Microsoft Windows Server 2003 Performance Guide

714 Pages·2005·5.661 MB·English

by  Mark Friedman, Tony Northrup, David Stern, Brit Weston

A01TX1106989.fm Page 55 Monday, March 21, 2005 10:26 AM
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Acquisitions Editor: Martin DelRe
Project Editor: Karen Szall
Copy Editor: Victoria Thulman
Technical Editor: Mitch Tulloch
Indexer: Tony Ross and Lee Ross
SubAsy Part No. X11-06988
Body Part No. X11-06989
Contents at a Glance
1 Performance Monitoring Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Performance Monitoring Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
3 Measuring Server Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235
4 Performance Monitoring Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
5 Performance Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .401
6 Advanced Performance Topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .537

Contents
About the Author. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xi
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xiii
Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Document Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Resource Kit Companion CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xvi
1 Performance Monitoring Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Introducing Performance Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Learning About Performance Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Proactive Performance Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Diagnosing Performance Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Scalability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Performance Monitoring Concepts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Bottlenecks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Utilization Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Queue Time and Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Little’s Law. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
System Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Using the Performance Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Operating Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Processors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Memory and Paging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
The I/O Subsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
Network Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
2 Performance Monitoring Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Summary of Monitoring Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Performance Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
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v
vi Contents
Event Traces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Load Generating and Testing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Administrative Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Required Security for Tool Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Performance Monitoring Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Performance Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
System Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Viewing a Chart in Real Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Changing the Sampling Interval. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Creating a Custom Monitoring Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Saving Real-Time Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Customizing How Data Is Viewed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Tips for Working with System Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Task Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Working with Task Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Monitoring Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Monitoring Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Monitoring Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Monitoring the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Monitoring Users. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Automated Performance Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Performance Logs and Alerts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Counter Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Tips for Working with Performance Logs and Alerts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Creating Performance Logs Using Logman. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Managing Performance Logs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Using the Relog Tool. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Using Typeperf Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Windows Performance Monitoring Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Performance Library DLLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Performance Counter Text String Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Performance Data Helper Processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Disable Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Remote Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Event Tracing for Windows. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Event Tracing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Contents vii
Using Log Manager to Create Trace Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
Event Trace Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224
Alerts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
Configuring Alerts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226
Configuring Alert Notification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229
Windows System Resource Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
Network Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
3 Measuring Server Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235
Using Performance Measurements Effectively. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Identifying Bottlenecks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Management by Exception. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
Key Performance Indicators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
System and Application Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
Processor Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242
Monitoring Memory and Paging Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256
Monitoring Disk Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .279
Managing Network Traffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292
Maintaining Server Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297
Terminal Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .310
4 Performance Monitoring Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
Understanding Which Counters to Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Background Performance Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Management Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
Capacity Planning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Daily Server Monitoring Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316
Daily Counter Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317
Using Alerts Effectively . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
Daily Management Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .338
Historical Data for Capacity Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .346
Automated Counter Log Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .354
Using a SQL Server Repository . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
Using the System Monitor Console with SQL Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366
How to Configure System Monitor to Log to SQL Server . . . . . . . . . . . . . . . .367
Counter Log Database Schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .369
Querying the SQL Performance Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .373
viii Contents
Capacity Planning and Trending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
Organizing Data for Capacity Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Forecasting Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Counter Log Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Logging Local Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Monitoring Remote Servers in Real Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Troubleshooting Counter Collection Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Missing Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
Restoring Corrupt Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
5 Performance Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .401
Bottleneck Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
Baseline Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
Current Performance Levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Resource Utilization and Queue Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Decomposition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Analysis Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Understanding the Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Analyzing the Logged Performance Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Analyzing Performance Data Interactively. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Fine-Grained Analysis Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
What to Check Next in the Enterprise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
Processor Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
Resource Utilization and Queue Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Decomposition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
Identifying a Runaway Process by Using Task Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
Identifying a Runaway Process by Using a Counter Log. . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Memory Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
Counters to Evaluate When Troubleshooting Memory Performance. . . . . . 431
What to Check Next When Troubleshooting Memory Performance . . . . . . 434
Excessive Paging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
Virtual Memory Shortages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
32-Bit Virtual Memory Addressing Limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Disk Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
Disk Performance Expectations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Diagnosing Disk Performance Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
Contents ix
Network Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .509
Counters to Log When Troubleshooting Network Performance . . . . . . . . . .509
Counters to Evaluate When Troubleshooting Network Performance . . . . . .511
LAN Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .514
WAN Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .526
6 Advanced Performance Topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .537
Processor Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .538
Instruction Execution Throughput. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .539
Time-Slicing Revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546
Multiprocessors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .548
Memory Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .608
Extended Virtual Addressing in 32-Bit Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .608
64-Bit Virtual Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .621
Forecasting Memory Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .622
The System Monitor Automation Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .628
Adding the System Monitor ActiveX Control to a Web Page. . . . . . . . . . . . .629
Customizing the System Monitor ActiveX Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .630
Configuring the System Monitor ActiveX Control Display Type. . . . . . . . . . .632
Configuring the System Monitor ActiveX Control Sampling Rate . . . . . . . . .634
Manually Retrieving Performance Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .634
Configuring the System Monitor ActiveX Control’s Appearance . . . . . . . . . .636
Configuring the System Monitor ActiveX Control Color Schemes. . . . . . . . .637
Configuring the System Monitor ActiveX Control Font Styles . . . . . . . . . . . .638
Adding Performance Counters to the System Monitor ActiveX Control. . . .639
Configuring System Monitor ActiveX Control Performance Counters. . . . . .640
Removing Performance Counters from the
System Monitor ActiveX Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .641
Using Counter Paths to Track Individual Performance Counters . . . . . . . . . .642
Creating a Web Page for Monitoring Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .643
Drag-and-Drop Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .645
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681
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