Linux服务器性能评估与优化.docx
《Linux服务器性能评估与优化.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Linux服务器性能评估与优化.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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
Ø CPＵ
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
Sｗaｐ In（ｓi）＝0
ＳwａpOut（ｓo）=０
PｅｒCＰUｗitｈ１0page/s
MoreSｗａpIn&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。
swapｉn:
即si，表示虚拟内存的页导入，即从SWAP ＤIＳK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:
０0up118 days, 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 ~]＃ｖmstat 2３
ｐrocs---－－------memoｒy---－--－---－--sｗaｐ－--－---iｏ---－-－ｓysｔｅｍ-- --－--cｐu------
rｂ ｓwpｄfrｅe bｕｆｆcaｃheｓｉ soｂｉboｉn ｃs uｓsｙ iｄ wast
0 00 1622４0 83０4 6703２ ０ 0 １3 2110０7 23０ 1 980０
0 0 0 162２40 8３０4670３２０ 0 10 １010 2００1100 00
０0 0 1６２2４0 ８304 67０32 ０0 1 1 10０9 １８ ０1 99 ０0
● 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：
2４AM CPU％ｕｓer %niｃe％syｓｔem%iowait ％sｔeal %idle
１1:
41:
２7AM all 0．88 ０.0０ 0．２9 0.00 0.０098．8３
1１:
４１:
30 ＡＭ all ０.13 ０.000.17 0.２1 ０.00 99.５0
11：
４１：
３３ AM ａll ０.０4 0.０0 0．04 ０.００ 0.0０９9．９2
１1:
４1:
36AM all ９0．08 ０.０0 0.１30．１６ 0.00 9.63
1１:
41:
39AM all０.38 0.０00.17 0．０40.０0 99.41
Ａveraｇe：
ａｌｌ 0.340.00 0.1６ ０.05 0．00 ９9.4５
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
totａl usedfｒeｅ ｓhaｒed ｂuffｅｒscａched
Mem:
8111 ７185 926 0 243 ６２９9
-/＋ buｆfers/cacｈe:
6４３ ７４68
Swap:
8189 0 81８9
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－---－-
r b swpｄ free buffcaｃhｅ sisobi bo incs ｕssy iｄ wａ sｔ
00 0 162240 830４67032０ ０ 1３ ２1 100７ 23 ０1 9８ ０0
0００ 16２240 830４6７０３2 0 0１0 １0１０ 20 0 11０00 0
00 0１62240８30467032 0 0 1 １ １009 1801９9０0
● 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:
tps Bｌk_read/s Blｋ＿wrtn/sBlk_rｅad Bｌk_ｗrtn
sda １.872.58 114.12 ６47946２ 286537372
Ｄeｖice:
tpｓ Blｋ_rｅａd/s Bｌk_wrtn/ｓ Bｌk_readBｌk_wｒｔn
ｓｄa 0.00 0.0０ 0.00 0 0
Device:
tps Blk_rｅａd/sBｌk＿wrtｎ/sBｌk_ｒead Blk_ｗrｔn
ｓdａ 1.０0 0.00 1２.00 0 24
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
Linｕx 2.6.９－4２.ＥLsｍｐ（websｅrver） 11/30/2008 _i6８6_（8ＣＰU）
11:
09:
33 PMDＥＶ tps rd_seｃ/swr_sｅc/sａvgrq－szaｖgｑu-sｚ awaitｓvctm %uｔil
11:
09:
3５PMdev8-０ ０.00 0.００ 0.０0 0．00 0.0０0.00 0.0０0.００
11:
0９：
35PM DEV tｐsrd_sec/ｓ wｒ_sｅc/s avgrｑ－ｓzaｖgqu－sz aｗaiｔ sｖctm ％utiｌ
11:
0９:
37PMdev８-0 1.０00.００ １２．０0 １２.00 0.00 0.000.０00.00
1１：
０９:
３7ＰMDEV tpｓrd_seｃ／ｓ ｗr_ｓec/savgｒq－sｚａｖｇｑｕ-szaｗaitsvctｍ %utｉｌ
1１:
0９：
39 ＰM dev８-0１.99 0．00 47.76 24.00 0.00 0.5０ 0．250.05
Aveｒａge:
DＥＶ tpｓ rd_ｓec/ｓwr_sec/s ａvgrq-ｓzａｖgｑu－sz await svctm %util
Averａgｅ:
ｄev８－0 1．00 0.０019.９7 20.00 0.00 0.33 0.１７ 0.0２
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
升级会员 