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提升应用性能小诀窍:优化工作负载与软件路径

工作负载优化是指允许一个应用程序或一组应用程序通常也被认为是工作负载)通过底层硬件和架构/中间件层使其达到最大的可用性能。如果你的公司希望从所购买的计算机平台中获取最高效的应用性能,首先就应该确保工作负载已经足够优化,其次还应该去寻找那些能够整合软硬件路径的供应商们来协助。

一场关系国家信息安全的技术变革正在银行业愈演愈烈。

使用正确的路径

IT专业人员通常使用复杂的工具来监控并报告虚拟服务器性能,确保为每个工作负载都分配了足够多的计算资源,保证每个系统在已制定的参数内运行。但硬件平台运行稳定并不能确保运行在该平台之上的工作负载向用户交付了足够好的服务级别。随着企业对应用的价值越来越重视,运维关注的焦点已经从系统管理逐渐转向了服务管理。

IOE,分别指IBM、Oracle和EMC,三者分别是小型机、数据库和高端存储的领导厂商。它们组成的系统一度被视为大型金融企业后台的“黄金架构”。

供应商与IT购买者们通常使用三种方式来优化工作负载性能:任务调整、应用性能管理和软硬件路径优化。比如说,一个工作负载作为一个核心应用,除了会造成相当多的I/O负载之外,还必须具备非常高等级的安全环境,因此最佳方案就是将其放在一台大型机上。一个相对轻量级的工作负载,快速线程以及需要较低的服务质量QoS)要求例如较低的安全性、可靠性和可用性要求)最好使用x86服务器。应用性能管理的意思是,在本质上使用一套监控和控制的工具来方便使用者相对于供应商)调整他们的应用环境。

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然而,“棱镜门”事件之后,IOE却成了信息安全隐患的代名词。“去IOE”也成了国内金融企业,尤其是各大银行不得不面对的问题。

除了以上两个关键方式,此篇文件着重描述的是“软硬件路径优化”,通常以供应商为导向,使用各种方法来使一个工作负载经过硬件与操作系统环境,在中间件与架构层之间运作最迅速,并最终进入数据库与后端。这种路径优化通常由供应商来操作完成,这些供应商的特征是必须非常了解底层硬件和数据库,以及整个架构和中间件层–这就意味着为数不多的那些重量级IT玩家们,如IBM,Oracle和微软。

应用性能管理的重要性

事实上,借助着新技术和新应用变革,国内企业已经开始行动,去IOE浪潮渐起。

当应用性能成为瓶颈时,路径优化就变得非常关键。如果你只是一个系统集成商–作为一家不拥有这个应用以及架构/中间件和底层硬件的公司。在这种情况下,一个应用/工作负载将会与某个第三方的中间件程序相连,与某个第三方架构程序相连,再通过操作系统环境来处理数据。在这个案例中,这个集成商或这个项目的工程师将不得不去了解所有的最佳方式和最佳实践来精简此应用通向数据库的方式。此外,如要真正调整应用,集成商不得不去理解硬件层面不同的作用,以此来提升应用性能。我几乎从没见过哪个集成商能够提供此种级别的优化调整服务。

应用性能管理是一个新兴的数据中心准则,旨在确保工作负载对最终用户交付了适宜的性能级别并协助IT专业人员对工作负载出现性能问题的根源进行诊断。

⊙记者 孙忠 周鹏峰 ○编辑 枫林

我最近与一个应用开发者聊天,他为一家公司定期开发软件。这位开发者告诉我他的公司经常能够为软件大幅度地提升软件性能,因为他们找到了如何通过中间件,架构和硬件层面来提升性能的方法。这种性能调整的能力赋予了这家供应商与其他不懂第三方软件路径优化供应商的特殊竞争优势。

应用性能管理(有时称之为业务服务管理或者监控)基于如下考虑:监控系统硬件性能相对容易,但是硬件性能并非总能够转换为工作负载性能。服务器可能有足够多的资源,然而工作负载可能仍旧会遇到性能瓶颈。

“去IOE这个话题太热了,几波调研要求我都回绝了。现在公司股价很高,不太适合再多说。”在6月去IOE呼声高涨之时,浪潮信息(000977,股吧)相关人士对上证报记者提出的采访要求如此回应。

作为软件路径优化的例子,让我们来思考IBM的Cognos软件发出的一个查询,Cognos软件是一款业务分析系列的产品。IBM拥有的“软件路径优化软件”Cognos,它能通过查询数据库获取信息,这些数据能够被存放在大型内存VLM)里作为内存处理。CPU被非常紧密的与内存子系统耦合,相对于不停地从磁盘子系统中运行读和写,这种方式直接导致了一个三倍的速度提升。再比如,模式化地最佳实践查询,SAP的NetWeaver业务仓库Business
Warehouse)的查询反应速度能够比使用ad-hoc查询方式快55%。在加强系统管理的基础上,IT管理员们对于查询的工作方式和未来如何去调整它获得了更高的可视度。一位管理员使用管理工具在Oracle
Essbase上进行查询调整能够达到提升70%的查询响应速度。此外,简化生命周期管理的结果也能够取得更多的性能节省–Cognos
TM1能使速度快至多80%。

结果就是用户体验很糟糕,这可能会降低生产效率以及工作质量,错过销售机遇或者接听不必要的服务支持电话。

截至昨日收盘,浪潮信息股价收于34.10元/股,相较去年同期,股价已有超过一倍涨幅。

路径的需求与影响

应用性能管理能够帮助IT专业人员了解每个企业负载的性能表现以及不同工作负载在数据中心服务器、存储以及网络基础设施之间的交互情况。

不仅如此,浪潮信息7月8日在接受机构投资者调研时表示,公司服务器产品2014年整体销售收入较2013年有翻倍趋势,销售收入增长主要受益国产化替代。

你如何来知道哪些供应商们正在调整并优化他们的软件路径呢?可惜的是,这个短语“软件路径优化”并没有在计算机领域广泛利用。有些供应商使用“软件优化调整与集成”作为他们开发流程的一个组成部分。他们认为这并不是软件路径优化。取而代之,他们只会谈论他们已经如何优化完成他们的软件并可能指出他们的实施和调整后的性能比他们的竞争者更出色,仅此而已。

准确定位虚拟数据中心存在的问题

国产化浪潮的缘起,去IOE声浪的高涨,看起来更多是2013年“棱镜门”这一事件驱动,以至国家层面基于信息安全的导向推动。记者近日调查发现,新技术架构应用与成本考量已成为潜在重要的市场推动因素,去IOE进程潜流涌动。

然而,如果你真正看到实际情况,许多供应商已经找出如何为信息架构和底层硬件取得高性能而需要进行的某些调整。换句话说,他们了解到如何通过架构和中间件层面,再进入数据库进行路径的优化调整

在虚拟化之前,对物理服务器之上的应用问题进行诊断相对简单。在大多数情况下,管理员通过重新配置,升级或者为服务器打补丁能够解决问题。

信息安全呼声再起

  • 可能有时使用特殊的硬件来达到高性能的目的。

不幸的是,虚拟化诊断为应用性能增加了一个全新的、很复杂的虚拟化层。运行多个工作负载肯定有益于提升服务器的利用率,但是硬件资源共享有时可能会导致不可预见的结果,以意想不到的方式对工作负载的性能产生不良影响。

在中科院院士倪光南看来,增强网络空间安全,在国家层面上,将会采取各种举措大力推进IT软硬件国产化,这对中国企业是一个很好的机遇

我发现许多IT购买者意识不到到路径优化能够大幅度提升应用性能的事实。这些购买者仅仅关注于商品的硬件和独立软件供应商ISV)的中间件/架构和进行系统管理的产品,即完成整个系统环境的搭建并使其运作。他们不经常做软件整合,那也就意味着他们无法从系统中获得较高的性能。就算这个系统环境只使用了30%的性能,他们也依然对这样的结果沾沾自喜。如果你的公司对高效比较关注的话–包括在正确的系统上运行正确的程序与进行应用的优化调整–你的公司则能够从现有的系统上获得更多的计算资源。你们的计算能力获取成本将会持续降低,能够在未来更好的扩展信息系统环境。最终,随着通过优化路径获得的性能优势,你的公司相对于那些不去调整工作任务,不懂得优化软件路径的那些低效率的竞争者们,将能够建立起无法撼动的竞争优势。

例如,假定一台数据库服务器和一台多媒体服务器共享同一台主机服务器。服务器有足够多的资源来应对工作负载对资源的需求,而且在正常的使用模式下,这两个工作负载都交付了足够好的性能。现在假定用户一直在抱怨数据库查询性能低下,IT专业人员通常会通过检查数据库服务器虚拟机来应对用户的抱怨,希望发现是配置发生了变化或者资源存在不足。但是检查完数据库服务器后,看起来唯一的问题就是当数据库查询性能低下时本地磁盘的I/O过于频繁,但是本地磁盘活动频繁却和数据库虚拟机无关。然而另一名技术人员发现当数据库响应缓慢时多媒体服务器虚拟机在处理大量的视频处理请求。

“棱镜门”事件曾一度推动大型企业后台“IOE”这一多年黄金架构进入公众关注视野;一年后,系列新闻报道再度令“去IOE”呼声高涨,这包括政府采购禁用Windows
8,国信办宣布将出台网络安全审查制度,中国禁止国企使用美资咨询公司服务等。

在上述示例中,即使数据库服务器虚拟机正面临性能问题,但这是由本地多媒体虚拟机处理大量的请求而导致的。因此一台虚拟机的性能可能会对其他本地虚拟机带来不良影响。

去IOE可以视为当前国产化浪潮的一个具体表现。以IBM为代表的小型机,以Oracle为代表的数据库软件和以EMC为代表的高端存储,一定程度上主导了企业的IT架构,通称IOE。

虚拟化可能会使追踪问题根源变得复杂起来,因为可能不会考虑特定系统上的其他负载情况就对虚拟机的资源进行调整或者迁移虚拟机。为更高效地诊断上述问题,IT专业人员需要使用能够识别出虚拟机物理路径以及每台虚拟机正在运行的应用的业务服务管理工具。

目前IBM服务器在中国市场占有率高企,无论在金融还是电信等领域,其大型机的垄断地位被认为无可替代;而Oracle在数据库领域是传统IT企业的佼佼者,其数据库负载均衡技术,为业界所认同;EMC则是高端服务器厂商,其存储性能以及安全性较突出,是金融机构重要信息存储较为青睐的品牌。

应用性能管理诊断功能

中科院院士倪光南在接受上证报记者采访时说,这些情况表明,为了增强网络空间安全,在国家层面上,将会采取各种举措大力推进IT软硬件国产化,这对中国企业是一个很好的机遇。

负载性能监控工具包括ManageEngine公司的应用管理器、Dell的Foglight,BMC以及IBM推出的应用性能管理。但是无论选择哪种产品,下一代虚拟机性能监控与管理工具必须能够提供整个虚拟环境的智能、整体视图,要能够覆盖终端设备。

来自国内厂商的信息则显示,目前一些大型国企、央企,包括一些大型政府机构,比如海关、财政部使用国产化设备意愿、需求、决心都很大。

例如,工具必须允许IT员工查看运行在物理系统之上的完整的虚拟基础设施,还必须能够记录每台虚拟机使用的计算资源并自动制定性能基线,在对工作负载的性能产生影响前报告所有的性能问题。结合上述特性使应用性能管理工具能够找到多个工作负载行为之间的因果关系,更好地对问题产生的根源进行分析。这是一个重大挑战,但将会作为数据中心发展的一个重要阶段而出现。

此前媒体已有盛传银行在考虑替换Oracle财务系统。用友软件(600588,股吧)高级副总裁郑雨林说,用友已经在准备,此前用友金融财务系统已在某国有大行推行实施。在政府层面的推广更为顺利,早在前年用友已为吉林财政做核心业务系统、国产化数据库等,为其业务在财政系统的推广奠定了一定的基础。

从价值角度考虑,能够更好地对问题根源进行分析的工具通过节省不必要的开销,很可能会收回工具部署成本。例如,一名IT技术人员如果无法检查虚拟机之间的关系,可能会试图通过迁移虚拟机、升级服务器、替代服务器或者重新分配资源来解决工作负载问题,这会浪费大量的时间。尽管这些策略可能会缓和当前的问题,但并没有从根本上解决问题也无法避免该问题在随后继续出现。

另有业内人士对上证报记者透露,已有国企及央企将IT架构的国产化比例作为考核的指标之一,但拒绝透露具体的行业。

企业IT的目标是为员工、合作伙伴以及企业用户提供服务。确保负载可用并提供足够好的用户体验对数据中心今后的管理至关重要。恰当的工具不仅能够防患于未然而且能够加快解决虚拟机交互所带来的无法预想到的问题。目前市场上已经推出了应用性能监控工具,但其功能、特性仍旧在不断发展以为IT专业人员提供更好的洞察力以及决策信息。

不过,这并不意味着金融业将彻底告别IOE。央行就曾澄清,去IOE并非淘汰三家厂商产品与服务,而是减少对于三家公司的依赖。

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“之前是海外媒体说中国银行业内部放弃IBM服务器,我们市场人员从银行人员那里也听到类似的说法,但官方不可能发出这样的指令,这是违反WTO规则的。”一国内厂商人士在接受上证报记者采访时说道。

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技术差距逾越艰难

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X86一年市场容量约二百四五十亿,主机市场(包括低端主机、小型机、高端大型机市场)规模在150亿至200亿,而今年浪潮小型机加上低端主机销量约3-4亿,但就大型机而言,目前世界上只有IBM能生产