基于SPECjbb2015基线技术的IT计算资源配置管理

基于SPECjbb2015基线技术的IT计算资源配置管理

廖霄 ,李逸谦 ,李卓晖

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司  广东广州  510663

摘  要：

为了优化资源管控，严格资源评估和强化实际利用率，以消除浪费、降低成本、创造价值、提升效益为总目标，首创采用最新基线技术SPECjbb2015资源配置方法和测算方法，合理利用和管理生产及测试计算资源、存储资源、平台软件资源，统一规范公司信息系统的软硬件平台架构，指导公司计算资源的分配工作，实现软硬件平台架构以及资源配置的标准化、规范化。

0引  言

随着公司业务的拓展及信息技术的发展，信息化业务系统数量越来越多，对作为应用系统载体的基础资源需求日益加大。基础资源作为应用系统的载体是公司信息化的重要基础，为统一规范公司信息系统的软硬件平台架构，指导IT计算资源的分配工作，我们在国内首创了利用最新基线技术SPECjbb2015的IT计算资源配置管理技术来量化系统的性能，以此作为数据库/应用服务器设备选型依据,实现软硬件平台架构以及计算资源配置的标准化、规范化。

1IT计算资源配置基线技术现状

基线是在技术状态项目研制过程中某一特定时刻，被正式确认、并被作为今后研制、生产活动基准的技术状态文件，是PDM（产品数据管理）的一项重要功能，它可以有效地提高设计的重用性和效率，方便系列产品的管理，能够很好地满足对产品多样性管理的要求。

图 1 基线技术

SPECjbb2015是SPEC组织的最新用于评估服务器端Java应用性能的基线技术。该基准测试主要测试Java虚拟机（JVM）、JIT编译器、垃圾回收、Java线程等方面，也可对CPU、缓存、内存结构的性能进行度量。SPECjbb2015拥有最新CPU密集型也是内存密集型的基准测试程序，它利用Java应用能够比较真实地反映Java程序在某个系统上的运行性能。

2IT计算资源配置基线技术目标

IT计算资源配置基线技术以优化资源管控，提高计算资源效率为主线，以严格资源评估和强化实际利用率考核为方法，以消除浪费、降低成本、创造价值、提升效益为总目标，着力于管理效率提升、生产效益提升、成本压降、提升工作质量等方面推行计算资源管控精益化。

3IT计算资源配置基线技术适用范围

IT计算资源配置基线技术适用于公司所属各信息系统建设工作中，涉及的通用性IT计算资源，包括生产环境、研发环境、仿真测试环境、灾备环境。具体包括且不限于以下资源：

(1)计算资源，包括数据库/应用服务器，虚拟机（含云虚拟机），GPU服务器等资源；

(2)平台软件资源包括：操作系统，数据库，中间件等；

4IT计算资源配置评估原则

(1)计算资源包括物理服务器，虚拟机（含云虚拟机），GPU服务器等资源。原则上生产区域有业务性除数据库，特殊应用，保密性应用，外带设备应用外优先使用虚拟化服务器。开发测试资源必须使用虚拟化资源。

(2)IT计算资源的新增分配及调整变更应根据信息系统业务的特点和资源类型，按照计算资源配置方法和步骤根据需求进行对应的评估，而不能只根据主观印象、项目资金多少来进行评估；对计算资源采用分解法估计，对Java应用服务器采用SPECjbb2015评估法。

(3)资源分配初步估计各类型服务器（数据库服务器、应用服务器、Web服务器、接口服务器和其他服务器）总体资源需求，再根据需求冗余、安全等方面要求，确定各类型服务器所需资源的数量，基本原则如下：

①虚拟机能满足处理能力需求的，不提供物理机；单台服务器能提供足够处理能力的不再分解为多台物理服务器。

②数据库服务器采用双节点冗余（如Oracle RAC）时，处理容量一般按增长50%计算。

③应用服务器采用多个逻辑(物理)节点组成集群时，4个节点以下（含4个）的集群，总体处理能力一般按各节点处理能力总和的60%计算，4个节点以上的集群，总体处理能力一般按各节点处理能力总和的50%计算。

IT计算资源评估方法：申请服务器资源时应根据下述所列方法，评估出所需服务器资源的SPECjbb2015值，再结合资源配置基线，得出所需服务器资源的配置需求。目前该方法主要针对数据库服务器、应用服务器的计算资源进行评估，至于其他服务器的资源可作为参考。在实际进行分配计算资源时，可作不同程度的调整。

5IT计算资源配置基线技术原理及实现

随着业务的不断拓展及信息技术的快速发展，信息化业务系统数量越来越多，对作为应用系统载体的IT计算资源需求日益加大。IT计算资源作为应用系统的载体是公司信息化的重要基础，用以统一规范公司信息系统的软硬件平台架构，指导公司信息资源的分配工作，实现软硬件平台架构以及资源配置的标准化、规范化。

根据《IT公共资源运营管理办法》的相关要求，需求方在提交计算资源申请时，应提供计算资源需求依据材料，以及资源容量评估依据。为便于统一资源容量评估方法，我们为用户提供了计算资源评估方法，需求方可根据自身业务特点，选择适合的IT计算资源评估方法。

图 2 IT计算资源分配评估方法

SPECjbb2015基准测试借用了TPC-E基准测试的概念、输入与产生、交易模型。用Java类取代数据库中的表(Tab1e)，用Java对象取代数据库中的记录(Record)。SPECjbb2015主要关心的是第二层的业务逻辑的处理能力，即考察用Java编写的应用程序运行在某台服务器上所表现出的性能。

5.1.1SPECjbb2015评测指标

SPECjbb2015的测试结果主要有两个指标：

(1)SPECjbb2015 bops是每秒业务操作数，这是每秒执行业务营运的整体速度。

(2)SPECjbb2015 bops/JVM是由SPECjbb2015 bops除以JVM实例数量，即单个JVM实例平均处理水平。

5.1.2应用服务器资源评估

应用服务器上运行基于J2EE的中间应用软件平台，可以将其应用处理能力量化为Java处理能力性能值SPECjbb2015，同时充分考虑系统的冗余处理能力以及系统资源分配情况，计算公式如下：

SPECjbb2015=A×B/(1—C—D)

式中：

A：每秒最多需要同时处理的业务交易量。

B：每笔业务交易需消耗的SPECjbb2015峰值，根据经验，每笔业务交易消耗一般为200个bops。或根据该笔业务交易的java语句数量进行计算，B=该笔业务交易的Java语句数／5。

C：系统的冗余处理能力。

D：其他非Java应用所占用的系统资源百分比。

6实验案例分析

某实验案例要求开发设计了3层架构的企业管理系统，预估总用户数为40000，同时在线率为5％，每个用户平均执行10次查询(1个事务)、5次修改(2个事务)、5次添加(1个事务)操作，平均每个事务涉及到的http请求数为2；每天的繁忙时间为上午10：00至11：00和下午18：00至19：00。系统涉及的事务操作属于普通复杂，根据经验得到系数为15。系统处理能力冗余率为30％。

依照5.1.2，计算系统所需的SPECjbb2015处理能力：

SPEcjbb2015值=A×B／(1—C—D)=2000×200/(1—0.3—0.05)≈615385

(1)依照第3节，资源分配原则。选择满足以上结果的设备：

1)数据库服务器采用双节点冗余(如OracleRAC)，TPC-E≥6000/1.5=4000

2)应用服务器采用2个逻辑(物理)节点，SPECjbb2015≥615385／1.2≈512821。

3)通过TPC及SPEC官网查询，选择性价比高的服务器设备，服务器性能见下表。

表 2 服务器性能

4)依据5.5，存储估算。假设系统涉及到10张数据表，每张表的大小为0．5GB，系统存储使用情况见

下表：

表 3 系统存储使用情况

7结  论

综合以上所述，基于SPECjbb2015基线技术的IT计算资源配置管理技术对产品全生命周期内的计算资源进行有效的分配和管理，并且通过基线技术管理能使企业获得灵活的产品定义并能提供给用户关心的IT计算资源配置信息。而在特定的时刻固化当时的IT计算资源技术状态，确保最后交付实物的状态和系统中的数据状态完全一致，以便日后追溯、再次投产及借用，最终利用IT计算资源配置管理技术实现软硬件平台架构以及资源配置的标准化、规范化。