海萬學(xué)：多層結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能分析與故障診斷
原創(chuàng)【51CTO.com獨家特稿】編者按：本文為2009年首屆網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)大會的現(xiàn)場實錄，演講嘉賓為資深網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)顧問海萬學(xué)先生。海先生在大會上為我們詳細(xì)講解了多層結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能分析與故障診斷等問題。
我今天演講的主題是多層結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能分析與故障診斷。概述，包括什么是應(yīng)用分析，通過剛才的講解，大家發(fā)現(xiàn)，很多分析都是這個有問題，都是針對應(yīng)用分析的，我今天講解的應(yīng)用分析主要是多層架構(gòu)的應(yīng)用分析，我會講解一下我在實際工作過程中分析案例和分析思路以及我用得假設(shè)的分析思路，我希望會實現(xiàn)。
我再講解多層應(yīng)用架構(gòu)之前，會有一個相關(guān)的概念，大家知道的，熟悉一下，不知道的再看一下。
最主要的部分就是多層結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能分析思路，我們怎么樣分析多層結(jié)構(gòu)應(yīng)用。通過剛才的講解，大家發(fā)現(xiàn)我們只能分析到兩端，中間有幾個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是不屬于應(yīng)用層的結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為這也是兩層結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在大型環(huán)境下面，更多都是Web、中間件、數(shù)據(jù)庫，有很多環(huán)境下面，用戶要求說，我要看端到端的應(yīng)用性能，或者說端到端訪問出現(xiàn)了故障給我排除一下，我們要分析到后面的應(yīng)用服務(wù)其，甚至到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)分析中過程中面臨的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)和分析帶來很大的難度，這些挑戰(zhàn)如果有時間的話，也會逐步介紹。何為應(yīng)用分析。應(yīng)用分析就是業(yè)務(wù)分析，我們的應(yīng)用，有的問題我來分析他，今天是網(wǎng)絡(luò)分析的大會，應(yīng)用分析到網(wǎng)絡(luò)分析、協(xié)議、流量分析是什么樣的關(guān)系，我們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)分析、協(xié)議分析、流量分析是安全里面很重要的分支，給我們網(wǎng)絡(luò)帶來精細(xì)化的管理。這些分析為管理服務(wù)，為了我們更好的管理，為了更好的管理做什么呢？讓我們的應(yīng)用跑得更加安全、穩(wěn)定，所以我認(rèn)為應(yīng)用分析也是建立在下面三個分析的基礎(chǔ)上。
什么時候需要應(yīng)用分析？網(wǎng)絡(luò)正常，我們發(fā)現(xiàn)欺騙和攻擊，又嫌應(yīng)用慢，原來應(yīng)用正常，現(xiàn)在又慢了，應(yīng)用間歇性地慢，我很煩惱，有的時間好，有的時間慢，相關(guān)概念都看一下，這是最簡單的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，這邊是客戶端，到這邊應(yīng)用服務(wù)其，或者數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，復(fù)雜環(huán)境下面會用其設(shè)備，大型客戶應(yīng)用服務(wù)其會九到十臺后面有中間件或者應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫都是雙備份，提高他們的性能，環(huán)境比較復(fù)雜的時候，我們要實現(xiàn)端到端的應(yīng)用，可能是稍微有一些難度。多層應(yīng)用結(jié)構(gòu)分析的時候會涉及到一些系統(tǒng)和應(yīng)用，為什么說出來呢？操作系統(tǒng)會有IBM，分析出來的時候，還發(fā)現(xiàn)說窗口大小也需要調(diào)整，在系統(tǒng)里面進(jìn)行調(diào)整，如果對系統(tǒng)有不熟悉的地方，任務(wù)只能完成百分之多少，其他的地方需要別人幫忙解決。Web服務(wù)器是比較常見的，應(yīng)用服務(wù)其這一塊有很多時候中間件代替，數(shù)據(jù)庫為什么要列出來呢？在分析的過程中，BB2，每次傳送數(shù)據(jù)的時候就是512字節(jié)大小傳送，我要修改它，或者我要怎么樣修改它，或者說開到一些指針，前后聯(lián)系起來才能分析出一個結(jié)構(gòu)，多層架構(gòu)可能會涉及到的內(nèi)容比較多，常見的應(yīng)用研究方式，在我看來，三種應(yīng)用連接方式，第一種就是一個客戶端后面對應(yīng)一個連接，把相關(guān)數(shù)據(jù)捕獲到，我得到一個結(jié)果，國內(nèi)建得最多的，如果用F5代替的話，所有F5都是這樣的結(jié)構(gòu)，直接負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)，應(yīng)用服務(wù)其和數(shù)據(jù)庫之間開發(fā)20個連接，前面有成千上萬的人在訪問，這個時候要做到端到端的分析，只想看這一個用戶做得數(shù)據(jù)，打開一個網(wǎng)頁，把數(shù)據(jù)整理出來，這種比較復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)上見過，并沒有在實際工作中見過，也可能只開發(fā)二十個連接，但是好多用戶請求，Web服務(wù)器發(fā)送的時候把應(yīng)用給數(shù)據(jù)服務(wù)器，如果做到端到端的分析，可能稍微復(fù)雜一些，快有遇到，遇到的話我會總結(jié)一下。分析的時候有一些概念，我們捕獲數(shù)據(jù)包分析的時候，涉及到帶寬延遲，不同的帶寬延時是不一樣的，我們要理解帶寬延遲，TCP的延時流控的機制和慢啟動都會帶來一些前演尺，還有擁塞延時，假如分析端到端的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)擁塞延時特別多，我們的定義就是通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過實際延時是多少和理論延時，才能知道擁塞延時是多少。應(yīng)用相關(guān)，端點處理時間，像每一個經(jīng)過的服務(wù)器、客戶端都有，我們會說服務(wù)器響應(yīng)時間，有些應(yīng)用開發(fā)部怎么好，效率比較低，歸到應(yīng)用相關(guān)的時間，這是時間相關(guān)的概念。
大家一直在說，數(shù)據(jù)捕獲的同步性，這也是非常重要的，我分析的結(jié)構(gòu)，不是在這兒捕獲一下而是在那兒捕獲一下，相關(guān)的層面都要捕獲到，像剛才王超老實說得很好，最希望的就是用一臺電腦捕獲，我們怎么樣做到多個端點同時捕獲，客戶端如果在物理距離非常遠(yuǎn)，不能通過一個接口拉線放在一個電腦上，我怎么樣捕獲它？這個分析系統(tǒng)支持分布式控制，支持跨地域非常遠(yuǎn)，給那個地方也裝了，但是控制它，讓它捕獲，讓這三個同時捕獲同時停止。
在下面多層結(jié)構(gòu)分析里邊，我想得結(jié)構(gòu)模型，這是我的重點，我們分析多層結(jié)構(gòu)的時候有一些模型，我很希望它能夠?qū)崿F(xiàn)，我有設(shè)備連接顯示，我是多層結(jié)構(gòu)，我肯定是這樣一個圓，看到A設(shè)備和客戶端連接Web連接到客戶端，又連接到數(shù)據(jù)庫，但是在這線里邊，我們希望看得非常詳細(xì)，包括交互次數(shù)是多少，因為是端到端，只對一個用戶做分析，我開發(fā)傳送的協(xié)議是什么，網(wǎng)絡(luò)層的空間大小是多少，我們希望有這樣一個模型，設(shè)備連接顯示。因為對流量傳輸特征顯示，這是A，這是客戶端，C是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，客戶端和A之間數(shù)據(jù)交互是什么樣，看到請求是什么樣子，請求又發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上面，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器又返回來，他們之間是不是交互過很多次，服務(wù)器又反饋到客戶端，我希望圖形的方式把數(shù)據(jù)交互看到是非常好的。只是一個用戶的訪問做分析，我希望在整個過程中，把相關(guān)的時間顯示出來，這里面我會看到把時間劃分了，網(wǎng)絡(luò)時間是多少，服務(wù)器響應(yīng)時間是多少，帶寬延時是多少，網(wǎng)絡(luò)擁塞時間是多少，我們看到如果準(zhǔn)確交互過濾出來，延時在哪兒肯定就是這個原因?qū)е碌?，我把多層結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)都過濾出來，這是我們分析模型。三個分析思路。多點捕獲同構(gòu)性。過濾相關(guān)交易數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，然后整體分析，工作的難點是第二個，怎么樣過濾出來。一旦過濾出來就會關(guān)聯(lián)起來。根據(jù)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的交易特征，這是很好理解的，這是我們國家通關(guān)檢測系統(tǒng)，這是分析模型里邊，第二行是中間件，第三行是數(shù)據(jù)庫或者服務(wù)器，我看到每隔20分鐘或者多長時間，有一次交互，我可以把中間放大，這一次任務(wù)哪延時最多，這是我設(shè)想第三種模型，每一種時間，不同的顏色代表不同的時間，相同的顏色，我認(rèn)為端點的觸及時間，Web 服務(wù)器端點處理多長時間，中間點多長時間，其他和網(wǎng)絡(luò)和端點擁塞是多少，如果這樣做出來就可以看出來是什么樣的原因。
根據(jù)關(guān)鍵字和特征碼，不像第一種有明顯的操作時間延時的特征，好多人在訪問，同時又非常多人訪問，雖然沒辦法關(guān)聯(lián)起來，遞交的內(nèi)容會含有個人信息，而且還有HTTP的信息。這個例子里面還有一個F5設(shè)備，F(xiàn)5是單機模式工作的，再發(fā)送到AP，再發(fā)送到DP上面，以這個用戶為例，我可以看到這樣的結(jié)果，這個客戶端直接訪問到F5上面一個地址，F(xiàn)5有一個對外的地址，這個地址過濾出來這幾個用戶，但是后面并沒有過濾出來，我看到F5連接兩個應(yīng)用服務(wù)器，兩個應(yīng)用服務(wù)器又連接兩個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，我要知道，這個用戶的數(shù)據(jù)到底傳到應(yīng)用服務(wù)器一還是應(yīng)用服務(wù)器二上面，訪問到F5傳到一還是數(shù)據(jù)服務(wù)器一還是數(shù)據(jù)服務(wù)器二上面，可以看出延時包括交互行為，根據(jù)關(guān)鍵字的方式過濾出來。F5建立連接的時候有一些信息，這里面有一個用戶名。因為我們知道，應(yīng)用服務(wù)器肯定會把某些關(guān)鍵字轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器里面，我們會找到哪個應(yīng)用服務(wù)器，但是我們這里面也應(yīng)該明白，不會在短時間內(nèi)應(yīng)用服務(wù)器，一會兒又用那個應(yīng)用服務(wù)器，在短時間內(nèi)不會那樣做，我們找出來關(guān)鍵的唯一。根據(jù)剛才的關(guān)鍵字過濾，我們看到這個應(yīng)用服務(wù)其和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，確認(rèn)到那個應(yīng)用服務(wù)其和哪個應(yīng)用服務(wù)其，相關(guān)的連接是哪些都可以找到，這樣可以確認(rèn)出來。在這個時候如果需要流程圖形方式顯示時間就比較復(fù)雜，我們可以直接整合起來。我把內(nèi)外網(wǎng)兩個IP地址命名成F5，所以會顯示。如果會這樣的話就是單一個用戶，我們可以看到很多的信息。通過這個分析大家可以看到，我分析到了應(yīng)用相關(guān)的時間，分析到網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的時間，在大型環(huán)境里面最容易發(fā)生這樣的糾紛，管網(wǎng)絡(luò)測試網(wǎng)絡(luò)連通性的方法，管應(yīng)用又測試應(yīng)用的方法，甚至于開發(fā)的，壓力測試的腳本認(rèn)為我經(jīng)常用的這些腳本，我就應(yīng)該測試，但是在實際環(huán)境中會發(fā)生各種各樣的現(xiàn)象，有些問題沒有考慮到，我們就可以通過時間圖找到到底延時真正發(fā)生在哪兒，比如說端點處理延時特別高，這是應(yīng)用關(guān)聯(lián)的問題，如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)用交付特別頻繁，每次發(fā)生很小的數(shù)據(jù)包，這是應(yīng)用開發(fā)的問題，找到相應(yīng)的部門，遞交給相應(yīng)的責(zé)任人，這是我們分析過程。這是最終的結(jié)果。
這是理想，假設(shè)的方式，有了前兩種方式還有第三種方式，網(wǎng)上交易或者政權(quán)網(wǎng)上交易很多都是加密的，找不到關(guān)鍵字或者說多次轉(zhuǎn)換，地址轉(zhuǎn)換得比較亂，關(guān)聯(lián)起來是很復(fù)雜的，假設(shè)有這樣一個環(huán)境，上面的框就是實際環(huán)境中走過的流量，下面是單個交易的壓力，這個壓力怎么樣得到呢？在應(yīng)用發(fā)布之前，試驗環(huán)境中做了一下，股票停市別人沒法訪問，我訪問了一次，作為一個案例。后面有一個單元大小，依據(jù)某些屬性設(shè)立，如果符合的話，抽樣的方法肯定不是百分之百準(zhǔn)確的，盡量做到70%或者80%甚至更高，接近準(zhǔn)確值，這就達(dá)到了我們的目標(biāo)。實際環(huán)境中找到了開頭，又找到它的結(jié)尾，我要的數(shù)據(jù)就在其中，在中間以各種的方式找出來，到最后以抽樣的方式，數(shù)據(jù)非常多，以樣本的方式抽出來，我再分析一下結(jié)果是什么樣子。這是一個實例：網(wǎng)絡(luò)訪問速度過慢，有時候無法顯示。內(nèi)網(wǎng)用戶訪問的話，數(shù)據(jù)從這兒跑到F上面，外網(wǎng)用戶訪問的話，跑到這個F5上面，內(nèi)網(wǎng)這兒有兩個，這一塊有兩個Web服務(wù)器，認(rèn)為比較浪費，就算了，這樣的話，我們就看一下，內(nèi)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)是這樣子的，用戶這么過來，這時候轉(zhuǎn)到Web 服務(wù)器，到底轉(zhuǎn)到哪兒，如果是靜態(tài)或者簡單的頁面Web 服務(wù)器就認(rèn)了，如果動態(tài)的話到這兩個應(yīng)用服務(wù)其，如果需要查詢數(shù)據(jù)庫的話，就得轉(zhuǎn)回去，我算了一下要穿四到八次防火墻，在這樣一個結(jié)構(gòu)里面，用戶打開這個網(wǎng)頁比較慢，給我分析一下是什么樣的原因？會顯得復(fù)雜一些，而且分析比較科學(xué)的話，以用戶為例，整個過程都拿出來，我看到底哪兒延時比較大，或者哪兒中斷了，我以這個用戶為例，到F5上面，后面的數(shù)據(jù)沒有過濾出來，過濾到前面的F5，前面包含很多怎么樣過濾出來，稍微復(fù)雜一些。
當(dāng)用戶訪問成功的時候有明顯的特征，數(shù)據(jù)傳輸，而且數(shù)據(jù)傳輸比較多，顏色比較粗的地方，就知道是不是的，我們就可以看到這樣的結(jié)果，這個綠色表示HTTP的訪問，發(fā)送到F5的時候沒有發(fā)下去。前面綠色的鍵，這個數(shù)據(jù)里面的概算是一模一樣的，就是刷新了一下。如果我們分析這種情況，結(jié)果就可以一目了然。
我對上面這張圖的放大。結(jié)論就是網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用都是沒問題的，日常網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用分析遇到的挑戰(zhàn)，第一個就是加密技術(shù)，對我們的精確分析帶來很大的挑戰(zhàn)，沒法關(guān)聯(lián)很多的事情，包括全球用得最多的廣域網(wǎng)加速，我們也可以叫應(yīng)用或者網(wǎng)絡(luò)加速，對我們的分析也帶來很大的挑戰(zhàn)，在兩端放兩個盒子，中間用著他們自己的協(xié)議或者算法，甚至壓縮，我很難準(zhǔn)確地分析出一個訪問真正的時間是多少。虛擬化技術(shù)，把服務(wù)器放在大型機或者小型機里面，我們看到網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)都在支持虛擬化技術(shù)。面對問題要解決問題，因為時間的關(guān)系我就大概介紹一下我的議題。謝謝大家！
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