应用系统性能改进的经验分析

引言： 某银行先前使用的相关业务处理系统采用Power Builder 6.0软件开发平台开发，用电子邮件传输相关数据文件，规模较小、结构简单，功能较弱，因此重新开发适应目前需要的新系统，以适应形势和业务发展的需要。本文就在项目中所涉及的改进方法加以分析和总结，以飨读者。

由于先前使用的相关业务处理系统用电子邮件传输相关数据文件，规模较小、结构简单，功能较弱，因此重新开发适应目前需要的新系统，以适应形势和业务发展的需要。在大型分布式基于网站的应用系统中，用户数量、业务数据以及通信负荷均较大，提高系统的运行性能是一个迫切需要解决的重要课题。系统采用浏览器／服务器（Brower/Server）模式，各类服务器集中配置在总行发行部门，实现数据集中管理。各省、地（市）、县分支库发行部门安装JDK和客户端应用程序，采用基于IE浏览器的用户界面，通过银行内联网联机运行。系统总体网络拓扑结构示意图（见图1所示）。

改进应用系统性能的措施

在硬件运行平台和系统软件方面。较早的HTTP Server结合CGI程序调用的方式，由于每一请求需要对应于后端系统的系统进程来运行CGI程序来处理，系统的开销相当大，性能和扩展能力差。应用服务器在市场上同类众多产品中，我们选择了IBM公司的Web Sphere产品系列。

注重前期系统架构的分析和设计，预先考虑未来的扩展与性能需要。在项目投产后，应用系统从开发环境走向实际的生产环境，用户访问量的不断地上升，为了预留应用系统的发展空间，我们不断地运用新技术、采用新产品又对整个应用系统作了多次系统性的升级。其中通过引入多台应用服务器及Web服务器等构建集群并行工作以提高整个应用系统的吞吐量及单点故障的克服能力。

采用集群技术，对应用系统进行横向扩展和纵向扩展。

采用集群服务（CS）技术，创建集群服务（CS）集群，将系统进行横向扩展。当其中任何一个物理主机出现硬件或软件故障时，运行在该物理主机上的应用系统会由集群服务功能转移到其它没有故障的物理主机并被重新启动。由于集群服务使用诸如SCSI和光纤等具有公共总线结构的共享磁盘配置，因此，在故障应急期间将不会有数据被丢失。

采用网络负载均衡（NLB）技术，创建网络负载均衡（NLB）集群，将系统进行横向和纵向扩展。通过在集群内的多个服务器之间根据每一台服务器的具体运行性能合理地分配来自客户端的请求。并能够实现随着流量的增加，可以向集群中添加更多的服务器，以增强整个应用系统的可伸缩性。

图1 系统总体网络拓扑结构示意图

采用组件负载均衡（CLB）技术，创建组件负载均衡（CLB）集群，将系统更进一步进行横向和纵向扩展

采用数据库路由器技术，在后端进一步增设创建数据库服务器集群，实现数据库服务器的负载均衡，以及在任何时刻均保持完全相同的非单一逻辑数据集的热备份。

在数据库路由器ICX后端可以同时连接N个数据库，所有的数据库用户都通过数据库路由器ICX访问数据库。当用户访问查询数据库系统时，根据实际情况分配服务器来提供计算服务，能够大大地提高服务运行速度和优化处理性能，并且实现负载均衡。

另外，可以同时连接多台数据库服务器，具体连接物理服务器的台数根据用户的具体需求来确定，一般具体数量为2～16台。这若干台数据库服务器的数据库数据信息内容在任何时刻均保持是完全一致的。当其中某一台数据库服务器发生故障时，可以实时的、第一时间切换到其他处于正常运行状态的服务器上来继续提供计算服务。实现零时间的服务器切换，不仅大大地提高了整个应用系统的安全性，而且实现真正意义的服务器不间断地提供计算服务。

在数据中心中，按行政区域进行业务数据分离，相应的划分诸多个子网，以承载相关的拥有多个不同子功能的相应的多个不同集群，同时在前端增设域名（DNS）服务器用于直接分流至各个子网的数据流量。实现将数据由集中式存储转换为分布式分散存储，把不同行政区域的业务数据分开存储在不同业务子网的数据库服务器的集群中。经过多次进行优化后系统的拓扑结构示意图（见图2所示）。

图2 系统按行政区域划分多个子网与系统横向扩展和纵向扩展拓扑结构示意图

由于内联网由众多子网构成，为了降低网络中的数据流量，客户机最好能够直接访问处于同一子网内的Web服务器。这个问题的简单解决方法是增加配置域名服务器，启用DNS服务器的“启用网络掩码排序”功能即可。具体的详细配置过程如下：

首先安装DNS服务器角色。打开“服务器管理器”窗口选择“添加角色”。在“选择服务器”窗口中选择“DNS服务器”，单击“下一步”，单击“下一步”，直至安装完成。

然后单击“开始”→单击“管理工具”→单击“DNS”，打开“DNS管理器控制台”。单击要选择的DNS服务器名称，选定服务器。右键点击已选定的DNS服务器，在弹出的菜单中选择“属性”，然后在“属性”对话框中切换到“高级”选项卡，选择“服务器选项”列表框中的“启用网络掩码排序”选项即可。

在选择的服务器“属性”对话框中单击“高级”选项卡。

改进结果

经过多次采用多种不同的技术对应用系统进行升级改造以后，单一集群的最大并发连接数超过100万，可处理峰值5Gbps的流量，每秒处理数据包数量为80万个，拥有高达99.95%的可用性。每一组负载均衡（LB）集群由4台物理服务器组成，在仅有一台物理服务器可用的极端情况下，仍然可以支撑20万以上的并发连接。