【摘要】 本文提出了一種基于性能測試的性能建模技術，該技術在性能測試和調(diào)優(yōu)的基礎上，利用性能測試的結(jié)果，以及回歸分析等數(shù)學理論建立性能模型，通過該模型預測生產(chǎn)系統(tǒng)的性能的性能表現(xiàn)評估、系統(tǒng)宕機風險分析和容量規(guī)劃等方面的應用。

【關鍵詞】 性能建模 性能測試 容量規(guī)劃 TPS

一、性能建模概述

本方法是基于現(xiàn)有測試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境，以性能測試結(jié)果數(shù)據(jù)和生產(chǎn)環(huán)境信息為輸入，利用科學、合理的性能測試理論和數(shù)學模型，建立的一套綜合算法；利用該算法進行生產(chǎn)環(huán)境的性能表現(xiàn)評估、生產(chǎn)系統(tǒng)性能瓶頸評估和生產(chǎn)系統(tǒng)容量規(guī)劃評估，進而輔助管理人員做出對軟件系統(tǒng)的改進、升級和優(yōu)化的決策。

1.1 單交易資源開銷

通過對性能測試結(jié)果數(shù)據(jù)的分析，計算各交易資源開銷：

（1）對每筆交易最大容量點前的TPS和CPU指標建立一元線性模型

（2）設定

因變量（y）：CPU利用率

自變量（x）：單業(yè)務的TPS

建立一元線性回歸模型：y=bx+a

對于容量點前的n組數(shù)據(jù)（x1，y1），（x2，y2），…（xn，yn）建立線性方程組：

y

=bx

+a

y

=bx

+a

…

y=bx

+a

利用最小二乘法得到線性方程組：

其中b為單交易資源開銷。

輸入：單筆業(yè)務TPS和CPU利用率

輸出：單業(yè)務每筆交易CPU開銷

1.2 綜合交易資源開銷

過程如下：

（1）通過下表的數(shù)據(jù)計算得到綜合業(yè)務下每筆交易資源開銷的計算值：

CPU綜合每筆交易開銷計算值=xq

（2）執(zhí)行綜合交易業(yè)務測試得到CPU綜合每筆交易開銷測試值；

（3）計算綜合交易測試值與計算值的擬合因子：

ρ=

（4）用單交易資源開銷乘以ρ可得出綜合場景各業(yè)務每筆交易CPU開銷。

輸入：單交易資源開銷、綜合業(yè)務測試TPS和CPU利用率；輸出：綜合場景各業(yè)務每筆交易CPU開銷

1.3 測試環(huán)境推導生產(chǎn)環(huán)境

根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)和性能數(shù)據(jù)，計算每筆交易資源開銷，通過計算二者之間的差異系數(shù)，將測試得到的各業(yè)務資源開銷推導到生產(chǎn)環(huán)境中：

γ=

然后擬合不同TPS下測試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境CPU開銷，得到測試環(huán)境到生產(chǎn)環(huán)境的差異系數(shù)。

輸入：測試環(huán)境硬件配置、生產(chǎn)環(huán)境硬件配置、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)；輸出：生產(chǎn)環(huán)境每筆交易資源開銷

二、性能模型應用

2.1 生產(chǎn)系統(tǒng)性能預測

生產(chǎn)系統(tǒng)性能進行預測：（1）生產(chǎn)系統(tǒng)可支撐的最大TPS：根據(jù)系統(tǒng)的硬件配置，以及單位處理能力所消耗的資源消耗，可得出在硬件不超過閥值線時可以支撐的最大TPS；（2）預測系統(tǒng)的性能表現(xiàn)：可得到系統(tǒng)的處理能力TPS與資源的變化曲線，以及該硬件條件下，還可支撐多少TPS，存在多少冗余。（3）業(yè)務突變情況下預測系統(tǒng)的性能表現(xiàn)：因市場部門會不間斷的進行業(yè)務的促銷，導致某些業(yè)務的辦理量會不定期的增長，在這樣的情況下，我們可預測在不同的業(yè)務模型，系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。

2.2 生產(chǎn)系統(tǒng)宕機風險預測

預測內(nèi)容包括：（1）預測生產(chǎn)系統(tǒng)的性能瓶頸：根據(jù)木桶原則，可評估服務器的資源消耗最多從而成為系統(tǒng)的性能瓶頸；可根據(jù)性能優(yōu)化或調(diào)整硬件配置等措施解決系統(tǒng)潛在的性能瓶頸等問題。（2）生產(chǎn)系統(tǒng)宕機風險預測：可預測在宕機某臺服務器后，對系統(tǒng)整體處理能力的影響。

2.3 生產(chǎn)系統(tǒng)容量規(guī)劃

利用性能建模技術可以實現(xiàn)對系統(tǒng)容量進行評估，有效支撐系統(tǒng)的容量規(guī)劃。首先獲取業(yè)務量的歷史值，預測業(yè)務量的發(fā)展趨勢；其次，根據(jù)單位處理能力所消耗的資源開銷，評估在CPU不超過閥值的情況下，應該如何分配各類服務器的硬件資源。

三、結(jié)束語

性能建模技術是在性能測試的基礎上，進行性能建模，通過模型預測系統(tǒng)的性能表現(xiàn)和宕機風險，其中最重要的是對系統(tǒng)的容量規(guī)劃進行量化評估，對系統(tǒng)資源配置提供合理建議，減少額外的硬件投入風險。

參 考 文 獻

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