CHƢƠNG 3 : HỆ THỐNG MAIL QUY MÔ LỚN VÀ CÁC THÁCH THỨC
5.1. Tiêu chí và căn cứ thiết kế hệ thống
Tiêu chí chung:
Với yêu cầu thiết kế hệ thống thư điện tử cho mạng VNN có thể mở rộng đáp ứng trên 1 triệu hộp thư(không phải thay đổi thiết kế, chỉ bổ sung phần cứng và license), đảm bảo hiệu năng và độ tin cậy, độ an toàn cao, nhóm xây dựng giải pháp đề xuất các định hướng kiến trúc, phần cứng, phần mềm như sau:
Sử dụng các máy chủ mới nhất của Sun Microsystems, với các công nghệ tiên tiến về các bộ xử lý chính như bộ xử lý 64 bit UltraSPARC, công nghệ lưu trữ trên đĩa FC-AL(fiber channel), các tính năng dự phòng phần cứng, tráo đổi nóng các thiết bị (hot-swap), thu thập và chuẩn đoán lỗi từ xa ... Tất cả các máy chủ được đề xuất sử dụng đều có thể nâng cấp trong tương lai theo cả chiều dọc lẫn chiều ngang, để đảm bảo khả năng khả năng mở rộng trong tương lai. Ngoài ra, các cơ chế Raid sẽ được triển khai để đảm bảo độ tin cậy lưu trữ cho hệ thống.
Phần mềm cung cấp dịch vụ thư điện tử được đề xuất là dòng sản phẩm cũng của Sun, sử dụng hệ điều hành Solaris, hệ điều hành UNIX ổn định và bảo mật nhất của Sun Microsystems. Các phần mềm Sun Java như: Sun Java Directory Server, Sun Java Messaging Server sẽ được cài đặt và đã chúng đưa được đưa vào sử dụng thực tế ở Việt Nam để phục vụ cho đến hàng trăm ngàn người sử dụng.
Phần mềm lọc thư sử dụng dòng sản phẩm Brightmail của Symantec, một dòng sản phẩm lọc thư nổi tiếng thế giới với khả năng lọc virus, spam, content và được cập nhật thường xuyên các mẫu lọc.
Với đặc thù lưu lượng tại hai miền Nam Bắc, chúng tôi định hướng thiết kế hệ thống phân tán với hai cụm đấu nối tại Hà Nội và Tp. HCM. Cơ sở dữ liệu khách hàng sẽ được đồng bộ thời gian thực, đáp ứng những yêu cầu khắt khe nhất về tính cập nhật của dữ liệu trên toàn hệ thống.
Căn cứ thiết kế và tính toán cấu hình cho hệ thống:
Sử dụng kết quả thử nghiệm nội bộ và mô hình tham khảo của hãng Sun Microsystems.
Sử dụng kết quả đánh giá thử nghiệm(benchmark) của SPEC(spec.org) cho phần mềm Sun Java Enterprise System Messaging Server.
Căn cứ vào khảo sát thực tế về nhu cầu phát triển hệ thống phân tán cho mạng VNN
Phƣơng pháp thiết kế:
Phương pháp thiết kế giải pháp dựa trên các nội dung trình bày ở trên, chú trọng đến yêu cầu phân tán tải của mạng VNN do có hai vùng lưu lượng. Tư tưởng thiết kế có thể sử dụng cho các loại hệ thống của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Một số đặc điểm của giải pháp sẽ xây dựng:
Kiến trúc hệ thống phân tán để phù hợp với đặc điểm lưu lượng
Thiết kế với đầy đủ 4 lớp chức năng:
1. Lớp chức năng chia tải theo cụm phân tán 2. Triển khai lớp lọc thư chống spam và virus 3. Lớp chức năng giao tiếp vào ra với khách hàng 4. Lớp lưu trữ thư và dữ liệu khách hàng.
Tính toán kích thƣớc hệ thống :
là ví dụ về một số kết quả thử nghiệm :
Thử nghiệm thời gian phản hồi của việc kết nối POP:
Hình trên là biểu đồ tuyến tính khi thử nghiệm với máy chủ Sun E6800, số lượng CPU thay đổi từ 6CPU tới 24 CPU, số lượng concurrent user thay đổi từ 12000 đến 92000 và kết quả là thời gian đáp ứng của hệ thống.
Ví dụ thời gian đáp ứng cho 62000 concurrent user cho một hệ thống 6CPU UltraSparc II 1.2 GHz là 0.5s
Hình 29: Minh hoạ kết quả thử nghiệm CPU
Kết quả thƣ nghiệm của Sun :
Với một máy UltraSPARC™ II Sun Fire 6800 6 CPU khi tải ở 30% có thể đáp ứng được cho 12.000 concurent users. Với giả sử của tài liệu là 1 user trong 1 tiếng gửi 8 mail (với tải nặng - ứng với môi trường doanh nghiệp) và 6 mail (tải vừa ứng với môi trường ISP băng thông rộng). Quy đổi ra số message 1 CPU có thể đáp ứng như sau :
6CPU * 30% = 1.8 CPU có thể đáp ứng được : (12.000user x 8)/3600 = 26.67 thư/giây Do đó có thể giả sử 1 CPU UltraSPARC II có thể đáp ứng được 26.67/1.8 ~ 15 thư trong 1 giây. Sở dĩ sử dụng so sánh như trên là do cách thiết kế của phần mềm Mail của Sun định hướng phân tách triệt để các thành phần cho các máy nhỏ, nên lợi thế của các máy tính lớn với tốc độ vào ra lớn, bộ nhớ đệm lớn cũng không ảnh hưởng quá nhiều đến tốc độ xử lý thư. Do đó bộ vi xử lý sẽ ảnh hưởng lớn nhất đến việc tính toán tải.
Kết quả thử nghiệm của Spec.org: Tiêu chí mô phỏng :
Trung bình mỗi ngày một người sử dụng gửi 2 thư tới 2 người nhận khác nhau
Người sử dụng check thư 4 lần 1 ngày.
Kích thước trung bình của thư là 25 kilobytes, được phân bổ trong khoảng từ 1
kilobytes đến 2 megabytes.
90% số lượng người sử dụng dùng đường truyền 56Kbps, 10% sử dụng high speeds.
SPECMail2001 mô phỏng thời gian cao điểm trong ngày chiếm 15% hoạt động của cả ngày.
Người sử dụng gửi 90% thư ra bên ngoài, 10% cho người nhận cùng địa chỉ.
1% số lượng phiên giao dịch(session) của khách hàng bị ngắt giữa chừng, để môphỏng cả khả năng bị đứt mạng trong thực tế.
Tiêu chí đánh giá :
Tiêu chí được đánh giá sẽ quy về số lượng thư trong 1 phút (messages per minute–MPM). MPM được tính bằng :
MPM= ((Số lƣợng thƣ gửi trong ngày x số lƣợng users) x phần trăm giờ cao
điểm)/60 phút
MPM có thể quy ra số lượng người sử dụng có thể phục vụ theo công thức :
1MPM = 200 SPECMail users
Ví dụ : 1.000.000 users = 5000 MPM
Nhưng thống số MPM trên bắt buộc phải đáp ứng những tiêu chuẩn sau về chất lượng dịch vụ :
Đối với mỗi thao tác mail, 95% response times được ghi nhận phải dưới 5s.
95% thời gian thư được chuyển đi (to/from) nhỏ nhất phải đạt được ở mức : tốc
độ modem + 5s
95% thư gửi tới remote users phải được chuyển tới remote server trong khoảng
thời gian thực hiện phép đo.
95% thư gửi đến local user phải được chuyển đi trong 60s
Số lỗi của mail server không được vượt quá 1% trong quá trình thử.
Kết quả đánh giá đối với phần mềm Sun Java Enterprise Messaging Server :
Theo kết quả được công bố trên website, phần mềm Sun Java Enterprisse Messaging Server cho kết quả rất tốt, dưới đây là kết quả chi tiết :
Mô hình hệ thống thử nghiệm :
Hình 30: Mô hình thử nghiệm Kết quả thử nghiệm :
Với kết quả đánh giá hoạt động của hệ thống cho thấy, khi tải ở mức 80% và 100% hệ thống đáp ứng được toàn bộ các tiêu chí đặt ra. Khi hệ thống quá tải hoạt động ở mức 120% xuất hiện 1 số lỗi trong việc kết nối POP tuy nhiên vẫn còn ở mức chấp nhận được. Chi số SPECMail2001 được đo ở trên được mô phỏng thực hiện đối với 1 ISP với các thông số khá sát với thực tế, các tiêu chỉ đặt ra cũng đáp ứng được những tiêu chí do mạng VNN yêu cầu, do vậy chúng tôi sẽ sử dụng kết quả trên để tính toán cấu hình cho hệ thống. Để thống nhất với các tiêu chí mạng VNN đặt ra chúng tôi chuyển đổi đơn vị tính MPM sang số thư trong 1 giây MPS ( message per second) :
Hệ thống 8CPU UltraSparc II 1.2GHz đáp ứng được 7500 MPM, tương đương 125
MPS (thư/giây), hay mỗi CPU có thể đáp ứng được 15 thư mỗi giây. Kết quả này giống với kết quả mà Sun thử nghiệm.