應(yīng)用系統(tǒng)性能改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)分析

引言： 某銀行先前使用的相關(guān)業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)采用Power Builder 6.0軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，用電子郵件傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)文件，規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能較弱，因此重新開(kāi)發(fā)適應(yīng)目前需要的新系統(tǒng)，以適應(yīng)形勢(shì)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。本文就在項(xiàng)目中所涉及的改進(jìn)方法加以分析和總結(jié)，以饗讀者。

由于先前使用的相關(guān)業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)用電子郵件傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)文件，規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能較弱，因此重新開(kāi)發(fā)適應(yīng)目前需要的新系統(tǒng)，以適應(yīng)形勢(shì)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。在大型分布式基于網(wǎng)站的應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及通信負(fù)荷均較大，提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能是一個(gè)迫切需要解決的重要課題。系統(tǒng)采用瀏覽器／服務(wù)器（Brower/Server）模式，各類服務(wù)器集中配置在總行發(fā)行部門，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理。各省、地（市）、縣分支庫(kù)發(fā)行部門安裝JDK和客戶端應(yīng)用程序，采用基于IE瀏覽器的用戶界面，通過(guò)銀行內(nèi)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行。系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖（見(jiàn)圖1所示）。

改進(jìn)應(yīng)用系統(tǒng)性能的措施

在硬件運(yùn)行平臺(tái)和系統(tǒng)軟件方面。較早的HTTP Server結(jié)合CGI程序調(diào)用的方式，由于每一請(qǐng)求需要對(duì)應(yīng)于后端系統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)程來(lái)運(yùn)行CGI程序來(lái)處理，系統(tǒng)的開(kāi)銷相當(dāng)大，性能和擴(kuò)展能力差。應(yīng)用服務(wù)器在市場(chǎng)上同類眾多產(chǎn)品中，我們選擇了IBM公司的Web Sphere產(chǎn)品系列。

注重前期系統(tǒng)架構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)，預(yù)先考慮未來(lái)的擴(kuò)展與性能需要。在項(xiàng)目投產(chǎn)后，應(yīng)用系統(tǒng)從開(kāi)發(fā)環(huán)境走向?qū)嶋H的生產(chǎn)環(huán)境，用戶訪問(wèn)量的不斷地上升，為了預(yù)留應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展空間，我們不斷地運(yùn)用新技術(shù)、采用新產(chǎn)品又對(duì)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)作了多次系統(tǒng)性的升級(jí)。其中通過(guò)引入多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器及Web服務(wù)器等構(gòu)建集群并行工作以提高整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的吞吐量及單點(diǎn)故障的克服能力。

采用集群技術(shù)，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行橫向擴(kuò)展和縱向擴(kuò)展。

采用集群服務(wù)（CS）技術(shù)，創(chuàng)建集群服務(wù)（CS）集群，將系統(tǒng)進(jìn)行橫向擴(kuò)展。當(dāng)其中任何一個(gè)物理主機(jī)出現(xiàn)硬件或軟件故障時(shí)，運(yùn)行在該物理主機(jī)上的應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)由集群服務(wù)功能轉(zhuǎn)移到其它沒(méi)有故障的物理主機(jī)并被重新啟動(dòng)。由于集群服務(wù)使用諸如SCSI和光纖等具有公共總線結(jié)構(gòu)的共享磁盤配置，因此，在故障應(yīng)急期間將不會(huì)有數(shù)據(jù)被丟失。

采用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡（NLB）技術(shù)，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡（NLB）集群，將系統(tǒng)進(jìn)行橫向和縱向擴(kuò)展。通過(guò)在集群內(nèi)的多個(gè)服務(wù)器之間根據(jù)每一臺(tái)服務(wù)器的具體運(yùn)行性能合理地分配來(lái)自客戶端的請(qǐng)求。并能夠?qū)崿F(xiàn)隨著流量的增加，可以向集群中添加更多的服務(wù)器，以增強(qiáng)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的可伸縮性。

圖1 系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

采用組件負(fù)載均衡（CLB）技術(shù)，創(chuàng)建組件負(fù)載均衡（CLB）集群，將系統(tǒng)更進(jìn)一步進(jìn)行橫向和縱向擴(kuò)展

采用數(shù)據(jù)庫(kù)路由器技術(shù)，在后端進(jìn)一步增設(shè)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的負(fù)載均衡，以及在任何時(shí)刻均保持完全相同的非單一邏輯數(shù)據(jù)集的熱備份。

在數(shù)據(jù)庫(kù)路由器ICX后端可以同時(shí)連接N個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所有的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶都通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)路由器ICX訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)用戶訪問(wèn)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況分配服務(wù)器來(lái)提供計(jì)算服務(wù)，能夠大大地提高服務(wù)運(yùn)行速度和優(yōu)化處理性能，并且實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

另外，可以同時(shí)連接多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，具體連接物理服務(wù)器的臺(tái)數(shù)根據(jù)用戶的具體需求來(lái)確定，一般具體數(shù)量為2～16臺(tái)。這若干臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容在任何時(shí)刻均保持是完全一致的。當(dāng)其中某一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，可以實(shí)時(shí)的、第一時(shí)間切換到其他處于正常運(yùn)行狀態(tài)的服務(wù)器上來(lái)繼續(xù)提供計(jì)算服務(wù)。實(shí)現(xiàn)零時(shí)間的服務(wù)器切換，不僅大大地提高了整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性，而且實(shí)現(xiàn)真正意義的服務(wù)器不間斷地提供計(jì)算服務(wù)。

在數(shù)據(jù)中心中，按行政區(qū)域進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離，相應(yīng)的劃分諸多個(gè)子網(wǎng)，以承載相關(guān)的擁有多個(gè)不同子功能的相應(yīng)的多個(gè)不同集群，同時(shí)在前端增設(shè)域名（DNS）服務(wù)器用于直接分流至各個(gè)子網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量。實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)由集中式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換為分布式分散存儲(chǔ)，把不同行政區(qū)域的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)在不同業(yè)務(wù)子網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的集群中。經(jīng)過(guò)多次進(jìn)行優(yōu)化后系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖（見(jiàn)圖2所示）。

圖2 系統(tǒng)按行政區(qū)域劃分多個(gè)子網(wǎng)與系統(tǒng)橫向擴(kuò)展和縱向擴(kuò)展拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

由于內(nèi)聯(lián)網(wǎng)由眾多子網(wǎng)構(gòu)成，為了降低網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，客戶機(jī)最好能夠直接訪問(wèn)處于同一子網(wǎng)內(nèi)的Web服務(wù)器。這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)單解決方法是增加配置域名服務(wù)器，啟用DNS服務(wù)器的“啟用網(wǎng)絡(luò)掩碼排序”功能即可。具體的詳細(xì)配置過(guò)程如下：

首先安裝DNS服務(wù)器角色。打開(kāi)“服務(wù)器管理器”窗口選擇“添加角色”。在“選擇服務(wù)器”窗口中選擇“DNS服務(wù)器”，單擊“下一步”，單擊“下一步”，直至安裝完成。

然后單擊“開(kāi)始”→單擊“管理工具”→單擊“DNS”，打開(kāi)“DNS管理器控制臺(tái)”。單擊要選擇的DNS服務(wù)器名稱，選定服務(wù)器。右鍵點(diǎn)擊已選定的DNS服務(wù)器，在彈出的菜單中選擇“屬性”，然后在“屬性”對(duì)話框中切換到“高級(jí)”選項(xiàng)卡，選擇“服務(wù)器選項(xiàng)”列表框中的“啟用網(wǎng)絡(luò)掩碼排序”選項(xiàng)即可。

在選擇的服務(wù)器“屬性”對(duì)話框中單擊“高級(jí)”選項(xiàng)卡。

改進(jìn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)多次采用多種不同的技術(shù)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造以后，單一集群的最大并發(fā)連接數(shù)超過(guò)100萬(wàn)，可處理峰值5Gbps的流量，每秒處理數(shù)據(jù)包數(shù)量為80萬(wàn)個(gè)，擁有高達(dá)99.95%的可用性。每一組負(fù)載均衡（LB）集群由4臺(tái)物理服務(wù)器組成，在僅有一臺(tái)物理服務(wù)器可用的極端情況下，仍然可以支撐20萬(wàn)以上的并發(fā)連接。