Messung und Monitoring

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1 Teil II: Messung und Monitoring Radioteleskop Raisting Teil II: Messung und Monitoring Seite II-1

2 Inhalt von Teil II KAPITEL 01 DAS MESS- UND AUSWERTESYSTEM PERMEV EINFÜHRUNG DAS MESS- UND AUSWERTESYSTEM... 5 KAPITEL 02 PROAKTIVES KAPAZITÄTSMANAGEMENT EINFÜHRUNG UND MOTIVATION IM BRENNPUNKT: GESAMTSYSTEMVERHALTEN AUS ENDBENUTZERSICHT AUTOMATISIERTE MESSUNGEN MITTELS PERMEV PROAKTIVES KAPAZITÄTSMANAGEMENT ONLINE-AUSWERTUNG DER SERVERRESSOURCEN ANWENDUNGSGEBIETE KAPITEL 03 APPLICATION EXPERT ÜBERSICHT INSTRUMENTIERUNG UND ANALYSEMETHODEN BEISPIEL: MEHRSTUFIGE CLIENT/SERVER-KOMMUNIKATION ABGRENZUNG ZU ANDEREN MESSVERFAHREN KAPITEL 04 SERVICE LEVEL MANAGEMENT EINLEITUNG FAZIT AMDAHL ENVIEW BMC SITEANGEL CANDLE EBA*SERVICEMONITOR HP OPENVIEW VANTAGE POINTS INTERNET SERVICES KEYNOTE PERSPECTIVE MERCURY INTERACTIVE TOPAZ SERVICE METRICS WEBPOINT TIVOLI WEB SERVICE MANAGER UND WEB SERVICE ANALYSER ABKÜRZUNGEN LINKS KAPITEL 05 UNIVERSELLER LASTGENERATOR SYLAGEN EINFÜHRUNG LÖSUNGSKONZEPT SYLAGEN SYLAGEN FRAMEWORK SYLAGEN LASTADAPTOR Seite II-2 Kursbuch Kapazitätsmanagement

3 KAPITEL 06 ANFORDERUNGEN AN MESSWERKZEUGE EINFÜHRUNG ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN WEITERE ASPEKTE SPEZIELLE ANFORDERUNGEN HINSICHTLICH ÜBERWACHUNG SPEZIELLE ANFORDERUNGEN HINSICHTLICH ANALYSE UND TUNING SPEZIELLE ANFORDERUNGEN HINSICHTLICH PROGNOSE...42 Teil II: Messung und Monitoring Seite II-3

4 KAPITEL 01 DAS MESS- UND AUSWERTESYSTEM PERMEV BÄRBEL SCHWÄRMER Einführung UNIX-basierte Server-Betriebssysteme bieten von Haus aus eine Reihe von Monitoring- Werkzeugen, die es erlauben, dem Server-Verhalten auf die Spur zu kommen. Der bekannteste Vertreter ist der sar (System Activity Reporter), der eine breite und vielfältige Performance-Analyse der wichtigsten Systemkomponenten (CPU, RAM, Festplatten) und Systemfunktionen (z.b. Systemaufrufe, Paging, Swapping) ermöglicht. Das Kommando mpstat dient zusätzlich zur Aufnahme von Multi-Prozessor-Statistiken. Weiterhin wird sehr häufig ps (process state) und acct (accounting) zur Ermittlung Prozess-spezifischer Daten eingesetzt. Anhand der Kommandos ipcs und df können Daten über die Ressourcen der Interprozesskommunikation (z.b. Semaphore) und die Belegung der Filesysteme ermittelt werden. Das Kommando netstat protokolliert die erhaltenen und gesendeten Netz-Pakete und unterstützt die Performance-Analyse des Netzwerks. Darüber hinaus ermöglicht bei einigen UNIX-Betriebssystemen (z.b. LINUX) das virtuelle /proc-filesystem den Zugriff auf eine Menge von Systemdaten einschließlich prozessspezifischer Daten. Der Nachteil all dieser Monitoring-Werkzeuge besteht darin, dass sie nur unabhängig voneinander zum Zuge kommen können. Wünschenswert ist eine automatisierte Mess- und Auswertungsumgebung, welche die Handhabung dieser Werkzeuge vereinfacht, die Aufrufe standardisiert und synchronisiert, die erhobenen Performance-Rohdaten über alle Erfassungsquellen korreliert und auswertet sowie insgesamt den Aufwand für Messung und Auswertung in Grenzen hält. Für den Einsatz auf unterschiedlichen UNIX-Server-Plattformen hat Siemens Business Services (SBS) das System PERMEV entwickelt. PERMEV (PERformance Monitoring and Evaluation EnVironment) ist eine Mess- und Auswerteumgebung für Systeme mit UNIX-basiertem Betriebssystem, wie Reliant UNIX, SOLARIS und LINUX. PERMEV besteht aus den Komponenten Messsystem monitor Auswertesystem evaluation Präsentationssystem statistics Seite II-4 Kursbuch Kapazitätsmanagement

5 Das Messsystem monitor sammelt Performance-Daten auf dem zu vermessenden System. Es handelt sich dabei um Daten über die Belegung der Systemressourcen wie CPU, Hauptspeicher, Festplatten und Netzzugang. Diese Daten werden innerhalb der Auswerteumgebung durch die Komponente evaluation verdichtet und tabellarisch zusammengefasst, wobei das Auswertesystem hinsichtlich der auszuwertenden Performance-Daten variabel konfigurierbar ist. Die durch das Auswertesystem erzeugten Ergebnisdaten werden nachfolgend durch die Komponente statistics statistisch weiter ausgewertet und aufbereitet. Hierzu gehört die Ermittlung von Mittel- und Maximalwerten, die Berechnung von Korrelationskoeffizienten sowie die grafische Präsentation. Im Folgenden werden das Messsystem monitor, das Auswertesystem evaluation und das Präsentationssystem statistics beschrieben Das Mess- und Auswertesystem (a) Übersicht Gesamtsystem PERMEV Die nachfolgende Abbildung 01-1 gibt einen groben Überblick über die einzelnen PER- MEV-Komponenten und deren Schnittstellen. Im Messsystem monitor werden mithilfe des SHELL-Skripts permon und der - je nach Betriebssystem - verfügbaren Standardmesstools die Performance-Daten gesammelt und als Rohdaten in einzelnen Dateien abgelegt. Die Konfigurationsdatei permon.cfg definiert, welche Tools aufgerufen werden. Eine Messung erfolgt über einen in Messintervalle gegliederten Messzeitraum. Am Schluss einer Messung werden diese Daten in der Archivdatei komprimiert verpackt. Im Auswertesystem evaluation werden mithilfe des PERL-Skripts eval.pl und weiterer PERL-Moduln aus den Rohdaten über eine Vorauswertung erste Ergebnistabellen erzeugt. Anschließend können diese Ergebnistabellen durch eine Datenverknüpfung zu weiteren Ergebnistabellen kombiniert werden. Die Vorauswertung wird gesteuert durch die Konfigurationsdatei preeval.cfg. Auf Basis aller Ergebnistabellen wird abschließend eine tabellarische Ergebnisübersicht generiert, deren Umfang über die Konfigurationsdatei eval.cfg variabel spezifizierbar ist. In den Ergebnistabellen und der Ergebnisübersicht sind die einzelnen Performance-Daten zeitlich den jeweiligen Messintervallen zugeordnet. Im Präsentationssystem statistics erfolgt mithilfe eines MS-Excel-Makros eine weitere u.a. grafische Aufbereitung der Ergebnisübersicht. Die Konfigurationsdatei statcfg.txt legt Form und Umfang der dabei resultierenden Tabellen und Diagramme fest. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-5

6 Abbildung 01-1: PERMEV-Ablauf- und -Schnittstellenstruktur (Darstellung für eine Einzelmessung) Seite II-6 Kursbuch Kapazitätsmanagement

7 (b) Das Messsystem Aufgabe Das Messsystem monitor dient zur mittel- und langfristigen Erfassung system- und anwendungsbezogener Performance-Daten. Die Messdatensätze werden in definierbaren Abständen, d.h. den Messintervallen, mittels Standardmesstools gesammelt und in einem Ausgabefile komprimiert abgelegt. In einer Einzelmessung werden Daten von maximal einem Tag (24 Stunden, ohne Datumsüberschreitung) erfasst. Eine Langzeitmessung besteht aus einer Folge von Einzelmessungen. Die Auswertung erfolgt ausschließlich offline. (c) Das Auswertesystem Aufgabe Das Auswertesystem evaluation kann - mit einigen Einschränkungen (s.u.) - unabhängig vom Betriebssystem des Messobjekts, d.h. des Systems, auf welchem die Messungen durchgeführt worden sind, unter Reliant UNIX, SOLARIS oder LINUX eingesetzt werden. Voraussetzung ist eine PERL-Installation. Das Auswertesystem nimmt an der Schnittstelle zur Komponente monitor Rohdaten in Form einer verpackten und komprimierten Datei entgegen und verarbeitet diese zu Ergebnistabellen. In diesen Ergebnistabellen werden die verschiedenen Performance-Daten den jeweiligen Messintervallen zugeordnet. Durch eine entsprechend dem Analyseziel parametrisierbare Datenreduktion werden aus den Ergebnistabellen Performance-Daten selektiert und in einer Ergebnisübersicht abgespeichert. Die Ergebnisübersicht bildet die Grundlage für die Ergebnisdarstellung und für weitere statistische Auswertungen. Eine Auswertung von LINUX-Messdaten unter Reliant UNIX oder SOLARIS bedarf jedoch einiger vorheriger Anpassungen. Diese betreffen das Messdaten-Archivierungsverfahren unter LINUX (s.o.), welches Reliant UNIX- bzw. SOLARIS-kompatibel im permon-skript zu ändern ist, sowie das C-Konvertierungsprogramm für LINUXaccounting-Daten (s.u.), welches auf dem Reliant UNIX- bzw. SOLARIS-System anzupassen und neu zu übersetzen ist. (d) Das Präsentationssystem Das Präsentationssystem statistics dient dazu, auf Basis von MS-Excel die tabellarische Ergebnisübersicht grafisch aufzubereiten. Zudem können Korrelationen vorgegebener Performance-Kenngrößen berechnet und in Abhängigkeit des jeweiligen Korrelationswertes ebenfalls grafisch dargestellt werden. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-7

8 cpu (meas0222, 1data.tar.Z) 80% 70% 60% 50% [%] 40% 30% 20% 10% 0% 15:31:41 15:36:00 15:41:00 15:46:01 15:51:00 15:56:00 16:01:00 16:06:01 16:11:00 16:16:00 16:21:00 16:26:00 16:31:01 16:36:00 16:41:00 16:46:00 16:51:00 sar.%usr sar.%sys sar.%wio Abbildung 01-2: CPU-Auslastung, Anteile von User-Prozessen, Systemoverhead und wait-i/o memory (meas0222, 1data.tar.Z) [kb] :31:41 15:36:00 15:41:00 15:46:01 15:51:00 15:56:00 16:01:00 16:06:01 16:11:00 16:16:00 16:21:00 16:26:00 16:31:01 16:36:00 16:41:00 16:46:00 16:51:00 sar.memused_kb sar.memfree_kb Abbildung 01-3: Speicherbelegung Seite II-8 Kursbuch Kapazitätsmanagement

9 disks (meas0222, 1data.tar.Z) 20% 18% 16% 14% 12% [%] 10% 8% 6% 4% 2% 0% 15:31:41 15:36:00 15:41:00 15:46:01 15:51:00 15:56:00 16:01:00 16:06:01 16:11:00 16:16:00 16:21:00 16:26:00 16:31:01 16:36:00 16:41:00 16:46:00 16:51:00 sar.%dev.sd96 sar.%dev.sd32 sar.%dev.sd95 sar.%dev.sd90 sar.%dev.sd91 sar.%dev.sd92 sar.%dev.sd93 sar.%dev.sd94 sar.%dev.sd1 sar.%dev.sd16 Abbildung 01-4: Plattenauslastung nets (meas0222, 1data.tar.Z) [1/s] :31:41 15:36:00 15:41:00 15:46:01 15:51:00 15:56:00 16:01:00 16:06:01 16:11:00 16:16:00 16:21:00 16:26:00 16:31:01 16:36:00 16:41:00 16:46:00 16:51:00 netstat.ipckt/s.hme1 netstat.ipckt/s.hme5 netstat.ipckt/s.lo0 netstat.ipckt/s.hme0 netstat.opckt/s.hme1 netstat.opckt/s.hme5 netstat.opckt/s.lo0 netstat.opckt/s.hme0 Abbildung 01-5: Netzstatistik Teil II: Messung und Monitoring Seite II-9

10 KAPITEL 02 PROAKTIVES KAPAZITÄTSMANAGEMENT REINHARD BORDEWISCH, KURT JÜRGEN WARLIES Einführung und Motivation Die Hinwendung zur New Economy stellt die Unternehmen vor eine hohe Herausforderung. Die Geschäftsprozessketten müssen dazu durchgehend, das heißt vollständig ITgestützt ablaufen. In dieser Form konzipiert, kommen die Geschäftsprozesse auch der Old Economy zugute. Das funktioniert allerdings nur dann, wenn alle Systeme Netzwerk, Server, Anwendungen im Sinne eines Geschäftssystems nahtlos zusammenwirken. Nur wie dieses nahtlose Zusammenspiel effizient und sicher auf den Weg bringen, ohne schnurstracks in Design-, Integrations-, Verfügbarkeits- und Ablaufprobleme hinein zu laufen? Zumal mit der Entwicklung eines umfassenden Geschäftssystems die Systeme, Schnittstellen und Ereignisse sich gegenseitig beeinflussen. Die Folge: Anvisierte Größen wie Skalierfähigkeit, Flexibilität, Verfügbarkeit, Performance und Dienstgüte sind nicht mehr vorhersehbar und damit nicht konkret planbar Im Brennpunkt: Gesamtsystemverhalten aus Endbenutzersicht Hochverfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Dienstgüte sind wichtige Kriterien einer modernen IT-Landschaft. Wie werden diese Kriterien messbar und damit überprüfbar und abrechenbar? Wie können diese Anforderungen sichergestellt werden? Ein bereits früher verfolgter Ansatz ist die Überwachung der Server-Ressourcen mittels der von Siemens Business Services (SBS) Paderborn entwickelten automatisierten Mess- und Auswerteumgebung PERMEV zur Server-Langzeitüberwachung. Ein inzwischen immer mehr ins Blickfeld gerückter Aspekt ist das Systemverhalten am Client, wie es sich dem Benutzer gegenüber präsentiert. Das schließt auch die Verweilzeiten im Netzwerk und im Client ein. Subjektiven Äußerungen der Anwender über ihr langsames System können IT- Betreiber nur selten etwas entgegensetzen. Heutige Netzwerkmanagement-Tools basieren auf der Ermittlung der Auslastungsgrade der System- und Netzwerk-Komponenten. Überwachungsmechanismen innerhalb der Anwendungen sind selten oder fehlen ganz. Konkret bemängelten die Endanwender einer Bundesbehörde die unbefriedigende Dienstgüte (das schlechte Antwortzeitverhalten) der Bearbeitung ihrer Geschäftsprozesse, so dass der Leiter des Rechenzentrums den objektiven Nachweis der Dienstgüte verlangte. Seite II-10 Kursbuch Kapazitätsmanagement

11 Dies war für Siemens Business Services (SBS) Paderborn die Motivation für die Entwicklung des Referenz-PC unter MS-Windows. In der realen Infrastruktur werden auf einem exklusiv verfügbaren Client-PC business-kritische Applikationen zyklisch zum Ablauf gebracht, wobei der Endbenutzer durch einen automatischen Testtreiber simuliert wird. Der Referenz-PC beinhaltet einen solchen Testautomat, der einen realen Benutzer an der grafischen Oberfläche simuliert. Business-kritische Transaktionen werden in festgelegten Abständen durchgeführt und deren Antwortzeit angelehnt an die DIN ermittelt und protokolliert. Die realen Eingaben (Tastatureingaben, Mausklicks) werden erfasst und mit konfigurierbaren Wartezeiten an die Anwendung übergeben. Während der Ausführung werden die relevanten Antwortzeiten ohne Modifikation der zu überwachenden Applikation und ohne Rückkoppelungseffekte auf das Gesamtsystem ermittelt. Abbildung 02-1: Gesamtsystemsicht des proaktiven Kapazitätsmanagements Mit dem Einsatz des Referenz-PC werden die folgenden Zielsetzungen verfolgt: Das Antwortzeitverhalten beliebiger Applikationen in Client-/Server-Umgebungen aus Benutzersicht wird messbar und objektiv qualifizierbar. Nach Kalibrierung der Schwellwerte erkennt der Referenz-PC einen (drohenden) Leistungsengpass früher als der Anwender und stellt dem Administrator diese Information mittels Alerting zur Verfügung. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-11

12 Trendanalysen über die vermessenen Transaktionen ermöglichen eine planerische Reaktion auf Leistungseinschränkungen Automatisierte Messungen mittels PERMEV Es treten wiederkehrende Fragestellungen der IT-Betreiber auf wie: Das Antwortzeitverhalten ist unbefriedigend, der Transaktionsdurchsatz liegt weit unter dem tatsächlichen Lastaufkommen. Man vermutet einen CPU-Engpass, aber wie steht es mit I/O-Peripherie, Hauptspeicher und Netz? Reicht die Hardware-Kapazität der System-Ressourcen und Netzbandbreiten für die nächste Ausbaustufe der Anwendungsumgebung aus? PERMEV ist eine automatisierte Mess- und Auswertungsumgebung für den Einsatz auf unterschiedlichen Unix-Server-Plattformen - Linux, Solaris, Reliant UNIX - welche die Aufrufe von Kommandos wie z.b. mpstat, ps, acct und netstat standardisiert, synchronisiert und die erhobenen Performance-Rohdaten über alle Erfassungsquellen auswertet. Das im PERMEV-Messsystem enthaltene Monitoring-Skript permon wird zur mittel- und langfristigen Performance-Messung auf UNIX-Systemen eingesetzt. Für die Durchführung der automatisierten Messungen wird das komplette Messsystem wirtschaftlich von zentraler Stelle aus auf dem (den) zu vermessenden Server(n) kopiert, konfiguriert und aktiviert. Das Skript erlaubt den konfigurierbaren Einsatz der o.g. Werkzeuge und die Aufnahme von relevanten System-HW-/SW-Informationen. Es handelt sich bei den aufgenommenen Performance-Daten vor allem um Informationen über die Belegung der Systemressourcen wie CPU, Hauptspeicher, Festplatten und Netzzugang. Darüber hinaus ist das Monitoring-Skript schnell und einfach um zusätzliche Messwerkzeuge (Traces oder Statistiken) des Betriebssystems oder auch einer speziellen Anwendung erweiterbar. So ist z.b. in PERMEV ein Mess-Skript integriert worden, mit dem Performance-relevante Daten über eine ggf. installierte ORACLE-Datenbank erhoben werden können. Neben einer Standardauswertung mit den wesentlichen Performance-Kenngrößen des vermessenen Systems kann die Zusammensetzung dieser Ergebnisübersicht vielfältig individuell konfiguriert werden. U.a. erlaubt PERMEV die Verknüpfung verschiedener Rohdaten, so z.b. der prozessspezifischen Daten, die einerseits aus dem ps-kommando resultieren und andererseits durch das Accounting erzeugt werden. Zusätzlich ist es möglich, Prozesse anwendungsspezifisch und damit verursachergerecht zusammenzufassen und diese Prozessgruppen hinsichtlich ihres Ressourcenverbrauchs auszuwerten. Seite II-12 Kursbuch Kapazitätsmanagement

13 Die so gewonnene Ergebnisübersicht ermöglicht die schnelle Performance-Analyse des Systems und die Lokalisierung möglicher Performance-Engpässe, so dass hieraus Ansatzpunkte für Tuning-Maßnahmen und/oder die Notwendigkeit für tiefergreifende Analysen abgeleitet werden können. Weiterhin können diese Performancedaten eine Basis zur Ableitung des zukünftigen Performance-Verhaltens bevorstehender Ausbaustufen oder Konfigurationsänderungen in der IT-Landschaft bilden. Mit Hilfe des auf Basis von MS-Excel implementierten PERMEV-Präsentationssystems ist es außerdem möglich, die tabellarische Ergebnisübersicht grafisch aufzubereiten. Durch diese Visualisierung sind Performance-Engpässe sowie Spitzenbelastungszeiträume sofort erkennbar. So analysiert und in Übersicht gebracht, werden frühzeitig Performance- Engpässe und potenzielle Fehlerzustände im Server-Bereich deutlich. Das wiederum ermöglicht, Server und Verbindungen richtig zu dimensionieren, Tuning-Maßnahmen gezielt aufzusetzen, Verarbeitungstrends im Server-Bereich frühzeitig zu erkennen und Server- Farmen angemessen zu formieren Proaktives Kapazitätsmanagement Heutige Netzwerkmanagement-Tools basieren i.d.r. auf der Überwachung der Auslastungsgrade der System- und Netzwerk-Komponenten und ermöglichen nur sehr eingeschränkt Detail- und Ursachenanalysen des Systemverhaltens. Ein bereits früher seitens SBS verfolgter Ansatz ist die Überwachung und Analyse der Server-Ressourcen mittels PERMEV. Ziel des Proaktiven Kapazitätsmanagements ist es, bei Verletzung der Dienstgüte gezielt Detail- und Ursachenanalysen hinsichtlich des Verhaltens der Systemkomponenten zu erstellen, um den IT- und Applikationsbetreiber in die Lage zu versetzen, frühzeitig Maßnahmen einzuleiten, bevor sich ein Anwender beschwert. Das Proaktive Kapazitätsmanagement auf Basis der Koppelung des Referenz-PC mit der bewährten PERMEV-Langzeitüberwachung bietet zusätzliche Vorteile: Die PERMEV- Langzeitüberwachung ermittelt die Ressourcenauslastung am Server und stellt eine Trendanalyse über einen vorzugebenden Zeitraum bereit. Die Messintervalle sind dabei relativ groß gewählt, um das System nicht unnötig zu belasten. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-13

14 Proaktives Kapazitätsmanagement Online-Überwachung Server-Systeme - Schwellwerte - Performance Server Alert-Daemon Server Alert-Daemon Netz Überwachung... Referenz-PCs - Antwortzeiten Abbildung 02-2: Online-Überwachung von Serversystemen Bei Schwellwertüberschreitungen am Client wird neben einem Alert an den Administrator auch zusätzlich das PERMEV-Messintervall verkürzt. Man erhält so eine höhere Granularität der Messdaten. Durch die Korrelation der Messdaten mit den Antwortzeiten wird eine gezielte Ursachenanalyse des Server-Systems ermöglicht. Gleichzeitig werden für einen kurzen Zeitraum die Client-Transaktionen in verkürztem Abstand durchgeführt, um das Antwortzeitverhalten bis zu einer Normalisierung detailliert zu verfolgen. Der Nutzen für den IT- und Applikationsbetreiber liegt in der Option, frühzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor sich ein Anwender beschwert. Mögliche schnelle Aktionen sind die Zuschaltung von Leistungsressourcen (Server, Netz, Applikation, verteilte Ressourcen,...) oder Abschalten nicht zeitkritischer Hintergrundlasten. Bei Einsatz mehrerer Referenz-PCs, z.b. in unterschiedlichen Netzsegmenten, sind Aussagen zur jeweiligen Providerleistung möglich. Die gemessenen Antwortzeiten können als Basisdaten für die Überwachung von Service-Level-Agreements herangezogen werden. Seite II-14 Kursbuch Kapazitätsmanagement

15 02.05 Online-Auswertung der Serverressourcen Die Statusmeldungen des Referenz-PC werden an einer eigenen grafischen Oberfläche zentral im Operating angezeigt. Um nun jedoch parallel die Auslastungsgrade der beteiligten Server beobachten zu können, ist eine Erweiterung der PERMEV-Funktionalität notwendig. Analog zu den Daten des Referenz-PC werden Schwellwerte für die Auslastung der Serverressourcen CPU, Speicher, Platte und Netz definiert und in einer Miniauswertung online erhoben und geprüft. Die Statusmeldungen werden zusammen mit denen des Referenz-PC angezeigt und ermöglichen so eine Gesamtbetrachtung der Applikationskomponenten Anwendungsgebiete Außer in der beschriebenen Client-/Server-Applikation wurde das Proaktive Kapazitätsmanagement für eine R/3-Anwendung eines großen Halbleiterherstellers adaptiert. Der Einsatz im ASP-Umfeld wird gerade vorbereitet. Proaktives Kapazitätsmanagement Kom m unikation Statusinformationen und Messdaten S tatusinform ationen S tatusinform ationen Überwachungsm on ito r Statusinformationen Referenz-PC Datenbankserver Anwendungsserver... Zugangsserver für W eb-c lients Statusinformationen Web-Clients (3tier-) Anwendungsdaten Internet Firewall DMZ Firewall Intranet Abbildung 02-3: Kommunikation über drei Sicherheitsebenen Hier geht es um die Überwachung von business-kritischen Transaktionen, die ein mittelständischer Kunde bei einem Applikation Service Provider (ASP) bestellt hat und die im Rahmen eines Unternehmensportals für die Mitarbeiter über einen Web-Browser bereitge- Teil II: Messung und Monitoring Seite II-15

16 stellt werden. Eine Besonderheit bedeutet dabei die Kommunikation der einzelnen Komponenten über die drei Sicherheitsebenen Internet, DMZ, Intranet des RZ-Betreibers. Somit ermöglicht das Proaktive Kapazitätsmanagement ein Agieren statt Reagieren: Von der Problemerkennung zur Problemerkennung und -vermeidung! Seite II-16 Kursbuch Kapazitätsmanagement

17 KAPITEL 03 APPLICATION EXPERT KLAUS HIRSCH Übersicht Das Tool Application Expert eignet sich gut zur Performance-Optimierung beim Betrieb von mehrstufig vernetzten Client/Server-Anwendungen. Application Expert ist ein Produkt der Firma Compuware (früher Optimal Networks). Haupteinsatzfeld ist die Analyse von verteilten Anwendungen in Bezug auf deren Laufzeitverhalten bei gleichzeitigem Aufzeigen von konkreten Tuningansätzen. Unmittelbarer Nutzen und Erkenntnisse beim Einsatz von Application Expert lassen sich wie folgt kategorisieren: Nachweis der Gesamtlaufzeit eines konkreten Geschäftsprozesses aus Sicht des End- Users Exakte Zuordnung der Zeitanteile zu den involvierten HW-Komponenten (Client, Netz, Applikationsserver, Datenbankserver) und Erkennen zeitlicher Synchronisationsmuster bei verteilt ablaufenden Transaktionen Nachweis des Datenverkehrsaufkommens zwischen den beteiligten Komponenten Gezieltes Erkennen von Tuningbedarf und -möglichkeiten bereits vor einem produktiven Einsatz von C/S-Anwendungen aufgrund komfortabler Facilities zur Top-down- Analyse Prognose zum Laufzeitverhalten von Geschäftsprozessen bei variierender Netzbandbreite Automatisierte, grafische und tabellarische Aufbereitung von Ergebnissen Application Expert ist auf allen Windows-Plattformen einsetzbar. Die überwachten HW- Objekte können von beliebiger Art sein. Die Erfassung der Messdaten erfolgt über das Netzwerk-Interface eines PCs oder Notebooks oder durch den Import von Trace-Files von Protokolltestern oder Netzwerkmanagement-Tools. Soweit grundlegende Kenntnisse im Bereich Performance und Network-Monitoring vorliegen, ist der effiziente Umgang mit Application Expert relativ leicht zu erlernen. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-17

18 03.02 Instrumentierung und Analysemethoden Die Instrumentierung des Application Expert kann man für konkrete Untersuchungszwecke unterschiedlich anpassen. Durch entsprechendes Setzen von Filtern lässt sich gezielt der Datenverkehr zwischen zwei einzelnen IP-Adressen, mehreren Paaren von IP-Adressen oder auch zwischen einer IP-Adresse und allen anderen Adressen, die mit dieser Daten austauschen, mitschneiden. Es ist aber auch möglich, den gesamten Datenverkehr zu erfassen. Je nach Art der im Monitorsystem eingebauten Netzwerkkarte ist es so möglich im Ethernet, Fast-Ethernet, FDDI oder Token Ring zu messen. Durch spezielle Importfeatures ist es möglich Messungen von Protokolltestern (z.b. Wandel und Goltermann) oder Netzwerkmanagementsystemen (z.b. HP Openview) zu analysieren. Neben den umgehend verfügbaren Standardergebnissen erlauben es die oben dargestellten Diagnosemöglichkeiten somit, das Laufzeitverhalten von Geschäftsprozessen Top-down zu untersuchen und ggf. einzelne Aufrufe auf Applikationsebene als besonders ressourcenund zeitintensiv zu identifizieren. Darüber hinaus ist es möglich, mit den Funktionen Response Time Predictor das Laufzeitverhalten einer untersuchten Transaktion bei verschiedenen Netzbandbreiten analytisch zu berechnen. Bandwidth Estimator die zwischen 2 IP-Adressen verfügbare Netzbandbreite experimentell zu ermitteln. Latency Finder die Signallaufzeit zwischen 2 IP-Adressen zu bestimmen. Comparison Report identische untersuchte Abläufe/Transaktionen automatisch zu vergleichen Beispiel: Mehrstufige Client/Server-Kommunikation Nachfolgendes Beispiel zeigt die für einen Geschäftsprozess anfallenden Kommunikationsvorgänge zwischen einem Client, Applikationserver und Datenbankserver im zeitlichen Verlauf. Im Kasten rechts erkennt man den Inhalt eines einzelnen Datenpakets, während im Kasten unten der Inhalt dieses Datenpakets auf das HTTP-Protokoll reduziert wird. Neben dem HTTP-Protokoll können noch eine Reihe weiterer Protokolle, wie z.b SQL, FTP, SMTP u.a. analog decodiert werden. Seite II-18 Kursbuch Kapazitätsmanagement

19 Frame 22 at 3,49400: (434 Bytes) potd0018.mch.sni.de:1207-->proxy.mch.sni.de:81 HTTP: GET TCP: Sequence Number = / /images/butt on1. gif HTTP/1.0..If -Modified- Since: Tuesday, 25-Aug :18:52 GMT ; Abbildung 03-1: Application Expert im Einsatz Abgrenzung zu anderen Messverfahren Der Einsatzschwerpunkt des Application Expert ist weniger das Aufzeichnen des gesamten im Multiuser-Betrieb von C/S-Applikationen erzeugten Netzverkehrs, sondern vielmehr der Mitschnitt und die Analyse in Bezug auf einzelne, definierte Geschäftsprozesse. Idealerweise sollten die mit Application Expert in einer C/S-Umgebung überwachten Objekte innerhalb eines Netzsegmentes liegen. Application Expert protokolliert den Datenverkehr zwischen den beim Ablauf eines Geschäftsprozesses beteiligten Komponenten. An den überwachten Objekten - Hardware und Software - sind aufgrund dieser Art der Messdatenerfassung keinerlei Anpassungen vorzunehmen. Es ergeben sich somit auch keine durch Mess-Overhead verursachten Rückkoppelungseffekte auf das beobachtete Ablaufverhalten. Allerdings liefert alleine diese Art des Monitoring keine Erkenntnisse über den aktuellen Auslastungszustand der beobachteten Systeme (z.b. Clients oder Server). Man stellt aber Teil II: Messung und Monitoring Seite II-19

20 die direkte Auswirkung der auf diesen Komponenten verfügbaren Systemleistung auf das Laufzeitverhalten fest. Je nach Untersuchungsziel ist es dann auch möglich, die Ergebnisse mit Messdaten zu korrellieren, die zeitgleich über andere Schnittstellen (z.b. in einem Server) erfasst wurden. Application Expert hat sich praktischen Anwendungen bestens bewährt. Seite II-20 Kursbuch Kapazitätsmanagement

21 KAPITEL 04 SERVICE LEVEL MANAGEMENT STEFAN SCHMUTZ, NORBERT SCHERNER Einleitung Es wurden die Service Level Management Software Produkte folgender Firmen untersucht, verglichen und bewertet. Zu diesem Zweck wurden Erfahrungen beim praktischen Einsatz sowie Herstellerangaben herangezogen. AMDAHL EnView BMC SiteAngel Candle eba*servicemonitor HP OpenView Vantage Points Internet Services Keynote Perspective Mercury Interactive Topaz Service Metrics WebPoint Tivoli Web Service Manager und Web Service Analyser Fazit Betreiber von Online-Anwendungen, die schon seit jeher ihr Geschäft mit dem Testen von Client/Server-Anwendungen machen, haben mit einer Fülle an Lösungen und Dienstleistungen reagiert. Da die Handhabung der Produkte wegen ihrer teils komplexen Technik einen hohen Einarbeitungsaufwand erfordert, wird Service Level Management häufig als Service angeboten. Daher gehen die Firmen vermehrt dazu über, ihre Programme nicht zu verkaufen, sondern deren Einsatz und das zugehörige Consulting zu vermieten, um auch kleineren Unternehmen ohne große Personalressourcen diese komplizierte Aufgabe abzunehmen. Die als Online-Service angebotenen Performance-Messungen liefern oft nur generelle Hinweise auf Schwachstellen. Erst die detaillierte Analyse der gesamten Infrastruktur gibt Auskunft darüber, wo genau nachgebessert werden muss. Wirklich neu ist von den betrachteten Lösungen nur der Ansatz von Candle. Um den Wert der angebotenen Lösungen beurteilen zu können, ist im Einzelfall die prototypische Umsetzung und der Nachweis der Praxistauglichkeit durch die Hersteller einzufordern. Teil II: Messung und Monitoring Seite II-21

22 04.03 AMDAHL EnView EnView ist eine aus mehreren Komponenten bestehende Service Level Management Lösung. Sie ist skript-gestützt, d.h. die Simulation relevanter Transaktionen wird über Skripte gesteuert. Dazu setzt EnView auf dem Tool PerformanceStudio der Firma Rational auf. EnView überwacht sowohl die Verfügbarkeit als auch die Antwortzeiten beliebiger Client/Server-Anwendungen. Die Skripte können Abläufe sowohl an der Oberfläche als auch auf der Ebene des Netzwerk-Protokolls wiedergeben. Das Produkt EnView besteht aus den Komponenten Robot, Collector, Monitor und Reporter. Die Robots werden an den Benutzerstandorten installiert und deren Ergebnisse in Echtzeit an den Collector übertragen. Der Collector sammelt die Ergebnisdaten, fasst sie zusammen und übergibt sie zur Statusanzeige an eine oder mehrere Monitor Stationen, vgl. Abbildung Jeder Monitor liefert den Echtzeit-Status aller überwachten Anwendungen bzw. Prozesse. Zur Performance-Analyse und zur Prognose für Planungszwecke werden die Daten in einem Service Level Repository einer MS SQL Server Datenbank gespeichert. Mit EnView Commerce bietet AMDAHL auch einen Level Management Service an, so dass sich der Kunde nicht in die komplexe Technik der Anwendung des Produktes PerformanceStudio einarbeiten muss. Seite II-22 Kursbuch Kapazitätsmanagement