Web实战之八:服务器性能的测量评价

    【专稿】随着因特网的迅速发展和网络用户的激增，WWW服务的请求数目正在以前所未有的速度增长，这导致了许多热门站点由于负载过重而变得反应迟缓。因此，用户在购买服务器时迫切需要了解服务器的各项Web指标以及服务器在高密度大用户使用情况下的表现；另一方面，服务器厂商在改进其产品或者设计新产品时，也迫切需要评价服务器。
 
    一般来说，性能评价的方法可以分为两类：①测量方法，即通过一定的测量设备或一定的测量程序直接从服务器测得各项性能指标或与之相关的度量，然后由它们经过一些简单的运算求出相应的性能指标；②就是模型方法，这要求首先对要评价的服务器系统建立一个适当的模型，然后求出模型的性能指标，再据此对系统性能评价。

    一、用测量的方法来评测Web服务系统
 
    评估Web服务器性能是一个复杂的过程，需要考虑的因素有服务器的硬件配置、操作系统、HTTP软件、网络速度和工作负载等。采用软件测量的方法来评测Web服务器，首先要确定的就是测量指标。测量指标分为黑盒测量指标和白盒测量指标两种。常见的黑盒测量指标有吞吐量、平均响应时间、最大连接数等；而常见的白盒测量指标有线程创建时间、同步化花费、网卡及输入/输出系统的花费等。

    1）采用测量方法的评测软件的原理
 
    目前得到广大用户认可的服务器评测软件有SPECWeb99、Webbench4.1和Webstone2.5等。这些软件均采用黑盒测量指标，其原理基本相同——使用一个或多个客户端系统来为服务器产生HTTP负载，各个客户端向服务器发送HTTP请求并且在之后确认响应被接收，最后由主客户端来收集所有客户端的数据并计算出结果。
 
    在这些流行的软件中，SPECWeb99的测量指标是最大并发连接数；SPECWeb96的测量指标是每秒能够响应的最大请求数；Webbench4.1的测量指标是每秒能够响应的HTTP请求数和平均吞吐量；Webstone2.5的测量指标是每次HTTP传输的吞吐量和平均响应时间。

    2）评测软件的静态工作负载和动态工作负载
 
    为了能够准确地模拟现实中各个用户对Web服务器的请求，采用测量方法来评测服务器的软件可把测量分为静态和动态两种。
 
    （1）静态工作负载。工作负载的静态部分模拟了一个假定的Web服务提供者。这个Web服务提供者为自己的各个“成员”分配定量的空间，让其存储各自的网页；各个成员在服务器上有自己的网页空间，可以存放大量不同的网页。这些网页表现为访问频率不同的不同大小的文件，根据NCSA，HP，HAL计算机甚至笑话网站上的日志文件，这些文件的大小和访问频率已经被选定。这些文件一般依照大小被划分为不同的级别，然后放在不同的目录下面，各个目录依照Zipf概率分布来加以访问。
 
    （2）动态工作负载。动态工作负载的模型是基于商业网站服务器的两个普遍特征——广告和用户注册。许多Web服务器通过编程来实现网页实时转动，以便广告空间可以卖给几个不同的用户。Web服务器越来越多地采用特殊的浏览器信息来裁减网页、向观众打广告。进行动态测试时，客户端向服务器发出请求(此时服务器并没有客户需要的文件)，服务器运行某个特定的程序来产生这些文件并返回客户端。因此动态测试需要消耗CPU资源，所耗费的系统资源也比静态测试多。
 
    鉴于现实中Web服务器的访问特点，在进行测试时，只有将静态和动态测试有机地结合起来，才能更好地模拟Web网站的访问情况，得到有实际意义的结果。

    3）评测软件中使用的测试集
 测试集的定义是指:给定N个HTTP请求Ri和N个时间值Ti，0≤T1≤…≤Tn，i=1，…，N；E(Ri，Ti)表示事件在距测量开始时刻时间Ti的时候发出请求Ri。一个测试集Ω(N)是指N个元素组成的集合{E(Ri，Ti)|i=1，…，N}。为了公正有效地评价Web服务器，评测软件使用的测试集要求满足两个条件:

    （1）能够模拟大量用户的行为；

    （2）能够比较容易地获取各种性能评价指标。
 
    因此，可以把构造测试集归结为解决两个问题:第一个是测试集中请求到达时间间隔的分布问题；第二个是测试集中各个请求对应的应答的大小的分布问题。
 
    对Web访问的大量研究表明，到达一个Web服务器的大量请求的时间间隔分布基本上服从负指数分布。因此可以假定请求的时间间隔为参数λ的负指数分布，根据随机过程理论，λ就是单位时间内到达的请求个数的期望值，而τ=1/λ实际上就是这些请求的平均时间间隔。我们称λ为测试集的密度，λ越大，被测试的服务器就越繁忙。
 

• 第1页：测量WEB服务系统
• 第2页：建立模型评价Web

• 第3页：分层排队网络模型

（编辑：ASP站长网）