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IIS日志-网站运维的好帮手
 
发布于2013-7-19
 

对于一个需要长期维护的网站来说,如何让网站长久稳定运行是件很有意义的事情。 有些在开发阶段没有暴露的问题很有可能就在运维阶段出现了,这也是很正常的。 还有些时候,我们希望不断地优化网站,让网站更快速的响应用户请求, 这些事情都发生在开发之后的运维阶段。

与开发阶段不同的,运维阶段不可能让你去调试程序,发现各类问题, 我们只能通过各种系统日志来分析网站的运行状况, 对于部署在IIS上的网站来说,IIS日志提供了最有价值的信息,我们可以通过它来分析网站的响应情况,来判断网站是否有性能问题, 或者存在哪些需要改进的地方。

IIS日志包含了哪些信息

我前面说到【IIS日志提供了最有价值的信息】,这些信息有哪些呢?看看这个截图吧:

这里面记录了:

1. 请求发生在什么时刻,

2. 哪个客户端IP访问了服务端IP的哪个端口,

3. 客户端工具是什么类型,什么版本,

4. 请求的URL以及查询字符串参数是什么,

5. 请求的方式是GET还是POST,

6. 请求的处理结果是什么样的:HTTP状态码,以及操作系统底层的状态码,

7. 请求过程中,客户端上传了多少数据,服务端发送了多少数据,

8. 请求总共占用服务器多长时间、等等。

这些信息在分析时有什么用途,我后面再说。先对它有个印象就可以了。

IIS日志的配置

默认情况下,IIS会产生日志文件,不过,还是有些参数值得我们关注。 IIS的设置界面如下(本文以 IIS 8 的界面为例)。

在IIS管理器中,选择某个网站,双击【日志】图标,请参考下图:

此时(主要部分)界面如下:

在截图中,日志的创建方式是每天产生一个新文件,按日期来生成文件名(这是默认值)。

说明:IIS使用UTC时间,所以我勾选了最下面的复选框,告诉IIS用本地时间来生成文件名。

点击【选择字段】按钮,将出现以下对话框:

注意:【发送的字段数】和【接收的字节数】默认是没有选择的。建议勾选它们。

至于其它字段,你可以根据需要来决定是否要勾选它们。

如何分析IIS日志

如果你按照我前面介绍的方法设置了IIS日志参数,那么IIS在处理请求后(的一段时间之后),会生成IIS日志。

我们可以在【日志界面】的右边区域【操作】中点击【查看日志文件】快速定位到IIS日志的根目录, 然后到目录中寻找相应的日志文件(默认会根据应用程序池序号来区分目录)。

比如:我找到了我需要的日志:

这个文件一大堆密密麻麻的字符,现在我该如何分析它呢?

有个叫 Log Parser 的工具就可以专门解析IIS日志,我们可以用它来查看日志中的信息。

比如我可以运行下面的命令行(说明:为了不影响页面宽度我将命令文本换行了):

"C:\Program Files\Log Parser 2.2\LogParser.exe" -i:IISW3C -o:DATAGRID 
"SELECT c-ip,cs-method,s-port,cs-uri-stem,sc-status,sc-win32-status,
sc-bytes,cs-bytes,time-taken FROM u_ex130615.log"

现在就可以以表格形式来阅读IIS日志了:

说明:我不推荐用这种方法来分析IIS日志,原因有二点:

1. 慢:当日志文件稍大一点的时候,用它来分析就比较浪费时间了(尤其是需要多次统计时)。

2. 不方便:它支持的查询语法不够丰富,没有像SQL Server针对数据表查询那样全面。

推荐的IIS日志分析方法

虽然Log Parser支持将解析的IIS日志以表格形式供人阅读,但是有时候我们需要再做一些细致分析时,可能会按不同的方式进行【多次】查询, 对于这种需求,如果每次查询都直接运行Log Parser,你会浪费很多时间。 幸运的是,Log Parser支持将解析结果以多种格式导出(以下为帮助文档截图):

在此,我建议选择输出格式为 SQL 。

注意:这里的SQL并不是指SQLSERVER,而是指所有提供ODBC访问接口的数据库。

我可以使用下面的命令将IIS日志导入到SQLSERVER中(说明:为了不影响页面宽度我将命令文本换行了):

"C:\Program Files\Log Parser 2.2\logparser.exe"  
"SELECT * FROM 'D:\Temp\u_ex130615.log' to MyMVC_WebLog" -i:IISW3C -o:SQL
-oConnString:"Driver={SQL Server};server=localhost\sqlexpress;database=MyTestDb;Integrated Security=SSPI"
-createtable:ON

导入完成后,我们就可以用熟悉的SQLSERVER来做各种查询和统计分析了,例如下面的查询:

SELECT cip,csmethod,sport,csuristem,scstatus,scwin32status,scbytes,csbytes,timetaken 
FROM dbo.MyMVC_WebLog

如果如下:

注意:

1. IIS日志在将结果导出到SQLSERVER时,字段名中不符合标识符规范的字符将会删除。

例如:c-ip 会变成 cip, s-port 会变成 sport 。

2. IIS日志中记录的时间是UTC时间,而且把日期和时间分开了,导出到SQLSERVER时,会生成二个字段:

date, time这二个字段看起来很不舒服,对吧?

我也很反感这个结果,下面来说说的二种解决方法:

1. 在SQLSERVER中增加一列,然后把UTC时间换成本地时区的时间,T-SQL脚本如下:

alter table MyMVC_WebLog add RequestTime datetime
go
update MyMVC_WebLog set RequestTime=dateadd(hh,8,convert(varchar(10),date,120)
+ ' ' + convert(varchar(13),time,114))

2. 直接在导出IIS日志时,把时间转换过来,此时要修改命令:

"C:\Program Files\Log Parser 2.2\logparser.exe"  
"SELECT TO_LOCALTIME(TO_TIMESTAMP(ADD(TO_STRING(date, 'yyyy-MM-dd '), TO_STRING(time, 'hh:mm:ss')),
'yyyy-MM-dd hh:mm:ss')) AS RequestTime, * FROM 'D:\Temp\u_ex130615.log' to MyMVC_WebLog2"
-i:IISW3C -o:SQL
-oConnString:"Driver={SQL Server};server=localhost\sqlexpress;database=MyTestDb;Integrated Security=SSPI"
-createtable:ON

再看这三列:

select RequestTime, date, time from MyMVC_WebLog2

这样处理后,你就可以直接把date, time这二列删除了(你也可以在导出IIS日志时忽略它们,但要明确指出每个字段名)。

IIS日志中的UTC时间问题就说到这里,但愿每个人都懂了~~~~~~~~~~~

IIS日志中的异常记录

IIS日志中记录了每个请求的信息,包括正常的响应请求和有异常的请求。

这里所说的【异常】与 .net framework 中的异常没有关系。

对于一个ASP.NET程序来说,如果抛出一个未捕获异常,会记录到IIS日志中(500),但我所说的异常不仅限于此。

本文所说的异常可分为四个部分:

1. (ASP.NET)程序抛出的未捕获异常,导致服务器产生500的响应输出。

2. 404之类的请求资源不存在错误。

3. 大于500的服务器错误,例如:502,503

4. 系统错误或网络传输错误。

前三类异常可以用下面的查询获得:

select scStatus, count(*) AS count, sum(timetaken * 1.0) /1000.0 AS sum_timetaken_second
from MyMVC_WebLog with(nolock)
group by scStatus
order by 3 desc

IIS日志中有一列:sc-win32-status ,它记录了在处理请求过程中,发生的系统级别错误,例如网络传输错误。

正常情况下,0 表示正常,出现非零值意味着出现了错误。我们可以这样统计这类错误:

declare @recCount bigint;
select @recCount = count(*) from MyMVC_WebLog with(nolock)
select scWin32Status, count(*) AS count, (count(*) * 100.0 / @recCount) AS [percent]
from MyMVC_WebLog with(nolock)
where scWin32Status > 0
group by scWin32Status
order by 2 desc

下表列出了比较常见的与网络相关的错误及解释:

scWin32Status 含义
64 客户端连接已关闭(或者断开)
121 传输超时
1236 本地网络中断

所有状态码都可以通过下面的命令来获取对应的解释:

D:\Temp>net helpmsg 64

指定的网络名不再可用。

关于scwin32status与scStatus,我还想补充说明一下:它们没有关联。

比如请求这个地址:http://www.abc.com/test.aspx

有可能scStatus=200,但scwin32status=64,此时表示ASP.NET已成功处理请求,但是IIS在发送响应结果时,客户端的连接断开了。

另一种情况是:scStatus=500,但scwin32status=0,此时表示,在处理请求过程中发生了未捕获异常,但异常结果成功发送给客户端。

再谈 scwin32status=64

记得以前看到 scStatus=200,scwin32status=64 这种情况时很不理解,于是搜索了互联网,各种答案都有,有的甚至说与网络爬虫有关。 为了验证各种答案,我做了一个试验。我写一个ashx文件,用它来模拟长时间的网络传输,代码如下:

public class Test_IIS_time_taken : IHttpHandler {
    
    public void ProcessRequest (HttpContext context) {
        context.Response.ContentType = "text/plain";

        System.Threading.Thread.Sleep(1000 * 2);
        
        context.Response.Write(string.Format("{0}, {1}\r\n", "Start", DateTime.Now));
        context.Response.Flush();
        
        System.Threading.Thread.Sleep(1000 * 2);

        for( int i = 0; i < 20; i++ ) {
            context.Response.Write(string.Format("{0}, {1}\r\n", i, DateTime.Now));
            context.Response.Flush();
            System.Threading.Thread.Sleep(1000 * 1);
        }

        context.Response.Write("End");
    }

这段代码很简单,我不想做过多的解释,只想说一句:我用Thread.Sleep与Response.Flush这二个方法来模拟一个长时间的持续发送过程。

我们可以在浏览器中看到这样的输出(显示还没有完全结束时我截图了)

我把这个测试做了8次,只有2次是全部显示完成了,其余6次我提前关闭了浏览器窗口。

然后,我们再来看IIS日志的内容:

根据IIS日志并结合我自己的操作可以发现:

1. 当我提前关闭浏览器窗口时,就会看到scStatus=200,scwin32status=64

2. 如果请求内容全部显示完成,我就会看到scStatus=200,scwin32status=0

从这个试验我们还可以发现:timeTaken 包含了网络传输时间。

根据这个试验的结果,你是否想过一个问题:

如果你的网站的IIS日志中出现了大量的scStatus=200,scwin32status=64, 而且请求是由用户的浏览器发起的。

这是什么原因造成的呢?

我的【猜想】是:用户在访问这个网站时已经不愿意再等待了,他们把浏览器窗口关掉了。

换句话说:可以从scwin32status=64的统计结果看出网站的响应速度是否能让用户满意。

寻找性能问题

IIS日志中有一列叫:timeTaken,在IIS的界面中显示了它的含义:所有时间。

这个所用时间的定义是:从服务端收到请求的第一个字节开始起,直到把所有响应内容发送出去为止的时间。

微软的网站有对这个字段做过说明:http://support.microsoft.com/kb/944884

知道了timeTaken的定义后,我们就可以利用它来分析一些请求的处理时间,即性能分析。

例如,我想查看最慢的20个页面的加载情况,可以这样查询:

select top 20 csuristem,scstatus,scwin32status,scbytes,csbytes,timetaken
from dbo.MyMVC_WebLog with(nolock)
where csUriStem like '/Pages/%'
order by timeTaken desc

再或者我想再看看最慢的20个AJAX情况的响应情况,可以这样查询:

select top 20 csuristem,scstatus,scwin32status,scbytes,csbytes,timetaken
from dbo.MyMVC_WebLog with(nolock)
where csUriStem like '/ajax/%'
order by timeTaken desc

总之,寻找性能问题的方法就是:在查询选择timeTaken字段,并且用它做降序排序。

注意:scbytes,csbytes 这二个字段也是值得我们关注的:

1. csbytes如果过大,我们就要分析一下到底是不是因为表单包含了过多的无用数据,可否将表单拆分。

csbytes变大还有一种可能:Cookie太大,但它会表现为很多请求的csbytes都偏大,因此容易区分。

2. scbytes如果过大,我们就要检查页面是否没有分页,或者可以考虑用按需加载的方式来实现。

典型的情况是:当大量使用ViewState时,这二个值都会变大。因此我们能通过IIS日志发现ViewState的滥用问题。

还有一种特殊情况是:上传下载文件也会导致这二个数值变大,原因我就不解释了。

scbytes,csbytes,不管是哪个数值很大,都会占用网络传输时间,对于用户来说,就需要更长的等待时间。

一下子说了三个字段,在寻找性能问题时,到底该参考哪个呢?

我认为:应该优先关注timeTaken,因为它的数值直接反映了用户的等待时间(不包括前端渲染时间)。

如果timeTaken过大时,有必要检查scbytes,csbytes是否也过大,

如果后二者也过大,那么优化的方向就是减少数据传输量,否则表示是程序处理占用了大量的时间,应该考虑优化程序代码。

寻找可改进的目标

除了可以从IIS日志中发现性能问题,还可以用它来寻找可改进的目标。

例如:

1. 有没有404错误?

2. 是否存在大量的304请求?

3. 是否存在大量重复请求?

当发现有404响应时,我们应该分析产生404的原因:

1. 是用户输入错误的URL地址吗?

2. 还是开发人员引用不存在的资源文件?

如果是后者,就应该尽快移除无效的引用,因为404响应也是一个页面响应,而且它们也会占用网络传输时间, 尤其是这类请求不能缓存,它会一直出现,浪费网络资源。

如果你希望在开发阶段就能轻易的发现404错误,可以参考我的博客:程序在发布前就应该发现的一些错误

如果发现有大量的304请求也应该仔细分析:

1. 是由于ASP.NET缓存响应而产生的304请求吗?

2. 还是请求静态资源文件时产生的304请求?

如果是后者,则有可能与浏览器的设置有关,也有可能与IIS设置有关。

IIS有个【启用内容过期】功能,可用来在输出响应时设置缓存头,减少请求数量。

此功能对静态文件有用,ASP.NET处理的结果则不受影响。

具体设置方法可参考:不修改代码就能优化ASP.NET网站性能的一些方法

我们可以用这样的查询来分析页面的加载频率:

select top 20 csUriStem, count(*) AS [count],
    avg(timeTaken) AS avg_timeTaken, max(timeTaken) AS max_timeTaken
from MyMVC_WebLog with(nolock)
where csUriStem like '/Pages/%'
group by csUriStem
order by 2 desc

如果发现有大量的重复请求,也需要再仔细分析:

1. 请求的响应内容是否随着不同的参数而各不相同?

2. 请求的URL是固定的,响应内容也是极少变化的。

如果是后者,则可以考虑使用页面缓存功能。例如:ASP.NET的OutputCache

我的博客不修改代码就能优化ASP.NET网站性能的一些方法 介绍了一种不用修改代码就能缓存请求的功能,如果需要,可以试试。

程序架构对IIS日志分析过程的影响

前面我介绍了一些分析IIS日志的方法,这些方法的使用都离不开查询。 绝大多数时候,我们需要在查询中输出URL信息(cs-uri-stem)并依据它们分组来统计, 因此,合理的设计URL会给后期的统计带来方便, 也能得到更准确的统计结果。 一个极端的反例是:采用WebForms默认的开发方式,页面加载以及每个按钮的提交都是同一个URL,你会发现很难统计用户的每个操作花了多少时间。

怎样的URL设计才能满足统计需要呢?

我认为:每个用户操作(页面显示或者提交)都应该有一个URL与之对应,且不同的URL能反映不同的操作。

外还建议:不同的用户操作能在URL中清楚的区分开,这样能方便做更多的统计(例如:页面加载,AJAX请求,报表显示)。

虽然我们可以用timeTaken来做性能统计,然而,当你在程序中大量使用frameset或者iframe时, 你将难以统计某个页面(包含iframe的页面)加载到底花了多长时间。 因为整个页面被分成了多个请求,它们在IIS日志中并不是连续的,你无法准确地按用户请求来统计。 例如:a1.aspx用iframe的方式嵌入了b1.aspx, b2.aspx, b3.aspx,当你统计a1.aspx的加载时间时, 你得到的结果永远和用户感受的情况不一样,因为a1.aspx的timeTaken并不包含b1.aspx, b2.aspx, b3.aspx这三个请求的timeTaken!

因此,如果你希望利用IIS日志来分析程序性能,那么iframe就不要再使用了。

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