改進Web服務器性能的有關技術

【摘要】

一個大中型的圖書館信息系統(tǒng)涉及到許多方面的技術與方案，本文著重討論與Web服務器性能有關的一些內(nèi)容。

本人有幸作為項目負責人之一參與了某大型圖書館數(shù)字化信息系統(tǒng)的設計和基于Web應用軟件的開發(fā)工作。由于在數(shù)字化圖書館信息系統(tǒng)中流通著的大多是數(shù)字化的索引、文摘、全文、圖像或音頻視頻等多媒體值息，対Web服務器性能有著較高的要求。

結(jié)合實際工程經(jīng)驗，本文將從硬件實現(xiàn)手段（緩存服務器、均衡負載設備、Web雙機鏡像、CPU和網(wǎng)卡的提升、網(wǎng)絡帶寬擴充）和軟件實現(xiàn)手段（三層C/S軟件結(jié)構設計、應用程序部署）等兩個大方面論述如何提高Web服務大路的性能，以便使用戶能夠更快捷、高效、安全地使用應用系統(tǒng)。

【正文】

隨著Intranet值息技術的發(fā)展，圖書館為了更好地發(fā)揮其圖書流通、資料檢索和學術交流的職能，圖書館的數(shù)字信息化工程也勢在必行。某圖書館為了盡快地歩入世界先進圖書館的行列，已經(jīng)啟動了一部分的數(shù)字圖書館工程。

該數(shù)字圖書館工程主要包括対外信息Web發(fā)布系統(tǒng)，交互式檢索網(wǎng)，后臺館藏信息管理系統(tǒng)、多媒體資料采集制作以及外VOD點播系統(tǒng)等。本人有幸作為項目負責人之一，參與了整個數(shù)字化信息系統(tǒng)的總體設計，并參與了基于Web的一些應用（如対外信息發(fā)布系統(tǒng)、圖像/全文混合系統(tǒng)、VOD點播系統(tǒng)的）開發(fā)。

某圖書館數(shù)字化信息系統(tǒng)從網(wǎng)絡環(huán)境上講，主要劃分為多個網(wǎng)段：

（一）Intranet接入部分，采用2M的DDN專線；

（二）公共網(wǎng)段（非軍專區(qū)），主要包括前臺發(fā)布數(shù)據(jù)庫服務器、Web服務器、EFail/FTP/DNS服務器、檢索服務器及SAN網(wǎng)絡區(qū)域存儲設備；

（三）是內(nèi)部局域網(wǎng)，包括內(nèi)網(wǎng)Web服務器、后臺館藏數(shù)據(jù)庫服務器、0A服務器等°

（四）是VOD點播專用網(wǎng)，包括音頻視頻點播服務器等。由于制定了嚴格的網(wǎng)絡級和應用級訪問權限，通過具有三層交換能力的高性能交換機和安全授權認證系統(tǒng)等，有效地控制了訪問權限，確保了數(shù)據(jù)的安全性和完整性?？紤]到經(jīng)費和人員素質(zhì)及今后的維護管理運營等方面，操作系統(tǒng)采用WindowsNT平臺，服務器選用DELL高端的系列，數(shù)據(jù)庫采用IBM的DB2。主干網(wǎng)為千兆快速交換式以太網(wǎng)，局域網(wǎng)百兆到桌面，VOD點播網(wǎng)十兆到桌面。

在該網(wǎng)絡環(huán)境下應用主要分為三大部分：

（一）対外Web發(fā)布系統(tǒng)、対外圖書輔助檢索系統(tǒng)；

（二）后臺館藏信息管理系統(tǒng)和圖像/全文混合檢索系統(tǒng)；

（三）VOD點播系統(tǒng)。由于絕大部分應用采用Browser/Server方式結(jié)構，最終用戶在本地只需安裝IE或者Netscape Web瀏覽器，在后臺數(shù)據(jù)庫服務器的支持下通過網(wǎng)頁方式請求和訪問各類應用服務。另外，由于在圖書館值息系統(tǒng)中流通的多為索引、摘要、全文或音頻視頻等多媒體值息，対Web服務器性能與網(wǎng)絡帶寬等有更高的要求。

通過不斷地試驗和實踐，我們發(fā)現(xiàn)從以下幾個方面可以相対有效地提升Web服務器性能:

（1）緩存服務器和均衡負載設備使用可以緩解訪問瓶頸，提高網(wǎng)絡帶寬、實現(xiàn)均衡負載。緩存服務器也稱為cache服務器，可以存儲cache靜態(tài)的內(nèi)容如網(wǎng)頁、多媒體點播資源和會議實況（已壓縮的、有一定格式要求的）等。此外，目前美國cashflow緩存服務器，已經(jīng)可以存儲cache數(shù)據(jù)庫、ASP等動態(tài)內(nèi)容。cache服務器通常放到防火墻之外，外網(wǎng)Web服務器之前，因此Inrternet用戶點擊網(wǎng)頁不再直接訪問網(wǎng)站W(wǎng)eb服務器，而是訪問cache服

務器。由于cache服務器具有多個CRJ和高速大容量通道，獨立的OS,因此能大大緩解Internet訪問瓶頸，而且也具有一定的抗黒客攻擊的能力。

目前某圖書館采用這種方式，把大數(shù)據(jù)量的靜態(tài)圖片、點播資源、虛擬三維應用等都事先置放在cache服務器中，即使現(xiàn)今只有2M internet的接入帶寬，以上應用的播放速度和效果仍能讓用戶滿意。

另外一種方式采用均衡負載設備或Web雙機鏡像。這種方式通過負載均衡的方法達到Web訪問性能最優(yōu)。Web雙機鏡像是較早以前流行的方式，雖能使系統(tǒng)可靠性提升，但由于雙機總是在互相詢問対方狀態(tài)，將會影響一定的訪問性能。均衡負載設備是獨立于Web服務器的硬件，它和Web服務器及網(wǎng)站中其他服務器接在同一交換機上，通過負載調(diào)度程序為各個服務器分配工作量，從而，能達到充分利用資源，提高訪問性能的目的。只是由于某圖書館目前対外發(fā)布資源相対仍較少，只有用了三臺Web服務器，因此目前的均衡負載設備作用還不顯著。

（2）從Web服務器的配貫來看，Web服務器自身CPU個數(shù)及速度、網(wǎng)卡數(shù)量、Web服務器與防火墻的位貫關系等，都會影響到Web服務器的性能。

從Web服務器硬件本身來講，CPU個數(shù)的増加、網(wǎng)卡個數(shù)的増加、I/O值道的擴展無疑可以直接地提高Web服務器性能。此外，由于千兆口的防火墻目前較少且費用較高，如果把Web服務器放置防火墻之后，一定會大大影響Internet訪問性能。某圖書館采用IDS （入侵偵測）+Web服務器（服務器防火墻，較低端，不會影響流量）+應用服務器+數(shù)據(jù)庫服務器（防火墻,高端），分層次的安全模式，既保證了系統(tǒng)的安全模式，既保證了系統(tǒng)的安全性，又提升了網(wǎng)絡訪問性能。

另外，某圖書館還采用了 SAN網(wǎng)絡區(qū)域存儲來提高服務器訪問速度。

（3）三層C/S軟件結(jié)構設計和應用程序的適當部署也會提高Web服務器的性能。將業(yè)務邏輯、通用訪問接口與數(shù)據(jù)等相互分離、分別置放于Web服務器、應用服務、數(shù)據(jù)庫服務器上，通過過程序功能和邏輯的合理部署，也能大大改進Web服務器性能。

—般的原則是，Web服務器只需接受Internet, http訪問請求，使Web只有最少的任務，把實際處理交給各個應用服務器處理，然后返回結(jié)果給Browser。某圖書館采用這種方式專門開發(fā)了搜索引擎應用服務器和混合檢索應用服務器等，達到了良好的應用效果。

事實上，Web服務器的性能提升還存在很多手段和方法，比如CPU與存儲之間關系，Web交換機等等，有待于我們進一歩的實踐、分析和討論。