3 Serverüberwachungsmetriken zur Überwachung der Systemgesundheit
Qualitätssicherung erfordert eine Kombination aus proaktiven Maßnahmen und effizienten reaktiven Protokollen. Mit dem richtigen Gleichgewicht können Sie Nutzern exzellenten Service und eine ganzjährig verfügbare Serverfunktionalität bieten. Den Ausgleich finden Sie nur, wenn Sie die relevantesten Kennzahlen für das Server-Monitoring identifizieren.
Doch welche könnten das sein? Das hängt von den gewünschten Eigenschaften ab – dazu zählen jene im Qualitätsreifegradmodell – sowie von Ihren Monitoring-Zielen. Es gibt jedoch einige zentrale Kennzahlen zu Gesundheit und Performance, die QA-Engineers immer im Blick behalten sollten – unabhängig von allen anderen Faktoren.
Indem Sie von Anfang an die idealen Server-Monitoring-Kennzahlen auswählen, schaffen Sie eine Performance-Basislinie, die Ihnen später als Referenz dient, wenn unvermeidlich Gesundheits- oder Leistungsprobleme auftreten sollten.
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In diesem kurzen Leitfaden erfahren Sie, weshalb Sie diese Schlüsselfaktoren verfolgen sollten. Zusätzlich erhalten Sie weitere Einblicke in deren Relevanz und wie Sie sie überwachen.
1. CPU-Auslastung
Einer der Hauptgründe für das Server-Monitoring ist die Überwachung des Infrastrukturzustands und der grundlegenden Serverleistung. Ein entscheidender Bestandteil ist dabei die proaktive Diagnose und Beseitigung potenzieller Performance-Probleme. Das Messen von CPU- und Festplattennutzung steht dabei im Mittelpunkt. Daher gehört die CPU-Auslastung zu den grundlegendsten und am häufigsten überwachten Leistungskennzahlen.
Diese Kennzahl gilt als „host-basiert“, da sie die Fähigkeit einer einzelnen Maschine dokumentiert, Leistung zu bringen und stabil zu bleiben. Die Überwachung der CPU-Auslastung erfolgt dabei sowohl passiv als auch aktiv. Letzteres eignet sich besonders für kontrollierte Lasttests, während ersteres Messwerte bei echtem Datenverkehr sammelt.
Wie misst man die CPU-Auslastung?
Bevor Sie beginnen, sollten Sie:
- Die betreffenden Laufwerke auswählen, die Sie überwachen wollen.
- Festlegen, wo sich diese Laufwerke befinden.
- Sicherstellen, dass Ihr Datensammler Zugang zu den Prozessen Ihres Computers hat.
Wenn Sie das alles eingerichtet haben, sollten Sie bestimmen, mit welcher Abtastrate Sie diese Kennzahlen erfassen möchten. Beispielsweise könnten Sie die CPU-Auslastung alle 30 Sekunden oder jede Minute erfassen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die CPU-Auslastung zu überwachen – etwa mit dem Taskmanager oder dem Befehl wmic CPU get load percentage bei Windows-Systemen. Wenn Sie jedoch einen Gesamtüberblick über Ihren Server haben möchten, empfiehlt es sich, diese Daten auf einem Dashboard darzustellen.
Merke: Die CPU-Leistung wird auch durch Hardwarebedingungen wie CPU-Temperatur und Lüftergeschwindigkeit beeinflusst. Sie sollten diese Faktoren zusammen mit der Auslastung (als Prozentsatz) in den beiden Hauptzuständen überwachen und die Leerlaufzeit ausklammern.
Zwei wichtige Werte, die Sie genau im Blick behalten sollten, sind Privileged Time und User Time. Die Summe beider ergibt die Processor Time. Sie sind jeweils wie folgt definiert:
- Privileged Time: Prozentsatz der Zeit, in der Prozessoren Systemprozesse (zum Beispiel Kernel-Prozesse) ausführen
- User Time: Prozentsatz der Zeit, in der Prozessoren Benutzerprozesse ausführen (zum Beispiel Kommandozeile, E-Mail-Server, Compiler)
- Processor Time: Gesamte Zeit, in der die CPU ausgelastet war
Dabei sollten Sie beachten, dass ein Wert über 100 % nicht zwangsläufig auf eine Systemüberlastung hindeutet. Haben Sie etwa ein Multiprozessorsystem, besagt dies lediglich, dass die Summe der zwei oder mehr CPUs größer als 100 % ist (z. B. 50 % und 60 %). Überwachen Sie die Einzelleistungen, um die Systemgesundheit zu gewährleisten.
Neben der Auslastung von CPU und Festplatten zählen auch Waits zu den essenziellen Kennzahlen des Infrastruktur- und Performancemonitorings.
Wartezeiten
Wartezeiten zeigen Ihnen an, wie effizient Aufgaben verarbeitet werden und warnen vor eventuellen Engpässen. Allerdings reicht es nicht, nur die Wartezeiten zu kennen; Sie müssen weiterforschen, um das konkrete Performance-Problem zu identifizieren.
Hohe Wartezeiten sind bei einzelnen Lastspitzen akzeptabel, zum Beispiel wenn aufwendige Aufgaben laufen. Alles darüber hinaus ist jedoch meist besorgniserregend.
2. Serververfügbarkeit
Ihr Server ist nutzlos, wenn er Nutzern nicht zur Verfügung steht. Daher ist die Überwachung der Serververfügbarkeit unerlässlich. Sinkt Ihre Serververfügbarkeit unter 99,999 % (den als „Five Nines“ bekannten Standard), haben Sie ein ernsthaftes Problem.
Nutzen Sie die folgenden Formeln, um aus Ihren Monitoring-Maßnahmen verständliche und umsetzbare Erkenntnisse zu gewinnen.
Wie misst man die Serververfügbarkeit?
Hier sind einige zentrale Konzepte, die Sie beim Überwachen der Serververfügbarkeit kennen sollten:
- Betriebszeit (Uptime): Die Zeitspanne, in der Ihr Dienst oder Ihre Anwendung für Nutzer aktiv und verfügbar ist. Formel: (Gesamtzeit - Ausfallzeit)/Gesamtzeit
- Mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF): Die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfallereignissen (Incidents). Formel: (Gesamtzeit - Ausfallzeit)/Anzahl der Ausfälle
- Mittlere Zeit bis zur Behebung (MTTR): Die durchschnittliche Zeit, die zur Behebung eines Ausfalls benötigt wird. Formel: Gesamte Ausfallzeit/Anzahl der Ausfälle
- Mittlere Zeit bis zur Reaktion (MTTA): Die durchschnittliche Zeit, die benötigt wird, um einen aktuellen Ausfall zu bestätigen. Formel: Gesamte Reaktionszeit/Anzahl der Ausfälle
Alle diese Kennzahlen helfen dabei, ein Gesamtbild der Zuverlässigkeit Ihrer Infrastruktur und der Reaktionsfähigkeit Ihres Teams zu entwickeln.
Ein gesundes MTTR und MTTA ist beispielsweise gut. Wenn allerdings auch der MTBF hoch ist, sollten Sie die Ursachen der Serverausfälle genauer untersuchen. Andernfalls bleibt das Unternehmen einem erheblichen finanziellen Risiko und einem Vertrauensverlust der Benutzer ausgesetzt.
Letztendlich sollten Sie das Ziel der „Fünf Neunen“ anstreben, wobei die Ausfallzeit auf maximal etwa fünf Minuten pro Jahr begrenzt wird. Grafana und Prometheus Server-Monitoring-Software werden beide häufig als benutzerfreundliche, einfach zugängliche Tools für diesen Bereich des Performance-Monitorings empfohlen.
3. Transaktionen (und Fehlerraten)
Sie benötigen einen klaren Überblick darüber, wie viel Traffic Ihre Infrastruktur zu jedem Zeitpunkt unterstützt. Deshalb ist es wichtig, Transaktionen – beziehungsweise die Anzahl der Anfragen pro Sekunde – sowie die entsprechende durchschnittliche Antwortzeit im Auge zu behalten. Diese Informationen helfen dabei, die benötigten Ressourcen und Kapazitäten für einen reibungslosen Serverbetrieb abzuschätzen.
Gleichzeitig kann die Überwachung der Fehlerrate, also des Anteils fehlgeschlagener Anfragen in Relation zur Gesamtzahl der Anfragen, weitere Erkenntnisse über die Belastbarkeit Ihres Dienstes liefern. Um den Nutzen dieser Metrik zu maximieren, empfiehlt es sich, über passives Monitoring einen Referenzwert im Zeitverlauf zu etablieren.
Das ist entscheidend für Ihre Fähigkeit, Trends zu überwachen. Wenn Sie im Nachhinein feststellen können, welche maximale Kapazität und welche Ressourcen für einen reibungslosen Betrieb notwendig waren, können Sie diese proaktiv zuweisen und Infrastrukturprobleme identifizieren, um die beobachtete Fehlerrate zu senken und die durchschnittliche Antwortzeit zu optimieren.
Wie Sie Transaktionen und Fehlerraten überwachen
Folgende bewährte Tools ermöglichen passive Performance-Messungen:
- Sniffer: Diese sind dafür konzipiert, Messwerte auf „mikroskopischer Ebene“ durch „Mithören“ des Datenverkehrs auf kabelgebundenen und drahtlosen Netzwerken zu erfassen. Wireshark gilt als einer der anerkannten Standards und sammelt Daten zu Attributen wie Zeitstempel, MAC- und IP-Adresse, Zeitüberschreitung und mehr. Sie können online oder offline genutzt werden.
- Logging-Funktionen: Diese sind meist in Betriebssysteme und Anwendungen integriert. Sie erfassen primär Informationen zu Aktivitäten und Ereignissen, die von Anwendungen erzeugt werden, für spätere Offline-Auswertung.
Eines der zehn besten Webserver-Überwachungstools zur Transaktionsüberwachung ist Monitis. Es handelt sich um ein All-in-One-Überwachungssystem für Server, Websites und Anwendungen. Es ist sowohl für Windows- als auch Linux-Systeme geeignet und ideal, um grundlegende Metriken wie die Betriebszeit abzudecken.
Ziel und Zweck der Überwachungsmaßnahmen bestimmen, welche Messwerte und Techniken jeweils zum Einsatz kommen.
Weitere mit Transaktionen zu überwachende Metriken
Antwortzeit und Gesamtzahl der Threads stehen in direktem Zusammenhang mit den Transaktionen. Sie verraten, wie lange Ihr Server benötigt, um auf eine Anfrage zu reagieren, und mit wie vielen Threads (über diese werden Transaktionen abgewickelt) alle Anforderungen bearbeitet werden.
Jeder Thread verbraucht CPU-Zeit und Arbeitsspeicher. Zu viele führen zu einer schlechteren Performance. Es gilt, Folgendes zu überwachen:
- Die Gesamtzahl an Threads in einem Webserver- oder Container-Pool, einschließlich folgender Typen:
- Aktiv
- Leerlauf
- Blockiert
- Standby
- Offene Benutzeranfragen und die Warteschlangenlänge
Sie können die Server-Antwortzeit typischerweise als Time to First Byte (TTFB) messen. Dies ist die Anzahl der Millisekunden, die ein Browser benötigt, um das erste Byte einer Serverantwort zu empfangen. Im Allgemeinen gilt alles, was länger als fünf Sekunden dauert, als kritisch.
Die richtigen Kennzahlen für das Monitoring der Server-Performance auswählen
Es gibt eine lange Liste von Kennzahlen, die Sie beim Überwachen der Gesundheit und Leistung Ihres Servers beobachten könnten, aber die genauen Zielwerte hängen in erster Linie vom Zweck Ihrer Überwachungsmaßnahmen ab.
Während sich einige Kennzahlen besonders eignen, um Einblicke in die Belastungskapazität Ihrer Hardware und Ihres Betriebssystems zu gewinnen, sind andere ideal, um das Nutzerverhalten zu beobachten. Unabhängig davon sind CPU, Verfügbarkeit und Transaktionen grundlegende Größen, die nicht außer Acht gelassen werden dürfen.
Wenn Sie als QA-Leiter:in vorankommen und sich Ihre Ziele zwangsläufig verändern, werden Sie mit Sicherheit weitere Server-Monitoring-Kennzahlen zu Ihrem Dashboard hinzufügen. Für weitere Expertentipps, welche Kennzahlen das sein sollten und wie Sie diese managen, abonnieren Sie den Newsletter.
