توصيات لتخطيط القدرات

  • مقالة

ينطبق على توصية قائمة التحقق من كفاءة أداء Azure Well-Architected Framework هذه:

PE:02 إجراء تخطيط السعة. يجب أن يتم تخطيط السعة قبل أن تكون هناك تغييرات متوقعة في أنماط الاستخدام. تتضمن التغييرات المتوقعة الاختلافات الموسمية أو تحديثات المنتجات أو الحملات التسويقية أو الأحداث الخاصة أو التغييرات التنظيمية.

يصف هذا الدليل توصيات تخطيط السعة. يشير تخطيط السعة إلى عملية تحديد الموارد المطلوبة لتلبية أهداف أداء حمل العمل. يتضمن تقدير مقدار موارد الحوسبة مثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والتخزين وعرض النطاق الترددي للشبكة اللازمة لدعم متطلبات أداء حمل العمل. يساعد تخطيط السعة على تجنب نقص التوفير ويضمن أن حمل العمل لديه موارد كافية للتعامل مع متطلبات حمل العمل المتوقعة دون مواجهة تدهور الأداء أو الاختناقات. كما أنه يساعد على منع الإفراط في التوفير والتكاليف غير الضرورية. يمكن أن يؤدي الافتقار إلى تخطيط السعة إلى مشكلات في الأداء، واختناقات في الموارد، وزيادة التكاليف، وتخصيص غير فعال، وتحديات قابلية التوسع، وأداء حمل العمل غير المتوقع.

التعريفات

المصطلح التعريف
تخطيط السعة عملية التنبؤ بالموارد التي يحتاجها حمل العمل لتلبية أهداف الأداء الخاصة به.
المتطلبات الوظيفية يجب أن تحقق الميزات والقدرات التي يجب أن يتعين على حمل العمل تحقيق الغرض المقصود منها.
المتطلبات التقنية التعليمات البرمجية والبنية الأساسية اللازمة لتلبية المتطلبات الوظيفية.
تحليل الاتجاه تحليل البيانات التاريخية للتنبؤ بالطلب في المستقبل.

استراتيجيات التصميم الرئيسية

تخطيط القدرات هو عملية تطلعية تتضمن اتخاذ قرارات بناء على متطلبات وأنماط حمل العمل المتوقعة. هدفه هو تحسين أداء حمل العمل عبر كل من سيناريوهات التحميل المستمر والذروة. من خلال فهم التغييرات في الاستخدام، مثل التحولات الموسمية أو إصدارات المنتجات، يمكنك تخصيص الموارد بشكل استراتيجي، مما يمنع ضغط النظام خلال فترات الطلب المرتفع. تقلل هذه الاستراتيجية الاستباقية من الاضطرابات وتعزز كفاءة الأداء. من خلال تحليل اتجاهات الاستخدام السابقة وبيانات النمو، يمكنك التنبؤ بالاحتياجات القصيرة والطويلة الأجل. يمكنك تحديد الاختناقات المحتملة ومشكلات التحجيم، ما يضمن أداء متسقا وفعالا لحمل العمل.

جمع بيانات السعة

يتطلب جمع بيانات استخدام حمل العمل جمع وتحليل المعلومات حول كيفية استخدام حمل العمل للموارد. يجب عليك جمع البيانات حول الأنماط التاريخية لأحمال العمل الحالية والمقاييس التنبؤية لأحمال العمل الجديدة. تساعد هذه العملية على ترجمة أهداف الأعمال إلى متطلبات تقنية وهي ضرورية للتنبؤ بالقدرة. ضع في اعتبارك التوصيات التالية:

فهم حمل العمل الحالي

يتضمن فهم حمل العمل الحالي لتخطيط السعة تحليل البيانات التاريخية المتعلقة بكيفية استخدام حمل العمل للموارد. وهو يشمل مقاييس مثل استخدام الموارد وبيانات الأداء وأنماط حمل العمل. يضمن هذا الفهم تخصيص الموارد بكفاءة، ويترجم أهداف الأعمال إلى متطلبات تقنية، ويساعد في تحديد الازدحامات المحتملة.

  • فهم البيانات: مراجعة البيانات التاريخية المتاحة وفهم بنيتها وتنسيقها وملاءمتها لتخطيط القدرات. قد تتضمن المراجعة مقاييس استخدام الموارد وأنماط حمل العمل ومقاييس الأداء ونقاط البيانات الأخرى ذات الصلة. فهم العمليات التجارية وأهمية التطبيقات. حدد أوقات الاستخدام القصوى وتحميل المستخدم ومعدلات المعاملات والمقاييس الأخرى ذات الصلة.

  • تنظيف البيانات والمعالجة المسبقة لها: إعداد البيانات للتحليل عن طريق إزالة أي حالات عدم تناسق أو أخطاء أو القيم الخارجية. قد يتضمن إعداد البيانات تقنيات تنظيف البيانات مثل إسناد البيانات أو معالجة القيم المفقودة أو التسوية.

  • تحديد المقاييس الرئيسية: تحديد المقاييس ذات الصلة لتخطيط السعة. يمكن أن تتضمن المقاييس استخدام وحدة المعالجة المركزية واستخدام الذاكرة ومعدل نقل الشبكة وأوقات الاستجابة.

  • تحديد الازدحام: قياس معدل النقل وأوقات الاستجابة لتحديد المكونات المحددة لنظامك التي قد تصبح ازدحامات مع نمو حمل العمل. يمكن أن تكون الطلبات في الثانية واستخدام وحدة المعالجة المركزية لقاعدة البيانات مؤشرات جيدة للسعة.

  • تصور البيانات: إنشاء مرئيات، مثل المخططات أو المخططات، للحصول على رؤى أفضل حول البيانات التاريخية. يمكن أن تساعدك المرئيات في تحديد الأنماط والاتجاهات والشذوذ في البيانات لمنحك فهما أوضح لسلوك حمل العمل.

فهم حمل عمل جديد

يشير فهم حمل عمل جديد لتخطيط السعة إلى التنبؤ بمتطلبات الموارد لمهمة مستقبلية دون بيانات تاريخية. يمكن أن يكون التنبؤ بالاحتياجات المستقبلية لحمل عمل جديد بدون بيانات تاريخية أكثر تحديا. تضمن لك هذه العملية تخصيص الموارد بكفاءة ومواءمة التخصيصات مع أهداف حمل العمل عند تقديم حمل العمل. ضع في اعتبارك التوصيات التالية:

  • أبحاث السوق: يمكن أن يوفر إجراء أبحاث السوق لفهم الطلب على منتجات أو خدمات مماثلة رؤى قيمة حول الطلب المحتمل على حمل عمل جديد. يمكن أن يتضمن البحث تحليل اتجاهات السوق أو إجراء استطلاعات أو دراسة عروض المنافسين.

  • حكم الخبراء: يمكن أن تساعدك المدخلات من خبراء الموضوع أو المهنيين الذين لديهم خبرة في الصناعة في تقدير الطلب على حمل عمل جديد. يمكن أن توفر خبرتهم ونتائج تحليلاتهم مدخلات قيمة للتنبؤ.

  • المشاريع التجريبية أو النماذج الأولية: يمكن أن تساعدك المشاريع التجريبية الصغيرة أو النماذج الأولية على جمع البيانات والملاحظات في الوقت الحقيقي. يمكنك بعد ذلك استخدام هذه البيانات لإبلاغ عملية تخطيط السعة وضبط الطلب المتوقع.

  • مصادر البيانات الخارجية: يمكن أن توفر مصادر البيانات الخارجية مثل تقارير الصناعة أو دراسات السوق أو استطلاعات العملاء معلومات إضافية لتقدير الطلب على حمل عمل جديد. يمكن أن تقدم هذه المصادر رؤى قيمة حول تفضيلات العملاء واتجاهات السوق ومحفزات الطلب المحتملة.

توقع الطلب

يتضمن التنبؤ بالطلب استخدام بيانات حمل العمل للتنبؤ بالاحتياجات المستقبلية لخدمة أو منتج. من الضروري لتخطيط القدرات ضمان تخصيص الموارد بكفاءة، وتوقع أنماط النمو، والاستعداد للزيادات المحتملة في الطلب. عند التنبؤ بالطلب في المستقبل، يمكنك استخدام البيانات للتعرف على الاحتياجات المستقبلية. يمكنك تطبيق التحليل الإحصائي أو تحليل الاتجاه أو تقنيات النمذجة التنبؤية على البيانات التي لديك للتنبؤ بالطلب في المستقبل. تأخذ هذه الأساليب في الاعتبار الأنماط التاريخية أو المتوقعة وتتوقعها في المستقبل لتوفير تقديرات للطلب المتوقع على حمل العمل. للتنبؤ بالطلب، ضع في اعتبارك هذه الاستراتيجيات:

حساب لسيناريوهات مختلفة

عند إجراء تخطيط السعة، تحتاج إلى التخطيط لسيناريوهات مختلفة قد تحدث. وينبغي أن يشمل هذا التخطيط كلا من أنماط النمو التي يمكن التنبؤ بها والزيادات غير المتوقعة في الطلب. يمكن أن تنمو أنماط الاستخدام أو تتقلص. يمكن أن تكون عضوية (مستخدمون أكثر أو أقل) أو غير عضوية (حدث أو حادث أمني). تحتاج إلى إجراء تخطيط السعة قبل تغييرات الاستخدام، في الأوقات الرئيسية:

  • التصميم (التنبؤ)
  • ارتفاعات منتظمة (8:00 صباحا تسجيل الدخول بسرعة)
  • التشغيل (التحقق من صحة التنبؤ)
  • تغيير نموذج العمل
  • الاستحواذ أو الدمج
  • دفع التسويق
  • التغيير الموسمي
  • تشغيل الميزة
  • دوريا

استخدام تقنيات التنبؤ

يتضمن التنبؤ بالطلب المستقبلي على خدمة أو منتج استخدام تقنيات مثل التحليل الإحصائي وتحليل الاتجاه والنمذجة التنبؤية. فيما يلي نظرة عامة على كيفية استخدام هذه التقنيات:

  • التحليل الإحصائي: يمكن للأساليب الإحصائية المساعدة في الكشف عن الأنماط والعلاقات داخل البيانات التاريخية. يمكنك استخدام هذه الأنماط للتنبؤ بالطلب في المستقبل. يمكنك استخدام تقنيات مثل تحليل السلاسل الزمنية وتحليل الانحدار ومتوسطات النقل لتحديد الاتجاهات والموسمية والأنماط الأخرى في البيانات.

  • تحليل الاتجاه: يتضمن تحليل الاتجاه فحص البيانات التاريخية لتحديد الأنماط المتسقة واستقراء هذه الأنماط في المستقبل. على سبيل المثال، إذا زاد الطلب على حمل العمل بنسبة 10 بالمائة خلال العام الماضي، فقد تتوقع استمرار هذا الاتجاه. عند تحليل بيانات الطلب التاريخية على مدى فترة زمنية، يمكنك تحديد اتجاهات النمو أو الانخفاض. استخدم هذه الاتجاهات كأساس للتنبؤ بالطلب في المستقبل. يمكن لتحليل الاتجاه أيضا تحديد تأثيرات الأحداث لمرة واحدة التي تسبب تحولات سريعة في نسبة استخدام الشبكة (غير عضوي). على سبيل المثال، قد تزيد إصدارات الميزات باستمرار من الطلب بنسبة 5 بالمائة. إذا كان لديك أربعة إصدارات رئيسية في السنة، فيجب عليك التخطيط للنمو بنسبة 5 بالمائة في كل مرة.

  • النمذجة التنبؤية: النمذجة التنبؤية هي عملية بناء نماذج رياضية تستخدم البيانات التاريخية والمتغيرات الأخرى ذات الصلة لإجراء تنبؤات حول الطلب في المستقبل. يمكنك استخدام تقنيات مثل خوارزميات التعلم الآلي أو الشبكات العصبية أو أشجار القرار. يمكن أن تأخذ هذه النماذج في الاعتبار عوامل ومتغيرات متعددة لتوفير تنبؤات أكثر دقة.

محاذاة التنبؤات مع أهداف حمل العمل

تتضمن مواءمة التنبؤات مع أهداف حمل العمل ضبط نماذج السعة التنبؤية لضمان تلبيتها للأهداف والطلبات المحددة لحمل عمل معين. تضمن هذه المحاذاة توفير الموارد بشكل كاف، ما يمنع كلا من عدم استخدام الموارد والأحمال الزائدة المحتملة. على سبيل المثال، إذا كنت تهدف إلى دعم واجهة برمجة تطبيقات ل 1 مليون مستخدم لتحميل ملفات 1 ميغابايت في الثانية، ولكن البيانات الحالية تظهر سرعات كتابة بطيئة، فأنت بحاجة إلى ضبط النظام الخاص بك. من الضروري التحدث مع أصحاب المصلحة لفهم متطلبات حمل العمل. تأكد من توافق خططك مع الوعود (SLAs) لموفري الخدمة. تضمن هذه المحاذاة تلبية السعة للطلب المتوقع وتساعد على تحديد مناطق النظام التي قد تحتاج إلى تغييرات.

تحديد متطلبات الموارد

يتضمن تحديد متطلبات الموارد لتخطيط السعة تقييم الموارد التي تحتاجها لتلبية الطلب المتوقع. على سبيل المثال، إذا توقع أحد التطبيقات زيادة بنسبة 50٪ في المستخدمين أثناء حملة ترويجية، فقد يحتاج إلى تخصيص المزيد من مثيلات السحابة أو ضبط معلمات التحجيم التلقائي الخاصة به للتعامل مع الحمل المتزايد.

يمكن أن يحتوي حمل العمل على العديد من الموارد، لذلك لا يوجد مقياس واحد لملاحظته لتحديد متطلبات الموارد. تحتاج إلى قياس السعة على مستوى المورد للحصول على نتائج مفيدة. تقدير الطلب المتوقع على مواردك استنادا إلى البيانات التاريخية واتجاهات السوق وتوقعات الأعمال. ضع في اعتبارك عدد المعاملات أو المستخدمين المتزامنين أو أي مقاييس أخرى ذات صلة.

استنادا إلى الطلب المتوقع، احسب الموارد اللازمة لتلبية هذا الطلب. ضع في اعتبارك عوامل مثل سعة الخادم وعرض النطاق الترددي للشبكة وسعة التخزين والموظفين:

  • سعة الخادم: حدد سعة الخادم المطلوبة استنادا إلى العدد المقدر للمستخدمين أو المعاملات المتزامنة. ضع في اعتبارك عوامل مثل متطلبات وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ومساحة القرص للتأكد من أن خوادمك يمكنها التعامل مع حمل العمل المتوقع.

  • النطاق الترددي للشبكة: قم بتقييم النطاق الترددي للشبكة الذي تحتاجه لدعم المستوى المتوقع لنسبة استخدام الشبكة. يجب تضمين كل من معدلات نقل البيانات الواردة والصادرة لضمان الاتصال السلس والفعال بين الخوادم والعملاء.

  • سعة التخزين: تقدير كمية البيانات التي ينشئها حمل العمل أو يعالجها أثناء الطلب المتوقع. ضع في اعتبارك عوامل مثل حجم قاعدة البيانات ومتطلبات تخزين الملفات وأي احتياجات تخزين بيانات أخرى خاصة بتطبيقك.

  • الموظفون: تقييم الموارد البشرية المطلوبة لإدارة البنية الأساسية وصيانتها، والتعامل مع دعم العملاء، وإجراء صيانة النظام، وضمان العمليات السلسة. ضع في اعتبارك عوامل مثل توزيع حمل العمل ومجموعة المهارات والخبرة المطلوبة.

فهم قيود الموارد

الموارد في حمل العمل الخاص بك لها قيود على الأداء. تنطبق قيود الأداء على الخدمات ووحدات SKU داخل كل خدمة. تحتاج إلى فهم قيود الموارد في حمل العمل الخاص بك ومراعاة هذه القيود في قرارات التصميم الخاصة بك. على سبيل المثال، يجب أن تعرف ما إذا كانت قيود الموارد تتطلب منك تغيير وحدات SKU أو تغيير الموارد تماما.

تحتاج أيضا إلى تحديد الحدود التي يمكن الوصول إليها. يشير إلى تحديد الحد الأقصى لحدود أو حدود حمل العمل. تنطبق هذه الحدود عادة على البنية الأساسية (الحساب والذاكرة والتخزين والشبكة) والتطبيق (اتصالات قاعدة البيانات المتزامنة وأوقات الاستجابة والتوافر) والخدمة (الطلبات في الثانية) والتحجيم. عندما يحدد تخطيط السعة حدودا يمكن الوصول إليها، تحتاج إلى تعديل حمل العمل قبل أن ينشئ الحد مشكلة في الأداء. تعد خطوط أساس الأداء والمراقبة المستمرة والاختبار ضرورية للتحقق من صحة الحدود والحل.

المقايضة: يمكن أن يؤدي تخطيط القدرات الذي يساء الحكم عليه إلى الإفراط في توفير الموارد أو نقص توفيرها. يؤدي الإفراط في التوفير إلى ارتفاع التكاليف. يمكن أن يؤدي نقص التوفير إلى ضعف الأداء. حاول العثور على التوازن الصحيح.

تسهيل Azure

جمع بيانات السعة والتنبؤ بالطلب: يتيح لك Azure Monitor جمع بيانات تتبع الاستخدام وتحليلها من التطبيقات والبنية الأساسية. وهو يدعم مراقبة موارد Azure المختلفة، بما في ذلك الأجهزة الظاهرية والحاويات وحسابات التخزين. تتضمن الأدوات الرئيسية Application InsightsوLog Analytics. من خلال تكوين جمع البيانات وتحديد المقاييس والسجلات التي تريد مراقبتها، يمكنك جمع بيانات حمل العمل القيمة للتحليل. لمراقبة الشبكة، اجمع بين Azure Monitor وAzure Network Watcher وAzure Monitor network insights ومراقبة Azure ExpressRoute.

يسمح لك Azure Monitor بتحليل البيانات التاريخية وتطبيق تقنيات التنبؤ للتنبؤ باتجاهات حمل العمل المستقبلية ومتطلبات السعة. يمكنك إنشاء تنبؤات يمكن أن تساعدك في تخطيط السعة. تساعد هذه التنبؤات في تقدير سعة الخادم وعرض النطاق الترددي للشبكة وسعة التخزين واحتياجات الموارد الأخرى باستخدام أنماط الطلب المتوقعة.

تحديد متطلبات الموارد: نظرا لأنها توفر مجموعة واسعة من التكوينات، يمكن أن تساعدك أدوات وخدمات Azure في تحديد المتطلبات التقنية. يمكنك مواءمة متطلبات حمل العمل مع موارد Azure المتوفرة، ما يضمن تحديد المكونات والإعدادات المناسبة لتلبية احتياجاتك الوظيفية.

فهم قيود الموارد: يوفر Azure الوثائق والموارد لمساعدتك على فهم قيود الأداء لخدمات Azure المختلفة ووحدات SKU. يمكن أن يساعدك أخذ هذه القيود في الاعتبار في اتخاذ قرارات تصميم مستنيرة وتحسين بنية حمل العمل للأداء وفعالية التكلفة.

يوفر Azure خيارات قابلية التوسع مثل التحجيم التلقائي، والذي يمكنه ضبط الموارد تلقائيا بناء على طلب حمل العمل. يمكنك التحجيم عموديا عن طريق زيادة سعة مورد باستخدام حجم جهاز ظاهري أكبر، أو يمكنك التوسع أفقيا عن طريق إضافة مثيلات جديدة للمورد. يمكن توسيع نطاق خدمات Azure التي تحتوي على قدرات التحجيم التلقائي تلقائيا لضمان السعة أثناء ذروة حمل العمل والعودة إلى الحالة الطبيعية عند انخفاض الحمل. هناك حدود تحجيم داخل التكوين والخدمات التي يجب أن تكون على دراية بها. يمكنك قراءة الوثائق أو تشغيل الاختبارات. يوفر Azure أدوات مثل Azure Load Testing، والتي يمكن أن تحاكي الحمل وأنماط الاستخدام المختلفة لمساعدتك في جمع البيانات ذات الصلة حول حمل العمل الخاص بك.

قائمة مراجعة كفاءة الأداء

راجع المجموعة الكاملة من التوصيات.

قائمة مراجعة كفاءة الأداء