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  • 2021-01-19 03:06:00

    【调优】从吞吐量角度提升数据库整体性能

    不严谨的说:对的使用就是I/O操作!

    因此,如果有效的了数据库系统对磁盘的I/O,那么可以说整体就会得到有效地提升。

    本文尝试给出一些最常被使用到的提升系统的策略,希望起到抛砖引玉的效果。

    1.尽量保证在内存中完成数据库操作

    众所周知,内存的读写效率远远高于磁盘的读写效率。因此,如果能够保证尽量多的操作都在内存中完成,就是提高了系统的整体性能。

    如果硬件条件允许的话,应该尽量为数据库配置尽量多的内存。不过这不是根本的方法,根本的方法应该在应用程序设计上充分考虑。

    2.利用磁盘缓存进一步提升吞吐量

    即便是内存够大,应用程序设计的足够优化,在中大型应用系统中一样避免不了直接读写磁盘的情况。在此基础上我们可以考虑使用存储设备本身提供的缓存功能。这样,出现物理内存和缓存都无能为力的情况就大大地减少了。

    提升数据库系统的吞吐量是一个系统工程,不应仅局限在数据库层面上想问题。

    3.分散磁盘I/O

    在使用磁盘时,我们应该选用多块磁盘代替一块超大容量的磁盘。这样可以有效的提升磁盘并行读写性能,因此可以提升系统的整体吞吐量。

    4.使用比较大的数据库Block Size

    这是一条需要权衡的经验。如果选择了很大的数据库块大小,会降低对单个块上数据的读写效率,存在较大的争用。与此同时,对某些数据迁移方法上也存在一些限制。除此之外,应该说增加数据库块大小都有利于提高数据库性能。例如,较大的数据块可以保证内存中存放更多常用的数据;防止索引的level过高等。

    在能够控制弊端的前提下,建议使用较大的数据库块来进一步提升系统的吞吐量。

    5.控制临时表空间的使用

    如果系统中存在大量的排序操作,如大量的order by字句、group by字句、索引维护及数据分析。这些都会用到大量的排序空间。当PGA中无法完成排序时就会使用到临时表空间。结果无疑是性能和吞吐量上的降低。因此,我们应该在应用设计上充分考虑到这些影响性能的因素,将排序操作控制在尽量少的范围内。

    6.提升系统CPU性能

    提升CPU的处理性能在某种程度上就是提升系统的吞吐量,因为单位时间内处理的有效数据增加了。

    这里需要注意的是,我们不应该盲目的增加CPU个数,我们应该力图提升每颗CPU的处理能力。因为过多的CPU会给操作系统带来上的额外消耗。

    7.小结

    以上六条是提高系统吞吐量较常用的方法。最最根本的还是应该根据业务特点给出最优的应用设计,在充分考虑到所有影响吞吐量的因素的基础上才能给出最好的设计方案。

    欢迎大家就该问题给出实际经验上补充。

    Good luck.

    11.01.01

    -- The End --

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    JMeter吞吐量可能是个假数据,包含了本机处理时间。

    首先我本身并不用JMeter进行压测,故事的缘起是因为看到了同事适用JMeter进行测试的测试报告,偶然间发现一个问题,JMeter报告中的吞吐量误差较大。结果如图:

    按照经典理论模型计算吞吐量TPS或者QPS应该是等于并发线程数除以平均响应时间:

    tps =Thread / AVG(t)

    或者 tps = COUNT(request) / T

    大家看第一个案例:平均响应时间593ms,100并发,计算得到的吞吐量为:168.63,JMeter给出的吞吐量为166.4,误差几乎可以忽略。 再看第三个案例:100并发,平均响应时间791ms,计算得到的吞吐量为126.422,JMeter给出的吞吐量为92.3,误差已经很大了。

    到底是什么原因导致误差如此之大呢,经过研究同事的压测过程,发现了在第三个案例中,他使用了较多的正则匹配来校验响应返回值。那么是不是JMeter在处理返回值消耗的时间较多导致了计算吞吐量误差的呢?不由让我想起之前的文章:

    那么我们通过一个实验验证一下:首先写一个脚本,我用了单线程的脚本,请求10次看结果:

    看结果,平均响应时间207ms,一个并发,计算得到的结果为4.83,JMeter给出的结果4.8,符合预期。

    然后我用一个Groovy后置处理器,让线程休眠500ms,然后还是单线程并发,请求10次的结果:

    看结果,平均响应时间193ms,跟第一次结果差不多,JMeter给出的吞吐量值为1.5,误差巨大。

    那么1.5的吞吐量是怎么来的呢?我们给193ms加上我们的等待500ms(这里是应该加上500 * 9 / 10),计算结果为1.54,跟JMeter给出的1.5符合,基本可以断定JMeter在计算吞吐量时候,把本机处理的过程也是计算在内的。

    如果JMeter在整个请求过程中平均响应时间是正常统计请求发出到接收到响应的时间,但是吞吐量缺失用本机的整个线程一次循环的时间作为吞吐量计算的依据。

    如果你在线程中做了别的事情,比如正则提取,参数校验,变量赋值等等都会导致吞吐量会变小。而一旦本机处理时间增加,那么压测过程中给服务端的实际压力也是比配置的要小,如果本机性能消耗过大或者某些地方发生等待,那么得到的吞吐量就可以当做一个假数据处理了。

    如果发现误差较大,一定要进行结果修正,避免假数据。郑重声明:文章首发于公众号“FunTester”,禁止第三方(腾讯云除外)转载、发表。

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    吞吐量

    简单的讲,对于P2P系统而言,当主机A到主机B传送一个文件,任何时间瞬间的瞬时吞吐量都是主机B接收到该文件的速率(以bps计算)。如果文件由F比特组成,主机B接收到所有F比特用去T秒,则文件传送的平均吞吐量是F/T bps.

    举个例子服务器通过路由器转发给客户端消息

    在这里插入图片描述
    想象比特是流体,而链路是管道,那么吞吐量应该为min{ Rc ,Rs }。如上图所示,当Rc为2Mbps且Rs>Rc,无论Rs有多大,吞吐量都是2Mbps。

    比如:你下载一个F=32×10的6次方个比特的文件,服务器具有2Mbps的传输速率,你有一条1Mbps的接入链路,最终的吞吐量还是1,传输该文件所需的时间是32秒。

    在这里插入图片描述
    同理,当有n个路由器的时候,吞吐量为min{R1,R2,···,Rn,Rn+1}

    我们今天因特网对吞吐量的限制因素通常是接入网。

    比如10个服务器和10个客户端与某计算机网络核心相连,同时发生10个下载,假定这10个下载是网络中当时的唯一流量,核心中有一条所有10个下载都要通过的链路,该链路的传输速率表示为R。
    在这里插入图片描述
    一般情况下R比Rs和Rc的速度大很多,所以吞吐量其实仍然是min{Rs,Rc}
    如果R和Rs(服务器传输速率)、Rc(接入网传输速率)差不多会出现怎么样的情况呢?

    在这里插入图片描述
    以两个为例,两个下载会平等划分它的传输速率,这时候每个下载的瓶颈不再位于接入网中,而是位于核心中的共享链路了,该瓶颈仅能为每个下载提供1.5Mbps的吞吐量,因此每个下载的端到端吞吐量现在减少到500kps.

    展开全文
  • 使用iPerf测试网络吞吐量

    千次阅读 2021-05-28 16:21:03
    在测试网络吞吐量时,我们常见的方式都是通过远程拷贝一个文件来大致验证网络吞吐量,但是这种方式可能会受到磁盘自身吞吐量影响,所以我们采取 iperf 命令行工具可以避开受到其他因素影响。该工具可以在Linux 和 ...

    在测试网络吞吐量时,我们常见的方式都是通过远程拷贝一个文件来大致验证网络吞吐量,但是这种方式可能会受到磁盘自身吞吐量影响,所以我们采取 iperf 命令行工具可以避开受到其他因素影响。该工具可以在Linux 和 Windows 下通用。

    一、iPerf 工具下载

    • CentOS 安装
    # CentOS默认 yum 源没有iperf,epel yum 源库中存在
    yum install epel-release
    yum update
    yum install iperf
    
    • Windows 安装 (直接在官方网站下载即可)
    https://iperf.fr/iperf-download.php
    

    在这里插入图片描述

    二、iPerf 工具使用

    iPerf 需要两台机器,一台充当客户端,一台充当服务端。客户端连接上服务测试。

    1、TCP 服务端客户端测试
    • 在第一台机器上以服务端模式启动
    # iperf3 -s
    -----------------------------------------------------------
    Server listening on 5201
    -----------------------------------------------------------
    
    • 在第二台机器上以客户端方式连接测试
    # iperf3 -c 192.168.6.160
    Connecting to host 192.168.6.160, port 5201
    [  4] local 192.168.1.192 port 20886 connected to 192.168.6.160 port 5201
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
    [  4]   0.00-1.00   sec  7.63 MBytes  64.0 Mbits/sec   56   32.5 KBytes       
    [  4]   1.00-2.00   sec  8.26 MBytes  69.3 Mbits/sec   22   39.6 KBytes       
    [  4]   2.00-3.00   sec  7.52 MBytes  63.1 Mbits/sec   35   29.7 KBytes       
     ......      
    - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
    [  4]   0.00-10.00  sec  71.6 MBytes  60.0 Mbits/sec  430             sender
    [  4]   0.00-10.00  sec  71.3 MBytes  59.8 Mbits/sec                  receiver
    
    iperf Done.
    
    2、UDP 服务端客户端测试
    • 服务端依旧加 -s 启动,客户端加上 -u 参数代表使用udp协议,可以测试使用 udp 连接能实现的最大吞吐量
    # 加上 -u 参数可以
    # iperf3 -c 192.168.6.160 -u 
    Connecting to host 192.168.6.160, port 5201
    [  4] local 192.168.1.192 port 38898 connected to 192.168.6.160 port 5201
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Total Datagrams
    [  4]   0.00-1.00   sec   116 KBytes   950 Kbits/sec  82  
    [  4]   1.00-2.00   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  91  
    [  4]   2.00-3.00   sec   127 KBytes  1.04 Mbits/sec  90  
    ......
    - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Jitter    Lost/Total Datagrams
    [  4]   0.00-10.00  sec  1.24 MBytes  1.04 Mbits/sec  0.289 ms  1/897 (0.11%)  
    [  4] Sent 897 datagrams
    
    iperf Done.
    

    1.05Mbits/sec远低于TCP测试中观察到的值,这是因为默认情况下,iperf 对UDP带宽限制为每秒1 Mbits/sec。如果需要测试UDP网络速度,可以加 -b 参数设置带宽,将数字设置为双方硬件设置端口的最大带宽限制。

    # iperf3 -c 192.168.6.160 -u -b 100m
    Connecting to host 192.168.6.160, port 5201
    [  4] local 192.168.1.192 port 63338 connected to 192.168.6.160 port 5201
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Total Datagrams
    [  4]   0.00-1.00   sec  10.3 MBytes  86.6 Mbits/sec  7479  
    [  4]   1.00-2.00   sec  11.4 MBytes  95.6 Mbits/sec  8253  
    [  4]   2.00-3.00   sec  11.4 MBytes  95.6 Mbits/sec  8254  
    ......
    - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
    [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Jitter    Lost/Total Datagrams
    [  4]   0.00-10.00  sec   113 MBytes  94.6 Mbits/sec  0.016 ms  1346/81703 (1.6%)  
    [  4] Sent 81703 datagrams
    
    iperf Done.
    
    
    3、Windows 使用

    Windows 也是基于命令行使用,可以跟Linux混合测试,使用方式一致。从官网下载好的文件解压放进 C:\Windows 即可。
    在这里插入图片描述

    三、iPerf 参数选项

    Usage: iperf [-s|-c host] [options]
           iperf [-h|--help] [-v|--version]
    
    Server or Client:
      -p, --port      #         server port to listen on/connect to
      -f, --format    [kmgKMG]  format to report: Kbits, Mbits, KBytes, MBytes
      -i, --interval  #         seconds between periodic bandwidth reports
      -F, --file name           xmit/recv the specified file
      -B, --bind      <host>    bind to a specific interface
      -V, --verbose             more detailed output
      -J, --json                output in JSON format
      --logfile f               send output to a log file
      -d, --debug               emit debugging output
      -v, --version             show version information and quit
      -h, --help                show this message and quit
    Server specific:
      -s, --server              run in server mode
      -D, --daemon              run the server as a daemon
      -I, --pidfile file        write PID file
      -1, --one-off             handle one client connection then exit
    Client specific:
      -c, --client    <host>    run in client mode, connecting to <host>
      -u, --udp                 use UDP rather than TCP
      -b, --bandwidth #[KMG][/#] target bandwidth in bits/sec (0 for unlimited)
                                (default 1 Mbit/sec for UDP, unlimited for TCP)
                                (optional slash and packet count for burst mode)
      -t, --time      #         time in seconds to transmit for (default 10 secs)
      -n, --bytes     #[KMG]    number of bytes to transmit (instead of -t)
      -k, --blockcount #[KMG]   number of blocks (packets) to transmit (instead of -t or -n)
      -l, --len       #[KMG]    length of buffer to read or write
                                (default 128 KB for TCP, 8 KB for UDP)
      --cport         <port>    bind to a specific client port (TCP and UDP, default: ephemeral port)
      -P, --parallel  #         number of parallel client streams to run
      -R, --reverse             run in reverse mode (server sends, client receives)
      -w, --window    #[KMG]    set window size / socket buffer size
      -M, --set-mss   #         set TCP/SCTP maximum segment size (MTU - 40 bytes)
      -N, --no-delay            set TCP/SCTP no delay, disabling Nagle's Algorithm
      -4, --version4            only use IPv4
      -6, --version6            only use IPv6
      -S, --tos N               set the IP 'type of service'
      -Z, --zerocopy            use a 'zero copy' method of sending data
      -O, --omit N              omit the first n seconds
      -T, --title str           prefix every output line with this string
      --get-server-output       get results from server
      --udp-counters-64bit      use 64-bit counters in UDP test packets
    
    [KMG] indicates options that support a K/M/G suffix for kilo-, mega-, or giga-
    
    iperf3 homepage at: http://software.es.net/iperf/
    Report bugs to:     https://github.com/esnet/iperf
    
    展开全文
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空空如也

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影响吞吐量的因素

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