海萬學：多層結構應用性能分析與故障診斷
原創【51CTO.com獨家特稿】編者按：本文為2009年首屆網絡分析技術大會的現場實錄，演講嘉賓為資深網絡分析技術顧問海萬學先生。海先生在大會上為我們詳細講解了多層結構應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構應用性能分析與故障診斷。概述，包括什么是應用分析，通過剛才的講解，大家發現，很多分析都是這個有問題，都是針對應用分析的，我今天講解的應用分析主要是多層架構的應用分析，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的分析思路，我希望會實現。
我再講解多層應用架構之前，會有一個相關的概念，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構應用性能分析思路，我們怎么樣分析多層結構應用。通過剛才的講解，大家發現我們只能分析到兩端，中間有幾個網絡設備，但是不屬于應用層的結構，我們認為這也是兩層結構。現在大型環境下面，更多都是Web、中間件、數據庫，有很多環境下面，用戶要求說，我要看端到端的應用性能，或者說端到端訪問出現了故障給我排除一下，我們要分析到后面的應用服務其，甚至到數據庫服務器。應用和網絡分析中過程中面臨的挑戰，這些挑戰和分析帶來很大的難度，這些挑戰如果有時間的話，也會逐步介紹。何為應用分析。應用分析就是業務分析，我們的應用，有的問題我來分析他，今天是網絡分析的大會，應用分析到網絡分析、協議、流量分析是什么樣的關系，我們認為網絡分析、協議分析、流量分析是安全里面很重要的分支，給我們網絡帶來精細化的管理。這些分析為管理服務，為了我們更好的管理，為了更好的管理做什么呢？讓我們的應用跑得更加安全、穩定，所以我認為應用分析也是建立在下面三個分析的基礎上。
什么時候需要應用分析？網絡正常，我們發現欺騙和攻擊，又嫌應用慢，原來應用正常，現在又慢了，應用間歇性地慢，我很煩惱，有的時間好，有的時間慢，相關概念都看一下，這是最簡單的應用結構，這邊是客戶端，到這邊應用服務其，或者數據庫服務器，復雜環境下面會用其設備，大型客戶應用服務其會九到十臺后面有中間件或者應用服務器和數據庫都是雙備份，提高他們的性能，環境比較復雜的時候，我們要實現端到端的應用，可能是稍微有一些難度。多層應用結構分析的時候會涉及到一些系統和應用，為什么說出來呢？操作系統會有IBM，分析出來的時候，還發現說窗口大小也需要調整，在系統里面進行調整，如果對系統有不熟悉的地方，任務只能完成百分之多少，其他的地方需要別人幫忙解決。Web服務器是比較常見的，應用服務其這一塊有很多時候中間件代替，數據庫為什么要列出來呢？在分析的過程中，BB2，每次傳送數據的時候就是512字節大小傳送，我要修改它，或者我要怎么樣修改它，或者說開到一些指針，前后聯系起來才能分析出一個結構，多層架構可能會涉及到的內容比較多，常見的應用研究方式，在我看來，三種應用連接方式，第一種就是一個客戶端后面對應一個連接，把相關數據捕獲到，我得到一個結果，國內建得最多的，如果用F5代替的話，所有F5都是這樣的結構，直接負責轉發，應用服務其和數據庫之間開發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據，打開一個網頁，把數據整理出來，這種比較復雜，在結構上見過，并沒有在實際工作中見過，也可能只開發二十個連接，但是好多用戶請求，Web服務器發送的時候把應用給數據服務器，如果做到端到端的分析，可能稍微復雜一些，快有遇到，遇到的話我會總結一下。分析的時候有一些概念，我們捕獲數據包分析的時候，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用，發現擁塞延時特別多，我們的定義就是通過網絡設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。應用相關，端點處理時間，像每一個經過的服務器、客戶端都有，我們會說服務器響應時間，有些應用開發部怎么好，效率比較低，歸到應用相關的時間，這是時間相關的概念。
大家一直在說，數據捕獲的同步性，這也是非常重要的，我分析的結構，不是在這兒捕獲一下而是在那兒捕獲一下，相關的層面都要捕獲到，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，不能通過一個接口拉線放在一個電腦上，我怎么樣捕獲它？這個分析系統支持分布式控制，支持跨地域非常遠，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。
在下面多層結構分析里邊，我想得結構模型，這是我的重點，我們分析多層結構的時候有一些模型，我很希望它能夠實現，我有設備連接顯示，我是多層結構，我肯定是這樣一個圓，看到A設備和客戶端連接Web連接到客戶端，又連接到數據庫，但是在這線里邊，我們希望看得非常詳細，包括交互次數是多少，因為是端到端，只對一個用戶做分析，我開發傳送的協議是什么，網絡層的空間大小是多少，我們希望有這樣一個模型，設備連接顯示。因為對流量傳輸特征顯示，這是A，這是客戶端，C是數據庫服務器，客戶端和A之間數據交互是什么樣，看到請求是什么樣子，請求又發送到數據庫服務器上面，數據庫服務器又返回來，他們之間是不是交互過很多次，服務器又反饋到客戶端，我希望圖形的方式把數據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，把相關的時間顯示出來，這里面我會看到把時間劃分了，網絡時間是多少，服務器響應時間是多少，帶寬延時是多少，網絡擁塞時間是多少，我們看到如果準確交互過濾出來，延時在哪兒肯定就是這個原因導致的，我把多層結構相關數據都過濾出來，這是我們分析模型。三個分析思路。多點捕獲同構性。過濾相關交易數據關聯起來，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聯起來。根據業務和應用的交易特征，這是很好理解的，這是我們國家通關檢測系統，這是分析模型里邊，第二行是中間件，第三行是數據庫或者服務器，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，這一次任務哪延時最多，這是我設想第三種模型，每一種時間，不同的顏色代表不同的時間，相同的顏色，我認為端點的觸及時間，Web 服務器端點處理多長時間，中間點多長時間，其他和網絡和端點擁塞是多少，如果這樣做出來就可以看出來是什么樣的原因。
根據關鍵字和特征碼，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，雖然沒辦法關聯起來，遞交的內容會含有個人信息，而且還有HTTP的信息。這個例子里面還有一個F5設備，F5是單機模式工作的，再發送到AP，再發送到DP上面，以這個用戶為例，我可以看到這樣的結果，這個客戶端直接訪問到F5上面一個地址，F5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連接兩個應用服務器，兩個應用服務器又連接兩個數據庫服務器，我要知道，這個用戶的數據到底傳到應用服務器一還是應用服務器二上面，訪問到F5傳到一還是數據服務器一還是數據服務器二上面，可以看出延時包括交互行為，根據關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，應用服務器肯定會把某些關鍵字轉發到數據庫服務器里面，我們會找到哪個應用服務器，但是我們這里面也應該明白，不會在短時間內應用服務器，一會兒又用那個應用服務器，在短時間內不會那樣做，我們找出來關鍵的唯一。根據剛才的關鍵字過濾，我們看到這個應用服務其和數據庫服務器，確認到那個應用服務其和哪個應用服務其，相關的連接是哪些都可以找到，這樣可以確認出來。在這個時候如果需要流程圖形方式顯示時間就比較復雜，我們可以直接整合起來。我把內外網兩個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，我分析到了應用相關的時間，分析到網絡相關的時間，在大型環境里面最容易發生這樣的糾紛，管網絡測試網絡連通性的方法，管應用又測試應用的方法，甚至于開發的，壓力測試的腳本認為我經常用的這些腳本，我就應該測試，但是在實際環境中會發生各種各樣的現象，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生在哪兒，比如說端點處理延時特別高，這是應用關聯的問題，如果發現應用交付特別頻繁，每次發生很小的數據包，這是應用開發的問題，找到相應的部門，遞交給相應的責任人，這是我們分析過程。這是最終的結果。
這是理想，假設的方式，有了前兩種方式還有第三種方式，網上交易或者政權網上交易很多都是加密的，找不到關鍵字或者說多次轉換，地址轉換得比較亂，關聯起來是很復雜的，假設有這樣一個環境，上面的框就是實際環境中走過的流量，下面是單個交易的壓力，這個壓力怎么樣得到呢？在應用發布之前，試驗環境中做了一下，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，依據某些屬性設立，如果符合的話，抽樣的方法肯定不是百分之百準確的，盡量做到70%或者80%甚至更高，接近準確值，這就達到了我們的目標。實際環境中找到了開頭，又找到它的結尾，我要的數據就在其中，在中間以各種的方式找出來，到最后以抽樣的方式，數據非常多，以樣本的方式抽出來，我再分析一下結果是什么樣子。這是一個實例：網絡訪問速度過慢，有時候無法顯示。內網用戶訪問的話，數據從這兒跑到F上面，外網用戶訪問的話，跑到這個F5上面，內網這兒有兩個，這一塊有兩個Web服務器，認為比較浪費，就算了，這樣的話，我們就看一下，內網訪問數據是這樣子的，用戶這么過來，這時候轉到Web 服務器，到底轉到哪兒，如果是靜態或者簡單的頁面Web 服務器就認了，如果動態的話到這兩個應用服務其，如果需要查詢數據庫的話，就得轉回去，我算了一下要穿四到八次防火墻，在這樣一個結構里面，用戶打開這個網頁比較慢，給我分析一下是什么樣的原因？會顯得復雜一些，而且分析比較科學的話，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，后面的數據沒有過濾出來，過濾到前面的F5，前面包含很多怎么樣過濾出來，稍微復雜一些。
當用戶訪問成功的時候有明顯的特征，數據傳輸，而且數據傳輸比較多，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果，這個綠色表示HTTP的訪問，發送到F5的時候沒有發下去。前面綠色的鍵，這個數據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，結果就可以一目了然。
我對上面這張圖的放大。結論就是網絡和應用都是沒問題的，日常網絡和應用分析遇到的挑戰，第一個就是加密技術，對我們的精確分析帶來很大的挑戰，沒法關聯很多的事情，包括全球用得最多的廣域網加速，我們也可以叫應用或者網絡加速，對我們的分析也帶來很大的挑戰，在兩端放兩個盒子，中間用著他們自己的協議或者算法，甚至壓縮，我很難準確地分析出一個訪問真正的時間是多少。虛擬化技術，把服務器放在大型機或者小型機里面，我們看到網絡分析技術都在支持虛擬化技術。面對問題要解決問題，因為時間的關系我就大概介紹一下我的議題。謝謝大家！
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