キャパシティ プランニング
基準アプリケーションの処理結果の検討
以下の節では、基準アプリケーションについて説明します。
MedRec ベンチマークの概要
MedRec サンプル アプリケーションを使用して、軽量および重量アプリケーション テストを行いました。軽量アプリケーション テストと重量アプリケーション テストでは、クライアントとサーバの間で使用される通信プロトコルが異なります。軽量アプリケーション テストでは、クライアントから HTTP 1.1 プロトコルが使用されます。重量アプリケーション テストでは HTTPS 1.1 プロトコルが使用され、クライアントとサーバの間のデータ通信が保護および暗号化されます。
Avitek Medical Records (MedRec) は、J2EE プラットフォームのすべての側面を正確に示す WebLogic Server サンプル アプリケーション スイートです。MedRec は、J2EE 開発者の全レベルに対応する教育ツールとして設計されています。このサンプルは、J2EE の各コンポーネントの使用方法、およびコンポーネントの対話とクライアント開発に関するベスト プラクティスの設計パターンを示すものです。
MedRec アプリケーションは、患者、医師、および管理者に対して、さまざまなクライアントを使用して患者のデータを管理するフレームワークを提供します。患者のデータには、以下のものがあります。
患者のプロファイル情報 - 患者の名前、住所、社会保障番号、およびログイン情報
患者の医療記録 - 患者の通院の詳細。患者の生命徴候と症状、医師の診断と処方箋など
MedRec アプリケーション スイートは 2 つの主要な J2EE アプリケーションで構成されています。各アプリケーションで、1 つまたは複数の MedRec ユーザ シナリオがサポートされています。
medrecEar - 患者が Patient Web アプリケーション (patientWebApp) にログインし、自分のプロファイル情報を編集するか、または自分のプロファイルをシステムに追加するように要求します。また、以前に通院していたときの医療記録を参照することもできます。管理者は、Administration Web アプリケーション (adminWebApp) を使用して新しい患者のプロファイル リクエストを承認するか、または否認します。さらに medrecEar では、MedRec アプリケーション スイートで使用されるすべてのコントローラとビジネス ロジック、およびさまざまなクライアントで使用される Web サービスも使用できます。
physicianEar - 医師および看護師が Physician Web アプリケーション (physicianWebApp) にログインし、患者のプロファイルを検索およびアクセスしたり、患者の医療記録を作成および参照したり、患者に薬を処方したりします。Physician アプリケーションは、medrecEar で提供される Web サービスを使用して通信するように設計されています。
medrecEAR アプリケーションは、MedRecServer という 1 つの WebLogic Server インスタンスにデプロイされます。physicianEAR アプリケーションは、Web サービスを使用して medrecEAR のコントローラ コンポーネントと通信する PhysicianServer という独立したサーバにデプロイされます。
ベンチマークで使用される MedRec およびトランザクションに対する変更
WebLogic Server 8.1 MedRec アプリケーションは、キャパシティ プランニングのベンチマーク用に最適化されています。修正後のアプリケーションでは、患者登録プロセスが同期化され、2 フェーズ コミットが省略されています。ベンチマーク ソフトウェア LoadRunner の実行されたクライアントにおいて、次のトランザクション シーケンスで負荷を生成しました。
患者が MedRec アプリケーションに接続して、スタート ページを開きます。
医師がオンライン システムに接続して、サインインします。
医師が患者の新しい通院記録を作成して、処方箋の作成や削除を行います。
患者がサインインして、ユーザ プロファイルを編集します。
患者がそのプロファイルを修正して、情報を更新します。
上のシーケンスの各アクションが、スループットを計算するためのトランザクションとして扱われます。各クライアントでは、処理を反復するたびにユニークな患者 ID が生成されます。
基準アプリケーションの概要
BEA ではシステム構築を検討する起点として、基準キャパシティ プランニングでのテスト結果を生成しました。準値の生成には、構成の異なる 2 種類のアプリケーションを使用しました。使用したアプリケーションを次に示します。
軽量アプリケーション ソフトウェア - HTTP プロトコルを使用する search、select、insert、および update トランザクションで構成される MedRec アプリケーション
重量アプリケーション ソフトウェア - HTTPS (セキュア) プロトコルを使用する search、select、insert、および update トランザクションで構成される MedRec アプリケーション
これらのアプリケーションのそれぞれで提示される測定基準を使用して、選択したハードウェアとコンフィグレーションに基づく WebLogic Server のスループット、応答時間、同時ユーザの数、およびパフォーマンスへの全体的な影響を予測できます。
これらのテスト システムの測定値は、トランザクションの混合に思考時間を加味せずに得られたものです。
注意 : 標準ソフトウェアでの WebAuction アプリケーションを使用したキャパシティ プランニングの概要については、『J2EE Applications and BEA WebLogic Server』Prentice Hall, 2001, ISBN 0-13-091111-9 (http://www.phptr.com) の第 15 章「Analysis of Capacity Planning」を参照してください。
MedRec 基準アプリケーション (軽量と重量) のコンフィグレーション
測定はすべて、クライアント アプリケーションと Oracle データベースを 4x400Mhz Solaris プロセッサ上で実行した状態で行われました。WebLogic Server インスタンスは、掲載されているプロセッサ/コンフィグレーションの組み合わせごとに起動しました。2 種類のアプリケーションのキャパシティ測定の基準値は、アプリケーションの説明の後に表形式で示します。
ここに示す基準値は、クライアント アプリケーション (ベンチマーク ソフトウェア LoadRunner を実行)、MedRec 基準アプリケーションの含まれる WebLogic Server、および Oracle データベース サーバの 3 層に分かれたコンフィグレーションで収集されたものです。このシステムでは Oracle 8.1.7 データベースが使用され、すべて 1GB のネットワークを使用して測定されました。
図 2-1 3 層コンフィグレーション
WebLogic Server のコンフィグレーション
基準値の収集に使用した製品バージョンと設定を以下に示します。
BEA WebLogic Server 8.1 GA 製品
Sun JDK141_02 (Solaris プラットフォームでの Java 出力は次のとおり)
java version "1.4.1_02-ea"
Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.4.1_02-ea-b01)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.4.1_02-ea-b01, mixed mode)
BEA JRockit (Windows プラットフォーム)
java version "1.4.1_02"
Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.4.1_02)
BEA WebLogic JRockit(R) Virtual Machine (build 8.1-1.4.1_02-win32-CROSIS-20030317-1550, Native Threads, Generational Concurrent Garbage Collector)
デフォルトの WebLogic JVM コンフィグレーション (以下を除く)
JVM コンフィグレーション - 初期ヒープ サイズと最大ヒープ サイズの設定は 1GB
スレッド カウント - 設定は 50 (確認された最適の値)
JDBC コンフィグレーション
Oracle 9.2.0.2 Thin Driver を使用
JDBC 接続プールの (初期および最大) サイズの設定は 50 (確認された最適の値)
JDBC StatementCacheSize の設定は 50
クラスタ コンフィグレーション - 各ノードに 1 つの管理対象サーバ (最初のノードでは管理サーバが動作)
測定に使用したコンフィグレーション
以下のコンフィグレーションについて測定しました。
WebLogic Server 8.1、Sun JDK141_02: 1、2、4、および 8 プロセッサ コンフィグレーション、750MHz プロセッサ、1GB メモリ、BEA による最適チューニングの WebLogic Server (1 インスタンス)。
WebLogic Server 8.1、Sun JDK141_02: 1、2、3、および 4 ノード コンフィグレーション、400MHz プロセッサ、1GB メモリ、BEA による最適チューニングの WebLogic Server (1 ノードにつき 1 インスタンス)。LoadRunner クライアントでロード バランシングを実行しました。
WebLogic Server 8.1、JRockit 141_02: 1、2、3、および 4 ノード コンフィグレーション、700MHz プロセッサ、1GB メモリ、BEA による最適チューニングの WebLogic Server (1 ノードにつき 1 インスタンス)。LoadRunner クライアントでロード バランシングを実行しました。
データベースのコンフィグレーション
Oracle 9.2.0.2.0 を 8 プロセッサ 750MHz E6800 上で使用しました。パフォーマンスを向上させるために、Oracle のログ (8GB) を、一緒にストライピングされる 4 ディスクの RAID 配列に配置し、他のすべてのデータベース ファイルについては、4 ディスクの別の RAID 配列 (ストライピング) を使用しました。
データベースのコンフィグレーションは次のとおりです。
ホスト - Solaris 9
CPU - 8X 750MHz UltraSparc III - Sun E6800
メモリ - 8GB
ディスク - 2 X 18GB + 4 x 18GB RAID Array
ソフトウェア - Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.2.0
クライアントのコンフィグレーション
クライアントのコンフィグレーションは次のとおりです。
ホスト - Windows 2000 Advanced Server
CPU - 4X 700MHz Poweredge 6400
メモリ - 4GB
ディスク - 2 X 18GB
ソフトウェア - LoadRunner 7.02
ネットワークのコンフィグレーション
1GB のネットワークを使用しました。
LoadRunner のコンフィグレーション
クライアントの負荷を生成するために、LoadRunner 7.02 を 4GB のメモリを搭載した 4X700MHz Windows 2000 マシンで使用しました。このテストでは思考時間は使用されていません。使用された HTTP/HTTPs のバージョンは 1.1 です。
基準値について
この調査で使用したベンチマークで得られた基準値は、WebLogic Server と、同様のベンチマークを実行した他のアプリケーション サーバやハードウェアを比較するためには使用しないでください。 この調査では、独自のベンチマーク方式とチューニングが使用されています。
多数のベンチマーク テストによって、十分に最適化されたアプリケーションが WebLogic Server 上でどれだけのパフォーマンスを発揮するかが示されています。こうしたベンチマークの数値は BEA Systems から入手できます。詳細については、BEA の販売担当者にお問い合わせください。
UNIX 上の軽量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
UNIX 上での軽量 MedRec アプリケーションの測定値は、Solaris ハードウェアおよび HTTP プロトコルを使用して得られました。表 2-1 は、クライアントの数 (最初の列) と、ハードウェア コンフィグレーションに対する毎秒当たりのトランザクション数 (残りの列) を示しています。UNIX 上でのこのアプリケーションでは、コンフィグレーション番号の名称は light medrec UNIX n (lmUn) です。n はコンフィグレーション番号です。
(TPS = 1 秒当たりのトランザクション)
表 2-1 UNIX 上での軽量 MedRec アプリケーションのクライアント数 x TPS
プロセッサ (MHz)
コンフィグレーション番号
|
1x750
lmU1
|
2x750
lmU2
|
4x750
lmU3
|
8x750
lmU4
|
4x400
1 ノード
lmU5
|
4x400
2 ノード
lmU6
|
4x400 3 ノード
lmU7
|
4x400 4 ノード
lmU8
|
クライアントの数
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
1 クライアント
|
16.20
|
19.15
|
21.45
|
22.63
|
15.69
|
|
|
|
4 クライアント
|
17.20
|
29.80
|
47.95
|
58.12
|
34.54
|
53.57
|
58.67
|
63.33
|
10 クライアント
|
16.74
|
30.12
|
53.87
|
80.96
|
38.87
|
76.82
|
102.48
|
|
20 クライアント
|
17.04
|
30.54
|
55.76
|
83.84
|
39.17
|
81.14
|
120.73
|
154.76
|
40 クライアント
|
16.72
|
30.81
|
54.02
|
84.66
|
39.32
|
81.65
|
122.50
|
163.23
|
80 クライアント
|
16.83
|
30.71
|
54.33
|
84.22
|
39.02
|
80.64
|
121.47
|
163.84
|
100 クライアント
|
16.85
|
30.71
|
54.36
|
84.09
|
38.78
|
80.24
|
122.26
|
163.86
|
150 クライアント
|
|
|
|
|
|
|
121.38
|
162.71
|
200 クライアント
|
|
|
|
|
|
|
|
163.10
|
最大 TPS
|
17.20
|
30.81
|
55.76
|
84.66
|
39.32
|
81.65
|
122.50
|
163.86
|
最大 TPS での App サーバの CPU 使用率
|
98%
|
97%
|
95%
|
91%
|
95.09%
|
95.58%
|
95.35%
|
95.22%
|
最大 TPS での DB サーバの CPU 使用率
|
<1%
|
1.30%
|
2.25%
|
3.91%
|
1.70%
|
3.64%
|
6.21%
|
9.70%
|
最大 TPS での DB サーバ ディスクの CPU 使用率
|
6%
|
12%
|
19%
|
28.24
|
13.94
|
27.79
|
40.58
|
53.25
|
表 2-2 に、測定対象とした各プロセッサ タイプ/コンフィグレーションの組み合わせで達成した TPS と、その TPS に達した際に同時に実行されていたクライアントの数を示します。
表 2-2 UNIX 上の軽量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
プロセッサタイプ、コンフィグレーション
|
コンフィグレーション番号
|
測定された TPS
|
クライアントの数
|
Solaris 1x750MHz
|
lmU1
|
17.20
|
4
|
Solaris 2x750MHz
|
lmU2
|
30.81
|
40
|
Solaris 4x750MHz
|
lmU3
|
55.76
|
20
|
Solaris 8x750MHz
|
lmU4
|
84.66
|
40
|
Solaris 4x400 - 1 ノード
|
lmU5
|
39.32
|
40
|
Solaris 4x400 - 2 ノード
|
lmU6
|
81.65
|
40
|
Solaris 4x400 - 3 ノード
|
lmU7
|
122.50
|
40
|
Solaris 4x400 - 4 ノード
|
lmU8
|
163.86
|
100
|
UNIX 上の重量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
UNIX 上での重量 MedRec アプリケーションの測定値は、Solaris ハードウェアおよび HTTPS プロトコルを使用して得られました。表 2-3 は、クライアントの数 (最初の列) と、ハードウェア コンフィグレーションに対する毎秒当たりのトランザクション数 (残りの列) を示しています。UNIX 上でのこのアプリケーションでは、コンフィグレーション番号の名称は heavy medrec UNIX n (hmUn) です。
(TPS = 1 秒当たりのトランザクション)
表 2-3 UNIX 上での重量 MedRec アプリケーションのクライアント数 x TPS
プロセッサ (MHz)
コンフィグレーション番号
|
4x750
hmU1
|
4x400
hmU2
|
クライアントの数
|
TPS
|
TPS
|
1 クライアント
|
12.18
|
8.76
|
4 クライアント
|
27.49
|
20.70
|
10 クライアント
|
32.13
|
23.00
|
20 クライアント
|
31.08
|
23.07
|
40 クライアント
|
31.39
|
23.35
|
80 クライアント
|
31.43
|
23.44
|
100 クライアント
|
31.81
|
23.29
|
最大 TPS
|
32.13
|
23.44
|
最大 TPS での App サーバの CPU 使用率
|
93.00%
|
94.06%
|
最大 TPS での DB サーバの CPU 使用率
|
1.16%
|
0.89%
|
最大 TPS での DB サーバ ディスクの CPU 使用率
|
12.23%
|
9.22%
|
Windows 2000 上の軽量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
Windows 2000 上での軽量 MedRec アプリケーションの測定値は、HTTP プロトコルを使用して得られました。表 2-4 は、並行して動作するクライアントの数 (最初の列) と、ハードウェア コンフィグレーションに対する毎秒当たりのトランザクション数 (残りの列) を示しています。Windows 2000 上でのこのアプリケーションでは、コンフィグレーション番号の名称は light medrec Windows n (lmWn) です。
表 2-4 Windows 2000 上での軽量 MedRec アプリケーションのクライアント数 x TPS
プロセッサ
(MHz)
コンフィグレーション番号
|
Win2K
4x700
1 ノード
lmW1
|
Win2K
4x700
2 ノード
lmW2
|
Win2K
4x700
3 ノード
lmW3
|
Win2K
4x700
3 ノード
lmW3
|
クライアントの数
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
TPS
|
1 クライアント
|
33.50
|
|
|
|
4 クライアント
|
78.53
|
107.58
|
112.36
|
122.83
|
10 クライアント
|
80.24
|
149.09
|
205.13
|
|
20 クライアント
|
79.28
|
148.12
|
226.53
|
297.35
|
40 クライアント
|
77.36
|
148.78
|
223.53
|
299.11
|
80 クライアント
|
76.16
|
146.75
|
224.38
|
291.82
|
100 クライアント
|
76.38
|
144.99
|
220.02
|
292.22
|
150 クライアント
|
|
|
219.38
|
291.17
|
200 クライアント
|
|
|
|
292.87
|
最大 TPS
|
80.24
|
149.09
|
226.53
|
299.11
|
最大 TPS での App サーバの CPU 使用率
|
92.51%
|
92.42%
|
92.40%
|
92.82%
|
最大 TPS での DB サーバの CPU 使用率
|
3.32%
|
7.63%
|
14.63
|
23.44%
|
最大 TPS での DB サーバ ディスクの CPU 使用率
|
26.32%
|
44.63%
|
70.25%
|
88.98%
|
次の表に、測定対象とした各プロセッサ タイプ/コンフィグレーションの組み合わせで達成した TPS と、その TPS に達した際に同時に実行されていたクライアントの数を示します。
表 2-5 Windows 2000 上の軽量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
プロセッサタイプ、コンフィグレーション
|
コンフィグレーション番号
|
測定された TPS
|
クライアントの数
|
Windows 2000 4x700MHz - 1 ノード
|
lmW1
|
80.24
|
10
|
Windows 2000 4x700MHz - 2 ノード
|
lmW2
|
149.09
|
10
|
Windows 2000 4x700MHz - 3 ノード
|
lmW3
|
226.53
|
20
|
Windows 2000 4x700MHz - 4 ノード
|
lmW4
|
299.11
|
40
|
Windows 2000 上の重量 MedRec アプリケーションで測定された TPS
次に示すのは、Windows 2000 上での重量 MedRec アプリケーションの測定値です。すべてのオペレーティング システムのすべてのテストで、HTTPS (セキュア) プロトコルを使用しています。重量 MedRec アプリケーションで使用した JVM は、Sun Microsystems JDK です。
表 2-6 は、クライアントの数 (最初の列) と、ハードウェア コンフィグレーションに対する毎秒当たりのトランザクション数 (残りの列) を示しています。Windows 2000 上でのこのアプリケーションでは、コンフィグレーション番号の名称は heavy medrec { U | W } n (hmUn または mmWn) です。
表 2-6 Windows 2000 上での重量 MedRec アプリケーションのクライアント数 x TPS
プロセッサ
(MHz)
コンフィグレーション番号
|
Win2K
4x700
hmW1
|
クライアントの数
|
TPS
|
1 クライアント
|
16.29
|
4 クライアント
|
38.62
|
10 クライアント
|
38.27
|
20 クライアント
|
37.58
|
40 クライアント
|
37.37
|
80 クライアント
|
36.86
|
100 クライアント
|
36.92
|
最大 TPS
|
38.62
|
次のステップ
サンプル アプリケーションの特徴と基準となる測定結果を検討した後は、使用するアプリケーションと 1 つまたは複数の基準サンプルの比較を行います。「ハードウェア キャパシティ要件の決定」に進んでください。次章では、使用するアプリケーションのキャパシティ プランニング要件の作成に役立つ情報を紹介します。