Планирование мощности системы
Исторический обзор планирования мощности
Во времена многопользовательских ЭВМ концепции планирования мощности и производительности не были осознаны и не получили развития. В начале 1970-х годов предварительное планирование мощности заключалось лишь в поиске потребителей, применявших приложения, которые "работали бы так же", как и нужное приложение. Находить таких потребителей было трудно, а сравнивать фирмы и организации и как у них работают приложения – еще труднее.
В середине 1970-х годов потребители и поставщики приложений разработали методики для анализа, предусматривавшие запуск тестовых задач, при помощи которых можно было оценить оптимальный первоначальный состав аппаратных компонент ЭВМ. Они создавали приложения, похожие на применяемые потребителями и запускали их на похожем оборудовании, собирая статистические данные о его работе. Затем эти статистические данные использовались для подбора состава ЭВМ, наиболее хорошо удовлетворяющего потребностям потребителей. Этот процесс тоже позволял ответить на вопросы "что, если...", при помощи запуска сценариев с тестовыми задачами, позволяющими определить, какой состав системы необходим при увеличении в системе числа пользователей, процессов приложений или при увеличении объема данных. Недостатком этого процесса была его дороговизна. Первые тестовые задачи, разработанные первоначально для моделирования типовой работы потребителей, стали применяться в основном поставщиками компьютерного оборудования в качестве маркетинговых средств при продажах ЭВМ и для сравнения производительности конкурирующего оборудования.
Во время этого периода аналитики создавали методики для предсказания использования ресурсов существующих систем. Внешне этот процесс казался менее интересным, но он оказался таким же сложным, так как не существовало ни методик тестирования, ни инструментальных средств для сбора нужных данных. Ученые-компьютерщики (такие как д-р Джеффри Бузен [Jeffrey Buzen] – родоначальник теории планирования мощности) еще только разрабатывали теории об использовании ресурсов компьютеров и исследовали вопрос, как можно выполнять эти вычисления.
С 1980-х годов первоначальные тестовые модели развились в тесты стандартных нагрузок, такие как тесты ST1, TP1 и Debit/Credit, но усилия в то время были направлены на выявление аппаратуры с наивысшей производительностью для рекламных целей, а не на разработку стандартных моделей нагрузки от приложений, которые можно было бы использовать при предварительном планировании и поддержке систем. Потребители еще не могли пользоваться этими тестами для сравнения аппаратуры систем, потому что они работали в различных ситуациях. В ответ на эти нужды потребителей возник консорциум представителей компьютерной промышленности, "Совет по производительности обработки транзакций" (Transactional Processing Performance Council). Этот Совет задал стандарты обработки транзакций для более чем 45 производителей оборудования и программного обеспечения. Эти тесты часто могут показать относительные возможности оборудования и программного обеспечения для баз данных; к сожалению, они не могут помочь при предварительном планировании нагрузки от работы приложений.
Примечание.Тесты Совета не годятся для предварительного планирования мощности, потому что они не отражают свойства настоящей рабочей нагрузки. Чаще всего они спроектированы для демонстрации производительности, например, для измерения количества транзакций, проходящих через систему в течение заданного времени. Эти тестовые транзакции имеют маленькие длительности и выполняют очень небольшие объемы работы, поэтому можно обработать очень большое их количество. Из-за большого количества обработанных транзакций складывается впечатление, будто системы, на которых работали эти тесты, – очень мощные, но на самом деле они только кажутся таковыми, из-за особым образом сконструированной модели рабочей нагрузки.В это самое время подоспела архитектура "клиент/сервер" и технология реляционных баз данных, и потребность в предварительной оценке размера системы и в планировании мощности возросла. Большинство из современных приложений сейчас пишутся на основе архитектуры "клиент/сервер". Серверы обычно используют устройства для централизованного хранения данных, а пользовательский интерфейс обычно исполняется локально на настольных компьютерах пользователей или на удаленном веб-сайте. Эта экономная стратегия использования дорогих мощностей для обработки данных на сервере имеет еще одно достоинство: пользователи работают в уже привычных для них графических интерфейсах. Так как серверы, на которых работают приложения доступа к базам данных, используются очень интенсивно, то именно им уделяется основное внимание в большинстве проектов предварительного планирования мощности и исследований последующего планирования мощности.
В настоящее время для предварительного планирования мощности серверов по-прежнему чаще всего применяется метод моделирования работы приложений при помощи тестов, а наиболее точным методом прогноза производительности системы в будущем является сбор исторических данных о производительности и применение методов планирования мощности. Хотя этот процесс дорогой и отнимает много времени, но при моделировании реальной работы сервера потребители могут добиться весьма высокой точности. Однако, поскольку большие проекты могут потребовать многомиллионных инвестиций со стороны потребителя или со стороны поставщика, то доступ к системам для проведения таких исследований могут позволить себе, как правило, только самые крупные потребители. Понятно, что нужен метод глубокого, точного предварительного и последующего планирования мощности для мелких и средних систем. Для них, чтобы с 90-процентной точностью выполнить предварительное и последующее планирование мощности, пригодятся некоторые простые расчеты и общие знания об использовании системы.