Linux服务器性能评估与优化Word格式.docx
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=90%
内存
Swap In(si)=0
SwapOut(so)=0
PerCPUwith10page/s
MoreSwapIn&
Swap Out
磁盘
iowait%<20%
iowait%=35%
iowait%>= 50%
其中:
%user:
表示CPU处在用户模式下的时间百分比。
%sys:
表示CPU处在系统模式下的时间百分比。
%iowait:
表示CPU等待输入输出完成时间的百分比。
swapin:
即si,表示虚拟内存的页导入,即从SWAP DISK交换到RAM
swapout:
即so,表示虚拟内存的页导出,即从RAM交换到SWAPDISK。
三、系统性能分析工具
1.常用系统命令
Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等
2.常用组合方式
• 用vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈
• 用free、vmstat检测是否是内存瓶颈
• 用iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈
•用netstat检测是否是网络带宽瓶颈
四、Linux性能评估与优化
1. 系统整体性能评估(uptime命令)
[root@web1~]#uptime
16:
38:
00up118 days, 3:
01, 5users, loadaverage:
1.22,1.02,0.91
这里需要注意的是:
loadaverage这个输出值,这三个值的大小一般不能大于系统CPU的个数,例如,本输出中系统有8个CPU,如果loadaverage的三个值长期大于8时,说明CPU很繁忙,负载很高,可能会影响系统性能,但是偶尔大于8时,倒不用担心,一般不会影响系统性能。
相反,如果loadaverage的输出值小于CPU的个数,则表示CPU还有空闲的时间片,比如本例中的输出,CPU是非常空闲的。
2.CPU性能评估
(1)利用vmstat命令监控系统CPU
该命令可以显示关于系统各种资源之间相关性能的简要信息,这里我们主要用它来看CPU一个负载情况。
下面是vmstat命令在某个系统的输出结果:
[root@node1 ~]#vmstat 23
procs-----------memory-------------swap-------io------system-- -----cpu------
rb swpdfree buffcachesi sobiboin cs ussy id wast
0 00 162240 8304 67032 0 0 13 211007 230 1 9800
0 0 0 162240 8304670320 0 10 1010 2001100 00
00 0 162240 8304 67032 00 1 1 1009 18 01 99 00
● Procs
r列表示运行和等待cpu时间片的进程数,这个值如果长期大于系统CPU的个数,说明CPU不足,需要增加CPU。
b列表示在等待资源的进程数,比如正在等待I/O、或者内存交换等。
● Cpu
us列显示了用户进程消耗的CPU时间百分比。
us的值比较高时,说明用户进程消耗的cpu时间多,但是如果长期大于50%,就需要考虑优化程序或算法。
sy列显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。
Sy的值较高时,说明内核消耗的CPU资源很多。
根据经验,us+sy的参考值为80%,如果us+sy大于80%说明可能存在CPU资源不足。
(2)利用sar命令监控系统CPU
sar功能很强大,可以对系统的每个方面进行单独的统计,但是使用sar命令会增加系统开销,不过这些开销是可以评估的,对系统的统计结果不会有很大影响。
下面是sar命令对某个系统的CPU统计输出:
[root@webserver~]#sar-u35
Linux2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/28/2008 _i686_ (8CPU)
11:
41:
24AM CPU%user %nice%system%iowait %steal %idle
11:
41:
27AM all 0.88 0.00 0.29 0.00 0.0098.83
11:
41:
30 AM all 0.13 0.000.17 0.21 0.00 99.50
11:
41:
33 AM all 0.04 0.00 0.04 0.00 0.0099.92
41:
36AM all 90.08 0.00 0.130.16 0.00 9.63
39AM all0.38 0.000.17 0.040.00 99.41
Average:
all 0.340.00 0.16 0.05 0.00 99.45
对上面每项的输出解释如下:
●%user列显示了用户进程消耗的CPU时间百分比。
●%nice列显示了运行正常进程所消耗的CPU时间百分比。
● %system列显示了系统进程消耗的CPU时间百分比。
●%iowait列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比
● %steal列显示了在内存相对紧张的环境下pagein强制对不同的页面进行的steal操作 。
● %idle列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。
问题
1.你是否遇到过系统CPU整体利用率不高,而应用缓慢的现象?
在一个多CPU的系统中,如果程序使用了单线程,会出现这么一个现象,CPU的整体使用率不高,但是系统应用却响应缓慢,这可能是由于程序使用单线程的原因,单线程只使用一个CPU,导致这个CPU占用率为100%,无法处理其它请求,而其它的CPU却闲置,这就导致了整体CPU使用率不高,而应用缓慢现象的发生。
3.内存性能评估
(1)利用free指令监控内存
free是监控linux内存使用状况最常用的指令,看下面的一个输出:
[root@webserver~]#free-m
total usedfree shared bufferscached
Mem:
8111 7185 926 0 243 6299
-/+ buffers/cache:
643 7468
Swap:
8189 0 8189
一般有这样一个经验公式:
应用程序可用内存/系统物理内存>
70%时,表示系统内存资源非常充足,不影响系统性能,应用程序可用内存/系统物理内存<20%时,表示系统内存资源紧缺,需要增加系统内存,20%<
应用程序可用内存/系统物理内存<70%时,表示系统内存资源基本能满足应用需求,暂时不影响系统性能。
(2)利用vmstat命令监控内存
[root@node1 ~]#vmstat23
procs -----------memory-------------swap-- -----io------system-------cpu------
r b swpd free buffcache sisobi bo incs ussy id wa st
00 0 162240 8304670320 0 13 21 1007 23 01 98 00
000 162240 830467032 0 010 1010 20 0 11000 0
00 0162240830467032 0 0 1 1 1009 18019900
● memory
swpd列表示切换到内存交换区的内存数量(以k为单位)。
如果swpd的值不为0,或者比较大,只要si、so的值长期为0,这种情况下一般不用担心,不会影响系统性能。
free列表示当前空闲的物理内存数量(以k为单位)
buff列表示bufferscache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲。
cache列表示pagecached的内存数量,一般作为文件系统cached,频繁访问的文件都会被cached,如果cache值较大,说明cached的文件数较多,如果此时IO中bi比较小,说明文件系统效率比较好。
● swap
si列表示由磁盘调入内存,也就是内存进入内存交换区的数量。
so列表示由内存调入磁盘,也就是内存交换区进入内存的数量。
一般情况下,si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则表示系统内存不足。
需要增加系统内存。
4.磁盘I/O性能评估
(1)磁盘存储基础
● 熟悉RAID存储方式,可以根据应用的不同,选择不同的RAID方式。
● 尽可能用内存的读写代替直接磁盘I/O,使频繁访问的文件或数据放入内存中进行操作处理,因为内存读写操作比直接磁盘读写的效率要高千倍。
● 将经常进行读写的文件与长期不变的文件独立出来,分别放置到不同的磁盘设备上。
● 对于写操作频繁的数据,可以考虑使用裸设备代替文件系统。
使用裸设备的优点有:
✓ 数据可以直接读写,不需要经过操作系统级的缓存,节省了内存资源,避免了内存资源争用。
✓ 避免了文件系统级的维护开销,比如文件系统需要维护超级块、I-node等。
✓ 避免了操作系统的cache预读功能,减少了I/O请求。
使用裸设备的缺点是:
✓ 数据管理、空间管理不灵活,需要很专业的人来操作。
(2)利用iostat评估磁盘性能
[root@webserver ~]# iostat-d23
Linux2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_(8CPU)
Device:
tps Blk_read/s Blk_wrtn/sBlk_read Blk_wrtn
sda 1.872.58 114.12 6479462 286537372
Device:
tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_readBlk_wrtn
sda 0.00 0.00 0.00 0 0
Device:
tps Blk_read/sBlk_wrtn/sBlk_read Blk_wrtn
sda 1.00 0.00 12.00 0 24
对上面每项的输出解释如下:
Blk_read/s表示每秒读取的数据块数。
Blk_wrtn/s表示每秒写入的数据块数。
Blk_read表示读取的所有块数。
Blk_wrtn表示写入的所有块数。
可以通过Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值对磁盘的读写性能有一个基本的了解,如果Blk_wrtn/s值很大,表示磁盘的写操作很频繁,可以考虑优化磁盘或者优化程序,如果Blk_read/s值很大,表示磁盘直接读取操作很多,可以将读取的数据放入内存中进行操作。
对于这两个选项的值没有一个固定的大小,根据系统应用的不同,会有不同的值,但是有一个规则还是可以遵循的:
长期的、超大的数据读写,肯定是不正常的,这种情况一定会影响系统性能。
(3)利用sar评估磁盘性能
通过“sar–d”组合,可以对系统的磁盘IO做一个基本的统计,请看下面的一个输出:
[root@webserver~]# sar-d23
Linux 2.6.9-42.ELsmp(webserver) 11/30/2008 _i686_(8CPU)
11:
09:
33 PMDEV tps rd_sec/swr_sec/savgrq-szavgqu-sz awaitsvctm %util
35PMdev8-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000.00 0.000.00
09:
35PM DEV tpsrd_sec/s wr_sec/s avgrq-szavgqu-sz await svctm %util
09:
37PMdev8-0 1.000.00 12.00 12.00 0.00 0.000.000.00
09:
37PMDEV tpsrd_sec/s wr_sec/savgrq-szavgqu-szawaitsvctm %util
39 PM dev8-01.99 0.00 47.76 24.00 0.00 0.50 0.250.05
Average:
DEV tps rd_sec/swr_sec/s avgrq-szavgqu-sz await svctm %util
Average:
dev8-0 1.00 0.0019.97 20.00 0.00 0.33 0.17 0.02
需要关注的几个参数含义:
await表示平均每次设备I/O操作的等待时间(以毫秒为单位)。
svctm表示平均每次设备I/O操作的服务时间(以毫秒为单位)。
%util表示一秒中有百分之几的时间用于I/O操作。
对以磁盘IO性能,一般有如下评判标准:
正常情况下svctm应该是小于await值的,而svctm的大小和磁盘性能有关,CPU、内存的负荷也会对svctm值造成影响,过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。
await值的大小一般取决与svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式,如果svctm的值与await很接近,表示几乎没有I/O等待,磁盘性能很好,如果await的值远高于svctm的值,则表示I/O队列等待太长,系统上运行的应用程序将变慢,此时可以通过更换更快的硬盘来解决问题。
%util项的值也是衡量磁盘I/O的一个重要指标,如果%util接近100%,表示磁盘产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负荷的在工作,该磁盘可能存在瓶颈。
长期下去,势必影响系统的性能,可以通过优化程序或者通过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。
5.网络性能评估
(1)通过ping命令检测网络的连通性
(2)通过netstat–i组合检测网络接口状况
(3)通过netstat –r组合检测系统的路由表信息
(4)通过sar–n组合显示系统的网络运行状态
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