經常使用性能分析工具

時間 2019-11-12

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free

查看內存的好工具：

>free

total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       1572988    1509260      63728          0      62800     277888
-/+ buffers/cache:    1168572     404416
Swap:      2096472      16628    2079844

Mem：表示物理內存統計
-/+ buffers/cached：表示物理內存的緩存統計
Swap：表示硬盤上交換分區的使用狀況，這裏咱們不去關心。
系統的總物理內存：255268Kb（256M），但系統當前真正可用的內存b並非第一行free 標記的 16936Kb，它僅表明未被分配的內存。算法

第1行 Mem： total：表示物理內存總量。
used：表示總計分配給緩存（包含buffers 與cache ）使用的數量，但其中可能部分緩存並未實際使用。
free：未被分配的內存。
shared：共享內存，通常系統不會用到，這裏也不討論（swap是個什麼東東？？）。瀏覽器

buffers：系統分配但未被使用的buffers 數量。
cached：系統分配但未被使用的cache 數量（buffers與cached啥區別？）， total = used + free 第2行 -/+ buffers/cached： used：也就是第一行中的used - buffers-cached 也是實際使用的內存總量。
free：未被使用的buffers 與cache 和未被分配的內存之和，這就是系統當前實際可用內存。 free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2爲第二行、buffers1等爲第一行緩存

語　　法： free [-bkmotV][-s <間隔秒數>]

補充說明：free指令會顯示內存的使用狀況，包括實體內存，虛擬的交換文件內存，共享內存區段，以及系統核心使用的緩衝區等。服務器

參　　數：
-b 　以Byte爲單位顯示內存使用狀況。
-k 　以KB爲單位顯示內存使用狀況。
-m 　以MB爲單位顯示內存使用狀況。
-o 　不顯示緩衝區調節列。
-s<間隔秒數> 　持續觀察內存使用情況。
-t 　顯示內存總和列。
-V 　顯示版本信息。babel

top

執行一下top命令：

[forum@db-testing-forum21.vm.baidu.com ~]$ top

top - 16:24:30 up 36 days, 19:25, 2 users, load average: 0.16, 0.19, 0.12
Tasks: 398 total,   2 running, 396 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s): 1.4% us, 2.6% sy, 0.0% ni, 95.9% id, 0.1% wa, 0.0% hi, 0.1% si
Mem: 15360000k total, 15276776k used,    83224k free,    90048k buffers
swap是個什麼東東？: 1048568k total,     5928k used, 1042640k free, 7019480k cached

PID USER      PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM    TIME+ COMMAND
1332 root      16   0 314m 4436 3044 S 2.3 0.0 471:24.96 noah-agent64
    1 root      16   0 4752 480 448 S 0.0 0.0   0:00.29 init
    2 root      RT   0     0    0    0 S 0.0 0.0   0:15.68 migration/0
    3 root      34 19     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.77 ksoftirqd/0
    4 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.14 events/0
    5 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:13.36 khelper
    6 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.31 kthread
    7 root       8 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 xenwatch
    8 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 xenbus
   16 root      RT -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:14.68 migration/1
   17 root      34 19     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.69 ksoftirqd/1
   18 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 events/1
   20 root      RT -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:07.20 migration/2
   21 root      34 19     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.31 ksoftirqd/2
   22 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 events/2
   24 root      RT -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:04.17 migration/3
   25 root      34 19     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.29 ksoftirqd/3
   26 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 events/3
   28 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 kblockd/0
   29 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 kblockd/1
   30 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 kblockd/2
   31 root       5 -10     0    0    0 S 0.0 0.0   0:00.00 kblockd/3

統計信息內容解釋：網絡

第一行是任務隊列信息，同 uptime 命令的執行結果。app

第二行爲進程信息。
　　total 進程總數
　　running 正在運行的進程數
　　sleeping 睡眠的進程數
　　stopped 中止的進程數
　　zombie 殭屍進程數socket

第三行爲CPU信息。
us 用戶空間佔用CPU百分比
　　sy 內核空間佔用CPU百分比
　　ni 用戶進程空間內改變過優先級的進程佔用CPU百分比
　　id 空閒CPU百分比
　　wa 等待輸入輸出的CPU時間百分比
　　hi 硬件中斷
　　si 軟件中斷工具

最後兩行爲內存信息。oop

Mem:total 物理內存總量
　　used 使用的物理內存總量
　　free 空閒內存總量
　　buffers 用做內核緩存的內存量

swap是個什麼東東？:total 交換區總量
　　used 使用的交換區總量
　　free 空閒交換區總量
　　cached 緩衝的交換區總量

進程信息區

默認狀況下僅顯示比較重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。

PID 進程id
USER 進程全部者的用戶名
PR   優先級
NI   nice值。負值表示高優先級，正值表示低優先級
VIRT 進程使用的虛擬內存總量，單位kb。VIRT=SWAP+RES
RES 進程使用的、未被換出的物理內存大小，單位kb。RES=CODE+DATA
SHR 共享內存大小，單位kb
S 進程狀態：
　 D=不可中斷的睡眠狀態
　　 R=運行
　　 S=睡眠
　　 T=跟蹤/中止
　　 Z=殭屍進程
%CPU    上次更新到如今的CPU時間佔用百分比
%MEM    進程使用的物理內存百分比
TIME+   進程使用的CPU時間總計，單位1/100秒
COMMAND 命令名/命令行

vmstat

vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內存統計）的縮寫, 是實時系統監控工具。該命令經過使用knlist子程序和/dev/kmen僞設備驅動器訪問這些數據，輸出信息直接打印在屏幕。vmstat反饋的與CPU相關的信息包括：

1.多少任務在運行

2.CPU使用的狀況

3.CPU收到多少中斷

4.發生多少上下文切換

vmstat的語法以下： vmstat [delay [count]]

參數解釋

delay 相鄰的兩次採樣的間隔時間

count 採樣的次數，count只能和delay一塊兒使用

當沒有參數時，vmstat則顯示系統啓動之後全部信息的平均值。有delay時，第一行的信息自系統啓動以來的平均信息。從第二行開始，輸出爲前一個delay時間段的平均信息。當系統有多個CPU時，輸出爲全部CPU的平均值。

參數解釋

任務的信息(procs)

vmstat是一個很全面的性能分析工具，能夠觀察到系統的進程狀態、內存使用、虛擬內存使用、磁盤的IO、中斷、上下問切換、CPU使用等。
Procs
r:
運行的和等待(CPU時間片)運行的進程數，這個值也能夠判斷是否須要增長CPU(長期大於1)
b:
處於不可中斷狀態的進程數，常見的狀況是由IO引發的
Memory
swpd:切換到交換內存上的內存(默認以KB爲單位)
若是 swpd 的值不爲0，或者還比較大，好比超過100M了，可是 si, so 的值長期爲 0，這種狀況咱們能夠不用擔憂，不會影響系統性能。
free: 空閒的物理內存
buff: 做爲buffer cache的內存，對塊設備的讀寫進行緩衝
cache: 做爲page cache的內存, 文件系統的cache
若是 cache 的值大的時候，說明cache住的文件數多，若是頻繁訪問到的文件都能被cache住，那麼磁盤的讀IO bi 會很是小
Swap
si: 交換內存使用，由磁盤調入內存
so: 交換內存使用，由內存調入磁盤
內存夠用的時候，這2個值都是0，若是這2個值長期大於0時，系統性能會受到影響。磁盤IO和CPU資源都會被消耗。
咱們的測試中，不少狀況下，swap都是不打開的。
Io
bi: 從塊設備讀入的數據總量(讀磁盤) (KB/s)
bo: 寫入到塊設備的數據總理(寫磁盤) (KB/s)
隨機磁盤讀寫的時候，這2個值越大（如超出1M），能看到CPU在IO等待的值也會越大
System
in: 每秒產生的中斷次數
cs: 每秒產生的上下文切換次數
上面這2個值越大，會看到由內核消耗的CPU時間會越多
Cpu
us: 用戶進程消耗的CPU時間百分比
us 的值比較高時，說明用戶進程消耗的CPU時間多，可是若是長期超過50% 的使用，那麼咱們就該考慮優化程序算法或者進行加速了(好比 PHP/Perl)
sy: 內核進程消耗的CPU時間百分比
sy 的值高時，說明系統內核消耗的CPU資源多，這並非良性的表現，咱們應該檢查緣由。
wa: IO等待消耗的CPU時間百分比
wa 的值高時，說明IO等待比較嚴重，這多是因爲磁盤大量做隨機訪問形成，也有多是磁盤的帶寬出現瓶頸(塊操做)。
id: CPU處在空閒狀態時間百分比
關注點：
Procs r: 運行的進程比較多，系統很繁忙
Io bo: 磁盤寫的數據量稍大，若是是大文件的寫，10M之內基本不用擔憂，若是是小文件寫2M之內基本正常
Cpu us: 持續大於50，服務高峯期能夠接受
Cpu wa: 稍微有些高
Cpu id:持續小於50，服務高峯期能夠接受

範例1：average mode (粗略信息)

當vmstat不帶參數時，對應的輸出值是從系統啓動以來的平均值，而r和b則對應的是完成這一命令時，系統的值。從下面例子，能夠看出系統基本出去閒置狀態（idle）。自啓動以來，CPU在用戶態消耗時間爲5%，在覈心態消耗爲本1%，剩下的爲閒置時間。須要指出的是：這裏的用戶態時間包括nice值爲負的進程的時間。

[forum@db-testing-forum21.vm.baidu.com ~]$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----
r b   swpd   free   buff cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy id wa
0 0   5928 82880 90000 7020048    0    0     9    65    1     3 1 3 96 0

範例2：average mode (詳細信息)

命令格式： vmstat –s

這裏只討論與CPU相關信息。「CPU ticks」表示自系統啓動CPU運行時間，這裏以tick爲時間單位。用tick來表示us,sy id 和wa的時間；forks指自從系統啓動以來，所建立的新任務的個數。這些信息從/proc/stat 的第一行和」processes」行得到。

[forum@db-testing-forum21.vm.baidu.com ~]$ vmstat -s
     15360000 total memory
     15294800 used memory
      9521016 active memory
      4677844 inactive memory
        65200 free memory
        90004 buffer memory
      7022644 swap cache
      1048568 total swap
         5928 used swap
      1042640 free swap
     14118647 non-nice user cpu ticks
            0 nice user cpu ticks
     35108581 system cpu ticks
   1220978223 idle cpu ticks
      1013122 IO-wait cpu ticks
        43266 IRQ cpu ticks
       258623 softirq cpu ticks
    108845654 pages paged in
    830650744 pages paged out
        82586 pages swapped in
       324491 pages swapped out
   4139134525 interrupts
   3349850760 CPU context switches
   1294232348 boot time
     47035870 forks

結果解釋

non-nice user cpu ticks 自系統啓動以來，CPU在用戶態下運行非nice進程的時間，單位爲jiffies user

nice user cpu ticks 自系統啓動以來，CPU在用戶態下運行nice進程的時間，單位爲jiffies nice

system cpu ticks 自系統啓動以來，CPU處於系統狀態的時間，單位爲jiffies sys

idle cpu ticks 自系統啓動以來，CPU處於閒置狀態的時間，單位爲jiffies idle

IO-wait cpu ticks 自系統啓動以來，CPU處理IO中斷的時間，單位爲jiffies iowait

IRQ cpu ticks 自系統啓動以來，CPU處理硬中斷的時間，單位爲jiffies irq

softing cpu ticks 自系統啓動以來，CPU處理軟中斷的時間，單位爲jiffies Softirq

interrupts 自系統啓動以來，發生的全部的中斷的次數目 Intr

CPU context switches 自系統啓動以來，發生的上下文交換的次數 Ctxt

boot time 自系統啓動以來到如今運行的時間，單位爲秒。 btime

forks 自系統啓動以來所建立的任務的個數目。 Process

範例3：按期採樣(delay [count])

按期採樣數據是指每隔delay時間，採樣一次。當count 爲0時，vmstat 將不停地按期報告信息；不然當報告count次後，vmstat 命令中止運行。

第一行的信息如同範例1，是自系統啓動以來的平均信息。從第二行開始，每行的意思是：r和b採樣那一時刻系統運行隊列和等待隊列的狀況；而usystem參數（in,cs）以及CPU參數（us,sy,id,wa）對應的輸出值是系統在前一個delay的狀況。

從下面例子能夠看出上下文交換的次數小於中斷的發生次數。當系統大部分時間是空閒而且中斷大部分是時間中斷時，這種現象很可能發生。當時間中斷髮生時, 由於調度器沒有什麼任務可調度，因此不多發生上下文切換。

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----
r b   swpd   free   buff cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy id wa
0 0   5928 88984 90012 7015356    0    0     9    65    1     0 1 3 96 0
0 0   5928 88664 90012 7015356    0    0     0     0 3626 34251 1 2 97 0
27 0   5928 89048 90012 7015356    0    0     0     0 2657 34285 1 1 97 0
0 0   5928 88664 90012 7015356    0    0     0     0 3719 34431 2 3 95 0
31 0   5928 88984 90012 7015356    0    0     0     0 4648 34920 1 2 96 0

uptime

uptime是Linux系統經常使用的命令，用來報告系統已經運行多長時間，依此顯示的信息：如今時間，系統已經運行了的時間，目前有多少登錄用戶， 1分鐘系統平均負載，5分鐘系統平均負載，15分鐘系統平均負載。該命令從/proc/loadavg 中得到load average的信息。

範例1：系統只用一個CPU

[forum@db-testing-forum69.db01.baidu.com ~]$ uptime
15:38:37 up 93 days, 23:55, 35 users, load average: 0.22, 0.13, 0.10

若是是單CPU的系統來講，平均負載可能會高些。一般來講：若是系統有n個CPU並且平均負載小於n,則說明某些CPU還有空閒的時間片。經過該命令，你能知道CPU是否繁忙，可是沒法知道爲何忙。

ps

nestat

使用netstat檢查網絡狀態

　　使用netstat命令能夠監控TCP/IP網絡配置和工做情況。它能夠顯示內核路由表、活動的網絡狀態以及每一個網絡接口的有用的統計數字。欲得詳情請閱man page。

　　-a 顯示全部Internet鏈接的有關信息，包括那些正在監聽的信息

　　-i 顯示全部網絡設備的統計數字

　　-c 不斷顯示網絡的更新狀態。這個參數使用netstat每秒一次的輸出網絡狀態列表，直到該程序被中斷

　　-n 以數字/原始形式顯示遠程地址、本地地址和端口信息，而不是解析主機名和服務器

　　-o 顯示計數器的終止時間和每一個網絡鏈接的回退（back off）狀況

　　-r 顯示內核路由表

　　-t 只顯示TCP socket信息，包括正在監聽的信息

　　-u 只顯示UDP socket信息

　　-v
顯示netstat版本信息

　　-w 顯示原始（raw）socket信息

　　-x 顯示UNIX域socket信息

ifconfig

命令位置：

/sbin/ifconfig

ifconfig 是一個用來查看、配置、啓用或禁用網絡接口的工具，這個工具極爲經常使用的。能夠用這個工具來臨時性的配置網卡的IP地址、掩碼、廣播地址、網關等。也能夠把它寫入一個文件中（好比/etc/rc.d/rc.local)，這樣系統引導後，會讀取這個文件，爲網卡設置IP地址
1 ifconfig 查看網絡接口狀態；

ifconfig 若是不接任何參數，就會輸出當前網絡接口的狀況；

[root@localhost ~]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet HWaddr 00:C0:9F:94:78:0E
          inet addr:192.168.1.88 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::2c0:9fff:fe94:780e/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
          RX packets:850 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:628 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:369135 (360.4 KiB) TX bytes:75945 (74.1 KiB)
          Interrupt:10 Base address:0x3000

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
          RX packets:57 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:57 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:8121 (7.9 KiB) TX bytes:8121 (7.9 KiB)

解說：
eth0 表示第一塊網卡，其中 HWaddr 表示網卡的物理地址，能夠看到目前這個網卡的物理地址(MAC地址）是 00:C0:9F:94:78:0E ； inet addr 用來表示網卡的IP地址，此網卡的 IP地址是 192.168.1.88，廣播地址， Bcast:192.168.1.255，掩碼地址Mask:255.255.255.0

lo 是表示主機的回壞地址，這個通常是用來測試一個網絡程序，但又不想讓局域網或外網的用戶可以查看，只能在此臺主機上運行和查看所用的網絡接口。好比把 HTTPD服務器的指定到回壞地址，在瀏覽器輸入 127.0.0.1 就能看到你所架WEB網站了。但只是您能看獲得，局域網的其它主機或用戶無從知道；

若是想知道主機全部網絡接口的狀況，請用下面的命令；
[root@localhost ~]# ifconfig -a

若是想查看某個端口，好比查看eth0 的狀態，就能夠用下面的方法；
[root@localhost ~]# ifconfig eth0

2 ifconfig 配置網絡接口；

ifconfig 能夠用來配置網絡接口的IP地址、掩碼、網關、物理地址等；值得一說的是用ifconfig 爲網卡指定IP地址，這只是用來調試網絡用的，並不會更改系統關於網卡的配置文件。若是您想把網絡接口的IP地址固定下來，目前有三個方法：一是經過各個發行和版本專用的工具來修改IP地址；二是直接修改網絡接口的配置文件；三是修改特定的文件，加入ifconfig 指令來指定網卡的IP地址，好比在redhat或Fedora中，把ifconfig 的語名寫入/etc/rc.d/rc.local文件中；

ifconfig 配置網絡端口的方法：

ifconfig 工具配置網絡接口的方法是經過指令的參數來達到目的的，咱們只說最經常使用的參數；
ifconfig 網絡端口 IP地址 hw <HW> MAC地址 netmask 掩碼地址 broadcast 廣播地址 [up/down]

＊實例一：
好比咱們用ifconfig 來調試 eth0網卡的地址
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 down
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 192.168.1.99 broadcast 192.168.1.255 netmask 255.255.255.0
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 up
[root@localhost ~]# ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:11:00:00:11:11
          inet addr:192.168.1.99 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 b) TX bytes:0 (0.0 b)
          Interrupt:11 Base address:0x3400

註解：上面的例子咱們解說一下；

第一行：ifconfig eth0 down 表示若是eth0是激活的，就把它DOWN掉。此命令等同於 ifdown eth0；
第二行：用ifconfig 來配置 eth0的IP地址、廣播地址和網絡掩碼；
第三行：用ifconfig eth0 up 來激活eth0 ；此命令等同於 ifup eth0
第四行：用 ifconfig eth0 來查看 eth0的狀態；

固然您也能夠用直接在指令IP地址、網絡掩碼、廣播地址的同時，激活網卡；要加up參數；好比下面的例子；
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 192.168.1.99 broadcast 192.168.1.255 netmask 255.255.255.0 up

＊實例二：在這個例子中，咱們要學會設置網絡IP地址的同時，學會設置網卡的物理地址（MAC地址）；

好比咱們設置網卡eth1的IP地址、網絡掩碼、廣播地址，物理地址而且激活它；
[root@localhost ~]# ifconfig eth1 192.168.1.252 hw ether 00:11:00:00:11:11 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up
或
[root@localhost ~]# ifconfig eth1 hw ether 00:11:00:00:11:22
[root@localhost ~]# ifconfig eth1 192.168.1.252 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up

其中 hw 後面所接的是網絡接口類型， ether表示乙太網，同時也支持 ax25 、ARCnet、netrom等，詳情請查看 man ifconfig ；

3.3 如何用ifconfig 來配置虛擬網絡接口；

有時咱們爲了知足不一樣的須要還須要配置虛擬網絡接口，好比咱們用不一樣的IP地址來架運行多個HTTPD服務器，就要用到虛擬地址；這樣就省卻了同一個IP地址，若是開設兩個的HTTPD服務器時，要指定端口號。

虛擬網絡接口指的是爲一個網絡接口指定多個IP地址，虛擬接口是這樣的 eth0:0 、 eth0:一、eth0:2 ... .. eth1N。固然您爲eth1 指定多個IP地址，也就是 eth1:0、eth1:一、eth1:2 ... ...以此類推；

其實用ifconfig 爲一個網卡配置多個IP地址，就用前面咱們所說的ifconfig的用法，這個比較簡單；看下面的例子；
[root@localhost ~]# ifconfig eth1:0 192.168.1.251 hw ether 00:11:00:00:11:33 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up
或
[root@localhost ~]# ifconfig eth1 hw ether 00:11:00:00:11:33
[root@localhost ~]# ifconfig eth1 192.168.1.251 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up

注意：指定時，要爲每一個虛擬網卡指定不一樣的物理地址；

在 Redhat/Fedora 或與Redhat/Fedora相似的系統，您能夠把配置網絡IP地址、廣播地址、掩碼地址、物理地址以及激活網絡接口同時放在一個句子中，寫入/etc/rc.d/rc.local中。好比下面的例子；
ifconfig eth1:0 192.168.1.250 hw ether 00:11:00:00:11:44 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up
ifconfig eth1:1 192.168.1.249 hw ether 00:11:00:00:11:55 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 up

解說：上面是爲eth1的網絡接口，設置了兩個虛擬接口；每一個接口都有本身的物理地址、IP地址... ...

3.4 如何用ifconfig 來激活和終止網絡接口的鏈接；

激活和終止網絡接口的用 ifconfig 命令，後面接網絡接口，而後加上 down或up參數，就能夠禁止或激活相應的網絡接口了。固然也能夠用專用工具ifup和ifdown 工具；
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 down
[root@localhost ~]# ifconfig eth0 up
[root@localhost ~]# ifup eth0
[root@localhost ~]# ifdown eth0