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測試 SharePoint 2013 架構的 WAN 連線

 

適用版本:SharePoint Server 2013

上次修改主題的時間:2016-12-16

摘要:了解 WAN 的效能改進、測試結果和 WAN 的測試工具和案例。

SharePoint 2013 已經過最佳化,可透過 WAN 連線良好運作。本文說明測試 WAN 連線的效能改善和方法,可協助您判定是否需要跨地區部署多個伺服器陣列。它也包括參與預先發行版計畫之公司的測試結果範例。

本文內容:

  • 頻寬 - 以每秒位元數 (bps) 測量的數位通訊系統的資料傳輸能力或傳輸速度。

  • 延遲 - 將要求從網路的一點傳輸至另一個所需的時間。

  • 網路壅塞 - 當目前的負載逼近或超過網路的特定位置中,針對該負載進行處理時所設計的可用資源和頻寬時,該網路所發生的狀況。封包遺失和延遲與壅塞有關。

SharePoint 2013 回應輸入要求的速度比舊版快 50%。它利用伺服器與用戶端之間的可用的頻寬時,比舊版提高約 40% 的效率。這些效能增益是搭配使用 Microsoft 環境與全球最忙碌的 SharePoint 伺服器陣列所量化的結果。

由於眾多客戶分散於全球各地,因此 Microsoft Office 365 環境需要比 WAN 連線更高的效能水平。因此,Office 365 在 WAN 狀況中進行廣泛的測試。測試案例包含高達 300 毫秒的延遲,也就是遠高於北美地區與亞洲之間的延遲。

為了在使用可用頻寬時提升高達 40% 的效能 (相較於舊版),最佳化將目標戶在各種網路堆疊層:

  • IIS 壓縮及影像壓縮在伺服器端更有效率。

  • 伺服器回應 http 和 https 要求的速度快多了。

  • 低階 TCP/IP 最佳化可更妥善地利用用戶端與伺服器之間開啟的通訊連接埠。連接埠會更快速且更有效地使用。

使用者不僅能從增進的效率獲益,也能使用其他功能來提升體驗:

  • 主動下載管理和視需要編寫指令碼 - 這些最佳化可優先處理資源和 JavaScript,先下載對使用者最有意義的內容。

  • 藉助動畫平滑轉換頁面,以提供豐富、互動式的瀏覽器體驗。

  • 最少下載策略 - 當使用者瀏覽 SharePoint 內容時,只會下載頁面的變更並傳送給用戶端。

下列圖表詳細說明 SharePoint 的其中一個最受歡迎的頁面 (Teamsite) 之 WAN 效能最佳化效果。這些圖表顯示 SharePoint 2010 和 SharePoint 2013 之 Teamsite 的網路追蹤 (包含下列網路狀況):

  • 大約 300 毫秒的延遲往返時間

  • 伺服器與用戶端之間的 1 mpbs 頻寬連線

相較於一般的全球 WAN 連線,這些狀況代表較高的延遲和較低的頻寬。然而,具備超遠距網站的客戶可能會發現自己位於此範圍內 (例如,採礦、石油和天然氣,及全球化的建築公司)。1 mpbs 頻寬的連線比一般的行動電話連線還要慢。

下圖示範 SharePoint 2013 如何善用可用的通訊連接埠。

比較 SharePoint 2010 和 SharePoint 2013 之間的連接埠使用狀況

在兩個網路追蹤中,水平列表示開啟的連接埠。彩色的區塊代表透過線路傳輸的內容,例如影像、JavaScript 和 HTML。在 SharePoint 2010 網路追蹤,彩色區塊之間的空格代表在完成下個動作前,用戶端或伺服器正在等待其他動作的時間。在 SharePoint 2013 網路追蹤,網路管道幾乎 100% 填滿。用戶端與伺服器之間的通訊將持續進行,直到交易完成為止。動作之間擁有極少或完全無閒置時間。這些增強功能是本文稍早所述的最佳化所提供 (最少下載策略、主動下載管理和視需要編寫指令碼)。

下圖說明頻寬使用情況的改善。兩個網路追蹤的藍色圖形代表頻寬使用情況。SharePoint 2013 中的可用頻寬使用更有效率。

比較 SharePoint 2010 和 SharePoint 2013 之間的頻寬使用率,並說明 SharePoint 2013 中所改進的效率。

此網路追蹤圖顯示使用者在 SharePoint 2013 中下載頁面的互動內容 (文件庫、提示、巡覽式元素等) 時,足足比在 SharePoint 2010 中下載快了一秒鐘。使用者可更快速地與網站互動。

比較 SharePoint 2010 和 SharePoint 2013 之間的內容下載速度

針對此網路案例,SharePoint 2013 中的 WAN 最佳化可取得下列增強功能 (相較於 SharePoint 2010):

  • 由於更完善的使用影像壓縮,因此下載的影像位元組減少 65%。

  • 為 JavaScript 下載的位元組多 20%,從而在瀏覽器中提供更快速且更強大的功能。

  • 下載的位元組總計減少 15%。

透過 WAN 連線測試效能的最簡單方法是讓遠端位置的使用者連線到 SharePoint 網站,然後執行若干使用者動作。例如,您可以主控線上會議,採取行動與使用者交談,並計數完成動作的秒數。或者,您可以遠端連線至電腦並執行工作。

例如,在SharePoint 2013早期採用階段中,Microsoft 正常運作與 Teck 用來評估採礦公司的兩個資料中心中聖地牙哥、 智利與卡加立加拿大之間的 WAN 效能。Mahmood Jaffer、 IT 專員與 SharePoint 架構,建立其加拿大 office 從遠端連線到聖地牙哥、 智利中資料中心。從聖地牙哥中的電腦,他連接至執行SharePoint 2013卡加立資料中心伺服器及上傳數個檔案。他也連接至伺服器執行 SharePoint 2010 中卡加立及上傳的檔案具有相同的特性。下表記錄結果。

Teck 單元測試 - 使用 Riverbed 裝置將檔案從聖地牙哥上傳至卡加立 (140 毫秒延遲)

檔案大小和類型 SharePoint 2010 SharePoint 2013

1 mg pdf

5 秒

<1 秒

10 mg .zip

25 秒

12 秒

此使用者測試有一個重要的考量因素,那就是在兩個位置之間使用 WAN 加速器裝置。Teck 使用 Riverbed 裝置來加速流量。WAN 加速器會尋找資料封包內的模式,並可能僅傳送唯一的封包,以另一端快取的內容取代重複的封包。為了讓 Teck 獲得精確的結果,為每一項測試使用具有不同內容的檔案,而非只是重新命名檔案極為重要。

為了重複此單元測試,Microsoft SharePoint 撰寫小組指示北京辦事處的同事連線到北門辦事處的 SharePoint 網站。在此案例中,兩名作者會全天候重複測試多次並產生某個範圍的結果。雖然未在兩個位置之間使用 WAN 加速器裝置,但每次都會使用不同內容的檔案以避免可能的快取問題。下表記錄了結果。

Microsoft 撰寫小組單元測試 - 將檔案從北京上傳到北門 (144 毫秒延遲)

檔案大小和類型 SharePoint 2010 SharePoint 2013

1 mg pdf

8-9 秒

7-8 秒

10 mg .zip

53-140 秒

49-63 秒

比較這兩組結果所獲得的數個觀察結果:

  • 在整天或整週進行多次測試後會產生某個範圍的結果。

  • SharePoint 2013之結果的範圍是於 SharePoint 2010 結果的範圍縮小。其結果是更容易預測的經驗與 SharePoint 中。

  • 網路環境特性對結果的影響大於對延遲的影響。這兩種測試都是透過 WAN 連線執行,並具有類似的延遲。然而,從北京到北門的 WAN 連線較慢。網路環境特性包含路由模式、網路壅塞、封包遺失及其他因素。部分全球性的地區和國際化電信公司很少針對 WAN 流量最佳化。

  • 簡單的單元測試可提供有意義的資料。在這兩種情況下,將頻寬和延遲數加入 WAN 模擬裝置時,不大可能產生重複的實務體驗。

如果您進行自己的簡單單元測試,建議您這麼做:

  • 使用具有不同內容的不同檔案,避免在第二次上傳時的 WAN 加速器裝置最佳化。

  • 在整天或整週測試多次,以擷取不同的網路負載結果。

  • 請注意,SharePoint 2013 中的檔案上傳速度可能比在 SharePoint 2010 中慢,因為後者具備「高效率檔案 I/O」功能。「高效率檔案 I/O」是一種儲存方式;其會將儲存的檔案分割成多個片段並個別進行更新。當使用者要求該檔案時,才會將所有片段串流在一起。因此,第一次上傳檔案時可能會有較慢的效能。後續的檔案下載和上傳會較快,因為只會更新變更的片段。然而,當您在伺服所在或鄰近的位置處並排測試版本時,可能會發現 SharePoint 2013 的效能較慢。本文說明的兩個單元測試結果示範了在高延遲連線時,SharePoint 2013 中的 WAN 最佳化遠遠抵銷「高效率檔案 I/O」 功能的效能負擔。

跨 WAN 環境開始任何類型的系統化負載測試時,請務必瞭解網路的性質。您應該具備使用者與 SharePoint 前端網頁伺服器之間的頻寬、延遲、網路壅塞、封包遺失和裝置類型的相關資料。此資料不一定容易取得。但可使用 System Center Operations Manager 之類的工具來降低困難度。

瞭解網路環境後,您就會知道是否必須先備妥哪些項目,再透過 WAN 進行測試。若為初次測試,請將網路壅塞和封包遺失的情況降到最低。另外請移除或停用網路最佳化裝置。如此從網路的觀點視之,會影響使用者的兩個主要因素就只剩下頻寬和延遲。

解除 WAN 限制後,即可開始使用工具組合來測試 WAN 效率。規範工具 (如 Visual Studio 2012 Update 1) 提供了可重複的單元和負載測試功能。非規範工具 (如 Microsoft Network Monitor (Netmon) with Visual Round Trip Analyzer) 可讓使用者進行導向型監控。這兩類工具都很有用,因為它們為 WAN 測試和資料集合提供不同的方案。整合結果可完整檢視 WAN 連線對使用者效能的影響。

下表列出這兩項工具的優點。

 

Visual Studio 2012 Update 1 Network Monitor with Visual Round Trip Analyzer
  • 可重複執行單元和負載測試的能力

  • 跨伺服器和負載測試代理程式擷取資料

  • 用於測試 SharePoint 負載的外掛程式

  • 使用樞紐分析表匯出至 Excel 的能力

  • 即時與模擬頻寬和延遲功能

  • 使用者導向監視 (實際使用者體驗擷取)

  • 網路封包及連接埠分析

  • 進入門檻低 (免費且容易設定)

  • 反映即時頻寬、延遲、擁塞、封包遺失和最佳化

建立測試案例,反映使用者在其工作的過程中將執行的動作類型。以下是常見的案例:

  • 瀏覽小組網站

  • 填寫表單

  • 上傳文件

  • 下載文件

  • 在 Office Web Apps Server 中檢視文件

  • 在 Office Web Apps Server 中編輯文件

  • 新增新聞摘要文章

  • 新增社交標記

目標是擁有完整的單元測試組,即捕捉使用者在 SharePoint 環境中執行的動作,並找出任何可能的嚴重延遲交易。

最後,確定您在全天的不同時間循環執行測試,以擷取網路使用模式的差異。例如,相較於星期五 23:00,星期一上午 09:00 可能有極為不同的網路和效能模式。此外,請注意其他地理區域的事件 (如導致整個地區斷電的自然災害) 也可能影響 WAN 路由或效能。跨不同時間間隔進行廣泛的測試可提供深入的資訊,並能讓您了解當使用者跨 WAN 使用 SharePoint 2013 時預期會發生的狀況。

範例測試案例,請參閱 < SharePoint 2013 SharePoint 2013 WAN 測試的 Visual Studio 2012 逐步解說。此 3 百萬位元組 Visio 投影片組示範如何建置 web 測試及載入測試的 WAN 測試使用 Visual Studio 2013。

Fabrikam 是一家虛構公司,代表參與 SharePoint 2013 預先發行版計畫的全球化大型製造公司。Fabrikam 使用 Visual Studio 來進行一項由許多單元測試組成的負載測試,然後從多個地理區域執行負載測試。

在第一組結果中,Fabrikam 中國上海辦事處的兩名使用者,針對美國德州資料中心正在執行 SharePoint 2013 的伺服器執行負載測試。得出約 190 毫秒的延遲。並針對 1MB 檔案執行上傳、下載和 Office Web Apps Server 測試。

Fabrikam - 從上海到德州跨功能集的 WAN 效能

Fabrikam 從上海到德州的效能測試結果。使用 5 秒下載檔案、使用 6 秒上傳檔案,在 Office Web Apps 中呈現文件的時間少於 2 秒,針對大部分社交工作所需的時間則少於 2 秒。

測試結果顯示效能良好,特別是對於社交工作。

下一組結果顯示相同的負載測試,但對象則擴大為較廣泛的地理位置,亦即 Fabrikam 員工的工作場所。SharePoint 伺服器位於美國德州。

Fabrikam - 跨不同位置之功能集的結果

Fabrikam 在澳洲、德國、印度、新加坡、南非及英國初始 WAN 連線的測試結果。需要 2-6 秒來進行檔案下載。需要 3-8 秒來進行檔案上傳。針對大部分社交工作所需的時間則少於 2 秒。

即使延遲程度不同,全球的使用者都有良好的效能。Fabrikam 測試結果提供系統化的 WAN 測試範例,其使用一組負載測試,該測試則包含公司的許多重要 SharePoint 工作。

Fabrikam 是一家成功使用集中式資料中心模型,而非將 SharePoint 2013 部署到全球多個地區的全球化公司典範。如果您打算從集中式資料中心模型,轉移到在不同的地理區部署多個 SharePoint 網站,請務必先執行 WAN 測試來確定是否真正需要。

https://technet.microsoft.com/zh-tw/library/gg441255.aspx
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