中欧体育第十届中国计算机学会网络与数据通信学术会议论文 南京 ·1998 基于Web网络服务的动态特性研究及其改进 杨 永 健 姚 丽 春 (长春邮电学院计算机系， 长春130012) 幼@ 摘 要: 针对多个客户同时访问务器而造成WWW服务性能下降的问题，从各个方面详细分析了主要 影响因素，提出了如何测试网络运行状态和进一步发挥WWW服务性能的改进方案。其研究结果对其它网络服务功 能具有同样的参考价值。 关键词: WWW 网络性能 服务器 负 载 1 引 言 WWW技术是基于client/serve叹客户机1服务器)的模型，用户可通过客户程序向服务器发送请求以访问WWW 信息。服务器收到客户的请求后及时响应，并给出相应的服务。访问的用户越多，就越要求WWW服务器在重载条 件下具有良好的性能，否则，响应的延迟将会造成用户的等待. 为了合理设计网络，优化网络性能和配置，本文将详细分析影响WWW服务性能的主要因素，并对其解决的方 案作一阐述。 2 网络性能评价 首先、限制其任务执行的首要因索是网络.一般说来，平均每个HM 服务要求”KB111，一个用户的平均文 件页面可能更大也可能更小，这要看正在服务的页面是如何排序的。 以某院为例，Web站点每天接续外部客户访问平均为每天接续 1600次中欧体育，平均文件大小为13KB.许多站点的 平均访问速率是高峰期的三分之一到五分之一。操作数量应以高蜂值为准，这将有助于确定服务的带宽。假设我们 按每天运行以Sh计算，峰值流量为正常的3倍，则需要多大的带宽接入广域】ntemet呢? (1) 1600次请求/天二。055次请求1秒 平均值 (2)0.055次请求1秒X3=0.167次请求l秒 峰值 (刀 13KB(平均HTTP文件长度)X0.167次请求砂=2.)7KB (4)2.17KB/秒-1-(2.17X30/o+2.17KB/秒X30%)=3.47KB/秒 其中((2.l乃田尸秒X30%十2.17KB/秒X30/)为TCP的头部和网络头部信息。 换算为带宽(1Byte=8bit) 8bitX3.47KB/秒二27.78Kbps 所以应使用28Kbp:的线路. 学院内部站点每天接续 120000次，平均文件大小为”KB (图形比较丰富)，12小时运行，峰值流量为正 常时的3倍。 (1)120000次请求沃 二2.78次请求r秒 (平均值) (2)2.78次请求/秒 (平均)X3二8.33次请求1秒 (峰值) (3) 13KB (平均文件长度)X8.33次请求了秒 =108.33KB/秒 425 叮 1 。 南京 1998 第十届中国计算机学会网络与数据通信学术会议论文 (4).108.33KB/秒+(108.33KbfsX30%+]08.33Kb/秒X30%) =173.33KB/秒 其中(108.33KbIsX30010+108.33Kb/秒X30%)为TCP的头部和网络头部信息。 换算为带宽 8bitX173.33KB/秒，1386.64Kbps 这相当于,.,o,viuivTy,粗略计算为 I个TI线服务器系统性能评价 VA 的访问效果不仅与网络带宽有关，还与服务器本身的性能有很大的关系。 」」CPU 通常简单的II1IP接续并不会消耗过多的CPU周期，但是当服务器上有过多的进程将限制CPU的性能.一 些集中使用CPU的工作并占用大量CPU资源的通常是变量搜索引擎、CGI-BIN程序和数据库。CGI是外部程序中欧体育， 服务器要为每一个收到的请求创造一个独立的进程，并发的请求越多，服务器所创建的并发进程就要越多中欧体育，而为每 个请求创造的进程都要消耗一定的CPU时间和资源，导致性能下降。而另一个需要大量CPU周期的T作是含有面 向对象头部的catalyst数据库。在建立Web站点时可采用特定厂商的WebAPI，它们与CGI区别主要是通用性、易 用性、灵活性和可管理性.这样的WebAPI包括1viicrosoft的，SAPI,Netscape的NSAPI,Oracle分布式HTTPSever 技术及Fast-CGI等，这类接口较之CGI提供了更好的性能以及与WebServer更高度的集成。基于WebServerAPI 的应用程序运行时链接到WebServer中，运行在同一地址空间上.这样用户的请求不会产生任何新进程，使对CPU 占用降到最低，从而极大提高机器的响应时间。 3.2 进程数 目 当服务器启动后，提前调用HTIPDS的缺省值是最小值16到最大值32，但在一些每秒接受50-60次请求的大 站点上，这个数目可能太低了，设置进程数目的方法是检查错误记录，它将告诉我们何时该增加运行的HTTPD数 目，如果该记录保持在32个，那么我们将最小值改为32。最大值改为64，但也不要把值设定的太高，因为每个 进程都要占用内存. 沃3 进程生命周期 进程生命周期是Netscape为防止内存泄漏而采取的措施.服务器按设计要求，在提供若干次请求的服务后将 终止，必要时附加进程将被启动。它的缺省值为32，也就是说每个HTIP回答32个请求后将结束生命.但在每秒 回答50个请求的站点上，服务器会花费许多时间来交叉调用新的HTTP进程。这样可解决内存泄漏，并且使每个 HTTP响应更多的请求.侧试表明提高到64或128将有更好的效果，但更高的值并无益处. 3.4 内存 内存是限制 HTTP性能发挥的另一个主要因素。一个原因是目前服务器的设计问题。诸如Netscape CommunicationServerV1.12和Apache先交服务器在大量HTIPD运行时，比NetscapeEnterprise和OpenMarket线 程Web服务器使用更多的内存，这是因为多出的闭丁PD进程需要的流量比平均的大。这样如果你的流量文件很大， 可通过增加内存来改善性能. 4 服务器的配置与负载均衡 服务器的配置对其性能影响很大。小的站点通常由一台服务器提供多功能服务。当业务增加时，或者移到大的 426 第 十届 中国计算机学会网络与数据通信学术会议论文 南京 ·1998 服务器上或者通过多台WWW服务器来分布处理客户的请求.从系统的可靠性和技术经济性角度来看，后者不失为 一种有效的解决方案。 如何均衡Web服务琴的负载，目前有几种做法，如根据WWW信息内留包括CGI服务)来划分，或者根据客 户机的FI地址将客户机的访问请求重定向到相应的Web服务器上。虽然这些方法在一定程度上缓解了Web服务器 的负载问题，但没有真正实现对某一个具体Web主页的多机服务，许多提供ISP(IntemetServiceProvider)的部门面 临的正是这种情况.一种有效的方法是可以利用BIND4.9.3(BerkeleyInternetNameDomain)来实现一种ROUND ROBNIDNS的方法，以对CACHE数据轮流响应。在RFC1794中有关域名服务器DNS可提供别名的多地址支持中欧体育， 这样可用特殊的DNS来记录主机名1 WWW2.CCIPT.EDU.CN 1 WWW3.CCIPT.EDU.CN 这是一个RRDNS的例子。第一个向上寻找返回一个清单，1，下一步返回一个在清单中的值(如果 该值在此期间己查到则不必进行)，3。通过gethostbyname()或nslookup测试如下: %nslookup name:.cu aliases: address:1 ﹃ 敷 1 % u P n k o o s l n n a e j : ﹄ .cu ﹄ 1 下表是RRDNS建立的图表，如图1所示. WWW服务器从NFS服务上连接一个数据源，减少数据拷贝到多台机器上。 5 结束语 在上面的几部分，我们对Web服务的网络性能，服务器系统对WWW服务性能的影响进行了分析研究，并对 改善WWW服务负载性能问题提出了解决的办法，为网络的流量控制和提高服务性能提供了有价值的参考依据.实 践证明，本研究方法和解决方案是有效的，不仅适用于Web服务，对其它网络服务，如FT?、E-MAIL等也同样 具有参考价值. 427 一 南京 ·1998 第十届中国计算机学会网络与数据通信学术会议论文 图1RRDNS 建立的图表 参考文献 j l ( DNSSupportforLoadBalancing,RFC1794 (http/:/tinnates/rfctflles/rfcl794.txt) 阴 1T1IPLODraftSpecification h(ttp://.80/ 3 ] 1 MockapetrispDomainNameImplementationandSpecification Stdl3,RFC1035,USC/informationSciencesinstitute,Nov.1992 J 口 . 月 . . . . . . . . -428- . . . .
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