Capacity Planning - Revista SQL Magazine 97

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O objetivo deste artigo é demonstrar como definir os níveis de serviços requeridos pelos usuários e como dimensionar a capacidade do HW para atender aos níveis acordados.

De que se trata o artigo?

O objetivo deste artigo é demonstrar como definir os níveis de serviços requeridos pelos usuários e como dimensionar a capacidade do HW para atender aos níveis acordados. Sendo assim, este artigo serve para conhecer quais volumes de negócio se relacionam aos elementos de infraestrutura, entender quais as principais funcionalidades do negócio impactam os servidores e antever problemas de desempenho.

Em que situação o tema é útil?

Determinar a capacidade de produção atual e futura com níveis de desempenho satisfatórios

Resumo DevMan:

É cada vez mais comum nas organizações de TI gerenciar, analisar e corrigir problemas de desempenho que os usuários relatam. Neste contexto, este artigo visa a detalhar teoricamente um projeto de capacity planning, bem como mostrar quais são e como coletar as métricas importantes para a realização desse tipo de projeto.

É cada vez mais comum nas organizações de TI gerenciar, analisar e corrigir problemas de desempenho que os usuários relatam. No mundo perfeito, os administradores se preparam com antecedência a fim de evitar gargalos, utilizando-se do que chamamos de capacity planning. Esse tipo de projeto tem por objetivo determinar a capacidade de produção para responder a novas demandas, fornecendo níveis satisfatórios de serviços aos usuários e mantendo, assim, uma boa relação custo-benefício. Neste contexto, este artigo visa a detalhar teoricamente um projeto de capacity planning, bem como mostrar quais são e como coletar as métricas importantes para a realização desse tipo de projeto.

A Figura 1 mostra os três pilares fundamentais para a realização de um capacity planning.

Figura 1. Pilares do Capacity Planning

Vamos, então, detalhar cada um desses pilares.

Determinar os níveis de serviços requeridos pelos usuários

O primeiro passo em projeto de capacity planning é categorizar o trabalho realizado pelo sistema e alinhar as expectativas dos usuários do modo como o trabalho é realizado.

Nessa fase, o capacity planning deve focar seus esforços em:

· Who: quem realiza o trabalho (usuário ou departamento);

· What: qual tipo de trabalho é realizado (relatório de finanças);

· How: como o trabalho é realizado (rotina batch); e

· Establish Service Levels: acordar um nível satisfatório entre service provider (provedor do serviço) e o service consumer (cliente). O service levels é frequentemente definido pela perspectiva do usuário, tipicamente em tempo de resposta e throughput.

O processo global de estabelecimento de requisitos em nível de serviço exige primeiro uma compreensão dos workloads (cargas de trabalho) e service que é a classificação lógica do trabalho realizado em um computador do sistema, como mostrado na Figura 2.

Figura 2. Workloads e Service

A partir deste entendimento inicial, como estabelecer os níveis de serviço?

Os níveis de serviço devem ser estabelecidos conforme as metas plausíveis para o negócio e, para tanto, será necessário conhecer, no mínimo:

· Os processos de negócio envolvidos com determinado serviço;

· A prioridade para o negócio do serviço;

· O crescimento esperado da procura pelo serviço durante os próximos anos;

· O pior tempo de resposta aceitável para o serviço; e

· Sazonalidade do serviço.

Não são necessários acordos formais e assinados pela TI e a área de negócios, mas é recomendável garantir que ambas as partes recebam as informações supracitadas. Estabelecidos tais acordos, o Capacity poderá garantir um desempenho adequado a um custo mínimo.

Analisar a capacidade de processamento instalada

Devemos analisar a capacidade atual para que ela seja alinhada às expectativas de tempo de resposta dos usuários.

Nessa fase é necessário:

· Comparar as medidas de todos os itens referenciados nos acordos de nível de serviço com seus objetivos, o que fornece a resposta sobre a capacidade atual estar ou não adequada ao que esperam os usuários;

· Analisar o uso de todos os dispositivos envolvidos no sistema CPU, memória, dispositivo de I/O, banco de dados, servidor de aplicação, entre outros; e

· Mensurar o tempo de resposta e a utilização de recursos para cada workload e determinar quais recursos do sistema estão sendo mais consumidos para cada workload.

Como mensurar o uso global de recursos?

É importante realizar o monitoramento de cada um dos recursos envolvidos no sistema computacional, verificando se algum deles está saturado (utilização próxima ou igual a 100%). Caso haja saturação, os workloads que utilizam tal recurso estarão susceptíveis a apresentar tempos piores de resposta. O tempo de resposta pode ser definido segundo a fórmula abaixo:

Tempo de Resposta = Tempo de Serviço + Tempo de Espera (Wait Events)

Por isso, mostra-se importante também o detalhamento de cada workload com relação aos recursos utilizados, refletido em algo semelhante à Figura 3. Por exemplo, imagine um comando ou processo que obtenha o relatório das apólices de seguro fechadas no último mês e um detalhamento de onde é gasto o tempo para completar este workload.

Figura 3. Detalhamento de recursos utilizados por workload

Dimensionar a capacidade necessária para atender os níveis de serviços atuais e futuros

Utilizando as previsões de crescimento do negócio e os requisitos do sistema, deve-se implementar as alterações necessárias para manter os mesmos níveis de serviço alinhados com as perspectivas de crescimento do negócio.

Nessa fase será necessário conhecer:

· Crescimento esperado do negócio;

· Requisitos para novas funcionalidades/aplicações; e

· Consolidação dos itens acima com as métricas coletadas pelos dispositivos atuais.

Conhecendo algumas métricas

Agora que conhecemos a teoria para a realização de um projeto de capacity planning, vamos analisar quais métricas podem ser coletadas para cada camada que constitui o sistema computacional.

Primeiramente, temos que definir thresholds (limites) que indicam níveis de conforto satisfatórios, por exemplo 50 GB de redo diário. Ultrapassando esse nível, os tamanhos dos arquivos têm de ser reajustados para manter o tempo de leitura recomendado pelo Oracle (15 a 30 min).

Depois disso, será necessário verificar as métricas do Oracle com as métricas coletadas pelos outros componentes do sistema computacional. As métricas que podem ser coletadas são:

· CPU: utilização, run-queue, context switches (voluntárias e involuntárias), interrupções, system calls;

· Storage: Número de IOPS/second, Queue Depth, Tamanho de IOPS, Tempo de resposta, throughput;

· Filesystem: crescimento e tempo de resposta;

· Memória: memória física consumida, swap in/out e Page faults;

· Rede: Throughput e detalhes do netstat –s e kstat; e

· Servidor de aplicação (supondo IIS): time-taken, bytes-sent, bytes-received, status, cs-uri-stem, cs-uri-query, cs(cookie), cs(referrer).

Do monitoramento do servidor de aplicação, podemos retirar as informações plotadas como exemplo na Figura 4.

Figura 4. Workloads e Service

Já as métricas que devem ser coletadas para uma análise detalhada do banco de dados são:

· Users (transactions, logons, parses);

· Redo activity;

· Temp activity;

· Tablespace e espaço usado pelos objetos;

· Pga usage;

· Sga usage;

· Parallel Operations;

· I/O Operations; e

· File Stats e Temp Stats.

Para Wait events devemos analisar os top waits events, events idle e parallel (PX*) waits (se houver), conforme pode ser visto no exemplo da Figura 5.

Figura 5. Top Wait Events

A decomposição do tempo de resposta mostra que events idle e parallel não são significativos no dia analisado desta base. Então vamos detalhar rapidamente os principais wait events plotados na Figura 5:

· CPU: tempo gasto de CPU para processamento das operações;

· Db file scattered read: tempo gasto com leituras multiblocks;

· Db file sequencial read: tempo gasto com leituras single-blocks;

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