PLM系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃、優(yōu)化方法及案例分析（上篇）

4 服務(wù)器資源計(jì)算及分配

    大部分PLM系統(tǒng)在產(chǎn)品手冊中，都會提供各層組件的資源消耗數(shù)據(jù)（見圖3）。但是這些數(shù)據(jù)一般都是基于實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)測試，只能作為理論計(jì)算的參考，實(shí)際中由于各個企業(yè)不同的業(yè)務(wù)種類、數(shù)據(jù)模型、業(yè)務(wù)場景不同，需要結(jié)合實(shí)際場景對PLM系統(tǒng)所需的服務(wù)器資源進(jìn)行綜合評定。

    4.1 資源計(jì)算所需理解的概念

    ●并發(fā)比例（Concurrency）：它是服務(wù)器硬件資源消耗的主要考慮因素。并發(fā)用戶數(shù)指的是某一時刻同時連入系統(tǒng)的用戶數(shù)，消耗資源的是并發(fā)用戶數(shù)而非許可證允許的用戶總數(shù)。但是在資源規(guī)劃計(jì)算階段，很難判斷今后生產(chǎn)系統(tǒng)并發(fā)用戶數(shù)的多少，因此一般采用經(jīng)驗(yàn)處理�？筛鶕�(jù)前文提到的需求分析報告中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)增長量和同時在線人數(shù)，按照一定比例估算并發(fā)用戶數(shù)。如果系統(tǒng)使用率高，可以將并發(fā)比例設(shè)置在0.8～1之間，如果系統(tǒng)使用率一般，則最低將并發(fā)比例設(shè)置為0.5。

    ●CPU/Mem SDR，SiR：它是Siemens Global APA組織實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的關(guān)于TC系統(tǒng)每層組件CPU、內(nèi)存消耗值的測試數(shù)據(jù)，針對每種主流操作系統(tǒng)平臺均發(fā)布有相對應(yīng)的測試數(shù)據(jù)。其中CPU SDR值來源于第三方權(quán)威CPU性能測試機(jī)構(gòu) SPEC （http://www.spec.org）。SPEC發(fā)布的CPU性能測試數(shù)據(jù)為SiR。Mem SDR則完全來自于APA組織的測試結(jié)果。圖5和圖6給出了SDR與SiR參數(shù)的示例；

圖5 Siemens TeamCenter部署手冊中發(fā)布的EntERPrise Tier CPU SDR參數(shù)

圖6 SPEC機(jī)構(gòu)在其官方網(wǎng)站上發(fā)布的測試數(shù)據(jù)

    ●CPU/Mem使用率（Utilization）：數(shù)據(jù)中心一般會設(shè)定主要應(yīng)用服務(wù)器（TC系統(tǒng)中為EntERPrise服務(wù)器）CPU/Mem的閘值，如果系統(tǒng)資源超過閘值，就可以確認(rèn)服務(wù)器資源緊張。不同的應(yīng)用服務(wù)器其閘值可以做針對性的設(shè)定。

    ●擴(kuò)展系數(shù)（Scaling Factor）：Siemens APA組織發(fā)布的測試數(shù)據(jù)一般是基于一組特定的場景，而且測試環(huán)境一般都非常理想。但是在PLM系統(tǒng)實(shí)際使用中，業(yè)務(wù)場景與數(shù)據(jù)肯定不是特別理想的環(huán)境，需要考慮系統(tǒng)長時間運(yùn)行后產(chǎn)生的垃圾已經(jīng)OS、硬件層面帶來的負(fù)面反饋效應(yīng)。因此在計(jì)算資源消耗時，要按照一定的比例系數(shù)來適當(dāng)放大所需的服務(wù)器資源。具體的擴(kuò)展系數(shù)需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來定，一般取值范圍在1.5~2.5之間。

    4.2 資源層組件所需資源計(jì)算

    4.1.1 數(shù)據(jù)庫資源計(jì)算

    ●CPU SiR=(TotalUsers×Concurrency×CPU_SDR)/CPU_Ultilization×Scaling_F；

    ●PGA=(TotalUsers×Concurrency×Mem_SDR)/Mem_Ultilization×Scaling_F；

    ●SGA=PGA*Ratio

    ●Mem Total=SGA+PGA+4GB

    說明：部署Oracle數(shù)據(jù)庫時，SGA與PGA的比率可以取值為5-7之間，一般選取6；負(fù)載特別大的系統(tǒng)，可以選取8-10；MemSDR計(jì)算公式最后的4GB是為OS預(yù)留的內(nèi)存空間；

    4.1.2 卷資源計(jì)算

    ●CPU SiR=CPU_SDR/CPU_Ultilization×Scaling_F

    說明：卷服務(wù)器的內(nèi)存資源一般不進(jìn)行計(jì)算，可以通過查詢TeamCenter幫助文檔中的System Administration手冊——Sizing the FMS fast cache章節(jié)來查詢（見圖7）。

    注意：windows操作系統(tǒng)環(huán)境下，TC卷服務(wù)最大可調(diào)用的內(nèi)存僅為2048MB。

圖7 Siemens官方幫助文檔—卷服務(wù)器資源應(yīng)用快查表

    4.3 應(yīng)用層組件所需資源計(jì)算

    ●CPU SiR=(TotalUsers×Concurrency×CPU_SDR)/CPU_Ultilization×Scaling_F；

    ●MemTotal=(TotalUsers×Concurrency×Mem_SDR)/Mem_Ultilization×Scaling_Fsctor×SafeF；

    說明：在應(yīng)用服務(wù)器實(shí)際使用過程中，因?yàn)椴粩鄤?chuàng)建和關(guān)閉的服務(wù)池（tcserver）進(jìn)程會產(chǎn)生一定的內(nèi)存垃圾，并且這些內(nèi)存垃圾在系統(tǒng)定期維護(hù)重啟之前無法被消除，所以必須考慮給予一定量的安全系數(shù)（ ，安全系數(shù)取值范圍可為1.2～1.5。

    4.4 Web層組件所需資源計(jì)算

    4.4.3 中間件服務(wù)器的資源計(jì)算

    ●CPU SiR=(TotalUsers×Concurrency×CPU_SDR)/CPU_Ultilization×Scaling_F；

    ●MemTotal=SPEC_Mem_SDR/Mem_Ultilization×Scaling_F；

    說明：如采用基于J2EE的中間件（weblogic或JBoss）需要考慮使用過程中GC（Garbage Collect，垃圾收集）方法造成的服務(wù)暫停時間。如果為中間件分配的內(nèi)存過小，會造成系統(tǒng)響應(yīng)遲鈍，吞吐量小的問題。也不可設(shè)置過多的內(nèi)存給中間件，否則中間件啟動時間會很長容易造成與企業(yè)服務(wù)器上的應(yīng)用層組件鏈接失敗的故障。

    4.4.4 分發(fā)服務(wù)器的資源計(jì)算

    ●CPU SiR=(TotalUsers×Concurrency×CPU_SDR)/CPU_Ultilization/WorkingH

    說明：PLM系統(tǒng)的分發(fā)服務(wù)器一般是指分發(fā)業(yè)務(wù)模型程序（即客戶端程序）的文件分發(fā)服務(wù)器，對系統(tǒng)資源占用率較低，且大多運(yùn)行在java環(huán)境中，故內(nèi)存部分只需設(shè)置最大Heap Size=512MB即可。

    4.5 服務(wù)器資源匯總

    在計(jì)算好單層組件所需要的資源后，再根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)匯總好所需的服務(wù)器數(shù)量及每臺服務(wù)器需要的資源。需要注意的幾點(diǎn)是：

    ●資源層和應(yīng)用層服務(wù)器，每臺服務(wù)器至少為OS預(yù)留4GB的內(nèi)存；

    ●有高可用性集群時：需要增大內(nèi)存需求的安全系數(shù)，以保證發(fā)生故障遷移或負(fù)載均衡失敗時，服務(wù)器不至于被大量涌入的請求沖擊當(dāng)機(jī)；

    4.6 服務(wù)器硬件配置校核

    當(dāng)服務(wù)器資源計(jì)算完成后，可以請企業(yè)IT部門配合向服務(wù)器供應(yīng)商或在SPEC組織查詢獲取最為匹配的服務(wù)器型號和配置信息。需要注意：

    ●計(jì)算的結(jié)果要考慮OS平臺的依賴性，可以多查閱PLM系統(tǒng)官方發(fā)布的兼容性文檔，避免因兼容性故障造成系統(tǒng)部署失敗；

    ●理論計(jì)算給出的配置一般較低，可以根據(jù)項(xiàng)目資金，合理的增加服務(wù)器的配置，避免短時間內(nèi)用戶、數(shù)據(jù)暴增造成的服務(wù)器資源不夠用的情況。

5 硬件計(jì)劃審核和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

    5.1 硬件計(jì)劃審核

    一旦服務(wù)器資源確定后，需要盡快聯(lián)系硬件廠家進(jìn)行服務(wù)器的采購。但是由于硬件規(guī)劃除了設(shè)計(jì)CPU、內(nèi)存、磁盤等常見逐漸外，還涉及到存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、客戶端工作站等其他硬件資源。這些硬件資源的采購周期不一，有的進(jìn)口設(shè)備采購周期甚至長達(dá)3個月。所以要求IT部門需要配合構(gòu)架師制定一個采購計(jì)劃，并對采購計(jì)劃進(jìn)行審核。審核的主要內(nèi)容應(yīng)該包括：

    ●采購硬件的清單（硬件BOM）

    ●硬件的兼容性信息

    ●硬件設(shè)備采購周期

    ●許可證點(diǎn)數(shù)與硬件設(shè)備是否相符合

    5.2 系統(tǒng)基礎(chǔ)詳細(xì)設(shè)計(jì)

    在服務(wù)器就位，正式安裝之前，必須做好系統(tǒng)基礎(chǔ)詳細(xì)設(shè)計(jì)，至少應(yīng)當(dāng)包含如下內(nèi)容：

    ●服務(wù)器的磁盤劃分

    ●服務(wù)器存儲的文件系統(tǒng)確定

    ●服務(wù)器運(yùn)行的OS環(huán)境與系統(tǒng)參數(shù)確認(rèn)

    ●存儲設(shè)備的權(quán)限管理與存儲盤的劃分

    ●網(wǎng)絡(luò)信息的詳細(xì)配置

    ●集群的詳細(xì)配置（如果部署集群或高可用性服務(wù)時）

    ●虛擬化云計(jì)算的詳細(xì)設(shè)計(jì)（如部署在虛擬化平臺上或云計(jì)算平臺上時）

    表2給出了服務(wù)器部署所需的系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)表格范本，可以參考在此范本上進(jìn)行擴(kuò)展和完善。

表2 服務(wù)器詳細(xì)配置總覽表示例

PLM系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃、優(yōu)化方法及案例分析（下篇）

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