Настройка и оптимизация производительности

Настройка и оптимизация производительности часто недооцениваются, поэтому администраторы обычно уделяют недостаточно внимания вопросам оптимизации. Поддержка среды Windows Server 2003 будет затруднена, если не учитывать аспекты производительности. Оптимизацию или настройку производительности обычно выполняют, когда возникает какая-либо проблема, связанная, например, с замедленным входом пользователей или с другим снижением производительности.

Кстати, оптимизация производительности может существенно снизить нагрузку администраторов, позволяя экономить время в их повседневной работе. В сочетании с планированием вычислительной мощности оборудования оптимизацию производительности можно использовать для избавления от проблем до того, как они становятся существенным фактором. Она помогает администраторам устанавливать базовые (эталонные) показатели, на основе которых можно определять, насколько эффективно работает сеть или компьютер. Текущие измерения производительности можно сравнивать с этими базовыми показателями, чтобы определить, каким образом можно повысить производительность. Оптимизацию производительности можно также использовать, чтобы справляться с такими задачами, как определение масштаба системы, определение времени модернизации и момента, когда нужно сегментировать рабочую нагрузку.

Независимо от конкретных обстоятельств вы можете увидеть, каким образом оптимизация производительности и планирование мощности влияют на вас, вашу среду и восприятие пользователей. Но как вы можете изменить восприятие пользователей? Как создать или поддерживать надежную эффективную среду Windows Server 2003 и свести к минимуму или устранить экстремальные ситуации? Эти и многие другие вопросы рассматриваются в этой лекции. Конечно, эта лекция не позволит вам разрешить все компьютерные проблемы, но вы сможете четко понять, почему вам нужны процедуры оптимизации производительности и планирования вычислительной мощности. Эти процедуры можно применять к небольшим средам, а также масштабировать для систем уровня предприятия.

Описание оптимизации производительности

Оптимизация производительности существенно улучшилась за последние годы для Windows-сред, чтобы системы работали быстрее, могли справляться с более высокой нагрузкой и обеспечивали надежность, готовность и обслуживаемость компьютерных ресурсов. Обслуживающий персонал и администраторы, ответственные за работу компьютеров, могут убедиться в необходимости предупреждающего мониторинга для обеспечения соответствующей поддержки конечных пользователей и структуры предприятия.

С ростом популярности системы Windows в деловой среде ответственность, возлагаемая на Windows Server 2003, оказалась намного больше, чем у предшествующих систем, Windows NT и Windows 2000. В результате оптимизация производительности стала критически важна для успешного управления вашим окружением.

Оптимизация производительности в сочетании с планированием мощности является одной из наиболее важных и трудных обязанностей, которые приходится выполнять как для небольших, так и крупных окружений Windows Server 2003. Это требует различных знаний и может всегда улучшаться, поскольку навыки работы и окружения постоянно изменяются. Оптимизация производительности охватывает много аспектов управления системами, управления производительностью, дедуктивных рассуждений и прогнозирования. Однако оптимизация производительности это не только использование формул или статистической информации. Вы должны использовать свои личные творческие и интуитивные способности в дополнение к чисто аналитическим решениям.

При рассмотрении аспектов оптимизации производительности важно использовать сочетание деловых и технических принципов, чтобы получить выгоды для организации в целом. Если компьютер выполняет работу с превосходными показателями, это не обязательно означает, что организация обслуживается на соответствующем уровне или ресурсы используются должным образом. Имеется ряд вопросов, о которых следует помнить при настройке и оптимизация производительности.

• Насколько быстро можно выполнить определенную задачу?
• Сколько работы можно выполнить?
• Какие затраты связаны с определенными деловыми стратегиями?
• Насколько эффективно и рационально используется система?

Оптимизация производительности в сочетании с планированием мощности позволяет вам сделать опережающий шаг для вашей системы и предсказать будущие требования к ресурсам путем оценки поведения существующей системы. Это также позволяет вам определить систему в целом путем расчета базовых показателей производительности и последующего анализа трендов и характеристик, что дает полезный взгляд на тенденции развития системы. Это бесценное средство для выявления текущих и потенциальных узких мест. Правильная реализация процедур оптимизации производительности помогают раскрыть влияние конкретных действий по управлению системой на производительность (модернизация ПО и оборудования, изменения в топологии сети и т.д.), будущие требования к ресурсам и стратегии финансирования. Оптимизация производительности позволяет вам разрешать вопросы производительности заранее, а не по текущим результатам.

Определение уровней и целей обслуживания

Оптимизация производительности - это поиск баланса ресурсов и рабочей нагрузки. Определение вычислительной мощности, соответствующей задачам, которые будут выполняться, является чрезвычайно трудной задачей. Если имеется мощная, но недостаточно используемая система, это означает, что имеются лишние ресурсы и вложено слишком много денег. С другой стороны, если система не может справляться с рабочей нагрузкой, то задерживается выполнение задач или транзакций, происходит потеря деловых возможностей, возрастают затраты, и пользователь (или

клиент) испытывает проблемы. Таким образом, главной целью оптимизации производительности является достижение баланса.

Оптимизация производительности включает в себя работу с неизвестными и неизмеримыми аспектами системы, такими как число транзакций, которые потребуется выполнять системе в следующие несколько месяцев или лет. К другим вопросам может относиться административная нагрузка, например, количество системных администраторов, которое потребуется для поддержки работы сервера базы данных компании. Все эти вопросы касаются методов оптимизации производительности и планирования мощности, и соответствующие ответы нельзя предсказать с абсолютной точностью. Оценка будущих требований к ресурсам является непростой задачей. Однако оптимизация производительности является процессом, в котором вы можете задать контрольные характеристики и выполнить анализ характеристик текущего использования системных ресурсов, используя результаты для прогнозирования будущих потребностей. Ваш уровень знаний и контроля системы ограничен; чтобы достичь баланса между мощностью системы и рабочей нагрузкой вы должны получить как можно больше сведений о среде и как можно лучше контролировать ее. Контроль доступных вам аспектов сильно повышает ваши возможности успешной поддержки надежности, обслуживаемости и готовности вашей системы.

Чтобы заранее подготовиться к управлению вашей системой, важно создать политики и процедуры на уровне этой системы. Политики и процедуры помогают определить уровни обслуживания и сформировать ожидания пользователей. После их определения вы можете легко начать определение характеристик рабочей нагрузки, что, в свою очередь, поможет вам определить базовые значения показателей производительности, необходимые для оценки состояния вашей системы. Например, вы можете определить соглашение по уровням обслуживания, которое гласит, что время отклика для определенного компьютера должно составлять не более трех секунд.

Задание политик и процедур

Политики и процедуры, которые вы решаете реализовать, целиком зависят от вашего сетевого окружения. Процесс определения уровней обслуживания и целей для вашей системы дает вам определенный уровень контроля над ресурсами системы. Без этого уровня контроля трудно понять тонкости системы и еще труднее управлять производительностью и оптимизировать ее. Политики и процедуры помогают также отбирать эмпирические данные и преобразовывать их в информацию, которую вы можете использовать для определения как текущих, так и будущих требований к мощности. По сути политики и процедуры определяют, как предполагается использовать систему, давая указания, которые помогают пользователям понять, что они не всегда могут свободно распоряжаться системными ресурсами так, как им кажется. В системе, где успешно действуют политики и процедуры, при внезапном снижении пропускной способности вы можете предположить, что причиной не может быть, например, игра некоторых сотрудников в многопользовательскую сетевую игру или отправка отдельными пользователями огромных вложений всем сотрудникам компании.

Предусмотрите создание двух наборов политик и процедур: один набор для передачи пользователям и еще один набор для внутреннего использования отделом информационных систем и персоналом поддержки систем. Например, политики и процедуры для пользователей могут включать ограничение в размере вложений электронной почты и запрещение использования в вашей сети бета-продуктов (то есть

разработанных вне организации). Внутренние политики и процедуры могут включать правила, указывающие, что все резервное копирование должно быть выполнено к 5 утра каждый рабочий день и что текущее обслуживание системы (обновление серверов, модернизация драйверов и т.д.) должно выполняться утром в субботу с 6 до 9 утра. В следующем списке приводятся другие примеры политик и процедур, которые могут быть применены к вашему окружению.

• Укажите, что ваши вычислительные ресурсы предназначены только для делового использования, то есть не разрешается игровое или личное использование компьютеров.
• Укажите, что только определенные приложения поддерживаются и разрешаются для использования в сети.
• Задайте квоты дискового пространства по личным домашним папкам, реализуя эти политики с помощью ПО управления квотами, включенного в Windows Server 2003.
• Задайте интервалы репликации для определенных баз данных.
• Укажите, что пользователи должны выполнить определенный набор шагов, чтобы получить техническую поддержку.

Задание базовых значений

Теперь вы можете задаться вопросом: "Что мне сделать, чтобы начать мониторинг производительности?" или "Как мне определить размер новой сети или сервера Windows Server 2003?" На самом деле вы уже начали этот процесс, определив политики и процедуры, снижающие количество эмпирических данных, которые вы получаете. Следующий подготовительный шаг к оптимизации производительности - это определение базовых значений, чтобы вы могли проводить мониторинг производительности. Вам нужна контрольная точка, с которой вы можете сравнивать результаты. При определении базовых значений вы работаете с множеством фактических данных (статистическое представление производительности системы), но имеется лишь несколько переменных, которые требуют вашей оценки и интуитивных суждений. Это характеристика рабочей нагрузки, эталонные значения, предоставляемая поставщиком информация и, конечно, результаты сбора ваших данных. Позже вы сможете сравнивать текущие показатели с этими базовыми значениями, выполнять анализ трендов и др.

Определение характеристик рабочей нагрузки

Определение рабочих нагрузок системы может оказаться крайне трудной задачей, в частности, из-за включения ресурсов в несколько рабочих нагрузок и разброса времени обработки, а также количества обрабатываемых данных. Рабочие нагрузки группируются, или характеризуются в соответствии с типом выполняемой работы и используемыми ресурсами. В следующем списке показано, для каких рабочих нагрузок можно определять характеристики.

• В зависимости от отдела (исследования и разработки, производство и т.д.).
• Объем выполняемой работы.
• Пакетная обработка.
• Обработка в реальном масштабе времени.
• Запросы обслуживания, требующие внимания в течение указанного времени.
• Транзакции в режиме online.

Определив рабочие нагрузки вашей системы, вы можете определить требования к ресурсам для каждой из них и выполнить соответствующее планирование. Этот процесс помогает также определить уровни производительности для соответствующих рабочих нагрузок и требования от системы. Например, некоторые рабочие нагрузки могут в большей степени использовать память и в меньшей степени процессор.

Эталонные значения и предоставляемая поставщиком информация

Эталонные значения (benchmark) - это значения, которые используются для измерения производительности таких продуктов, как процессоры, видеокарты, накопители на жестких дисках, приложения и системы в целом. Они находятся среди наиболее важных показателей в компьютерной отрасли. Почти каждая компания в компьютерной отрасли использует эти значения, чтобы сравнить себя с конкурентами. Как вы можете ожидать, эталонные значения активно используются в продаже и маркетинге, но их истинное назначение - указывать уровни производительности, которые вы можете ожидать при использовании данного продукта.

Большинство эталонных показателей предоставляются самими поставщиками, но они могут поступать также из других источников, таких как журналы, организации, проводящие эталонные испытания, и местные лаборатории по тестированию. В табл. 16.1 приводится список организаций, предоставляющих статистику по эталонным показателям и средства для оценки производительности продуктов. Эталонные значения могут играть очень большую роль в процессе принятия вашего решения, но они не должны быть единственным источником для оценки и измерения производительности. При использовании результатов эталонных испытаний в планировании вычислительной мощности используйте эти результаты только как ориентир и будьте осторожны в их интерпретации.

Сбор данных: что включается в мониторинг

Каждый компьютер с Windows Server 2003 содержит компоненты, мониторинг которых можно выполнять с помощью оснастки Performance (Производительность). Это могут быть аппаратные или программные компоненты, которые выполняют задачи или поддерживают рабочую нагрузку. Многие из этих компонентов имеют показатели, отражающие определенные аспекты их функционирования, которые можно точно измерить как скорость выполнения задач. Например, счетчик Network

Segment: Total bytes received/second (Сетевой сегмент: Количество полученных байтов/сек.) показывает количество байтов, поступивших в компьютер Windows Server 2003 из сетевой подсистемы. Все собранные данные поступают из счетчиков, мониторинг которых осуществляет оснастка Performance.

Объекты

В системах Windows Server 2003 многие компоненты, представляющие компьютер в целом, сгруппированы в объекты на основании их характеристик. Например, все, что относится к процессору, находится в объекте Processor, и все, что относится к памяти, находится в объекте Memory. Объекты группируются в соответствии их функциями или связью с системой. Они представляют логические механизмы, такие как процессы, или физические элементы, такие как жесткие диски.

Объекты не ограничиваются только тем, что содержится в Windows Server 2003. Все продукты Microsoft BackOffice имеют объекты, которые могут оцениваться и отслеживаться оснасткой Performance или аналогичными средствами мониторинга производительности. Объекты могут также создаваться сторонними поставщиками, что позволяет вам как ИТ-специалисту использовать такую оснастку, как Performance, для мониторинга ваших компонентов. Microsoft сознательно позволяет внешним поставщикам создавать относящиеся к их собственным приложениям или устройствам объекты и счетчики, которые могут читаться этими средствами.

Количество объектов, представленных в системе, зависит от конфигурации системы. Например, счетчики Internet Information Server не представлены в системе, если в ней не запущено это приложение. Но имеется несколько объектов, которые содержатся в каждой системе.

• Cache (Кэш)
• Logical disk (Логический диск)
• Memory (Память)
• Paging file (Файл подкачки)
• Physical disk (Физический диск)
• Process (Процесс)
• Processor (Процессор)
• Server (Сервер)
• System (Система)
• Thread (Поток)

Счетчики

Каждый объект содержит счетчики.Счетчики обычно дают информацию об использовании, пропускной способности, длине очереди и т.п. для определенного объекта. Например, все счетчики, относящиеся к файлу подкачки, содержатся в объекте Paging File. Средства оптимизации производительности используют счетчики в определенном объекте для сбора данных. Информация, собранная из этих счетчиков, выводится затем в окне соответствующего средства или накапливается в файле данных.

Экземпляры

Если на вашем компьютере имеется несколько сходных компонентов (два жестких диска, четыре процессора и т.д.), то каждый из них считается экземпляром (instance) этого компонента. Каждый экземпляр имеет свой счетчик, который измеряет его собственную производительность. Счетчики с несколькими экземплярами содержат также экземпляр, объединяющий все экземпляры.