信息系統運行性能監控分析

滿紅任 王義華

【摘要】B/S架構等在當前應用系統方面的快速開發和普及，使得運營商的業務支持系統普遍采用了新的部署模式。此時，我們基于業務系統安全穩定的要求，需要分析影響業務系統運行的不同因素，展開性能監控與故障分析，從而了解到業務系統的后臺運行狀態，更好地完善及優化系統的整體性能及部署架構。

【關鍵詞】信息系統;運行性能;監控分析

0.引言

業務范圍的擴張呈現出多元化的發展趨勢，當前市場發展與服務發展從本質上看就是信息化程度的競爭，對于信息系統的整體性能提出了更高的要求。一般情況下，系統性能的降低往往伴隨著其對業務發展產生的不利影響，我們也應該采取某些控制手段來對系統的性能進行監控和管理，重點針對可能出現的性能和技術問題進行改進，保障整體運行質量，有效控制和縮短系統的響應時間。

1.當前信息系統運行性能的監控現狀

在系統管理的過程當中，基礎設施的管理是最核心的內容之一，網絡管理朝著服務管理的過渡過程當中，也需要良好的基礎設施系統作為技術支持。在設計階段我們應始終秉承這一目標，而在系統正式投入運行之后也應該及時發現并處理現有的、潛在的故障類型，也讓不同的性能監控方式開始出現。

一般情況下，在出現正式的監控軟件之前，一直采取的都是分層次監控方案，在每個設備上運行不同的命令來獲取自身的參數，以此為基礎判斷設備的具體運行狀態，但該方案本身具有一定的局限性，該管理方案也需要大量的人力資源進行支持。后續網絡技術的發展背景下設備監控開始分離，我們在一臺設備上就可以實現對不同設備的遠程管理調度，配合自動化監控功能的出現，采取了更加優化的管理模式。具體來看，數據信息通過網絡集中在管理站之內，在后續處理的工作當中會運行現有的命令，采集到的數據信息也包括動態信息、靜態信息，在日常的管理中也是最受關注的部分。

但當前大數據背景之下，數據量與數據規模發生了顯著改變，在當前的監控系統中也出現了門限告警的功能需求，在對參數進行設定之后，監控界面會呈現出告警情況的參數信息，采取不同的方式進行提醒。從軟件界面分析，所有的參數都可以被平面化地進行展示。然而我們需要意識到某個參數所反映的問題可能是因為“類別”所導致，且實際的參數之間本身存在著一定的聯系，多個參數同時報警也許只是因為單個故障所導致，而我們如果不能對后續參數展開進一步處理，那么在界面上反映出的情況也會造成對系統性能判斷的失誤，進而采取一些錯誤的控制手段，還會影響到系統的正常運行。

另一方面，隨著電力業務的不斷增長，信息化系統的不斷增加，促使了IT基礎資源（服務器容量、應用程序、存儲空間等等）的數量級飛速增長，企業的IT運維狀況也變得越來越復雜。電力企業即使擁有專業的IT團隊，但同樣面臨很大的困惑及挑戰。例如：IT運維項目多，復雜，繁瑣，以及頻繁的大數據更新及分析等。

2.應用運行性能監控模式

應用性能運行監控是一個比較新的網絡管理方向，主要指對企業的關鍵業務應用進行監測、優化，提高企業應用的可靠性和質量。Gartner在《應用性能監控魔力象限》分析報告指出IT運維管理日漸趨向于以應用為中心，大多數IT運維團隊仍認為基礎設施的管理工作（真實和虛擬服務器、網絡和存儲）是其主要業務，但他們已經認可，基礎設施只有通過支持應用才能為企業帶來價值。因此，在管理基礎設施組件時，如果不考慮其對應用性能的影響，傳統IT運維管理所投入的資金和工作也就很難說有什么現實意義了。

為了適應及滿足電力企業信息化快速發展的步伐，如何提高運維服務質量，將事后運維轉變為事前預防是電力企業所面臨的重大挑戰。這勢必要求提供一種及時高效的、主動式的獲取到企業內部核心業務系統可用性及服務質量性能數據的技術手段。建立從基礎設施到應用程序的全方位監控系統，實現核心業務系統服務質量的實時監控，在出現問題故障接到客戶申報與投訴前，第一時間定位問題， 有效提高運維敏感度，力求及時發現故障進行處理并為優化應用程序提供性能數據支持，降低整體運維成本。

應用運行性能監控是利用實時大數據處理及分析技術手段，進行數據分析發現和建立運維數據的聯動關系模型;通過可視化、建模的方式，以多維視角直觀的展示應用系統真實運行性能情況。一方面通過對應用運行過程的數據收集，發現版本間變化情況、應用架構及業務架構的一致性、性能優化、代碼錯誤修復，明確版本的迭代過程的持續優化，對收斂性進行監控;另一方面對于應用系統在線運行實時數據分析在系統運行故障或容量限制之前發現問題進行數據監控，可有效預防和減少系統運行故障的發生。

應用運行性能監控將傳統的IT基礎設施運維，轉變為以系統、用戶、業務等多維度的整體運行監控。包括了業務功能運行性能監控、功能訪問量監控、功能可用性監控、故障/異常回溯分析、告警影響分析等內容，實現了以功能調用為視角，根據功能訪問次數、成功/失敗次數等指標實現對功能的訪問量進行監控;根據功能調用的響應時長、錯誤信息、調用次數以及硬件資源和中間件資源的消耗情況等綜合判斷功能的可用性;業務功能發生故障/性能異常時，支持事后對故障的回溯，以便對故障產生的原因進行深度分析，包括堆棧、調用SQL等內容。同時，提供對發布前后應用程序執行效率和程序錯誤率的對比，能夠評估不同版本應用程序的優化和改進的效果，以及快速發現和定位發布帶來的問題和對用戶的影響，這也為評判業務系統建設廠商KPI績效提供真實有效的數據支撐。

3.服務器運行性能監控模式

系統出現的各類問題都可以通過基本的操作系統要求進行體現，包括對內存、CPU等使用情況展開監控和分析。我們需要掌握操作系統的更新情況和文件使用情況，包括用戶權限與服務器硬件層面的性能指標監控，進入操作系統層面完成對設備信息的采集和監控[1]。

3.1 CPU性能

在系統中除了正常運行的線程之外還包括可能出現故障和例外的線程，作為一種異步事件，主要由I/O設備等產生。而軟件的中斷可以被視為是一種應用運行的手段，并不需要進行特別監控。硬件中斷頻率過高，且與底層關系較為密切，那么對于系統線程的正常運行也會產生影響，尤其是底層硬件出現技術故障時，硬件中斷數量也會出現異常。

3.2 內存性能

內存管理包含內容回收、分配等可執行的系統服務內容，處理硬件將檢查到的虛業置入內存當中。在與工作集相關的參數研究過程中，考慮到系統工作集的特殊要求，如果內存不出現短缺，則之前使用過的內存和未來可能使用的內存將被保留;反之，內存出現短缺，部分內存會被釋放。例如working set值在短時間內出現了明顯下降趨勢時，我們則可以判定內存出現了短缺現象。當然，在內存使用率過大的情況下，還應該分析系統內核是否占用了過大的內存，一般情況下這種情況出現較少，除非是系統本身添加了新的驅動內容。相反，內存空間未被內核數據過多占用，需根據實際情況評估是否出現內存鎖定、內存泄露等，必要時進行程序控制保障系統的穩定運行[2]。

3.3 磁盤系統性能

以磁盤的工作狀態來說，磁盤空閑空間分散，在空閑空間不足的前提下其服務時間會顯著延長。并且在利用率過高時還可能成為整個運行系統的瓶頸內容。在CPU側，如果CPU利用率的出現同時伴隨著磁盤利用率過高的情況，那么我們也應該考慮是否有磁盤問題的產生。

4.數據庫性能監控模式

按照數據庫種類的差異，我們可以選擇不同的監控方法與監控工具，但這些工作開展的前提在于我們充分了解服務器上的數據庫部署情況，并且包括數據備份部署、占用空間、運行模式設置等，必要時還需采取監控手段來對數據庫運行、系統資源利用、數據增長情況展開定期監控。例如通過數據字典了解其運行性能指標，分析性能狀態后獲取數據庫配置的參數信息。當然，如果每個平臺來源于多個供應商的解決方案，我們獲取良好性能數據信息的難度會提升，此時可以借助行業內的數據庫監控方案來簡化性能監控與規劃工作，改善現有的服務水平。

數據庫的性能受到多個方面的影響，除去操作系統的影響之外，參數設置、SQL語句等也是影響系統性能的主要因素。相比于一般的操作系統，數據庫在性能監控和問題定位方面明顯具備其特性，而衡量數據庫性能的總體參數包括數據庫的吞吐量、用戶響應時間，其中這些數據出現報警時，就表明系統性能已經出現下降問題。而用戶響應時間具有兩個途徑的改善方案，一是減少系統的服務時間，提升數據庫的吞吐量;二是減少用戶的等待時間，減少用戶訪問數據庫時出現的沖突情況。數據庫的多用戶特征決定了數據庫之內會有并發操作的出現，數據庫也需要采取多種方式來實現對資源的互斥操作。然而某些特殊的操作需要等待之前操作完成后展開，但是隨之而來的延遲問題與系統性能下降問題也需要納入考慮范圍之內。對于等待事件的監控，無疑也成為了當前數據庫監控過程中的關鍵信息，同時還包括磁盤、文件爭用基礎上的數據分布調整[4]。

5.結語

通過對現有的IT系統不同層面的分析后，我們可以了解到不同基礎設施的協同運行方案與業務服務支撐之間的關系，建立從硬件資產到軟件資產完整的資產關系模型。而不同的監控技術在特定的環節下也與故障性能的敏感度之間存在必然聯系，所以在未來的技術研究中，對于性能監控的標準劃分也會更加復雜，但是這項工作如果能落實到位，不僅監控系統的效率可以得到提升，系統穩定性也可以得到保障，所以將對IT基礎設施的監控與基礎架構、應用性能進行融合，也是今后需要細化分析的部分。

【參考文獻】

[1]方方， 胡健， 吳小志，等. 信息系統性能監測評估平臺的研究與實現[J]. 微型電腦應用， 2014， 30（4）：11-14.

[2]梁飛. 信息系統應用性能管理（APM）系統在企業信息化中的作用[J]. 電子技術與軟件工程， 2014（22）：19-19.

[3]張磊， 楊明杰， 王剛. 促進電力信息化業務穩定運行的性能優化機制研究[J]. 電力信息與通信技術， 2015， 13（8）：15-19.

[4]袁昊， 祝唯薇， 孫沛，等. 信息系統應用性能監控在電力系統的應用與實踐[J]. 信息技術與信息化， 2017（11）：58-60.