实际上负载监控的作用远远高于其起初设计目标。随着业务的增长，可以看到集群负载也随之增长，虽然有波动，但是通过计算后仍会随着业务增长表现出增长趋势，那么系统就可以根据近一段时间内的负载增长状况，结合业务实际增长状况，预测出未来该集群所要达到的负载值，当超过一个临界值的时候（如80%负载），可以有计划的实行扩容操作（增加设备），而不是等到业务突然呈现高负荷、稳定性降低的时候，才紧急进行设备扩充。

关于负载预测，我在之前有提到过，我是使用线性回归方法计算的，其中最小二乘法计算公式如下：

最小二乘法公式

下面代码简单枚举历史10个点来计算该设备负载增长率：

//Y坐标值表示设备历史负载
$y = array(52.09, 52.4, 53.29, 54.22, 55.15, 55.83, 56.89, 56.98, 57.55, 57.8);

//X坐标值表示顺序天数
$x = array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

//计算X和Y均值
$ax = array_sum($x)/count($x);
$ay = array_sum($y)/count($y);

//计算斜率公式中的分母(em)和分子(ez)
$em = 0;
$ez = 0;
for ($i = 0; $i < count($x); $i++) {
    //分母求和
    $em += (($x[$i] - $ax) * ($y[$i] - $ay));
    //分子求和
    $ez += pow(($x[$i] - $ax), 2);
}

//斜率0.69
echo $em/$ez;

//第十一个点预测负载值58.34
echo $em/$ez * 10 + $ay - ($em/$ez)*$ax;

理想状况下，将负载维持到一个稳定的值，使得设备使用率达到最高，且业务稳定正常，是一个长期的调整过程，通过不断的增减设备--增加设备以降低负载，减少设备以提高设备使用率，降低设备成本。这是一个多方面的协调工作，不是一个负载监控系统能解决的，但是负载监控提供基础的数据支持，可大大提高业务稳定性，减少突发故障，从而提高业务可用性。这里基本需要一些辅助功能的支持：

1. 通过每日高、低负载设备数累计季度总高、低负载设备数来考核运维人员，以便及时处理高、低负载设备，将集群负载维持在一个相对稳定的范围，并消除明显的负载不均衡状况；
2. 每日处理重点业务高负载设备，或者负载异常设备，提高业务稳定性。通常负载异常往往能反应软件故障，如CPU使用率一直100%而流量非常低，则可能是软件BUG导致，及时推动开发人员处理软件BUG或者优化软件以提高设备使用率和增加业务可用性；
3. 定时、有计划的（如一个月一次）对高负载集群进行设备扩充，能大大降低临时扩充设备的维护成本，并减少临时资源池设备量以降低设备成本；
4. 定时对低负载集群进行合并、下线，减少集群数从而减少管理单元，并增加设备利用率以降低设备成本；
5. 系统建设初期还会涉及到覆盖率问题，及时分享业务的负载监控覆盖率，推动业务运维接入，以便能实现100%覆盖，以提高监控能力。

那么，在系统建设过程中还会碰到哪些问题呢？可能基础数据准确性是个比较重要的问题。由于单机设备硬件基础指标在一天内波动可能会比较大，所以需要对一天所采集到的基础数据进行处理，如消峰、去毛刺，将一些明显异常点去除，取一个较高点做为采集结果数据，以免得到一些高得恐怖的负载值。负载监控在实时性要求上并没有特别的高，对于长期优化目标来看，只需要按天粒度即可，当然由于其计算的合理性，逐渐提高其监控及时性，如按小时监控粒度，以便能更及时的了解到业务运行状况，这种情况一般用在业务放量、新业务上线、设备扩充后的负载实时监控上，以便作出更快的反应。

另外在集群的划分、归属、分类、合并、共享上，也就是基础配置、关系数据上需要比较细致的维护，目标是做到尽可能的标准化，各个集群既要功能单一独立，在横向上具有强的可扩充性（图1横向），又要能够提供公用以提高设备复用率，如多个集群的合并（图1纵向）。这个涉及到各个业务逻辑的设计，推动业务逻辑按照这种方向进行部署，这样在自动扩容上能达到更好的效果。当集群负载达到一定的数值，会自动调度设备缓冲池里的设备，根据已有的集群内设备的软件配置，自动初始化并接入业务运营，以达到设备自动调度扩充的能力。

负载监控作为一个长期性和及时性兼顾的监控系统，不仅在提高业务长期稳定性上发挥重要作用，更在预算、成本优化上提供了非常有力的数据支持，而且在未来自动调度扩容的可行性上给出了明朗的答案，是一个衔接业务监控和基础硬件监控的重要基础监控系统。

（待续……）

原文：http://www.phpfans.org/?p=83

本文链接：http://www.blueidea.com/tech/program/2010/7508.asp　

出处：蓝色理想
责任编辑：bluehearts

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