问答题
阅读以下关于办公自动化(OA)系统的相关叙述，根据要求回答问题。
[说明]
某企业的办公自动化(OA)系统采用Browse/Server架构，服务器是一台PC Server(4路2.7 GHz处理器，4 GB内存)，安装的平台软件包括Microsoft Internet Information Server 5.0、ASRNET和SQL Server2000。现对该OA系统进行负载压力测试，采用专业的负载压力测试工具来执行测试，并使用2台笔记本电脑安装测试工具模拟客户端执行“登录”业务操作。测试目标分别为以下两个。
(1)测试系统分别在2 Mbps和4 Mbps网络带宽下，能够支持用户登录的最大并发用户数。
(2)测试服务器的吞吐量(即每秒可以处理的交易数)，主要包括服务器CPU平均使用率达到85%时系统能够支持的最大吞吐量，以及服务器CPU平均使用率达到100%时系统能够支持的最大吞吐量。
本次测试的性能需求是：指标“响应时间”合理范围为0～5s。
在2Mbps和4Mbps网络带宽的测试环境下，客户端性能及服务器资源使用情况的测试结果如表1所示。
在2Mbps带宽的网络测试环境下，负载压力测试工具上客户端性能的显示结果如图1所示(注：图中登录响应时间的纵坐标单位是0.1s)，服务器资源使用情况如图2所示。
图1
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图2
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在4Mbps带宽的网络测试环境下，负载压力测试工具上客户端性能的显示结果如图3所示(注：图中登录响应时间的纵坐标单位是0.1s)，服务器资源使用情况如图4所示。
图3
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[说明]
某企业的办公自动化(OA)系统采用Browse/Server架构，服务器是一台PC Server(4路2.7 GHz处理器，4 GB内存)，安装的平台软件包括Microsoft Internet Information Server 5.0、ASRNET和SQL Server2000。现对该OA系统进行负载压力测试，采用专业的负载压力测试工具来执行测试，并使用2台笔记本电脑安装测试工具模拟客户端执行“登录”业务操作。测试目标分别为以下两个。
(1)测试系统分别在2 Mbps和4 Mbps网络带宽下，能够支持用户登录的最大并发用户数。
(2)测试服务器的吞吐量(即每秒可以处理的交易数)，主要包括服务器CPU平均使用率达到85%时系统能够支持的最大吞吐量，以及服务器CPU平均使用率达到100%时系统能够支持的最大吞吐量。
本次测试的性能需求是：指标“响应时间”合理范围为0～5s。
在2Mbps和4Mbps网络带宽的测试环境下，客户端性能及服务器资源使用情况的测试结果如表1所示。
| 表1性能测试结果 | |||
| 网络带宽 | 测试对象 | 测试指标 | 平均值 |
| 2Mbps | 客户端性能 | 登录响应时间 | 3.391s |
| 虚拟用户数 | N/A | ||
| 每秒处理完成登录的个数 | 11.897交易/s | ||
| 服务器资源使用情况 | CPU使用率 | 78% | |
| 4Mbps | 客户端性能 | 登录响应时间 | 4.795s |
| 虚拟用户数 | N/A | ||
| 每秒处理完成登录的个数 | 13.447交易/s | ||
| 服务器资源使用情况 | CPU使用率 | 98% | |
图1
图2
在4Mbps带宽的网络测试环境下，负载压力测试工具上客户端性能的显示结果如图3所示(注：图中登录响应时间的纵坐标单位是0.1s)，服务器资源使用情况如图4所示。
图3
问答题
[问题1]
在2Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，指出满足系统的性能指标需求时，系统能够承受的并发用户登录的最大数量，并简要说明理由。
在2Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，指出满足系统的性能指标需求时，系统能够承受的并发用户登录的最大数量，并简要说明理由。
【正确答案】网络系统应用的性能测试是为确保网络在实际运行状况下，各种基本应用服务能够达到用户可以接受的性能和服务质量。本题考查系统负载压力性能测试的重要指标“并发用户数”。判断系统能够承受的最大并发用户数的条件可以概括为：①交易操作响应时间在合理范围内；②交易通过率在合理范围内；③系统运行无故障；④系统资源使用在合理范围内等。其中，应用系统交易执行响应时间(“RT”，ResponseTime)是指系统完成事务执行准备后所采集的时间戳和系统完成待执行事务后所采集的时间戳之间的时间间隔。它是衡量特定类型应用事务性能的重要指标，标志了用户执行一项操作大致需要多长时间。
在本案例场景中，应该选择第1个条件来判断系统能够承受的最大并发用户数。
由题干关键信息“本次测试的性能需求是：指标‘响应时间’合理范围为0～5s”，即在通常情况下，交易操作合理的响应时间为5s以内。由案例1的图1的显示结果可知，登录响应时间随虚拟并发用户数增加而增长。在50个虚拟并发用户的负载下，登录响应时间达到5s(注意：图1中响应时间指标的比例为10)，当负载超过50个虚拟并发用户，响应时间超过5s或者与5s持平。因此案例1中最合理的最大并发用户数为50。
在本案例场景中，应该选择第1个条件来判断系统能够承受的最大并发用户数。
由题干关键信息“本次测试的性能需求是：指标‘响应时间’合理范围为0～5s”，即在通常情况下，交易操作合理的响应时间为5s以内。由案例1的图1的显示结果可知，登录响应时间随虚拟并发用户数增加而增长。在50个虚拟并发用户的负载下，登录响应时间达到5s(注意：图1中响应时间指标的比例为10)，当负载超过50个虚拟并发用户，响应时间超过5s或者与5s持平。因此案例1中最合理的最大并发用户数为50。
【答案解析】
问答题
[问题2]
在2Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，说明服务器CPU资源使用率是否合理，以及带宽是否是系统瓶颈，并简要说明理由。
在2Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，说明服务器CPU资源使用率是否合理，以及带宽是否是系统瓶颈，并简要说明理由。
【正确答案】本题考查系统负载压力性能测试的两个重要指标：“资源使用”与“网络带宽”。“资源使用”中的CPU占用率平均值在85%之内是合理的。在2 Mbps带宽网络环境下，服务器CPU的平均使用率为78%(表1)，由于78%＜85%，因此在该网络环境下，服务器CPU资源使用率是合理的。
判断网络带宽是否是系统运行性能瓶颈的首要条件是网络带宽是否会影响系统交易执行性能。例如，若减小网络带宽，则并发用户数、响应时间与交易通过率等性能指标是否不能接受；或者增加网络带宽，并发用户数、响应时间与交易通过率等性能指标会得到提高。
对比“4 Mbps带宽登录”案例，在4 Mbps带宽网络环境下，由图3所显示的结果可知，系统每秒处理完成的登录个数固定在13.5个左右，登录响应时间随虚拟用户数增加而增长。在60个虚拟用户的压力下，登录响应时间在4.2s左右(注意：图3中响应时间指标的比例为10)；在80个虚拟用户的压力下，登录响应时间在5.8s左右，因此在合理登录响应时间(5s)内预计同时登录用户数是70左右。此时服务器CPU使用率为98%，由于98%＞85%，因此服务器CPU使用率成为系统处理的瓶颈。说明随着带宽的提高(带宽由2 Mbps变为4 Mbps)，系统的处理能力进一步提高(并发用户数由50变为70)，同时高吞吐量造成了系统资源的紧张(CPU使用率由78%变为98%)，带来了新的系统性能瓶颈。
判断网络带宽是否是系统运行性能瓶颈的首要条件是网络带宽是否会影响系统交易执行性能。例如，若减小网络带宽，则并发用户数、响应时间与交易通过率等性能指标是否不能接受；或者增加网络带宽，并发用户数、响应时间与交易通过率等性能指标会得到提高。
对比“4 Mbps带宽登录”案例，在4 Mbps带宽网络环境下，由图3所显示的结果可知，系统每秒处理完成的登录个数固定在13.5个左右，登录响应时间随虚拟用户数增加而增长。在60个虚拟用户的压力下，登录响应时间在4.2s左右(注意：图3中响应时间指标的比例为10)；在80个虚拟用户的压力下，登录响应时间在5.8s左右，因此在合理登录响应时间(5s)内预计同时登录用户数是70左右。此时服务器CPU使用率为98%，由于98%＞85%，因此服务器CPU使用率成为系统处理的瓶颈。说明随着带宽的提高(带宽由2 Mbps变为4 Mbps)，系统的处理能力进一步提高(并发用户数由50变为70)，同时高吞吐量造成了系统资源的紧张(CPU使用率由78%变为98%)，带来了新的系统性能瓶颈。
【答案解析】
问答题
[问题3]
在4Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，说明服务器CPU资源使用率是否合理，以及增加带宽是否是提高系统性能的有效方法，并简要说明理由。
在4Mbps带宽的网络测试环境下，分析案例中的测试结果，说明服务器CPU资源使用率是否合理，以及增加带宽是否是提高系统性能的有效方法，并简要说明理由。
【正确答案】在4 Mbps带宽网络环境下，服务器CPU的平均使用率为98%(见表1)，由于98%＞85%，因此在该网络环境下，服务器CPU资源使用率是不合理的。
判断网络带宽是否是系统运行性能瓶颈的次要条件是网络带宽是否会使系统资源使用不合理。不考虑别的因素，仅提高带宽，系统的处理能力虽然会进一步提高，但高的处理能力会使服务器的资源瓶颈进一步加重，带来更加严重的后果。
将4 Mbps带宽的网络测试环境与2 Mbps带宽的网络测试环境相比，带来了新的系统瓶颈(CPU资源使用率平均值超过85%)，因此增加带宽不是提高系统性能的有效方法。在此基础上，继续提高带宽，系统的处理能力将进一步提高，高的处理能力会使服务器的资源瓶颈进一步加重，从而带来更加严重的后果(如服务器CPU的平均使用率长时间为100%)，导致类似于“拒绝服务攻击(DoS)”现象发生。
判断网络带宽是否是系统运行性能瓶颈的次要条件是网络带宽是否会使系统资源使用不合理。不考虑别的因素，仅提高带宽，系统的处理能力虽然会进一步提高，但高的处理能力会使服务器的资源瓶颈进一步加重，带来更加严重的后果。
将4 Mbps带宽的网络测试环境与2 Mbps带宽的网络测试环境相比，带来了新的系统瓶颈(CPU资源使用率平均值超过85%)，因此增加带宽不是提高系统性能的有效方法。在此基础上，继续提高带宽，系统的处理能力将进一步提高，高的处理能力会使服务器的资源瓶颈进一步加重，从而带来更加严重的后果(如服务器CPU的平均使用率长时间为100%)，导致类似于“拒绝服务攻击(DoS)”现象发生。
【答案解析】
问答题
[问题4]
结合你的系统架构设计经验，简要说明网络带宽成为系统性能瓶颈时，如何制定相应的解决方案?当CPU使用率成为系统性能瓶颈时，如何制定相应的解决方案?
结合你的系统架构设计经验，简要说明网络带宽成为系统性能瓶颈时，如何制定相应的解决方案?当CPU使用率成为系统性能瓶颈时，如何制定相应的解决方案?
【正确答案】本题考查“CPU资源使用”与“网络带宽”两个系统瓶颈的解决方案。
当CPU资源使用成为系统瓶颈时，其相应的解决方案主要有：①增加CPU的个数；②提高CPU的主频；③将Web服务器与数据库服务器分开部署；④调整软件的设计与开发。
当网络带宽成为系统瓶颈时，其相应的解决方案主要有：①增加网络带宽；②压缩所要传输的数据。
当CPU资源使用成为系统瓶颈时，其相应的解决方案主要有：①增加CPU的个数；②提高CPU的主频；③将Web服务器与数据库服务器分开部署；④调整软件的设计与开发。
当网络带宽成为系统瓶颈时，其相应的解决方案主要有：①增加网络带宽；②压缩所要传输的数据。
【答案解析】