Разработка методов и средств оценки эффективности функционирования web-серверов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.13, кандидат технических наук Пуцко, Николай Николаевич

• Пуцко, Николай Николаевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пуцко, Николай Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Определение составляющих эффективности функционирования.

1.2 Анализ существующих технологий тестирования.

1.3 Анализ существующих средств тестирования web-серверов.

1.4 Общие подходы к тестированию web-серверов.

1.5 Выводы.

Глава 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ WEB-CEPBEPA.

2.1 Исследование среды функционирования.

2.2 Построение и исследование математической модели функционирования web-сервера.

2.3 Адаптация тестовой модели к реальным условиям работы web-серверов

2.4 Разработка методики оценки эффективности функционирования web-сервера.

2.5 Разработка программного генератора нагрузки.

2.6 Разработка методики локализации «узких мест» в аппаратной части web-сервера с учетом его специфики работы.

2.7 Выводы.

Глава 3. ПОСТАНОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

3.1 Исследование математической модели.

3.2 Реализация методики оценки эффективности функционирования.

3.3 Реализация методики поиска «узких мест» в работе web-сервера.

3.3 Общие рекомендации.

3.4 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и средств оценки эффективности функционирования web-серверов»

Вычислительные и коммуникационные системы используются все чаще и с каждым днем все глубже входят в нашу повседневную жизнь. Компании и отдельные пользователи все больше зависят в своей работе от web-приложений. Web-приложения соединяют различные отделы внутри компаний, различные компании и простых пользователей. Web-приложения очень динамичны, а их функциональные возможности непрерывно растут. Непрерывно возрастает потоковый трафик средств информации и запросов, формируемых переносными и встроенными устройствами. Вследствие этого возрастает сложность систем такого рода. Очевидно, что для понимания, анализа, разработки и управления такими системами нужны количественные методы и модели, которые помогают оценить различные сценарии функционирования, исследовать структуру и состояние больших систем. Наблюдаются тенденции к постоянному росту спроса на web-службы. Таким образом, проблемы, связанные с недостаточной производительностью будут возникать и в будущем, и, в конце концов, они станут превалирующими при планировании и вводе в эксплуатацию новых web-служб и увеличении пользователей Internet. Чтобы избежать многих проблем, связанных с несоответствием реальной и ожидаемой пользователями производительности, необходимы специальные методики планирования производительности.

За последние несколько лет в технологии управления информационными системами изменилась точка зрения на проблему эффективности функционирования web-приложений. Еще недавно считалось, что основными критериями качества работы информационной системы являются характеристики работы оборудования. Считалось, что если значения этих характеристик не превышают установленные пределы, то информационная система работает хорошо. Поэтому основное внимание уделялось вопросам управления активным оборудованием сети.

В соответствии с современной концепцией управления информационными системами [66, 70] считается, что выводы об их качестве работы следует делать на основании качества работы web-приложений. Если качество работы web-приложений высокое, то информационная система работает хорошо, иначе - плохо. При этом характеристики работы оборудования также важны, но используются, в первую очередь, для выяснения того, почему web-приложения работают плохо и что надо сделать, чтобы улучшить их работу.

На сегодняшний день существует достаточно большое количество компаний [42, 58, 67, 77, 78, 18, 33, 63], которые занимаются исследованием эффективности функционирования web-приложений. Причем эти компании предлагают на рынке как собственные услуги по оценке эффективности функционирования приложений заказчиков, так и программные продукты для самостоятельного использования. Был проведен анализ имеющихся средств для оценки эффективности функционирования, который показал, что:

На данный момент нет четко определенного определения того, в чем заключается оценка эффективности функционирования web-приложения. Трактовка определения, как правило, диктуется заказчиком, либо предлагается исполнителем, исходя из имеющихся технических средств для реализации тестирования web-приложения заказчика.

Практически любое web-приложение работает в уникальной среде функционирования. Уникальность определяется сочетанием широкого набора параметров (конфигурация оборудования, используемое программное обеспечение, архитектура web-приложения, количество и состав целевой аудитории, режим работы и т.п.). Это приводит к разработке программных средств тестирования именно конкретной рассматриваемой среды, в которой функционирует web-приложение.

Как следствие этого - отсутствие единой технологии оценки эффективности функционирования web-приложения.

Подводя итог, можно сказать, что проблема эффективности функционирования является актуальной, и приоритетность этой проблемы непрерывно возрастает с развитием Internet-технологий. Детальное исследование режимов работы web-серверов и удаленных пользователей позволило бы систематизировать имеющуюся информацию и разработать методику для оценки эффективности функционирования web-сервера на практике.

Заключение диссертации по теме «Телекоммуникационные системы и компьютерные сети», Пуцко, Николай Николаевич

3.5 Выводы

В результате проведения серии экспериментов была доказана правильность работы предложенной методики. Была выполнена проверка работоспособности разработанных алгоритмов и достоверности получаемых результатов. В качестве обобщения полученных результатов в процессе проведения экспериментов сформулированы общие рекомендации по проведению тестирования произвольного web-сервера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследований, выполненных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

1. Разработана обобщенная методика оценки эффективности функционирования web-сервера.

2. Разработана математическая модель работы web-cepBepa. Проведено выявление и анализ внешних факторов, влияющих на его работу.

3. Предложена и исследована экспериментальная установка работы web-сервера.

4. Выполнен детальный анализ сведений о работе web-сервера, содержащихся в log-журналах тестируемого web-сервера.

5. Разработан программный генератор нагрузки, имитирующий работу браузера пользователя. Предложен механизм распределения генератора нагрузки на несколько компьютеров.

6. Выполнено построение схемы взаимодействия аппаратных узлов web-сервера. Определен набор ключевых аппаратных компонент, существенно влияющих на производительность web-сервера.

7. Предложена методика локализации «узких мест» в аппаратной части web-сервера на основании разработанной методики.

8. Сформулированы рекомендации для использования разработанной методики на практике.

9. С помощью серии модельных экспериментов подтверждена правильность работы методики и ее применимость для оценки эффективности функционирования реальных web-серверов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пуцко, Николай Николаевич, 2005 год

1. Вентцель Е.С., Исследование операций. М.: "Советское радио",1972, 576с.

2. Гладченко А., Счётчики производительности SQL Server и Windows. 2003, http://www.sql.ru/articles/mssql/03121001PERF COUNTERS.shtml

3. Дудински Э., Управление информационными системами. Проблемы теории и практики управления. М.: "Наука", 1996, 206с.

4. Киллелиа П., Тюнинг Web-cepeepa для профессионалов. СПб.: Питер, 2003, 528 с.

5. Куликовский Л.Ф., Мотов В.В., Теоретические основы информационных процессов. М: Высшая школа, 1987, 248с.

6. Менаске Д., Алмейда В., Производительность web-служб. Анализ, оценка и планирование. ДиаСофтЮП, 2003, 248с.

7. Наблюдение за службами с помощью системного монитора, http://helpsite.narod.ru/web/iisdoc/50.htm

8. Олифер В.Г., Олифер Н.А., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб. Питер, 2003, 672 стр.

9. Очков В., Принцип неопределенности программирования. http://twt.mpei.ac.ni/ochkov/IZBYT.htm

10. Пуцко Н.Н. Методы обеспечения эффективной работы коммерческого интернет-портала. Материалы I международной научной конференции. Польша. Радом 2003. С. 37?42.

11. Пуцко Н.Н. Структурный подход к процессу разработки коммерческого интернет-портала. X юбилейная международная школа-семинар. Тезисы докладов. Т. 2. МГИЭМ-2002. С. 487-488.

12. Советов Б.Я., Яковлев С.А., Моделирование систем: Учебник для вузов -Зе издание, перераб. и доп. М: Высшая школа, 2001, 348с.

13. Таненбаум Э., Современные операционные системы, 2-е издание. СПб. Питер, 2003, 1037с

14. Франк А., Тестирование производительности сети. Журнал LAN №4,1998

15. Хэррингшоу К., Оптимизация сервера Web. Журнал LAN №8, 1997

16. Черняк Л., Снова о тестах ТРС. Открытые Системы. 2000. № 11

17. Шолл Ф., Стратегии настройки производительности. Журнал LAN №8, 1997

18. Элитариум, Закон Парето или Принцип 80/20. 2004, http://www.elitarium.ru/index.php?pid=81 &id=l 995&bt=l

19. Юдицкий С., Подлазов В., Борисенко В., "Узкие места" в локальных сетях. Журнал LAN №9, 1998

20. Agrawal S., Metamodeling: A Study of Approximations in Queuing Models. MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1985

21. Almeida J. M., Almeida V., Yates D., Measuring the Behavior of a World Wide Web Server. Proc. 7th Conf. High Perform. Networking (HPN), IFIP, April 1997, pp. 57-72

22. Almeida V. A. F., Bestavros A., Crovella M., Oliveira A., Characterizing Reference locality in the WWW. 4th Int. Conf. Parallel Distrib. Inform. Syst.(PDIS), IEEE Comput. Soc., Miami Beach, Florida, December 1996, pp 92-103

23. Arlitt M., Williamson С., Web Server Workload Characterization: the Search for Invariants. Proc. 1996 ACM SIGMETRICS Conf. Measurements Comput. Syst., Philadelphia, May 1996, pp. 126-137

24. Banga G., Drushel P., Measuring the capacity of a Web Server. Usenix Simp. Internet Technol. Syst., December 1997

25. Blommers J., Practical Planning for Network Growth. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersy, 1996

26. Brewer E.A., Lessons from Giant-Scale Service, IEEE Internet Computing. July-August 2001, pp.46-55

27. Brownlee N., Loosley C., Fundamentals of Internet Measurement. CMG Journal of Computer Resource Management, Issue 102, 2001

28. Buzen J. P., Operational Analysis: An Alternative to Stochastic Modeling, Performance of Computer Installations. North Holland, June 1978, pp. 175-194

29. Cardellini J., Casalicchio E., Colajanni M., A Performance Study of Distributed Architectures for the Quality Web Services. Proc. IEEE Hawaii International Conf. on System Sciences, January 2001

30. Chapra S. C., Canale R. P., Numerical Methods for Engineers: with Software and Programming Applications, 4th ed., McGraw-Hill, New-York, 2001

31. Ching A., Silva P., Wagner A., Performance Testing with the Web Application Stress Tool. Microsoft Developer Network, January 2001

32. Comer D. E., Computer Networks and Internets. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1997

33. Comer D. E., Internetworking with TCP/IP Vol. I: Principles, Protocols, and ArtV»chitectures, 4 ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2000

34. Cooperative Association for Internet Data Analysis, www.caida.org

35. Crovella M., Bestavros A., Self-Similarity in World-Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes. Proc. 1996 ACM SIGMETRICS Conf. Measurements Comput. Syst., Philadelphia, May 1996, pp. 160-169

36. Ding Y., Agrawal S., The Performance Impact of Web Servers, San Diego, California, December 8-13,1996, pp.62-73

37. Enhanced Storage Solution, www.idrive.com

38. Everitt В., A Handbook of Statisticcal Analyses Using S-PLUS. Chapman&Hall, 1994

39. Everitt В., Cluster Analysis, 4th ed., Oxford University Press, 2001

40. Goschl S., Microsoft Web Applications Stress Tool. JUGAT Meeting, 12 June 2001, www.javausergroup.at/events/was.pdf

41. Heidmann J., Obraszka K., Touch J., Modeling the Performance of HTTP Over Several Transport Protocols. IEEE/ACM Trans. Networking, vol.5, no. 5, October 1997, pp. 616-703

42. Hennesy J., Patterson D., Computer Architecture: A Quantitative Approach. Morgan Kauffman, San Francisco, California, 1996

43. Henning J., SPEC CPU2000: Measuring CPU Performance in the New Millennium. Computer, IEEE, July 2000

44. Huberman В., Pirolli P., Pitkow J. E., Lukose R., Strong Regularities in World Wide Web Surfing. Science, vol. 280, April 1998

45. Hufnagel E., The Hidden Costs of Clien/server, Your Client/Server Survival Kit. Network Computing, vol. 5,1994

46. Johnson K., Carr J., Day M., Kaasholek M.F., The Measured Performance of Content Distribution Networks. Proc. 5th Int. Web Caching Workshop and Content Delivery Workshop, Lisbon, Portugal, May 2000

47. Kleinrock L., Queueing Systems, vol. I: Theory. John Wiley and Sons, New York, 1975

48. Krishnaswamy U., Scherson I., A Framework for Computer Performance Evaluation Using Benchmark Sets. IEEE Trans. Computers, vol. 49, no. 12, December 2000

49. Lam S., Chan K., Computer Capacity Planning: Theory and Practice. Academy Press, London, England, 1987

50. Law A. M., Kelton W. D., Simulation Modeling and Analysis, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 1991

51. Lilja D., Measuring Computer Performance. Cambridge University Press, Cambridge, England, 2000

52. Lloyd P., Galambos G., Technical Reference Architecture, IBM Systems J., vol. 38, no. 1, 1999

53. Long D.E., Muir A., Golding R., A Longitudinal Survey of Internet Host Reliability, HP Labs Technical Report HPL-CCD-95-4, February 1995

54. Menasce D. A., Almeida V. A. F., Dowdy L.W., Capasity Planning and Performance Modeling: From Mainframes to Client-Server Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1994

55. Menasce D. A., Almeida V. A. F., Riedi R., Ribeiro F. P., Fonseca R., Meira Jr., In Search of Invariants for E-Business Workload, Proc. 2000 ACM Conf. in E-Commerce, Minneapolis, Minnesota, Octobers 17-20, 2000

56. OpenSTA Documentation. Open System Testing Architecture Organization, www, opensta. org/docs/index.html

57. O'Neil P., O'Neil E., Database: Principles, Programming, Performance, 2nd ed., Morgan Kauffman, San Francisco, California, 2000

58. Orfali R., Harkey D., Edwards, Client/Server Survival Guide, 3rd ed., John Wiley and Sons, New York, 1999

59. Padmanabhan V., Mogul J., Improving HTTP Latancy, Comput. Networks ISDN Syst., vol. 28, nos.1,2, December 1995

60. Performance Monitor. Назначение, функциональность и использование, http://www.anriintern.eom/winntserver/l I .shtml

61. PureLoad Web User's Guide. Minq Software, 2002, www.minq.se/ products/ pureload/ doc/ html/ web/ userseuide/ index.html64