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  • 系统性能分析评估

    1,系统性能评估标准

    影响性能因素

    评判标准

    糟糕

    CPU

    user% + sys%< 70%

    user% + sys%= 85%

    user% + sys% >=90%

    内存

    Swap In(si)=0

    Swap Out(so)=0

    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。

    2,系统性能分析工具

    1.常用系统命令

    vmstatsariostatnetstatfreepstopiftop等

    2.常用组合方式

    vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈

    free、vmstat检测是否是内存瓶颈

    iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈

    netstatiftop检测是否是网络带宽瓶颈

    3,系统性能评估

    1) 系统整体性能评估(uptime命令)

    [root@web1 ~]# uptime

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

    这里需要注意的是:load average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,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load average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:

     

    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。

    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。

    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:

    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

    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buffers cache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲。

    cache列表示page cached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。

    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

    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。

    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

    5) 通过iftop -i eth0 查看网卡流量

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