服務(wù)器的基準(zhǔn)測試技術(shù)研究應(yīng)用

　　1. 服務(wù)器與PC的區(qū)別

　　IA(Intel Architecture)服務(wù)器與PC都是基于Intel CPU的計(jì)算機(jī)，有相同的外部接口如IDE、PCI等。不同之處在于，IA服務(wù)器可以支持多個(gè)CPU、一般使用SCSI硬盤、可靠性高、運(yùn)行服務(wù)器專用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng);而PC一般使用單CPU、IDE或SATA硬盤和個(gè)人操作系統(tǒng)軟件。PC與IA服務(wù)器最大的差異就在于多用戶多任務(wù)環(huán)境下的可靠性上。下面我們從 CPU性能、I/O性能、監(jiān)控性能、可靠性能、擴(kuò)展性能5個(gè)方面進(jìn)行比較。

　　1) CPU性能

　　IA架構(gòu)的服務(wù)器雖然是基于PC機(jī)x86的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，使用Intel或與其兼容的處理器芯片，但是由于服務(wù)器要將其數(shù)據(jù)、硬件提供給網(wǎng)絡(luò)共享，在運(yùn)行某些應(yīng)用程序時(shí)要處理大量的數(shù)據(jù)。因此要求 CPU處理能力及可靠性更高，使用服務(wù)器專用處理器，并且采用SMP(對(duì)稱多處理器結(jié)構(gòu))技術(shù)，在同一主板上利用多CPU處理數(shù)據(jù)，極大地提高了IA服務(wù) 器的計(jì)算能力。

　　2) I/O性能

　　網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常有大量的用戶同時(shí)訪問服務(wù)器要求服務(wù)器的I/O性能強(qiáng)。IA架構(gòu)服務(wù)器的I/O帶寬要強(qiáng)于

　　PC。SCSI技術(shù)、RAID技術(shù)、高速智能I2O技術(shù)、較大的內(nèi)存擴(kuò)展能力等是提高服務(wù)器I/O能力的有效途徑。

　　3) 系統(tǒng)檢控和管理能力

　　無論從軟件還是從硬件設(shè)計(jì)上，IA服務(wù)器具備較完善的系統(tǒng)監(jiān)控與管理能力。服務(wù)器采用了I2C(Inter-Integrated Circuit Bus)管理總線技術(shù)，它是兩條串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。服務(wù)器有專用的服務(wù)器管理軟件，用于部門局域網(wǎng)環(huán)境中的文件、打印和應(yīng)用服務(wù)器 管理工具，提供了對(duì)軟件和對(duì)硬件傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警。

　　4) 可靠性及安全性

　　服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，因此相對(duì)于一般PC而言，它應(yīng)該具備高可靠性及安全性。IA服務(wù)器可采用ECC內(nèi)存、RAID技術(shù)、熱插拔技術(shù)、冗余電源、冗余風(fēng)扇、機(jī)箱鎖等方法使服務(wù)器具備高容錯(cuò)能力和高安全保護(hù)能力。

　　上述硬件技術(shù)與安裝于服務(wù)器之上的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)備份等功能結(jié)合起來，可是達(dá)到更高的可靠性。一般而言，服務(wù)器主要部件及整機(jī)性能按照7×24 小時(shí)連續(xù)可靠工作設(shè)計(jì)，這正是IA服務(wù)器相對(duì)于PC的最大含金量所在。而PC機(jī)的設(shè)計(jì)制造從來沒有保證過多用戶多任務(wù)環(huán)境下的可靠性，一般情況下，PC是按照每天連續(xù)可靠工作8小時(shí)設(shè)計(jì)的。

　　在調(diào)查中超過70%的用戶認(rèn)為選擇服務(wù)器產(chǎn)品最重要的因素就是運(yùn)行穩(wěn)定。這也是為什么我們在信息系統(tǒng)的核心設(shè)備一般都不會(huì)采用PC的原因。

　　5) 可擴(kuò)展能力

　　服務(wù)器具有良好的擴(kuò)展能力。具備較多的PCI、PCI-E插槽，較多的磁盤驅(qū)動(dòng)器支架和較大的內(nèi)存擴(kuò)展能力。多網(wǎng)卡設(shè)計(jì)使得用戶網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充時(shí)，服務(wù)器也能滿足 新的需求。高端的服務(wù)器支持PCI和PCI-E插槽的在線熱插拔，提供了在線更換功能，可以有效地支持用戶不間斷的工作，保護(hù)用戶的投資。

　　2. 服務(wù)器對(duì)比測試要點(diǎn)

　　本節(jié)內(nèi)容主要是為了讓用戶快速了解服務(wù)器測試策略與方法，能夠用于選型測試中。在此僅僅以最重要的性能、內(nèi)存緩存性能、數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用輔以基本對(duì)比測試來考察不同服務(wù)器間的性能。具體測試技術(shù)策略如下：

　　1) SPECCPU2000 v1.2

　　SPEC是標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的簡稱。SPEC是由計(jì)算機(jī)廠商、系統(tǒng)集成商、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、咨詢等多家公司組成的非營利性組織，這個(gè)組織的目標(biāo)是建立、維護(hù)一套用于評(píng)估計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　SPEC CPU2000是SPEC組織推出的一套CPU子系統(tǒng)評(píng)估軟件，它包括CINT2000和CFP2000兩個(gè)子項(xiàng)目，前者用于測量和對(duì)比整數(shù)性能，而后者 則用于測量和對(duì)比浮點(diǎn)性能。計(jì)算系統(tǒng)中的處理器、內(nèi)存和編譯器都會(huì)影響最終的測試性能，而I/O(磁盤)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和圖形子系統(tǒng)對(duì)于SPEC CPU2000的影響非常的小。

　　SPECfp測試過程中同時(shí)執(zhí)行多個(gè)實(shí)例(instance)，測量系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算密集型浮點(diǎn)操作的能力，比如CAD/CAM、DCC以及科學(xué)計(jì)算等方面應(yīng)用可以參考這個(gè)結(jié)果。SPECint測試過程中同時(shí)執(zhí)行多個(gè)實(shí)例(instances)，然后測試系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)計(jì)算密集型整數(shù)操作的能力， 可以很好的反映諸如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器和Web服務(wù)器等基于整數(shù)應(yīng)用的多處理器系統(tǒng)的性能。

　　在實(shí)際測試中，被測試服務(wù)器應(yīng)安裝Intel C++ 8.1 Compiler、Intel Fortran 8.1 Compiler這兩款SPEC CPU2000必需的編譯器，另外安裝了Microsoft Visual Studio 2003.net提供必要的庫文件。按照SPEC的要求我們根據(jù)自己的情況編輯了新的Config文件，可以滿足Base測試。然后我們根據(jù)被測系統(tǒng)實(shí)際 可同時(shí)處理的線程數(shù)量，設(shè)定用戶數(shù)量，分別運(yùn)行SPEC base和SPEC rate base測試的結(jié)果(其中SPEC base代表系統(tǒng)執(zhí)行某個(gè)任務(wù)的速度，而SPEC base rate測試代表系統(tǒng)可以同時(shí)處理任務(wù)的能力)。

　　2) ScienceMark v2.0 Membench

　　ScienceMark v2.0是一款用于測試系統(tǒng)特別是處理器在科學(xué)計(jì)算應(yīng)用中的性能的軟件，MemBenchmark是其中針對(duì)處理器緩存、系統(tǒng)內(nèi)存而設(shè)計(jì)的功能模塊，它可以測試系統(tǒng)內(nèi)存帶寬、L1 Cache延遲、L2 Cache延遲和系統(tǒng)內(nèi)存延遲，另外還可以測試不同指令集的性能差異。

　　3) SiSoftware.Sandra.SP1 v2007

　　SiSoftware Sandra是一款可運(yùn)行在32bit和64bit Windows操作系統(tǒng)上的分析軟件，這款軟件可以對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行方便、快捷的基準(zhǔn)測試，還可以用于查看系統(tǒng)的軟件、硬件等信息。目前新版本新增了4項(xiàng)基準(zhǔn)測試，包括Power Management Efficiency、Memory Latency、Physical Disks和CD-ROM and DVD這四個(gè)項(xiàng)目。另外，它還對(duì)于原有的幾個(gè)基準(zhǔn)測試模塊進(jìn)行升級(jí)，比如在Arithmetic benchmarks中增加了對(duì)SSE3 & SSE4 SSE4的支持，在Multi-Media benchmark中增加了對(duì)于SSE4的支持，另外還升級(jí)了File System benchmark和Removable Storage benchmark兩個(gè)子項(xiàng)目。對(duì)于新的硬件的支持當(dāng)然也是該軟件每次升級(jí)的重要內(nèi)容之一。SiSoftware Sandra所有的基準(zhǔn)測試都針對(duì)SMP和SMT進(jìn)行了優(yōu)化，最高可支持32/64路平臺(tái)。

　　4) IOMeter 2004.7.30

　　IOMeter是一款功能非常強(qiáng)大的IO測試軟件，它除了可以在本機(jī)運(yùn)行測試本機(jī)的IO(磁盤)性能之外，還提供了模擬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的能力。在這次的測試中，我們僅僅讓它在本機(jī)運(yùn)行測試服務(wù)器的磁盤性能。為了全面測試被測服務(wù)器的IO性能，分別選擇了不同的測試腳本。

　　Ø Max_throughput(read)：文件尺寸為64KB，100%讀取操作，隨機(jī)率為0%，用于檢測磁盤系統(tǒng)的最大讀取吞吐量

　　Ø Max_IO(read)：文件尺寸為512B，100%讀取操作，隨機(jī)率為0%，用于檢測磁盤系統(tǒng)的最大讀取操作IO處理能力

　　Ø Max_throughput(write)：文件尺寸為64KB，0%讀取操作，隨機(jī)率為0%，用于檢測磁盤系統(tǒng)的最大寫入吞吐量

　　Ø Max_IO(write)：文件尺寸為512B，0%讀取操作，隨機(jī)率為0%，用于檢測磁盤系統(tǒng)的最大寫入操作IO處理能力

　　5) WebBench v5.0

　　WebBench是針對(duì)服務(wù)器作為Web Server時(shí)的性能進(jìn)行測試，在被測服務(wù)器上安裝IIS6.0組件，以提供測試所需的Web服務(wù)。在測試中開啟N臺(tái)客戶端(受測試環(huán)境約束而定)，分別使用了WebBench 5.0內(nèi)置的動(dòng)態(tài)CGI以及靜態(tài)頁面腳本對(duì)服務(wù)器進(jìn)行了測試。

　　靜態(tài)測試是由客戶端讀取預(yù)先放置在服務(wù)器Web Server下的Web頁面(wbtree)，這項(xiàng)測試主要考察的是服務(wù)器磁盤系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)連接性能。使用了N臺(tái)客戶端，配合Static_mt.tst多線程靜態(tài)腳本測試向被測服務(wù)器發(fā)送請求。

　　動(dòng)態(tài)測試偏重于對(duì)服務(wù)器CPU子系統(tǒng)的性能測試，它對(duì)于Web服務(wù)器提供了足夠的負(fù)載。使用C語言編寫的 CGI源文件Simcigi.c編譯為Simcgi.exe，并將其作為動(dòng)態(tài)測試中的CGI腳本。在測試過程中，每臺(tái)安裝了WebBench客戶端軟件的 PC，會(huì)在300秒的時(shí)間內(nèi)持續(xù)向服務(wù)器發(fā)送CGI請求，而控制臺(tái)會(huì)紀(jì)錄并匯總服務(wù)器所響應(yīng)CGI請求的數(shù)據(jù)。CGI測試的成績高低，主要取決于服務(wù)器處理器子系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。處理器子系統(tǒng)包括CPU、內(nèi)存以及內(nèi)存控制器，CPU頻率、緩存以及內(nèi)存容量大小和內(nèi)存帶寬，都會(huì)影響該項(xiàng)成績。

　　6) NetBench v7.03

　　NetBench是針對(duì)文件服務(wù)器的性能測試軟件，影響NetBench 性能的主要是服務(wù)器的磁盤子系統(tǒng)，服務(wù)器磁盤控制器、條帶大小、讀寫緩存、硬盤類型、組建磁盤陣列模式、內(nèi)存容量、網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)等都會(huì)對(duì)測試結(jié)果有明顯的影響。我們在被測服務(wù)器上設(shè)立了文件服務(wù)器時(shí)，NetBench可配置N個(gè)客戶端來模擬網(wǎng)絡(luò)中的PC向文件服務(wù)器所發(fā)出的文件傳輸請求，文件服務(wù)器則將存儲(chǔ)在磁盤上的文件數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的客戶端。在測試過程中，客戶端會(huì)以每四臺(tái)一組的步進(jìn)依次增加并且向服務(wù)器發(fā)送文件傳輸請求，測試結(jié)束后控制臺(tái)收集數(shù)據(jù)并繪制出服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸變化曲線。

　　7) TPC benchmark

　　TPC現(xiàn)有的測試標(biāo)準(zhǔn)為：TPC-E、TPC-C、TPC-H、TPC-App。根據(jù)這4個(gè)測試基準(zhǔn)，目前TPC主要包括的4個(gè)技術(shù)小組委員 會(huì)：TPC-E 技術(shù)小組委員會(huì)、TPC-C 技術(shù)小組委員會(huì)、TPC-H技術(shù)小組委員會(huì)、TPC-App技術(shù)小組委員會(huì)。前期TPC使用過但目前已經(jīng)停止使用的測試標(biāo)準(zhǔn)有：TPC-A、TPC- B(數(shù)據(jù)庫處理能力測試標(biāo)準(zhǔn))、TPC-D、TPC-R(決策支持系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)，類TPC-H)、TPC-W(Web處理能力測試標(biāo)準(zhǔn))。