方面的快速開發(fā)和普及，使得運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)普遍采用了新的部署模式。此時(shí)，我們基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的要求，需要分析影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的不同因素，展開性能監(jiān)控與故障分析，從而了解到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的后臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，更好地完善及優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能及部署架構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】信息系統(tǒng);運(yùn)行性能;監(jiān)控分析

0.引言

業(yè)務(wù)范圍的擴(kuò)張呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展與服務(wù)發(fā)展從本質(zhì)上看就是信息化程度的競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)于信息系統(tǒng)的整體性能提出了更高的要求。一般情況下，系統(tǒng)性能的降低往往伴隨著其對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)展產(chǎn)生的不利影響，我們也應(yīng)該采取某些控制手段來(lái)對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行監(jiān)控和管理，重點(diǎn)針對(duì)可能出現(xiàn)的性能和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，保障整體運(yùn)行質(zhì)量，有效控制和縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。

1.當(dāng)前信息系統(tǒng)運(yùn)行性能的監(jiān)控現(xiàn)狀

在系統(tǒng)管理的過(guò)程當(dāng)中，基礎(chǔ)設(shè)施的管理是最核心的內(nèi)容之一，網(wǎng)絡(luò)管理朝著服務(wù)管理的過(guò)渡過(guò)程當(dāng)中，也需要良好的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)作為技術(shù)支持。在設(shè)計(jì)階段我們應(yīng)始終秉承這一目標(biāo)，而在系統(tǒng)正式投入運(yùn)行之后也應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理現(xiàn)有的、潛在的故障類型，也讓不同的性能監(jiān)控方式開始出現(xiàn)。

一般情況下，在出現(xiàn)正式的監(jiān)控軟件之前，一直采取的都是分層次監(jiān)控方案，在每個(gè)設(shè)備上運(yùn)行不同的命令來(lái)獲取自身的參數(shù)，以此為基礎(chǔ)判斷設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)，但該方案本身具有一定的局限性，該管理方案也需要大量的人力資源進(jìn)行支持。后續(xù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展背景下設(shè)備監(jiān)控開始分離，我們?cè)谝慌_(tái)設(shè)備上就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備的遠(yuǎn)程管理調(diào)度，配合自動(dòng)化監(jiān)控功能的出現(xiàn)，采取了更加優(yōu)化的管理模式。具體來(lái)看，數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集中在管理站之內(nèi)，在后續(xù)處理的工作當(dāng)中會(huì)運(yùn)行現(xiàn)有的命令，采集到的數(shù)據(jù)信息也包括動(dòng)態(tài)信息、靜態(tài)信息，在日常的管理中也是最受關(guān)注的部分。

但當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景之下，數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)規(guī)模發(fā)生了顯著改變，在當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)中也出現(xiàn)了門限告警的功能需求，在對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定之后，監(jiān)控界面會(huì)呈現(xiàn)出告警情況的參數(shù)信息，采取不同的方式進(jìn)行提醒。從軟件界面分析，所有的參數(shù)都可以被平面化地進(jìn)行展示。然而我們需要意識(shí)到某個(gè)參數(shù)所反映的問(wèn)題可能是因?yàn)椤邦悇e”所導(dǎo)致，且實(shí)際的參數(shù)之間本身存在著一定的聯(lián)系，多個(gè)參數(shù)同時(shí)報(bào)警也許只是因?yàn)閱蝹€(gè)故障所導(dǎo)致，而我們?nèi)绻荒軐?duì)后續(xù)參數(shù)展開進(jìn)一步處理，那么在界面上反映出的情況也會(huì)造成對(duì)系統(tǒng)性能判斷的失誤，進(jìn)而采取一些錯(cuò)誤的控制手段，還會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

另一方面，隨著電力業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，信息化系統(tǒng)的不斷增加，促使了IT基礎(chǔ)資源（服務(wù)器容量、應(yīng)用程序、存儲(chǔ)空間等等）的數(shù)量級(jí)飛速增長(zhǎng)，企業(yè)的IT運(yùn)維狀況也變得越來(lái)越復(fù)雜。電力企業(yè)即使擁有專業(yè)的IT團(tuán)隊(duì)，但同樣面臨很大的困惑及挑戰(zhàn)。例如：IT運(yùn)維項(xiàng)目多，復(fù)雜，繁瑣，以及頻繁的大數(shù)據(jù)更新及分析等。

2.應(yīng)用運(yùn)行性能監(jiān)控模式

應(yīng)用性能運(yùn)行監(jiān)控是一個(gè)比較新的網(wǎng)絡(luò)管理方向，主要指對(duì)企業(yè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)測(cè)、優(yōu)化，提高企業(yè)應(yīng)用的可靠性和質(zhì)量。Gartner在《應(yīng)用性能監(jiān)控魔力象限》分析報(bào)告指出IT運(yùn)維管理日漸趨向于以應(yīng)用為中心，大多數(shù)IT運(yùn)維團(tuán)隊(duì)仍認(rèn)為基礎(chǔ)設(shè)施的管理工作（真實(shí)和虛擬服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)）是其主要業(yè)務(wù)，但他們已經(jīng)認(rèn)可，基礎(chǔ)設(shè)施只有通過(guò)支持應(yīng)用才能為企業(yè)帶來(lái)價(jià)值。因此，在管理基礎(chǔ)設(shè)施組件時(shí)，如果不考慮其對(duì)應(yīng)用性能的影響，傳統(tǒng)IT運(yùn)維管理所投入的資金和工作也就很難說(shuō)有什么現(xiàn)實(shí)意義了。

為了適應(yīng)及滿足電力企業(yè)信息化快速發(fā)展的步伐，如何提高運(yùn)維服務(wù)質(zhì)量，將事后運(yùn)維轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防是電力企業(yè)所面臨的重大挑戰(zhàn)。這勢(shì)必要求提供一種及時(shí)高效的、主動(dòng)式的獲取到企業(yè)內(nèi)部核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)可用性及服務(wù)質(zhì)量性能數(shù)據(jù)的技術(shù)手段。建立從基礎(chǔ)設(shè)施到應(yīng)用程序的全方位監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在出現(xiàn)問(wèn)題故障接到客戶申報(bào)與投訴前，第一時(shí)間定位問(wèn)題， 有效提高運(yùn)維敏感度，力求及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行處理并為優(yōu)化應(yīng)用程序提供性能數(shù)據(jù)支持，降低整體運(yùn)維成本。

應(yīng)用運(yùn)行性能監(jiān)控是利用實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理及分析技術(shù)手段，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)和建立運(yùn)維數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系模型;通過(guò)可視化、建模的方式，以多維視角直觀的展示應(yīng)用系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行性能情況。一方面通過(guò)對(duì)應(yīng)用運(yùn)行過(guò)程的數(shù)據(jù)收集，發(fā)現(xiàn)版本間變化情況、應(yīng)用架構(gòu)及業(yè)務(wù)架構(gòu)的一致性、性能優(yōu)化、代碼錯(cuò)誤修復(fù)，明確版本的迭代過(guò)程的持續(xù)優(yōu)化，對(duì)收斂性進(jìn)行監(jiān)控;另一方面對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)在線運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析在系統(tǒng)運(yùn)行故障或容量限制之前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，可有效預(yù)防和減少系統(tǒng)運(yùn)行故障的發(fā)生。

應(yīng)用運(yùn)行性能監(jiān)控將傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維，轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)、用戶、業(yè)務(wù)等多維度的整體運(yùn)行監(jiān)控。包括了業(yè)務(wù)功能運(yùn)行性能監(jiān)控、功能訪問(wèn)量監(jiān)控、功能可用性監(jiān)控、故障/異?；厮莘治?、告警影響分析等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了以功能調(diào)用為視角，根據(jù)功能訪問(wèn)次數(shù)、成功/失敗次數(shù)等指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的訪問(wèn)量進(jìn)行監(jiān)控;根據(jù)功能調(diào)用的響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、錯(cuò)誤信息、調(diào)用次數(shù)以及硬件資源和中間件資源的消耗情況等綜合判斷功能的可用性;業(yè)務(wù)功能發(fā)生故障/性能異常時(shí)，支持事后對(duì)故障的回溯，以便對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行深度分析，包括堆棧、調(diào)用SQL等內(nèi)容。同時(shí)，提供對(duì)發(fā)布前后應(yīng)用程序執(zhí)行效率和程序錯(cuò)誤率的對(duì)比，能夠評(píng)估不同版本應(yīng)用程序的優(yōu)化和改進(jìn)的效果，以及快速發(fā)現(xiàn)和定位發(fā)布帶來(lái)的問(wèn)題和對(duì)用戶的影響，這也為評(píng)判業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)廠商KPI績(jī)效提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支撐。

3.服務(wù)器運(yùn)行性能監(jiān)控模式

系統(tǒng)出現(xiàn)的各類問(wèn)題都可以通過(guò)基本的操作系統(tǒng)要求進(jìn)行體現(xiàn)，包括對(duì)內(nèi)存、CPU等使用情況展開監(jiān)控和分析。我們需要掌握操作系統(tǒng)的更新情況和文件使用情況，包括用戶權(quán)限與服務(wù)器硬件層面的性能指標(biāo)監(jiān)控，進(jìn)入操作系統(tǒng)層面完成對(duì)設(shè)備信息的采集和監(jiān)控[1]。

3.1 CPU性能

在系統(tǒng)中除了正常運(yùn)行的線程之外還包括可能出現(xiàn)故障和例外的線程，作為一種異步事件，主要由I/O設(shè)備等產(chǎn)生。而軟件的中斷可以被視為是一種應(yīng)用運(yùn)行的手段，并不需要進(jìn)行特別監(jiān)控。硬件中斷頻率過(guò)高，且與底層關(guān)系較為密切，那么對(duì)于系統(tǒng)線程的正常運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生影響，尤其是底層硬件出現(xiàn)技術(shù)故障時(shí)，硬件中斷數(shù)量也會(huì)出現(xiàn)異常。

3.2 內(nèi)存性能

內(nèi)存管理包含內(nèi)容回收、分配等可執(zhí)行的系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容，處理硬件將檢查到的虛業(yè)置入內(nèi)存當(dāng)中。在與工作集相關(guān)的參數(shù)研究過(guò)程中，考慮到系統(tǒng)工作集的特殊要求，如果內(nèi)存不出現(xiàn)短缺，則之前使用過(guò)的內(nèi)存和未來(lái)可能使用的內(nèi)存將被保留;反之，內(nèi)存出現(xiàn)短缺，部分內(nèi)存會(huì)被釋放。例如working set值在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了明顯下降趨勢(shì)時(shí)，我們則可以判定內(nèi)存出現(xiàn)了短缺現(xiàn)象。當(dāng)然，在內(nèi)存使用率過(guò)大的情況下，還應(yīng)該分析系統(tǒng)內(nèi)核是否占用了過(guò)大的內(nèi)存，一般情況下這種情況出現(xiàn)較少，除非是系統(tǒng)本身添加了新的驅(qū)動(dòng)內(nèi)容。相反，內(nèi)存空間未被內(nèi)核數(shù)據(jù)過(guò)多占用，需根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估是否出現(xiàn)內(nèi)存鎖定、內(nèi)存泄露等，必要時(shí)進(jìn)行程序控制保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

3.3 磁盤系統(tǒng)性能

以磁盤的工作狀態(tài)來(lái)說(shuō)，磁盤空閑空間分散，在空閑空間不足的前提下其服務(wù)時(shí)間會(huì)顯著延長(zhǎng)。并且在利用率過(guò)高時(shí)還可能成為整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的瓶頸內(nèi)容。在CPU側(cè)，如果CPU利用率的出現(xiàn)同時(shí)伴隨著磁盤利用率過(guò)高的情況，那么我們也應(yīng)該考慮是否有磁盤問(wèn)題的產(chǎn)生。

4.數(shù)據(jù)庫(kù)性能監(jiān)控模式

按照數(shù)據(jù)庫(kù)種類的差異，我們可以選擇不同的監(jiān)控方法與監(jiān)控工具，但這些工作開展的前提在于我們充分了解服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)部署情況，并且包括數(shù)據(jù)備份部署、占用空間、運(yùn)行模式設(shè)置等，必要時(shí)還需采取監(jiān)控手段來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行、系統(tǒng)資源利用、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)情況展開定期監(jiān)控。例如通過(guò)數(shù)據(jù)字典了解其運(yùn)行性能指標(biāo)，分析性能狀態(tài)后獲取數(shù)據(jù)庫(kù)配置的參數(shù)信息。當(dāng)然，如果每個(gè)平臺(tái)來(lái)源于多個(gè)供應(yīng)商的解決方案，我們獲取良好性能數(shù)據(jù)信息的難度會(huì)提升，此時(shí)可以借助行業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控方案來(lái)簡(jiǎn)化性能監(jiān)控與規(guī)劃工作，改善現(xiàn)有的服務(wù)水平。

數(shù)據(jù)庫(kù)的性能受到多個(gè)方面的影響，除去操作系統(tǒng)的影響之外，參數(shù)設(shè)置、SQL語(yǔ)句等也是影響系統(tǒng)性能的主要因素。相比于一般的操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)在性能監(jiān)控和問(wèn)題定位方面明顯具備其特性，而衡量數(shù)據(jù)庫(kù)性能的總體參數(shù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)的吞吐量、用戶響應(yīng)時(shí)間，其中這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，就表明系統(tǒng)性能已經(jīng)出現(xiàn)下降問(wèn)題。而用戶響應(yīng)時(shí)間具有兩個(gè)途徑的改善方案，一是減少系統(tǒng)的服務(wù)時(shí)間，提升數(shù)據(jù)庫(kù)的吞吐量;二是減少用戶的等待時(shí)間，減少用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)出現(xiàn)的沖突情況。數(shù)據(jù)庫(kù)的多用戶特征決定了數(shù)據(jù)庫(kù)之內(nèi)會(huì)有并發(fā)操作的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)也需要采取多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的互斥操作。然而某些特殊的操作需要等待之前操作完成后展開，但是隨之而來(lái)的延遲問(wèn)題與系統(tǒng)性能下降問(wèn)題也需要納入考慮范圍之內(nèi)。對(duì)于等待事件的監(jiān)控，無(wú)疑也成為了當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控過(guò)程中的關(guān)鍵信息，同時(shí)還包括磁盤、文件爭(zhēng)用基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)分布調(diào)整[4]。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的IT系統(tǒng)不同層面的分析后，我們可以了解到不同基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)同運(yùn)行方案與業(yè)務(wù)服務(wù)支撐之間的關(guān)系，建立從硬件資產(chǎn)到軟件資產(chǎn)完整的資產(chǎn)關(guān)系模型。而不同的監(jiān)控技術(shù)在特定的環(huán)節(jié)下也與故障性能的敏感度之間存在必然聯(lián)系，所以在未來(lái)的技術(shù)研究中，對(duì)于性能監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)劃分也會(huì)更加復(fù)雜，但是這項(xiàng)工作如果能落實(shí)到位，不僅監(jiān)控系統(tǒng)的效率可以得到提升，系統(tǒng)穩(wěn)定性也可以得到保障，所以將對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控與基礎(chǔ)架構(gòu)、應(yīng)用性能進(jìn)行融合，也是今后需要細(xì)化分析的部分。

【參考文獻(xiàn)】

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