Linux服務器性能評估

時間 2019-11-20

標籤 linux 服務器性能評估欄目 Linux 简体版

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1、影響Linux服務器性能的因素node

1. 操做系統級linux

CPUios
內存web
磁盤I/O帶寬算法
網絡I/O帶寬緩存

2. 程序應用級服務器

2、系統性能評估標準網絡

影響性能因素工具

影響性能因素	評判標準
好	壞	糟糕
CPU	user% + sys%< 70%	user% + sys%= 85%	user% + sys% >=90%
內存	Swap In(si)＝0 Swap Out(so)＝0性能	Per CPU with 10 page/s	More Swap In & Swap Out
磁盤	iowait % < 20%	iowait % =35%	iowait % >= 50%

其中：

%user：表示CPU處在用戶模式下的時間百分比。

%sys：表示CPU處在系統模式下的時間百分比。

%iowait：表示CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。

swap in：即si，表示虛擬內存的頁導入，即從SWAP DISK交換到RAM

swap out：即so，表示虛擬內存的頁導出，即從RAM交換到SWAP DISK。

3、系統性能分析工具

1.經常使用系統命令

Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等

2.經常使用組合方式

o 用vmstat、sar、iostat檢測是不是CPU瓶頸

o 用free、vmstat檢測是不是內存瓶頸

o 用iostat檢測是不是磁盤I/O瓶頸

o 用netstat檢測是不是網絡帶寬瓶頸

4、Linux性能評估與優化

1. 系統總體性能評估(uptime命令)

[root@server ~]# uptime

16:38:00 up 118 days, 3:01, 5 users, load average: 1.22, 1.02, 0.91

這裏須要注意的是：load average這個輸出值，這三個值的大小通常不能大於系統CPU的個數，例如，本輸出中系統有8個CPU,若是load average的三個值長期大於8時，說明CPU很繁忙，負載很高，可能會影響系統性能，可是偶爾大於8時，倒不用擔憂，通常不會影響系統性能。相反，若是load average的輸出值小於CPU的個數，則表示CPU還有空閒的時間片，好比本例中的輸出，CPU是很是空閒的。

2. CPU性能評估

(1)利用vmstat命令監控系統CPU

該命令能夠顯示關於系統各類資源之間相關性能的簡要信息，這裏咱們主要用它來看CPU一個負載狀況。

下面是vmstat命令在某個系統的輸出結果：

[root@node1 ~]# vmstat 2 3

procs ―――-memory―――- ―swap- ―-io―- -system- ―-cpu――

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0

Procs

r列表示運行和等待cpu時間片的進程數，這個值若是長期大於系統CPU的個數，說明CPU不足，須要增長CPU。

b列表示在等待資源的進程數，好比正在等待I/O、或者內存交換等。

us列顯示了用戶進程消耗的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，可是若是長期大於50%，就須要考慮優化程序或算法。

sy列顯示了內核進程消耗的CPU時間百分比。Sy的值較高時，說明內核消耗的CPU資源不少。

根據經驗，us+sy的參考值爲80%，若是us+sy大於 80%說明可能存在CPU資源不足。

(2)利用sar命令監控系統CPU

sar功能很強大，能夠對系統的每一個方面進行單獨的統計，可是使用sar命令會增長系統開銷，不過這些開銷是能夠評估的，對系統的統計結果不會有很大影響。

下面是sar命令對某個系統的CPU統計輸出：

[root@webserver ~]# sar -u 3 5

Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/28/2008 _i686_ (8 CPU)

11:41:24 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle

11:41:27 AM all 0.88 0.00 0.29 0.00 0.00 98.83

11:41:30 AM all 0.13 0.00 0.17 0.21 0.00 99.50

11:41:33 AM all 0.04 0.00 0.04 0.00 0.00 99.92

11:41:36 AM all 90.08 0.00 0.13 0.16 0.00 9.63

11:41:39 AM all 0.38 0.00 0.17 0.04 0.00 99.41

Average: all 0.34 0.00 0.16 0.05 0.00 99.45

對上面每項的輸出解釋以下：

%user列顯示了用戶進程消耗的CPU 時間百分比。
%nice列顯示了運行正常進程所消耗的CPU 時間百分比。
%system列顯示了系統進程消耗的CPU時間百分比。
%iowait列顯示了IO等待所佔用的CPU時間百分比
%steal列顯示了在內存相對緊張的環境下pagein強制對不一樣的頁面進行的steal操做。
%idle列顯示了CPU處在空閒狀態的時間百分比。

問題

1.你是否遇到過系統CPU總體利用率不高，而應用緩慢的現象？

在一個多CPU的系統中，若是程序使用了單線程，會出現這麼一個現象，CPU的總體使用率不高，可是系統應用卻響應緩慢，這多是因爲程序使用單線程的緣由，單線程只使用一個CPU，致使這個CPU佔用率爲100%，沒法處理其它請求，而其它的CPU卻閒置，這就致使了總體CPU使用率不高，而應用緩慢現象的發生。

3. 內存性能評估

(1)利用free指令監控內存

free是監控linux內存使用情況最經常使用的指令，看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# free -m

total used free shared buffers cached

Mem: 8111 7185 926 0 243 6299

-/+ buffers/cache: 643 7468

Swap: 8189 0 8189

通常有這樣一個經驗公式：應用程序可用內存/系統物理內存>70%時，表示系統內存資源很是充足，不影響系統性能，應用程序可用內存/系統物理內存<20%時，表示系統內存資源緊缺，須要增長系統內存，20%<應用程序可用內存/系統物理內存<70%時，表示系統內存資源基本能知足應用需求，暫時不影響系統性能。

(2)利用vmstat命令監控內存

[root@node1 ~]# vmstat 2 3

procs ―――-memory―――- ―swap- ―-io―- -system- ―-cpu――

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0

memory

swpd列表示切換到內存交換區的內存數量(以k爲單位)。若是swpd的值不爲0，或者比較大，只要si、so的值長期爲0，這種狀況下通常不用擔憂，不會影響系統性能。

free列表示當前空閒的物理內存數量(以k爲單位)

buff列表示buffers cache的內存數量，通常對塊設備的讀寫才須要緩衝。

cache列表示page cached的內存數量，通常做爲文件系統cached，頻繁訪問的文件都會被cached，若是cache值較大，說明cached的文件數較多，若是此時IO中bi比較小，說明文件系統效率比較好。

swap

si列表示由磁盤調入內存，也就是內存進入內存交換區的數量。

so列表示由內存調入磁盤，也就是內存交換區進入內存的數量。

通常狀況下，si、so的值都爲0，若是si、so的值長期不爲0，則表示系統內存不足。須要增長系統內存。

4.磁盤I/O性能評估

(1)磁盤存儲基礎

熟悉RAID存儲方式，能夠根據應用的不一樣，選擇不一樣的RAID方式。
儘量用內存的讀寫代替直接磁盤I/O，使頻繁訪問的文件或數據放入內存中進行操做處理，由於內存讀寫操做比直接磁盤讀寫的效率要高千倍。
將常常進行讀寫的文件與長期不變的文件獨立出來，分別放置到不一樣的磁盤設備上。
對於寫操做頻繁的數據，能夠考慮使用裸設備代替文件系統。

使用裸設備的優勢有：

數據能夠直接讀寫，不須要通過操做系統級的緩存，節省了內存資源，避免了內存資源爭用。
避免了文件系統級的維護開銷，好比文件系統須要維護超級塊、I-node等。
避免了操做系統的cache預讀功能，減小了I/O請求。

使用裸設備的缺點是：

數據管理、空間管理不靈活，須要很專業的人來操做。

(2)利用iostat評估磁盤性能

[root@webserver ~]# iostat -d 2 3

Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_ (8 CPU)

Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn

sda 1.87 2.58 114.12 6479462 286537372

Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn

sda 0.00 0.00 0.00 0 0

Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn

sda 1.00 0.00 12.00 0 24

對上面每項的輸出解釋以下：

Blk_read/s表示每秒讀取的數據塊數。
Blk_wrtn/s表示每秒寫入的數據塊數。
Blk_read表示讀取的全部塊數。
Blk_wrtn表示寫入的全部塊數。
能夠經過Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值對磁盤的讀寫性能有一個基本的瞭解，若是Blk_wrtn/s值很大，表示磁盤的寫操做很頻繁，能夠考慮優化磁盤或者優化程序，若是Blk_read/s值很大，表示磁盤直接讀取操做不少，能夠將讀取的數據放入內存中進行操做。
對於這兩個選項的值沒有一個固定的大小，根據系統應用的不一樣，會有不一樣的值，可是有一個規則仍是能夠遵循的：長期的、超大的數據讀寫，確定是不正常的，這種狀況必定會影響系統性能。

(3)利用sar評估磁盤性能

經過「sar -d」組合，能夠對系統的磁盤IO作一個基本的統計，請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# sar -d 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008 _i686_ (8 CPU)

11:09:33 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:35 PM dev8-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

11:09:35 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:37 PM dev8-0 1.00 0.00 12.00 12.00 0.00 0.00 0.00 0.00

11:09:37 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:39 PM dev8-0 1.99 0.00 47.76 24.00 0.00 0.50 0.25 0.05

Average: DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
Average: dev8-0 1.00 0.00 19.97 20.00 0.00 0.33 0.17 0.02
須要關注的幾個參數含義：

await表示平均每次設備I/O操做的等待時間（以毫秒爲單位）。
svctm表示平均每次設備I/O操做的服務時間（以毫秒爲單位）。
%util表示一秒中有百分之幾的時間用於I/O操做。

對以磁盤IO性能，通常有以下評判標準：
正常狀況下svctm應該是小於await值的，而svctm的大小和磁盤性能有關，CPU、內存的負荷也會對svctm值形成影響，過多的請求也會間接的致使svctm值的增長。
await值的大小通常取決與svctm的值和I/O隊列長度以及I/O請求模式，若是svctm的值與await很接近，表示幾乎沒有I/O等待，磁盤性能很好，若是await的值遠高於svctm的值，則表示I/O隊列等待太長，系統上運行的應用程序將變慢，此時能夠經過更換更快的硬盤來解決問題。
%util項的值也是衡量磁盤I/O的一個重要指標，若是%util接近100%，表示磁盤產生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負荷的在工做，該磁盤可能存在瓶頸。長期下去，勢必影響系統的性能，能夠經過優化程序或者經過更換更高、更快的磁盤來解決此問題。

5. 網絡性能評估

（1）經過ping命令檢測網絡的連通性（2）經過netstat -i組合檢測網絡接口情況（3）經過netstat -r組合檢測系統的路由表信息（4）經過sar -n組合顯示系統的網絡運行狀態