服務(wù)器的基準測試技術(shù)研究應用

　　1. 服務(wù)器與PC的區別

　　IA(Intel Architecture)服務(wù)器與PC都是基于Intel CPU的計算機，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(pán)、可靠性高、運行服務(wù)器專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò )操作系統;而PC一般使用單CPU、IDE或SATA硬盤(pán)和個(gè)人操作系統軟件。PC與IA服務(wù)器最大的差異就在于多用戶(hù)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、監控性能、可靠性能、擴展性能5個(gè)方面進(jìn)行比較。

　　1) CPU性能

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

　　2) I/O性能

　　網(wǎng)絡(luò )上經(jīng)常有大量的用戶(hù)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器要求服務(wù)器的I/O性能強。IA架構服務(wù)器的I/O帶寬要強于

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

　　3) 系統檢控和管理能力

　　無(wú)論從軟件還是從硬件設計上，IA服務(wù)器具備較完善的系統監控與管理能力。服務(wù)器采用了I2C(Inter-Integrated Circuit Bus)管理總線(xiàn)技術(shù)，它是兩條串行總線(xiàn)，用于連接微控制器及其外圍設備。服務(wù)器有專(zhuān)用的服務(wù)器管理軟件，用于部門(mén)局域網(wǎng)環(huán)境中的文件、打印和應用服務(wù)器 管理工具，提供了對軟件和對硬件傳感器的實(shí)時(shí)監控和報警。

　　4) 可靠性及安全性

　　服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò )中的核心設備，因此相對于一般PC而言，它應該具備高可靠性及安全性。IA服務(wù)器可采用ECC內存、RAID技術(shù)、熱插拔技術(shù)、冗余電源、冗余風(fēng)扇、機箱鎖等方法使服務(wù)器具備高容錯能力和高安全保護能力。

　　上述硬件技術(shù)與安裝于服務(wù)器之上的網(wǎng)絡(luò )操作系統的系統備份等功能結合起來(lái)，可是達到更高的可靠性。一般而言，服務(wù)器主要部件及整機性能按照7×24 小時(shí)連續可靠工作設計，這正是IA服務(wù)器相對于PC的最大含金量所在。而PC機的設計制造從來(lái)沒(méi)有保證過(guò)多用戶(hù)多任務(wù)環(huán)境下的可靠性，一般情況下，PC是按照每天連續可靠工作8小時(shí)設計的。

　　在調查中超過(guò)70%的用戶(hù)認為選擇服務(wù)器產(chǎn)品最重要的因素就是運行穩定。這也是為什么我們在信息系統的核心設備一般都不會(huì )采用PC的原因。

　　5) 可擴展能力

　　服務(wù)器具有良好的擴展能力。具備較多的PCI、PCI-E插槽，較多的磁盤(pán)驅動(dòng)器支架和較大的內存擴展能力。多網(wǎng)卡設計使得用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )擴充時(shí)，服務(wù)器也能滿(mǎn)足 新的需求。高端的服務(wù)器支持PCI和PCI-E插槽的在線(xiàn)熱插拔，提供了在線(xiàn)更換功能，可以有效地支持用戶(hù)不間斷的工作，保護用戶(hù)的投資。

　　2. 服務(wù)器對比測試要點(diǎn)

　　本節內容主要是為了讓用戶(hù)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、內存緩存性能、數據庫網(wǎng)絡(luò )應用輔以基本對比測試來(lái)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是標準性能評估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的簡(jiǎn)稱(chēng)。SPEC是由計算機廠(chǎng)商、系統集成商、大學(xué)、研究機構、咨詢(xún)等多家公司組成的非營(yíng)利性組織，這個(gè)組織的目標是建立、維護一套用于評估計算機系統的標準。

　　SPEC CPU2000是SPEC組織推出的一套CPU子系統評估軟件，它包括CINT2000和CFP2000兩個(gè)子項目，前者用于測量和對比整數性能，而后者 則用于測量和對比浮點(diǎn)性能。計算系統中的處理器、內存和編譯器都會(huì )影響最終的測試性能，而I/O(磁盤(pán))、網(wǎng)絡(luò )、操作系統和圖形子系統對于SPEC CPU2000的影響非常的小。

　　SPECfp測試過(guò)程中同時(shí)執行多個(gè)實(shí)例(instance)，測量系統執行計算密集型浮點(diǎn)操作的能力，比如CAD/CAM、DCC以及科學(xué)計算等方面應用可以參考這個(gè)結果。SPECint測試過(guò)程中同時(shí)執行多個(gè)實(shí)例(instances)，然后測試系統同時(shí)執行多個(gè)計算密集型整數操作的能力， 可以很好的反映諸如數據庫服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器和Web服務(wù)器等基于整數應用的多處理器系統的性能。

　　在實(shí)際測試中，被測試服務(wù)器應安裝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的要求我們根據自己的情況編輯了新的Config文件，可以滿(mǎn)足Base測試。然后我們根據被測系統實(shí)際 可同時(shí)處理的線(xiàn)程數量，設定用戶(hù)數量，分別運行SPEC base和SPEC rate base測試的結果(其中SPEC base代表系統執行某個(gè)任務(wù)的速度，而SPEC base rate測試代表系統可以同時(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特別是處理器在科學(xué)計算應用中的性能的軟件，MemBenchmark是其中針對處理器緩存、系統內存而設計的功能模塊，它可以測試系統內存帶寬、L1 Cache延遲、L2 Cache延遲和系統內存延遲，另外還可以測試不同指令集的性能差異。

　　3) SiSoftware.Sandra.SP1 v2007

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

　　4) IOMeter 2004.7.30

　　IOMeter是一款功能非常強大的IO測試軟件，它除了可以在本機運行測試本機的IO(磁盤(pán))性能之外，還提供了模擬網(wǎng)絡(luò )應用的能力。在這次的測試中，我們僅僅讓它在本機運行測試服務(wù)器的磁盤(pán)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，隨機率為0%，用于檢測磁盤(pán)系統的最大讀取吞吐量

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

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

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

　　5) WebBench v5.0

　　WebBench是針對服務(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(kāi)啟N臺客戶(hù)端(受測試環(huán)境約束而定)，分別使用了WebBench 5.0內置的動(dòng)態(tài)CGI以及靜態(tài)頁(yè)面腳本對服務(wù)器進(jìn)行了測試。

　　靜態(tài)測試是由客戶(hù)端讀取預先放置在服務(wù)器Web Server下的Web頁(yè)面(wbtree)，這項測試主要考察的是服務(wù)器磁盤(pán)系統以及網(wǎng)絡(luò )連接性能。使用了N臺客戶(hù)端，配合Static_mt.tst多線(xiàn)程靜態(tài)腳本測試向被測服務(wù)器發(fā)送請求。

　　動(dòng)態(tài)測試偏重于對服務(wù)器CPU子系統的性能測試，它對于Web服務(wù)器提供了足夠的負載。使用C語(yǔ)言編寫(xiě)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(guò)程中，每臺安裝了WebBench客戶(hù)端軟件的 PC，會(huì )在300秒的時(shí)間內持續向服務(wù)器發(fā)送CGI請求，而控制臺會(huì )紀錄并匯總服務(wù)器所響應CGI請求的數據。CGI測試的成績(jì)高低，主要取決于服務(wù)器處理器子系統性能的優(yōu)劣。處理器子系統包括CPU、內存以及內存控制器，CPU頻率、緩存以及內存容量大小和內存帶寬，都會(huì )影響該項成績(jì)。

　　6) NetBench v7.03

　　NetBench是針對文件服務(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(pán)子系統，服務(wù)器磁盤(pán)控制器、條帶大小、讀寫(xiě)緩存、硬盤(pán)類(lèi)型、組建磁盤(pán)陣列模式、內存容量、網(wǎng)絡(luò )拓樸結構等都會(huì )對測試結果有明顯的影響。我們在被測服務(wù)器上設立了文件服務(wù)器時(shí)，NetBench可配置N個(gè)客戶(hù)端來(lái)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)器則將存儲在磁盤(pán)上的文件數據發(fā)送給相應的客戶(hù)端。在測試過(guò)程中，客戶(hù)端會(huì )以每四臺一組的步進(jìn)依次增加并且向服務(wù)器發(fā)送文件傳輸請求，測試結束后控制臺收集數據并繪制出服務(wù)器的數據傳輸變化曲線(xiàn)。

　　7) TPC benchmark

　　TPC現有的測試標準為：TPC-E、TPC-C、TPC-H、TPC-App。根據這4個(gè)測試基準，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(guò)但目前已經(jīng)停止使用的測試標準有：TPC-A、TPC- B(數據庫處理能力測試標準)、TPC-D、TPC-R(決策支持系統測試標準，類(lèi)TPC-H)、TPC-W(Web處理能力測試標準)。