Linux服務器性能評估

導語

總結有關服務器的各項性能指標，以及如何判斷服務器的性能情況出現問題，性能指標表明的含義。同時也總結Linux服務器上有關工具的各項參數含義，以及平常須要注意的參數信息。

CPU使用率和負載

首先須要分清楚CPU使用率和機器負載不是相同的概念，若是CPU使用率，可是不必定表明機器負載一樣也高。因此關於CPU使用率和負載的區別：

• CPU使用率：顯示的是程序在運行期間佔用的CPU百分比；
• CPU負載：顯示的是一段時間內正在使用和等待使用的CPU平均任務數；

查看CPU使用率和負載

對於查看負載可使用uptime,w命令，同時top，vmstat工具也能夠同時觀察CPU使用率和負載狀況。
查看CPU核數：

grep "model name" /proc/cpuinfo | wc -l

uptime命令：

命令返回信息中的load average就是關於系統的平均負載，裏面的三個數字分別表明着1分鐘、5分鐘、15分鐘內的系統平均負載。

top工具

（若是是多核CPU，1查看各個CPU詳細信息）

top工具的第一行後面的三個值，分別也是表明以前的一、五、15分鐘內的平均負載；
第三行關於CPU使用率各項參數的含義：

• (us)user：CPU在低nice值（高優先級）用戶態所佔用的時間；（大部分CPU時間都在執行此類程序）
• (sy)sytem：CPU處於內核所佔用的時間，操做系統經過系統調用從用戶態陷入內核態，執行特定的服務；（一般該值會比較小，當服務器執行的IO比較密集的時候，會比較大）
• ni(nice)：CPU在高nice值（低優先級）用戶態以低優先級運行佔用的時間(nice>0)；
• si(softirq)：系統處理軟中斷所消耗的時間
• st(steal)：在虛擬機狀況下，由於虛擬機下的CPU是共享物理CPU，代表這段時間虛擬機等待hypervisor調度CPU的時間。

CPU使用率和負載指標

首先對於CPU使用率，若是長時間處於60-80%的範圍，就意味着可能服務器出現瓶頸。若是須要具體分析，還須要觀察是user佔用率太高，仍是system佔用率太高。具體：

• us：當user佔用率太高，一般是某些個別的進程佔用了大量的CPU；
• sy：當system佔用率太高，說明系統管理花費了大量時間，好比一些IO操做，或者部份內核，驅動模塊；
  *(其次負載指標來講，一直存在許多爭議，我綜合了一些文章的觀點，具體是CPU負載保持在（CPU核數0.7)範圍內，這樣的負載是安全的，若是超過必定的負載（=CPU核數）就能夠算是意味着over load。)**

內存

內存也叫內存存儲器，做用是暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。

• 物理內存：經過物理內存條得到的內存空間，即隨機存儲器（RAM），與CPU直接交換數據的內部存儲器，也叫主存
• 虛擬內存：計算機的一種內存管理技術，使應用程序認爲擁有可連續使用的內存（完整的地址空間），實際上，被分割爲多個物理內存碎片，以及部分暫時存儲在外部磁盤存儲器上，在須要時進行數據交換。
• Swap分區：在系統的物理內存不夠用的時候，將物理內存中的一部分空間釋放出來，供當前運行的程序使用，這些被釋放的空間可能來自於很長時間沒有操做的程序，釋放的空間被臨時保存到Swap空間中，等到那些程序須要運行的時候，在從Swap分區中恢復保存的數據到內存。

查看內存狀況

free命令：

free命令能夠顯示Linux系統中的空閒，已用的物理內存，Swap分區：

• total：總的可用空間，used：已使用空間；free：空閒可用空間；shared：共享使用物理內存空間；available：能夠被應用程序使用的物理內存空間。
• buffers就是即將要寫入到磁盤中，cache使從磁盤中讀取出來。buff/cache：被buff和cache使用的物理內存空間
• free是真正未被使用到的物理內存空間，avaiable是從應用程序角度看，若是應用程序須要使用到內存，能夠從buff/cache中回收內存知足應用程序的請求。

vmstat工具：

top工具：

（展現不一樣進程的內存佔用狀況）

磁盤I/O

對於磁盤I/O訪問負載太高，一般會出現系統操做，應用服務沒法響應等問題，一般能夠經過top、iostat，iotop，ps，lsof工具定位問題。

top命令：

（wa：表示IO等待所佔用的CPU時間佔比，高過30%時IO壓力太高）

iostat（額外安裝sysstat包)

（當util接近100%時，說明產生的I/O請求太多，滿負荷運行。）

iotop(額外安裝iotop包，查看那些進程佔用的IO太高）

網絡

測試有關網絡性能，通常從可用性、響應時間、網絡利用率、網絡吞吐量，網絡帶寬容量這幾個方面。而經常使用的工具則有（ping、netstat、sar、tcpdump、iptraf）

iptraf（須要額外安裝iptraf包）

查看制定以太網卡的吞吐量狀況：

iptraf-ng -d eth0

sar（須要額外安裝sysstat）

查看網卡性能：

sar -n DEV 1 100

參數含義：

• IFACELAN接口
• rxpck/s每秒鐘接收的數據包
• txpck/s每秒鐘發送的數據包
• rxbyt/s或者rxkB/s每秒鐘接收的字節數（上傳速度，網卡入流量）
• txbyt/s或者txkB/s每秒鐘發送的字節數（下載速度，網卡出流量）
• rxcmp/s每秒鐘接收的壓縮數據包
• txcmp/s每秒鐘發送的壓縮數據包
• rxmcst/s每秒鐘接收的多播數據包

服務器性能分析軟件

參考連接

Linux下的CPU使用率與服務器負載的關係與區別：
https://www.jianshu.com/p/e134b8498413
服務器性能指標（一）——負載（Load）分析及問題排查：
https://www.hollischuang.com/archives/2409
服務器性能指標（三）——內存使用分析及問題排查：
https://www.hollischuang.com/archives/2642
Linux服務器I/O太高緣由及解決方法：
https://www.linuxidc.com/Linux/2016-09/134813.htm
查看linux服務器硬盤IO讀寫負載：
https://www.cnblogs.com/mfryf/archive/2012/03/12/2392012.html