Linux服务器性能评估

时间 2019-11-20

标签 linux 服务器性能评估栏目 Linux 繁體版

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1、影响Linux服务器性能的因素node

1. 操做系统级linux

CPUios
内存web
磁盘I/O带宽算法
网络I/O带宽缓存

2. 程序应用级服务器

2、系统性能评估标准网络

影响性能因素工具

影响性能因素	评判标准
好	坏	糟糕
CPU	user% + sys%< 70%	user% + sys%= 85%	user% + sys% >=90%
内存	Swap In(si)＝0 Swap Out(so)＝0性能	Per CPU with 10 page/s	More Swap In & 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。

swap in：即si，表示虚拟内存的页导入，即从SWAP DISK交换到RAM

swap out：即so，表示虚拟内存的页导出，即从RAM交换到SWAP DISK。

3、系统性能分析工具

1.经常使用系统命令

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

2.经常使用组合方式

o 用vmstat、sar、iostat检测是不是CPU瓶颈

o 用free、vmstat检测是不是内存瓶颈

o 用iostat检测是不是磁盘I/O瓶颈

o 用netstat检测是不是网络带宽瓶颈

4、Linux性能评估与优化

1. 系统总体性能评估(uptime命令)

[root@server ~]# uptime

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

这里须要注意的是：load average这个输出值，这三个值的大小通常不能大于系统CPU的个数，例如，本输出中系统有8个CPU,若是load average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，可是偶尔大于8时，倒不用担忧，通常不会影响系统性能。相反，若是load average的输出值小于CPU的个数，则表示CPU还有空闲的时间片，好比本例中的输出，CPU是很是空闲的。

2. CPU性能评估

(1)利用vmstat命令监控系统CPU

该命令能够显示关于系统各类资源之间相关性能的简要信息，这里咱们主要用它来看CPU一个负载状况。

下面是vmstat命令在某个系统的输出结果：

[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列表示运行和等待cpu时间片的进程数，这个值若是长期大于系统CPU的个数，说明CPU不足，须要增长CPU。

b列表示在等待资源的进程数，好比正在等待I/O、或者内存交换等。

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，可是若是长期大于50%，就须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资源不少。

根据经验，us+sy的参考值为80%，若是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，能够对系统的每一个方面进行单独的统计，可是使用sar命令会增长系统开销，不过这些开销是能够评估的，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 -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

对上面每项的输出解释以下：

%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强制对不一样的页面进行的steal操做。
%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总体利用率不高，而应用缓慢的现象？

在一个多CPU的系统中，若是程序使用了单线程，会出现这么一个现象，CPU的总体使用率不高，可是系统应用却响应缓慢，这多是因为程序使用单线程的缘由，单线程只使用一个CPU，致使这个CPU占用率为100%，没法处理其它请求，而其它的CPU却闲置，这就致使了总体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内存使用情况最经常使用的指令，看下面的一个输出：

[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，表示系统内存资源很是充足，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，须要增长系统内存，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知足应用需求，暂时不影响系统性能。

(2)利用vmstat命令监控内存

[root@node1 ~]# 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列表示切换到内存交换区的内存数量(以k为单位)。若是swpd的值不为0，或者比较大，只要si、so的值长期为0，这种状况下通常不用担忧，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buffers cache的内存数量，通常对块设备的读写才须要缓冲。

cache列表示page cached的内存数量，通常做为文件系统cached，频繁访问的文件都会被cached，若是cache值较大，说明cached的文件数较多，若是此时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。

通常状况下，si、so的值都为0，若是si、so的值长期不为0，则表示系统内存不足。须要增长系统内存。

4.磁盘I/O性能评估

(1)磁盘存储基础

熟悉RAID存储方式，能够根据应用的不一样，选择不一样的RAID方式。
尽量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做处理，由于内存读写操做比直接磁盘读写的效率要高千倍。
将常常进行读写的文件与长期不变的文件独立出来，分别放置到不一样的磁盘设备上。
对于写操做频繁的数据，能够考虑使用裸设备代替文件系统。

使用裸设备的优势有：

数据能够直接读写，不须要通过操做系统级的缓存，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，好比文件系统须要维护超级块、I-node等。
避免了操做系统的cache预读功能，减小了I/O请求。

使用裸设备的缺点是：

数据管理、空间管理不灵活，须要很专业的人来操做。

(2)利用iostat评估磁盘性能

[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

对上面每项的输出解释以下：

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表示读取的全部块数。
Blk_wrtn表示写入的全部块数。
能够经过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，若是Blk_wrtn/s值很大，表示磁盘的写操做很频繁，能够考虑优化磁盘或者优化程序，若是Blk_read/s值很大，表示磁盘直接读取操做不少，能够将读取的数据放入内存中进行操做。
对于这两个选项的值没有一个固定的大小，根据系统应用的不一样，会有不一样的值，可是有一个规则仍是能够遵循的：长期的、超大的数据读写，确定是不正常的，这种状况必定会影响系统性能。

(3)利用sar评估磁盘性能

经过“sar -d”组合，能够对系统的磁盘IO作一个基本的统计，请看下面的一个输出：
[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
须要关注的几个参数含义：

await表示平均每次设备I/O操做的等待时间（以毫秒为单位）。
svctm表示平均每次设备I/O操做的服务时间（以毫秒为单位）。
%util表示一秒中有百分之几的时间用于I/O操做。

对以磁盘IO性能，通常有以下评判标准：
正常状况下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值形成影响，过多的请求也会间接的致使svctm值的增长。
await值的大小通常取决与svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式，若是svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，若是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，此时能够经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，若是%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做，该磁盘可能存在瓶颈。长期下去，势必影响系统的性能，能够经过优化程序或者经过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。

5. 网络性能评估

（1）经过ping命令检测网络的连通性（2）经过netstat -i组合检测网络接口情况（3）经过netstat -r组合检测系统的路由表信息（4）经过sar -n组合显示系统的网络运行状态