Методическое руководство по определению требований к аппаратной части для работы Комплекса решений АСКОН версия 22 2022 1 Оглавление 1. 2. 3. 4. 5. 6. Список определений и сокращений...........................................................................................3 Назначение документа...............................................................................................................4 Введение.....................................................................................................................................4 Описание условий функционирования системы......................................................................6 Рекомендуемые параметры типовых конфигураций...............................................................6 Требования к ЛОЦМАН:PLM......................................................................................................7 6.1 Требования к СП ЛОЦМАН:PLM..........................................................................................7 6.1.1 Количество СП.............................................................................................................7 6.1.2. Аппаратная конфигурация СП ЛОЦМАН:PLM...........................................................7 6.2. Требования к СУБД ЛОЦМАН:PLM....................................................................................8 6.3. Требования к файловому архиву ЛОЦМАН:PLM...............................................................9 Перечень ссылочных документов................................................................................................10 2 1. Список определений и сокращений Термин (сокращение) АРМ АС Домен КОМПЛЕКС РЕШЕНИЙ АСКОН ОС ПО ППО Роль сервера РПП СП СУБД ФА @ AD CPU (англ. Сentral processing unit) DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol) DNS (англ. Domain Name System) HDD (англ. Hard disk drive) NIC (англ. Network interface controller.) RAM (англ. Random access memory) ROUND() Значение Автоматизированное рабочее место Автоматизированная система Область, структурная единица, пространство имен. В контексте ПО Microsoft — именованная группа компьютеров, использующая единую базу учетных данных компьютеров и пользователей (Active Directory) и единый механизм разрешения имен узлов (DNS). Комплекс интегрированных программных продуктов для решения задач конструкторско-технологической подготовки производства (далее - КОМПЛЕКС) Операционная система Программное обеспечение Прикладное программное обеспечение Имеются в виду роли сервера, назначаемые через оснастку управления «Диспетчер сервера» - рядовая рабочая станция, файловый сервер, сервер приложений, веб-сервер и т.д. Рабочие папки пользователей Сервер приложений Система управления базами данных Файловый архив Применяется для обозначения тактовой частоты ядра центрального процессора. Например, запись 2 @ 2 ГГц указывает на 2ядерный процессор, работающий на частоте 2 ГГц Active Directory («Активный каталог») — LDAP-совместимая реализация службы каталогов корпорации Microsoft для операционных систем семейства Windows NT. Центральный процессор Протокол динамической конфигурации узла Система доменных имён Жесткий диск Сетевой интерфейс Оперативная память Операция арифметического округления к ближайшему целому 3 2. Назначение документа Назначение настоящего документа - описать аппаратные требования к конфигурации сетевого и серверного оборудования для функционирования Комплекса. Настоящие требования к техническому обеспечению содержат: Описание условий функционирования системы; Требования к аппаратной части серверного оборудования; Аппаратные требования к компонентам сетевой инфраструктуры; Программные требования к компонентам сетевой инфраструктуры. Требования описаны для Комплекса версии 2018.2 и более ранних. В случае необходимости изменения требований для следующих версий, документ будет дорабатываться. 3. Введение Определение требований к аппаратных части АС является задачей нетривиальной, и не имеет гарантированных решений, если не брать в расчет условия неограниченного бюджета. И даже условия неограниченного бюджета в некоторых случаях не дают гарантированных решений. Именно поэтому мы не видим таких требований ни у одного из поставщиков информационных систем — все указывают в лучшем случае минимальные требования, и очень редко некие «рекомендуемые». И тому есть объективные причины — поставленная задача очень вариативна. Однако в условиях повседневной реальности мы часто получаем вполне конкретные вопросы от наших заказчиков, в том числе потенциальных: "У нас такие-то и такие-то условия (размер предприятия, вид, номенклатура продукции, количество ИТР и т.д.), какое нам купить оборудование для беспроблемной работы вашего ПО?". На эти вопросы мы вынуждены отвечать. Существуют несколько способов определения аппаратных требований к АС: 1. Аналитический: исходя из множества имеющихся параметров, таких как: - количество одновременных работающих пользователей, - отношение операций чтения/записи, - равномерность нагрузки, - коэффициент приращения данных, - равномерность приращения, - и пр., и пр. рассчитываются необходимые параметры аппаратной части. 2. Опытный: Создается тестовый стенд, на котором моделируется ситуация, и, отталкиваясь от некоей минимальной базовой конфигурации, путем увеличения вычислительных мощностей, достигаются удовлетворительные параметры работы. 3. Статистический: Если система находится в реальной эксплуатации у реальных заказчиков - выявляются их условия, и используемые аппаратные средства. 4 После систематизации данных можно делать выводы о требуемых аппаратных средствах для разных условий. Первый метод имеет очень большую трудоемкость, и, что более неприятно, невысокую вероятность попадания в результат по причине очень большого количества влияющих факторов и практической невозможности оценки их истинного влияния. Второй метод хорош, но требует больших ресурсов как испытательных, так временнЫх и денежных. Хорош тем, что вероятность попадания высока, и зависит только от скурпулезности воспроизведения целевой ситуации. Статистический метод по-нашему мнению, является самым эффективным. Ограничением для него, естественно, является репрезентативность выборки, степень совпадения условий эксплуатации — помимо количества работающих инженеров по видам деятельности (конструктора, технологи, нормоконтроллеры и т.д.), необходимо также учитывать схожесть таких параметров, как сложность конструкции изделий, широта номенклатуры, программу выпуска, интенсивность изменений конструкции и т.д. и т.п. Используя все три метода, мы постарались выработать рекомендации для подбора программно-аппаратных средств. Для упрощения задачи сделаем следующие допущения, если не оговорено особо: - заказчик относится к отрасли общего машиностроения; - КОМПЛЕКС работает для автоматизации задач КТПП с использованием стандартных сценариев работы, описанных в методологии СТ3D — http://mktpp.ru/; - среднее количество компонентов в выпускаемых изделиях — 10000; - сложность конструкций — средняя; - интенсивность изменений в одном изделии — средняя — до 1000 в год; - средний размер документа — 0,5 Мбайт; - количество документов на пользователя в месяц — 20; - рассчитываемый срок эксплуатации — 60 месяцев. - оборудование не выполняет посторонних задач — контроллеров доменов, серверов стороннего ПО, антивирусного и прочего. Переменными данными в наших расчетах будем считать количество участвующих в процессе КТПП инженеров, а также размер документов. В своих рекомендация мы будем оперировать только базовыми параметрами: количество ядер процессоров, объем ОЗУ или HDD. Для подбора конкретного оборудования за конкретные деньги необходимо обращаться к профессионалам - поставщикам оборудования. Единственная наша дополнительная рекомендация: сервера приложений можно собирать на базе обычных настольных компьютеров, а вот СУБД и ФА должны развертываться на серверном оборудовании, пускай и начального уровня, главное в данном вопросе — надежность. Для более четкого попадания в цель необходимо учитывать специфику использования нашего ПО на предприятии. 5 Перечислим некоторые факторы, которые могут значительно повысить требования к аппаратному обеспечению: - Работа с большими сборками. - Работа с большими типовыми, сквозными техпроцессами. - Работа со сканированными изображениями высокого разрешения большого объема. - Сложные объемные отчеты. - Поиск по сложным условиям с большим количеством возвращаемых данных. - Выгрузки во внешние системы. - Регулярный импорт из внешних систем. - Организационные поводы создания большой конкурентной нагрузки. 4. Описание условий функционирования системы Комплекс имеет многосерверную реализацию с разделением ролей и построена по двух- и трехзвенной архитектуре, в которой клиенты взаимодействуют либо напрямую с СУБД, либо с серверами приложений, а последние используют для хранения и обработки данных СУБД и файловых архивов. Сквозная аутентификация пользователей и взаимодействие распределенных сетевых компонентов системы друг с другом базируется на использовании доменных служб Active Directory. Подключение к СУБД осуществляется как с проверкой пользователей на уровне Windows, так и на уровне СУБД. В случае необходимости следует распределить нагрузку от разных компонентов Комплекса на разные экземпляры СУБД. 6 5. Рекомендуемые параметры типовых конфигураций В этом разделе выделены рекомендуемый конфигурации для типовых случаев Количество пользователей 2500 1000 500 100 50 Параметры сервера СУБД Ядер CPU 32 16 8 4 4 ОЗУ, Gb 128 64 32 16 8 NIC, Gb/s 10 10 10 1 1 120 60 1 1 SAS1, SSD Тип носителя Дисковое пространcтво, Gb 3000 1200 600 Параметры серверов приложений ЛОЦМАН:PLM СП, штук 32 12 6 Ядер CPU 2 ОЗУ, Gb 8 NIC, Kb/s 100 Дисковое пространcтво, Gb Требований не предъявляется Параметры серверов приложений ПОЛИНОМ:MDM СП, штук Ядер CPU ОЗУ, Gb Характеристики сети 25 10 5 1 1 8 физических ядер частотой от 2Ghz 16 1Gbps, задержка < 1ms Данные конфигурации приведены для случаев, когда базы данных и сервера приложений ЛОЦМАН:PLM и ПОЛИНОМ:MDM развернуты на разных физических или виртуальных серверах. Если предполагается обе системы эксплуатировать на одном сервере, требования необходимо удвоить. 1 В случае использования SAS на HDD настоятельно рекомендуется использовать диск с числом оборотов от 10000 в мин. 7 6. Требования к ЛОЦМАН:PLM 6.1 Требования к СП ЛОЦМАН:PLM 6.1.1 Количество СП Исходя из опыта работы со средними и крупными заказчиками, оптимальным (с точки зрения скорости обработки данных) является около 75 одновременных подключений к СП. Количество СП=ROUND(N/75), где N – количество пользователей. 6.1.2. Аппаратная конфигурация СП ЛОЦМАН:PLM Количество CPU В данном случае под CPU подразумевается одно процессорное ядро. CPU=4 RAM На одно процессорное ядро рекомендуется использовать от 4 до 8 Гб ОЗУ. Получаем соотношение: RAM=16 NIC NIC, bit/s =(N*D/T)*8*1,2, где N — количество пользователей на СП, D — средний размер документа, bytes, T — время открытия, с, 8 — коэффициент пересчета byte-bit, 1,2 — коэффициент потерь2 HDD На жестком диске СП размещается только операционная система (14-20 Гб) и ППО АСКОН библиотеки общим объемом ~1 Гб), т.е. в общей сложности около 21 Гб. Учитывая объем временных файлов, а также необходимость наличия свободного дискового пространства для создания точек восстановления системы, рекомендуемый минимальный объем жесткого диска 60 Гб. 2 Под потерями понимаются накладные расходы на сетевую передачу данных. 8 6.2. Требования к СУБД ЛОЦМАН:PLM3 Количество CPU В данном случае под CPU подразумевается одно процессорное ядро. Обработка запросов от одного сервера приложений при максимальной нагрузке загружает процессор на 30%. С учетом того, что одно ядро необходимо для самой системы, при пиковой нагрузке на СУБД получаем соотношение: CPU=ROUND(N*0,015)+2, где N — количество одновременно работающих пользователей. RAM На одно процессорное ядро рекомендуется использовать от 4 до 8 Гб ОЗУ. Получаем соотношение: RAM=ROUND(N*4), где N — количество ядер. NIC Требуемая полоса пропускания для одного СП на СУБД в режиме номинальной нагрузки (в случае использования ФА) составляет 5 Мбит/с. Таким образом, ширины канала 1 Gigabit Ethernet с учетом потерь хватит на 160 одновременных подключений к СУБД. При дальнейшем увеличении количества подключений необходимо пропорционально увеличить ширину канала. HDD На жестком диске СУБД размещаются: • операционная система (14-20 Гб); • прикладное ПО — в данном случае, СУБД — 10 Гб; • временные файлы — 10 Гб • файлы БД - 0,02*M*N, где ◦ в случае использования ФА, на одного пользователя в год приходится примерно 0,02 Гб данных, хранящихся в БД. ◦ N – количество пользователей, ◦ M – количество месяцев эксплуатации. HDD=20+10+10+0,02*M*N 3 Требования к СУБД приведены для случая хранения файлов на файловом архиве, а не в базе данных. 9 6.3. Требования к файловому архиву ЛОЦМАН:PLM Количество CPU В данном случае под CPU подразумевается одно процессорное ядро. Копирование файла с сервера в среднем загружает процессор на 1%. С учетом того, что одно ядро необходимо для самой системы, при пиковой нагрузке (одновременное скачивание каждым пользователем 1-го файла) получаем соотношение: CPU=ROUND(N/100)+1, где N — количество пользователей RAM На одно процессорное ядро рекомендуется использовать от 4 до 8 Гб ОЗУ. Получаем соотношение: RAM=ROUND(N*4), где N — количество ядер. NIC NIC, bit/s =(N*D/T)*8*1,2, где N — количество пользователей, D — средний размер документа, bytes, T — время открытия, с, 8 — коэффициент пересчета byte-bit, 1,2 — коэффициент потерь - под потерями понимаются потери скорости передачи данных при различной длине сетевых кабелей, резервирование сетевых ресурсов. HDD Для оценки необходимого объема дискового пространства для ФА перемножаем количество пользователей на средний размер документа и на количество месяцев эксплуатации системы без увеличения дискового объема Без учета потребностей резервного копирования: HDD=ROUND(N*D*DM*M)+30, где N — количество пользователей, D — средний размер документа, DM — документов на пользователя в месяц, M — количество месяцев эксплуатации. Скорость чтения/записи дисковой подсистемы должна быть не меньше расчетной скорости сетевого интерфейса. При необходимости проведения резервного копирования базы данных и файлового архива 1 раз в месяц этот объем необходимо увеличить в 2 раза. При необходимости обмена данными между подразделениями заказчика и сохранения пакетов с данными (для обеспечения возможности последующего восстановления) объем места на жестком диске необходимо утроить. В случае, если файлы предполагается хранить в базе данных, рассчитанный объем необходимо учесть при расчета объема HDD для сервера БД. 10 Перечень ссылочных документов 1 2 3 4 5 Статья базы знаний Microsoft TechNet "Общее представление о доменах и лесах: Домены", http://technet.microsoft.com/ru-ru/library/cc780856(v=ws.10).aspx; Статья базы знаний Microsoft TechNet "Сравнение версий Windows Server 2008: Standard, Enterprise, Datacenter, Itanium-based", http://blogs.technet.com/b/ launch/archive/2007/10/11/2152268.aspx; Информационная статья web-сайта Microsoft "Сравните выпуски Microsoft SQL Server", http://www.microsoft.com/sqlserver/ru/ru/product-info/compare.aspx; Статья базы знаний Microsoft (KB929851) — "Изменение диапазона динамических портов по умолчанию для протокола TCP/IP в Windows Vista и Windows Server 2008", http://support.microsoft.com/kb/929851/ru; Статья базы знаний Microsoft (KB929851) — "TCP ports, UDP ports, and RPC ports that are used by Message Queuing", http://support.microsoft.com/kb/178517. 11
