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湖南移動通信公司業(yè)務(wù)運營支持系統(tǒng)(BOSS SYSTEM)系統(tǒng)案例

Annie 2009/07/23

項目簡介(功能與用途)：

　　湖南移動通信公司業(yè)務(wù)運營支持系統(tǒng)(BOSS SYSTEM)系統(tǒng)是整合營業(yè)、計費、結(jié)算、賬務(wù)、收費等業(yè)務(wù)，實現(xiàn)"以客戶為中心、業(yè)務(wù)的開發(fā)和管理面向客戶、網(wǎng)絡(luò)管理面向業(yè)務(wù)"的運營原則，大大提高企業(yè)的營銷和服務(wù)水平的核心業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)。

項目難點與解決方案：

　　BOSS系統(tǒng)從2003年初開始陸續(xù)上線，營帳系統(tǒng)在上線運行后出現(xiàn)性能問題。主要表現(xiàn)在對最終用戶的交互響應(yīng)不如預(yù)期，尤其在業(yè)務(wù)繁忙時更是無法得到及時的交互響應(yīng)。從主機(AIX)系統(tǒng)上觀察，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的I/O等待較大。營帳系統(tǒng)是由業(yè)務(wù)應(yīng)用程序，Oracle數(shù)據(jù)庫，AIX主機，IBM ESS存儲多個部分組成，因此性能瓶頸的定位和性能的優(yōu)化都比較復(fù)雜。

該項目的難點主要由以下幾點：

　　1. 湖南移動通信BOSS SYSTEM系統(tǒng)是一個大型的復(fù)雜系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中從上至下包括以下幾個層次：應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫、主機系統(tǒng)(操作系統(tǒng))、SAN網(wǎng)絡(luò)和ESS存儲系統(tǒng)。在發(fā)生系統(tǒng)的性能問題時，性能問題的定位和調(diào)優(yōu)就很復(fù)雜。

　　2. 數(shù)據(jù)庫容量大，整個數(shù)據(jù)容量有約2120GB，整個數(shù)據(jù)的遷移需要幾十個小時的時間，而在生產(chǎn)系統(tǒng)上是不允許有很長的停機時間進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

　　3. 湖南移動BOSS系統(tǒng)是7×24的應(yīng)用，不允許停機。

　　4. 應(yīng)用中部分SQL語句非常復(fù)雜，而且SQL語句的寫法和謂詞等方面使用不當(dāng)，直接造成低效率的SQL運行，占用系統(tǒng)I/O和內(nèi)存，需要找出這些SQL語句并對之進(jìn)行調(diào)整。

　　5. 需要對Oracle數(shù)據(jù)庫部分參數(shù)作出調(diào)整。

　　6. 需要對操作系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)作出調(diào)整。

　　7. 需要對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在ESS存儲上的物理分布重新

對于上述問題，分別采用了如下解決方案：

　　1. 針對湖南移動BOSS SYSTEM系統(tǒng)出現(xiàn)的性能問題，根據(jù)湖南移動BOSS SYSTEM系統(tǒng)的實際應(yīng)用, 借助ESS Expert和Precise等性能監(jiān)測工具軟件，對主機系統(tǒng)和存儲進(jìn)行了監(jiān)控，調(diào)整和優(yōu)化，同時對Oracle數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)提出調(diào)優(yōu)建議。

　　項目分為以下幾個階段：

檢查BOSS SYSTEM系統(tǒng)中所有硬件系統(tǒng)，特別是SAN網(wǎng)絡(luò)中的硬件。

檢查SAN交換機的數(shù)據(jù)流量，觀察是否有通道流量不對稱、數(shù)據(jù)包丟失或數(shù)據(jù)傳輸過程中有效驗錯的問題。

分析ESS上的數(shù)據(jù)分布，安裝和配置ESS Expert監(jiān)測軟件，觀察是否存在有FC通道、cluster、SSA卡或SSA loop負(fù)載不平均的現(xiàn)象。

檢查并優(yōu)化主機系統(tǒng)上AIX運行的參數(shù)，使之適合SYSTEM系統(tǒng)的運行。

安裝和配置Precise Indepth for Oracle軟件，檢查ORACLE數(shù)據(jù)庫的參數(shù)設(shè)置，確定最影響性能的應(yīng)用程序，協(xié)助軟件開發(fā)商優(yōu)化應(yīng)用程序。

兩次調(diào)整在ESS存儲系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)分布，并通過StorWatch EXPERT軟件監(jiān)測ESS存儲系統(tǒng)的性能表現(xiàn);

利用Precise軟件監(jiān)測數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用對系統(tǒng)資源的占用，對主機系統(tǒng)作進(jìn)一步的調(diào)優(yōu)，并提出對Oracle 數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序的調(diào)優(yōu)建議;

性能瓶頸的定位

　　一般的調(diào)優(yōu)策略如下：

　　在湖南移動的調(diào)優(yōu)中，在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和應(yīng)用設(shè)計不做更改的前提下，首先，對IBM存儲系統(tǒng)和主機系統(tǒng)作深入細(xì)致的參數(shù)和配置調(diào)整。同時，在湖南移動計費中心技術(shù)人員的全力配合下，對ESS存儲系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)分布作了大規(guī)模的調(diào)整，并且通過Precise軟件對Oracle數(shù)據(jù)庫性能參數(shù)的監(jiān)控，定位對系統(tǒng) CPU, I/O等資源消耗嚴(yán)重的瓶頸，對Oracle數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)提出性能調(diào)優(yōu)建議。

　　2.針對應(yīng)用的性能狀況，修改Oracle的性能參數(shù)。

　　cursor_sharing的值從exact改為force, 減少internal lock wait.

　　spin_count的值從2000調(diào)整到5000。

根據(jù)Precise的監(jiān)測和分析結(jié)果，檢查資源消耗最大SQL語句的邏輯設(shè)計，將排名靠前SQL語句的表數(shù)據(jù)與索引分別存儲，建立合適的分區(qū)索引，提高資源消耗靠前SQL語句的并行度。

通過StorWatch Expert軟件持續(xù)監(jiān)控ESS的使用，掌握ESS的性能表現(xiàn)和使用狀況。

通過Precise軟件對Oracle和應(yīng)用有限數(shù)據(jù)的分析，確定當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)并沒有達(dá)到理想的運行狀態(tài)，建議對應(yīng)用系統(tǒng)作相應(yīng)的檢查和調(diào)整。同時，為了更準(zhǔn)確定位應(yīng)用問題所在，建議收集更長時間的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行更深入的分析。

　　3.調(diào)整數(shù)據(jù)在ESS上的分布。

　　首先將數(shù)據(jù)平均地分布在兩個cluster上，之后將數(shù)據(jù)分布在盡可能多的通道上。

　　由于整個數(shù)據(jù)容量有約2120GB，整個數(shù)據(jù)的遷移需要幾十個小時的時間，而在生產(chǎn)系統(tǒng)上是不允許有很長的停機時間進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

　　根據(jù)多個方案的論證對比，決定采用邏輯卷鏡像的方案實施數(shù)據(jù)遷移。具體的步驟是先將所有的邏輯卷在目的的硬盤上建立鏡像、同步數(shù)據(jù)、再將原硬盤上的鏡像部分刪除。整個數(shù)據(jù)遷移工作全部在系統(tǒng)的后臺進(jìn)行，共進(jìn)行了60個小時，完成所有數(shù)據(jù)遷移。

　　4.對操作系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)作出調(diào)整

　　5.檢查資源消耗最大語句的邏輯設(shè)計。

　　建立合適的分區(qū)索引

　　將排名靠前語句的表數(shù)據(jù)與索引分別存儲。

　　提高資源消耗靠前語句的并行度。

　　Oracle 的參數(shù)cursor_sharing設(shè)為force減少internal lock wait

　　調(diào)整Latch的數(shù)量(如DB_BLOCK_LRU_LATCHES)或內(nèi)存的一些參數(shù)(如SHARED_POOL_SIZE等)解決內(nèi)部鎖問題。

　　6.由于數(shù)據(jù)存儲調(diào)整后，系統(tǒng)I/O性能狀況良好，系統(tǒng)和存儲端的性能表現(xiàn)已調(diào)整至最佳，系統(tǒng)和存儲端的性能調(diào)優(yōu)工作已經(jīng)完成。建議客戶下一步的工作重點是解決應(yīng)用系統(tǒng)的性能瓶頸，結(jié)合Precise對應(yīng)用的監(jiān)控結(jié)果，檢查應(yīng)用的邏輯設(shè)計，數(shù)據(jù)索引的建立和分布。協(xié)助應(yīng)用開發(fā)商修改應(yīng)用。

　　7.調(diào)整操作系統(tǒng)交換空間(page space)。

　　項目成功與失敗的經(jīng)驗歸納：

在湖南移動BOSS系統(tǒng)的性能調(diào)優(yōu)中，項目的成功經(jīng)驗有以下幾點：

　　1. 數(shù)據(jù)庫前期的合理的架構(gòu)設(shè)計(物理設(shè)計和邏輯設(shè)計)是整個項目成敗的關(guān)鍵，合理的架構(gòu)設(shè)計為整個項目穩(wěn)定可靠高效運行打下了良好的基礎(chǔ)，同時也起到了事半功倍的作用。在湖南移動BOSS系統(tǒng)中就是因為數(shù)據(jù)庫在ESS物理存儲的不合理分布而直接導(dǎo)致了系統(tǒng)的I/O瓶頸。

　　2. 根據(jù)系統(tǒng)的物理資源，對數(shù)據(jù)庫的配置參數(shù)和操作系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)做合理的調(diào)整，保證系統(tǒng)物理資源(CPU,I/O，內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò))和邏輯資源(裸設(shè)備，文件系統(tǒng)等)合理的分布和應(yīng)用。

　　3. 要善于借助于第三方的監(jiān)控軟件(如：StorWatch Expert和Precise軟件)，這些軟件的運用可以快速的定位性能瓶頸從而更快速的作出性能調(diào)整。

　　4. 檢查資源消耗最大SQL語句的邏輯設(shè)計，將排名靠前SQL語句的表數(shù)據(jù)與索引分別存儲，建立合適的分區(qū)索引，提高資源消耗靠前SQL語句的并行度。很多性能瓶頸往往是由于“惡劣”的SQL造成的。

　　5. 要有一個很好的性能調(diào)整流程和性能調(diào)整方法步驟，循序漸進(jìn)，一步一步定位，逐步縮小范圍，知道最后定位性能瓶頸。

　　6. 要善于團(tuán)隊合作，在整個性能調(diào)整中，我負(fù)責(zé)軟件調(diào)整，要和硬件調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的技術(shù)人員通力合作。

　　7. 性能調(diào)整是全局的工作，涉及應(yīng)用開發(fā)，中間件，數(shù)據(jù)庫，操作系統(tǒng)，存儲，網(wǎng)絡(luò)等。需要對全局的信息架構(gòu)有清晰的認(rèn)識。

　　總結(jié)：在湖南移動BOSS系統(tǒng)的性能調(diào)整中，我是以IBM技術(shù)顧問身份參與性能調(diào)整的，主要負(fù)責(zé)對Oracle數(shù)據(jù)庫配置參數(shù)的調(diào)整;負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)庫后期的性能監(jiān)控，性能調(diào)優(yōu);負(fù)責(zé)檢查資源消耗最大SQL語句的邏輯設(shè)計，將排名靠前SQL語句的表數(shù)據(jù)與索引分別存儲，建立合適的分區(qū)索引，提高資源消耗靠前SQL 語句的并行度。負(fù)責(zé)在操作系統(tǒng)層面定位性能瓶頸(CPU,內(nèi)存，I/O和網(wǎng)絡(luò)瓶頸)并調(diào)整操作系統(tǒng)內(nèi)核參數(shù)。負(fù)責(zé)協(xié)助開發(fā)人員對應(yīng)用開發(fā)作出修改和SQL 性能調(diào)整。

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