Linux服务器性能评估与优化.docx
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Linux服务器性能评估与优化
一、影响Linux服务器性能的因素
1。
操作系统级
ØCPU
Ø内存
Ø磁盘I/O带宽
Ø网络I/O带宽
2.程序应用级
二、系统性能评估标准
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
SwapIn（si）＝0
SwapOut（so）＝0
PerCPUwith10page/s
MoreSwapIn＆SwapOut
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。
swapin:
即si,表示虚拟内存的页导入，即从SWAPDISK交换到RAM
swapout：
即so,表示虚拟内存的页导出，即从RAM交换到SWAPDISK。
三、系统性能分析工具
1.常用系统命令
Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等
2。
常用组合方式
•用vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈
•用free、vmstat检测是否是内存瓶颈
•用iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈
•用netstat检测是否是网络带宽瓶颈
四、Linux性能评估与优化
1.系统整体性能评估（uptime命令）
［root＠web1～]#uptime
16：
38：
00up118days，3：
01，5users,loadaverage：
1.22，1。
02,0.91
这里需要注意的是：
loadaverage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loadaverage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loadaverage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：
[root＠node1~]#vmstat23
procs-—------——-memory-----———---—-swap———---—io-----—system---—-——cpu————--
rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwast
000162240830467032001321100723019800
00016224083046703200101010200110000
0001622408304670320011100918019900
●Procs
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。
●Cpu
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。
（2）利用sar命令监控系统CPU
sar功能很强大，可以对系统的每个方面进行单独的统计，但是使用sar命令会增加系统开销，不过这些开销是可以评估的，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—u35
Linux2。
6.9—42.ELsmp（webserver）11/28/2008_i686_（8CPU）
11:
41：
24AMCPU％user％nice%system％iowait％steal%idle
11:
41:
27AMall0。
880.000。
290.000。
0098。
83
11：
41：
30AMall0.130.000。
170。
210.0099.50
11：
41:
33AMall0.040。
000。
040.000。
0099。
92
11：
41：
36AMall90。
080。
000.130.160.009.63
11:
41：
39AMall0.380。
000.170.040。
0099.41
Average:
all0.340.000。
160。
050。
0099。
45
对上面每项的输出解释如下：
●%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强制对不同的页面进行的steal操作。
●％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整体利用率不高，而应用缓慢的现象？
在一个多CPU的系统中，如果程序使用了单线程，会出现这么一个现象,CPU的整体使用率不高，但是系统应用却响应缓慢，这可能是由于程序使用单线程的原因，单线程只使用一个CPU，导致这个CPU占用率为100％,无法处理其它请求，而其它的CPU却闲置,这就导致了整体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内存使用状况最常用的指令，看下面的一个输出：
[root＠webserver~]＃free—m
totalusedfreesharedbufferscached
Mem:
8111718592602436299
—/+buffers/cache：
6437468
Swap：
818908189
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
［root＠node1～]#vmstat23
procs———-—-——--—memory—-—-—-----———swap--——---io--—-——system—---———cpu—-————
rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwast
000162240830467032001321100723019800
00016224083046703200101010200110000
0001622408304670320011100918019900
●memory
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bufferscache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲。
cache列表示pagecached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。
●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。
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
［root@webserver～］＃iostat—d23
Linux2。
6。
9—42.ELsmp（webserver）12/01/2008_i686_（8CPU）
Device：
tpsBlk_read/sBlk_wrtn/sBlk_readBlk_wrtn
sda1.872。
58114.126479462286537372
Device：
tpsBlk_read/sBlk_wrtn/sBlk_readBlk_wrtn
sda0.000.000.0000
Device：
tpsBlk_read/sBlk_wrtn/sBlk_readBlk_wrtn
sda1。
000.0012.00024
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。
Ø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。
Ø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。
（3）利用sar评估磁盘性能
通过“sar–d”组合，可以对系统的磁盘IO做一个基本的统计，请看下面的一个输出：
［root＠webserver~]#sar-d23
Linux2.6.9-42。
ELsmp（webserver）11/30/2008_i686_（8CPU）
11:
09：
33PMDEVtpsrd_sec/swr_sec/savgrq—szavgqu-szawaitsvctm％util
11:
09:
35PMdev8-00.000。
000.000.000.000.000.000.00
11：
09：
35PMDEVtpsrd_sec/swr_sec/savgrq—szavgqu—szawaitsvctm％util
11:
09：
37PMdev8—01。
000.0012。
0012。
000.000.000。
000.00
11:
09：
37PMDEVtpsrd_sec/swr_sec/savgrq—szavgqu—szawaitsvctm%util
11：
09:
39PMdev8—01.990.0047.7624.000。
000.500。
250。
05
Average：
DEVtpsrd_sec/swr_sec/savgrq—szavgqu-szawaitsvctm%util
Average：
dev8—01。
000。
0019.9720。
000。
000.330。
170。
02
需要关注的几个参数含义：
await表示平均每次设备I/O操作的等待时间（以毫秒为单位）。
svctm表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。
%util表示一秒中有百分之几的时间用于I/O操作.
对以磁盘IO性能，一般有如下评判标准：
正常情况下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值造成影响,过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。
await值的大小一般取决与svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式，如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果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,此时可以通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，如果%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作，该磁盘可能存在瓶颈.长期下去，势必影响系统的性能，可以通过优化程序或者通过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。
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
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