chapter10 网络系统测试、验收与评估

第1页2020/2/17SXTU-INC-YW校园网建设状况自评报告杨威山西师范大学网络信息中心[e-mail]网络系统集成与工程设计编著：杨威王云刘景宜第10章人民邮电出版社第2页2020/2/17SXTU-INC-YW第10章网络系统测试、验收与评估知识要点：网络性能和缩放性的概念与标准，测试目的、类型网络性能和缩放性测试相关的配置性能和缩放性测试方法，网络响应能力测试和可靠性测试改进网络性能和缩放性的技术调整和优化服务器内存，操作系统组件优化缩放性问题及对策，保持网络的规划网络通信与服务故障诊断网络接口故障诊断网络整体状态统计使用SnifferPro诊断网络利用网络日志排除故障网络工程验收的方法与步骤网络系统评估的原则、内容、流程，健壮性和安全性评估第3页2020/2/17SXTU-INC-YW本章重点：网络性能和缩放性的标准性能和缩放性测试方法网络响应能力测试和可靠性测试改进网络性能和缩放性的技术缩放性问题及对策，保持网络的规划，网络故障诊断与排除网络工程验收的方法与步骤网络系统评估的原则、内容和流程。第10章网络系统测试、验收与评估本章难点：调整和优化服务器内存缩放性问题及对策使用SnifferPro诊断网络的性能。第4页2020/2/17SXTU-INC-YW10.1网络性能与缩放性测试10.1.1概念与标准（1）性能与缩放性的概念对于最终用户来说，响应时间是用于判断网络性能质量高低的一个基本手段。对于网络管理员来说，他们所关心的就不只是响应时间，还有网络的资源利用率。随着访问网络的用户数目的增多，网络服务器将使用更多的CPU、输入/输出（I/O）和内存来处理这些负载。最终，这些资源中的一部分将会达到使用极限。这就意味着，系统将不能有效地处理所有请求，迫使其中的一些请求暂缓处理。在多数情况下，计算机的CPU将是第一个使用极限的组件。当服务器资源达到使用极限后，最终的后果就是增加了响应时间。缩放能力允许网络通过提供更多的资源处理请求，从而处理额外的负载。第5页2020/2/17SXTU-INC-YW10.1.1概念与标准•响应时间•所需的并行用户数量•成本•标准与峰值•压力造成的降级•可靠性（2）性能与缩放性的标准第6页2020/2/17SXTU-INC-YW•测试目的10.1.2测试目的与类型性能与缩放性测试的目的是，在不同的负载条件下监视和报告网络的行为。这些数据在稍后将用来分析网络的运行状态，并根据对额外负载的期望值安排今后的发展。根据所需要的容量和网络目前的性能，还可以用这些数据计算与今后项目的发展计划有关的成本。测试类型•基准性能测试•负载测试•压力测试•可靠性测试单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个用户多个用户多个虚拟用户基本性能单个操作负载测试虚拟用户会话负载测试/压力测试/可靠性测试单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个Web和应用服务器单个数据库服务器单个用户多个用户多个虚拟用户基本性能单个操作负载测试虚拟用户会话负载测试/压力测试/可靠性测试第7页2020/2/17SXTU-INC-YW10.1.3与测试相关的配置•服务器硬件和服务器数量•数据库大小•测试客户机在网络中的位置•两种影响负债的因素①SSL与非SSL。②图像检索。第8页2020/2/17SXTU-INC-YW（1）客户机。这个系统用于模拟多个用户访问网络，通常通过负载测试工具进行测试，可以使用测试参数（如用户数量）进行配置，从而得到响应时间的测试结果（最少/最多/平均）。负载测试工具可以模拟处于不同层的用户，从而有效地跟踪和报告响应时间。此外，为了确保客户机没有过载，而且服务器上有足够的负载，应当监视客户机CPU的使用情况。（2）服务器。网络的Web应用程序和数据库服务器应当使用某个工具来监视，如Windows2000ServerMonitor（性能监视器）。有一些负载测试工具为了完成这个任务还内置了监视程序。对全部服务器平台进行性能测试的重点在于以下几个方面：CPU，占全部处理器时间的百分比；内存，用字节数（千字节）和每秒出现的页面错误率表示；硬盘，占硬盘时间的百分比；网络，每秒的总字节数。（3）Web服务器。除了“服务器”中介绍的几项之外，所有Web服务器还应当包含“文件字节/秒”、“最大的同时连接数目”和“误差测量”等性能测试项目。（4）数据库服务器。所有数据库服务器都应当包含“访问记录/秒”和“缓存命中率”这两种性能测试项目。（5）网络。为了确保网络没有成为网络的瓶颈，监视网络网络以及其中任何子网的带宽是非常重要的。可以使用各种软件包或者硬件设备（如LAN分析器）来监视网络。在交换式以太网中，因为每两个连接彼此之间相对独立，所以，必须监视每个单独服务器连接的带宽。10.1.4性能和缩放性测试方法第9页2020/2/17SXTU-INC-YW10.1.5网络能力测试Web-CT（1）客户端能力测试。在客户端，Web-CT通过设置不同访问密度，模拟几十个、几百个甚至几千访问，自动化的测试不同地区、不同接入方式（MODE、ISDN、xDSL、CABLE等）、在不同时间内，客户端访问Web的响应时间、流量、流速等。如图10.2所示。（2）服务器端能力测试。在不同访问密度情况下，测试服务器吞吐能力，其中包括服务器的处理速度、处理能力、并发处理极限、请求接收能力、请求发送能力。（3）网络环境测试。测试客户端和服务器端所处的网络工作情况。包括从测试的客户端到服务器端的上行网络，和从服务器端到客户端的下行网络。第10页2020/2/17SXTU-INC-YW（1）可用的千字节。在测试过程中应当保持相对稳定。该数值一旦降低，就表明系统正在消耗内存，并将产生页故障。（2）页面故障率/秒。这是评估系统性能的另一个标准。当页面故障不断增加，或者保持较高的数目时，则表明系统耗费了太多的内存。通过将内存换出到磁盘，可解决内存不足的问题。（3）错误。为了指出系统的可靠性问题，应当检查在系统测试过程中出现的错误。错误的数量非常少，则说明可靠性良好。但是，当错误的数量不断增加时，就表现网络的可靠性出现了问题。（4）数据库访问日志和表大小。数据库访问日志经过长时间的使用将会增加。要确保访问日志的维护正确，这意味着访问日志的截取时间间隔是有规律的，数据库表的大小将不会超过预期的极限。10.1.6网络可靠性测试第11页2020/2/17SXTU-INC-YW10.2改进网络的性能和缩放性10.2.1改进的技术及思路•排队（Inline）执行。可以减少系统开销，从而减少响应时间。•CSS。采用CSS所传输的数据减少了，能够减少页面数据传回到客户所需的时间。•SSL。采用SSL协议将占用大量的处理器时间和网络带宽，但能够提高安全性。•HTTP压缩。可以减少所传输的数据大小，由此缩短响应时间。•页面预生成。可以节省处理时间，这是因为每一个用户请示都只需检索一个页面，既不调用整个业务逻辑，也不访问数据库。•数据库设计。这是可以改进的，主要通过采用优化使用索引、存储过程以及反向规范化技术等方法，来缩短所需的处理时间。第12页2020/2/17SXTU-INC-YW10.2.2调整和优化服务器内存物理内存的调整和优化(1）减少显示系统的颜色数，这能使系统占用的内存大大减少。如显示颜色数一直使用，则这部分内存将长期占用。（2）降低显示系统的分辨率，这与显示颜色数是一样的道理。（3）不要使用“墙纸”或大型的屏幕保护程序。（4）关闭服务器没有使用的或者不必要的服务，以便让出更多的内存供应用程序使用，同时也为网络和处理器的工作减少了许多负担。（5）删除一些不必要的协议。（6）在硬件方面，内存应当使用完全一致的芯片。混用不同厂家甚至不同速度的芯片将是非常危险的，不仅是能使系统性能下降，还会产生一些不可预料的后果，直到系统不能工作。第13页2020/2/17SXTU-INC-YW虚拟内存的调整和优化（1）系统必须有足够的内存来存储所有正在执行的线程。（2）增加物理内存。Windows2000可以充分利用系统提供的一切物理内存，系统拥有的物理内存越多，用于页面交换所花费的时间就越少。（3）页面交换得越快，对系统响应性能的影响就越低。要想加速页面交换过程，Windows2000Server支持其虚拟内存页面交换文件的同时写入多块硬盘。（4）Windows2000Server允许将虚拟内存交换文件，分布于同一硬盘的不同卷之间。事实上，这种配置由于迫使驱动器磁头在交换期间的移动次数大大超过了正常的移动次数，所以增加了交换时间。因此，对每块物理磁盘建议用户仅设置一个交换文件。10.2.2调整和优化服务器内存第14页2020/2/17SXTU-INC-YW10.2.3操作系统组件优化（1）优化代码算法。导致过度使用CPU的原因，通常是算法设计比较低效。低效算法（尤其是在循环计算时）通常占用大量的CPU资源。重新构建代码，并对其优化，可以减少算法占用的CPU资源。（2）消除内存泄漏。当系统组件分配了内存，但随后没有释放内存时，就会产生内存泄漏。内存泄漏一般不会消耗大量的内存资源。但在一些情况下，由于换页或者为留出足够的空间来完成其他工作，将所浪费的内存页交换到磁盘中时，内存泄漏会显著降低服务器的性能。有许多工具可用于确定在源代码级别上发生内存泄漏的位置。（3）降低磁盘的使用率。物理磁盘，包括RAID阵列（冗余独立磁盘阵列）的访问速度与物理RAM的访问速度比较起来，前者的速度相当慢。当系统组件揭示出磁盘时间比较高时，就应当考虑将数据载入到内存中，从内存访问它，而不是访问磁盘。从性能的角度考虑，如果设备有足够多的内存可以保存数据，而不会出现换页现象，那么，最好是从内存中读取数据，而不是从硬盘中读取数据。第15页2020/2/17SXTU-INC-YW10.2.4缩放性问题及对策Web服务器负载平衡（1）DNS（DomainNameServer）循环法是平衡负载的最简单方法，也是目前最流行的服务器负载平衡的一项功能。可以允许服务器平台通过对一个域名（如）使用多个IP地址来进行配置。每当请求来到地址时，DNS服务器就用清单中下一个IP地址进行响应。当到达清单的末尾时，DNS服务器将会从开始处重新运行，因而人们把这种方法叫作“IP地址轮循”法。（2）硬件负载平衡方法比简单的循环方法更为有效。这主要是由于负载平衡算法更复杂，能够有效地将负载分配到Web服务器（3）将Windows2000NLB（NetworkLoadBalance）并入Windows2000AdvancedServer中。虽然不像硬件负载平衡方法那样有效，但容易配置，且不依赖于DNS服务器就可以分配负载第16页2020/2/17SXTU-INC-YW应用程序服务器负载平衡数据库服务器网络会话状态SSL后台处理10.2.4缩放性问题及对策使用交换机划分子网增大Internet连接的带宽附加的Internet连接RJ-45头的制作防止回路防止广播风暴第17页2020/2/17SXTU-INC-YW10.2.5保持网络规划（1）每台交换机和路由器的硬件配置。包括处理器、内存、接口模块的类型，安装的板卡、端口及它们的设置，其他硬件情况。（2）每台交换机和路由器的软件配置。包括系统软件的版本、运行配置文件及更改说明文档。（3）网络物理拓扑和逻辑拓扑。包括网络整体物理拓扑结构图、逻辑结构图、综合布线施工图表、以及网络施工和验收的技术文档。（4）每台服务器和工作站的硬件配置。包括处理器、内存、软盘和硬盘的类型，安装的板卡及它们的设置，其他硬件情况。（5）每台服务器的软件配置。包括操作系统的版本，一些重要的配置文件的打印结果和备份拷贝。如CONFIG.SYS