linux需要检测的系统资源不足,细说Linux 系统优化
作為一名linux系統管理員，最主要的工作是優化系統配置，使應用在系統上以最優的狀態運行，但是由于硬件問題、軟件問題、網絡環境等的復雜性和多變性，導致對系統的優化變得異常復雜，如何定位性能問題出在哪個方面，是性能優化的一大難題，本章從系統入手，重點講述由于系統軟、硬件配置不當可能造成的性能問題，并且給出了檢測系統故障和優化性能的一般方法和流程。
1 cpu性能評估
Cpu是影響Linux性能的主要因素之一，下面先介紹幾個查看CPU性能的命令。
1.1 vmstat命令
該命令可以顯示關于系統各種資源之間相關性能的簡要信息，這里我們主要用它來看CPU的一個負載情況。
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
對上面每項的輸出解釋如下：
procs
r列表示運行和等待cpu時間片的進程數，這個值如果長期大于系統CPU的個數，說明CPU不足，需要增加CPU。
b列表示在等待資源的進程數，比如正在等待I/O、或者內存交換等。
memory
swpd列表示切換到內存交換區的內存數量(以k為單位)。如果swpd的值不為0，或者比較大，只要si、so的值長期為0，這種情況下一般不用擔心，不會影響系統性能。
free列表示當前空閑的物理內存數量(以k為單位)
buff列表示buffers cache的內存數量，一般對塊設備的讀寫才需要緩沖。
cache列表示page cached的內存數量，一般作為文件系統cached，頻繁訪問的文件都會被cached，如果cache值較大，說明cached的文件數較多，如果此時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。
一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長期不為0，則表示系統內存不足。需要增加系統內存。
IO項顯示磁盤讀寫狀況
Bi列表示從塊設備讀入數據的總量(即讀磁盤)(每秒kb)。
Bo列表示寫入到塊設備的數據總量(即寫磁盤)(每秒kb)
這里我們設置的bi+bo參考值為1000，如果超過1000，而且wa值較大，則表示系統磁盤IO有問題，應該考慮提高磁盤的讀寫性能。
system 顯示采集間隔內發生的中斷數
in列表示在某一時間間隔中觀測到的每秒設備中斷數。
cs列表示每秒產生的上下文切換次數。
上面這2個值越大，會看到由內核消耗的CPU時間會越多。
CPU項顯示了CPU的使用狀態，此列是我們關注的重點。
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，但是如果長期大于50%，就需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資源很多。
根據經驗，us+sy的參考值為80%，如果us+sy大于 80%說明可能存在CPU資源不足。
id 列顯示了CPU處在空閑狀態的時間百分比。
wa列顯示了IO等待所占用的CPU時間百分比。wa值越高，說明IO等待越嚴重，根據經驗，wa的參考值為20%，如果wa超過20%，說明IO等待嚴重，引起IO等待的原因可能是磁盤大量隨機讀寫造成的，也可能是磁盤或者磁盤控制器的帶寬瓶頸造成的(主要是塊操作)。
綜上所述，在對CPU的評估中，需要重點注意的是procs項r列的值和CPU項中us、sy和id列的值。
1.2??sar命令
檢查CPU性能的第二個工具是sar，sar功能很強大，可以對系統的每個方面進行單獨的統計，但是使用sar命令會增加系統開銷，不過這些開銷是可以評估的，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??????0.29??????0.00??????0.13??????0.00??????0.00?????99.58
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如下：
%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等待所占用的CPU時間百分比
%steal列顯示了在內存相對緊張的環境下pagein強制對不同的頁面進行的steal操作。
%idle列顯示了CPU處在空閑狀態的時間百分比。
這個輸出是對系統整體CPU使用狀況的統計，每項的輸出都非常直觀，并且最后一行Average是個匯總行，是上面統計信息的一個平均值。
需要注意的一點是：第一行的統計信息中包含了sar本身的統計消耗，所以%user列的值會偏高一點，不過，這不會對統計結果產生多大影響。
在一個多CPU的系統中，如果程序使用了單線程，會出現這么一個現象，CPU的整體使用率不高，但是系統應用卻響應緩慢，這可能是由于程序使用單線程的原因，單線程只使用一個CPU，導致這個CPU占用率為100%，無法處理其它請求，而其它的CPU卻閑置，這就導致了整體CPU使用率不高，而應用緩慢 現象的發生 。
針對這個問題，可以對系統的每個CPU分開查詢，統計每個CPU的使用情況：
[root@webserver ~]# sar -P 0 3 5
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)????????11/29/2008??????_i686_??(8 CPU)
06:29:33 PM?????CPU?????%user?????%nice???%system???%iowait????%steal?????%idle
06:29:36 PM???????0??????3.00??????0.00??????0.33??????0.00??????0.00?????96.67
06:29:39 PM???????0??????0.67??????0.00??????0.33??????0.00??????0.00?????99.00
06:29:42 PM???????0??????0.00??????0.00??????0.33??????0.00??????0.00?????99.67
06:29:45 PM???????0??????0.67??????0.00??????0.33??????0.00??????0.00?????99.00
06:29:48 PM???????0??????1.00??????0.00??????0.33??????0.33??????0.00?????98.34
Average:??????????0??????1.07??????0.00??????0.33??????0.07??????0.00?????98.53
這個輸出是對系統的第一顆CPU的信息統計，需要注意的是，sar中對CPU的計數是從0開始的，因此，“sar -P 0 3 5”表示對系統的第一顆CPU進行信息統計，“sar -P 4 3 5”則表示對系統的第五顆CPU進行統計。依次類推。可以看出，上面的系統有八顆CPU。
1.3 iostat命令
iostat指令主要用于統計磁盤IO狀態，但是也能查看CPU的使用信息，它的局限性是只能顯示系統所有CPU的平均信息，看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# iostat??-c
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)????????11/29/2008??????_i686_??(8 CPU)
avg-cpu:??%user???%nice???%system??%iowait??%steal???%idle
2.52????0.00????0.30?????0.24?????0.00????96.96
在這里，我們使用了“-c”參數，只顯示系統CPU的統計信息，輸出中每項代表的含義與sar命令的輸出項完全相同，不再詳述。
1.4 uptime命令
uptime是監控系統性能最常用的一個命令，主要用來統計系統當前的運行狀況，輸出的信息依次為：系統現在的時間、系統從上次開機到現在運行了多長時間、系統目前有多少登陸用戶、系統在一分鐘內、五分鐘內、十五分鐘內的平均負載。看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# uptime
18:52:11 up 27 days, 19:44,??2 users,??load average: 0.12, 0.08, 0.08
這里需要注意的是load average這個輸出值，這三個值的大小一般不能大于系統CPU的個數，例如，本輸出中系統有8個CPU,如果load average的三個值長期大于8時，說明CPU很繁忙，負載很高，可能會影響系統性能，但是偶爾大于8時，倒不用擔心，一般不會影響系統性能。相反，如果load average的輸出值小于CPU的個數，則表示CPU還有空閑的時間片，比如本例中的輸出，CPU是非常空閑的。
1.5 本節小結
上面介紹了檢查CPU使用狀況的四個命令，通過這些命令需要了解的是：系統CPU是否出現性能瓶頸，也就是說，以上這些命令只能查看CPU是否繁忙，負載是否過大，但是無法知道CPU為何負載過大，因而，判斷系統CPU出現問題后，要結合top、ps等命令進一步檢查是由那些進程導致CPU負載過大的。引起CPU資源緊缺的原因可能是應用程序不合理造成的，也可能是硬件資源匱乏引起的，所以，要具體問題具體分析，或者優化應用程序，或者增加系統CPU資源。
2 內存性能評估
內存的管理和優化是系統性能優化的一個重要部分，內存資源的充足與否直接影響應用系統的使用性能，在進行內存優化之前，一定要熟悉linux的內存管理機制，這一點我們在前面的章節已經有深入講述，本節的重點是如何通過系統命令監控linux系統的內存使用狀況。
2.1 free 命令
free是監控linux內存使用狀況最常用的指令，看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# free -m
total???????used???????free?????shared????buffers?????cached
Mem:??????????8111???????7185????????925??????????0????????243???????6299
-/+ buffers/cache:????????643???????7468
Swap:?????????8189??????????0???????8189
“free –m”表示以M為單位查看內存使用情況，在這個輸出中，我們重點關注的應該是free列與cached列的輸出值，由輸出可知，此系統共8G內存，系統空閑內存還有925M，其中，Buffer Cache占用了243M，Page Cache占用了6299M，由此可知系統緩存了很多的文件和目錄，而對于應用程序來說，可以使用的內存還有7468M，當然這個7468M包含了Buffer Cache和Page Cache的值。在swap項可以看出，交換分區還未使用。所以從應用的角度來說，此系統內存資源還非常充足。
一般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，表示系統內存資源非常充足，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，需要增加系統內存，20%
free命令還可以適時的監控內存的使用狀況，使用“-s”參數可以在指定的時間段內不間斷的監控內存的使用情況：
[root@webserver ~]# free -b -s 5 -m
total???????used???????free?????shared????buffers?????cached
Mem:????8505901056 7528706048??977195008??????????0??260112384 6601158656
-/+ buffers/cache:??667435008 7838466048
Swap:???8587149312?????163840 8586985472
total???????used???????free?????shared????buffers?????cached
Mem:????8505901056 7526936576??978964480??????????0??260128768 6601142272
-/+ buffers/cache:??665665536 7840235520
Swap:???8587149312?????163840 8586985472
total???????used???????free?????shared????buffers?????cached
Mem:????8505901056 7523987456??981913600??????????0??260141056 6601129984
-/+ buffers/cache:??662716416 7843184640
Swap:???8587149312?????163840 8586985472
其中，“-b”表示以千字節(也就是1024字節為單位)來顯示內存使用情況。
2.2 通過watch與free相結合動態監控內存狀況
watch是一個非常有用的命令，幾乎每個linux發行版都帶有這個工具，通過watch，可以動態的監控命令的運行結果，省去手動執行的麻煩。
可以在watch后面跟上需要運行的命令，watch就會自動重復去運行這個命令，默認是2秒鐘執行一次，并把執行的結果更新在屏幕上。例如：
[root@webserver ~]# watch -n 3 -d free
Every 3.0s: free???????????????????????????????????Sun Nov 30 16:23:20 2008
total???????used???????free?????shared????buffers?????cached
Mem:???????8306544????7349548?????956996??????????0?????203296????6500024
-/+ buffers/cache:?????646228????7660316
Swap:??????8385888????????160????8385728
其中，“-n”指定重復執行的時間，“-d”表示高亮顯示變動。
2.3 vmstat命令監控內存
vmstat命令在監控系統內存方面功能強大，請看下面的一個輸出：
procs??-----------memory----------??---swap--??-----io---- --system--???----cpu----
r??b???swpd????free buff????cache???si???so????bi????bo????in????cs????us sy id???wa
0??0??906440??22796 155616 1325496??340??180????2?????4?????1?????4????80??0??10??10
0??0??906440??42796 155616 1325496??320??289????0????54????1095??287???70??15??0??15
0??0??906440??42884 155624 1325748??236??387????2???102????1064???276??78??2???5??15
對于內存的監控，在vmstat中重點關注的是swpd、si和so行，從這個輸出可以看出，此系統內存資源緊缺，swpd占用了900M左右內存，si和so占用很大，而由于系統內存的緊缺，導致出現15%左右的系統等待，此時增加系統的內存是必須要做的。
2.4 sar -r命令組合
sar命令也可以監控linux的內存使用狀況，可以通過“sar –r”組合查看系統內存和交換空間的使用率。請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# sar -r 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)????????11/30/2008??????_i686_??(8 CPU)
09:57:33 PM kbmemfree kbmemused??%memused kbbuffers??kbcached??kbcommit???%commit
09:57:35 PM????897988???7408556?????89.19????249428???6496532????786556??????4.71
09:57:37 PM????898564???7407980?????89.18????249428???6496532????784276??????4.70
09:57:39 PM????899196???7407348?????89.17????249440???6496520????782132??????4.69
Average:???????898583???7407961?????89.18????249432???6496528????784321??????4.70
其中：
Kbmemfree表示空閑物理內存大小，kbmemused表示已使用的物理內存空間大小，%memused表示已使用內存占總內存大小的百分比，kbbuffers和kbcached分別表示Buffer Cache和Page Cache的大小，kbcommit和%commit分別表示應用程序當前使用的內存大小和使用百分比。
可以看出sar的輸出其實與free的輸出完全對應，不過sar更加人性化，不但給出了內存使用量，還給出了內存使用的百分比以及統計的平均值。從%commit項可知，此系統目前內存資源充足。
2.5 本節小結
上面介紹了內存監控常用的幾個指令以及一些經驗規則，其實現在的系統在內存方面出現的瓶頸已經很少，因為內存價格很低，充足的內存已經完全能滿足應用程序和系統本身的需要，如果系統在內存方面出現瓶頸，很大的可能是應用程序本身的問題造成的。
3 磁盤I/O性能評估
在對磁盤I/O性能做評估之前，必須知道的幾個方面是：
熟悉RAID存儲方式，可以根據應用的不同，選擇不同的RAID方式，例如，如果一個應用經常有大量的讀操作，可以選擇RAID5方式構建磁盤陣列存儲數據，如果應用有大量的、頻繁的寫操作，可以選擇raid0存取方式，如果應用對數據安全要求很高，同時對讀寫也有要求的話，可以考慮raid01存取方式等等。
盡可能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作處理，因為內存讀寫操作比直接磁盤讀寫的效率要高千倍。
將經常進行讀寫的文件與長期不變的文件獨立出來，分別放置到不同的磁盤設備上。
對于寫操作頻繁的數據，可以考慮使用裸設備代替文件系統。這里簡要講述下文件系統與裸設備的對比：
使用裸設備的優點有：
數據可以直接讀寫，不需要經過操作系統級的緩存，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，比如文件系統需要維護超級塊、I-node等。
避免了操作系統的cache預讀功能，減少了I/O請求。
使用裸設備的缺點是：
數據管理、空間管理不靈活，需要很專業的人來操作。
其實裸設備的優點就是文件系統的缺點，反之也是如此，這就需要我們做出合理的規劃和衡量，根據應用的需求，做出對應的策略。
下面接著介紹對磁盤IO的評估標準。
3.1 sar -d命令組合
通過“sar –d”組合，可以對系統的磁盤IO做一個基本的統計，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
對上面每項的輸出解釋如下：
DEV表示磁盤設備名稱。
tps表示每秒到物理磁盤的傳送數，也就是每秒的I/O流量。一個傳送就是一個I/O請求，多個邏輯請求可以被合并為一個物理I/O請求。
rd_sec/s表示每秒從設備讀取的扇區數(1扇區=512字節)。
wr_sec/s表示每秒寫入設備的扇區數目。
avgrq-sz表示平均每次設備I/O操作的數據大小(以扇區為單位)。
avgqu-sz表示平均I/O隊列長度。
await表示平均每次設備I/O操作的等待時間(以毫秒為單位)。
svctm表示平均每次設備I/O操作的服務時間(以毫秒為單位)。
%util表示一秒中有百分之幾的時間用于I/O操作。
Linux中I/O請求系統與現實生活中超市購物排隊系統有很多類似的地方，通過對超市購物排隊系統的理解，可以很快掌握linux中I/O運行機制。比如：
avgrq-sz類似與超市排隊中每人所買東西的多少。
avgqu-sz類似與超市排隊中單位時間內平均排隊的人數。
await類似與超市排隊中每人的等待時間。
svctm類似與超市排隊中收銀員的收款速度。
%util類似與超市收銀臺前有人排隊的時間比例。
對以磁盤IO性能，一般有如下評判標準：
正常情況下svctm應該是小于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值造成影響，過多的請求也會間接的導致svctm值的增加。
await值的大小一般取決與svctm的值和I/O隊列長度以及I/O請求模式，如果svctm的值與await很接近，表示幾乎沒有I/O等待，磁盤性能很好，如果await的值遠高于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，此時可以通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，如果%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作，該磁盤可能存在瓶頸。長期下去，勢必影響系統的性能，可以通過優化程序或者通過更換更高、更快的磁盤來解決此問題。
3.2 iostat –d命令組合
通過“iostat –d”命令組合也可以查看系統磁盤的使用狀況，請看如下輸出：
[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如下：
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表示讀取的所有塊數
Blk_wrtn表示寫入的所有塊數。
這里需要注意的一點是：上面輸出的第一項是系統從啟動以來到統計時的所有傳輸信息，從第二次輸出的數據才代表在檢測的時間段內系統的傳輸值。
可以通過Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值對磁盤的讀寫性能有一個基本的了解，如果Blk_wrtn/s值很大，表示磁盤的寫操作很頻繁，可以考慮優化磁盤或者優化程序，如果Blk_read/s值很大，表示磁盤直接讀取操作很多，可以將讀取的數據放入內存中進行操作。對于這兩個選項的值沒有一個固定的大小，根據系統應用的不同，會有不同的值，但是有一個規則還是可以遵循的：長期的、超大的數據讀寫，肯定是不正常的，這種情況一定會影響系統性能。
“iostat –x”組合還提供了對每個磁盤的單獨統計，如果不指定磁盤，默認是對所有磁盤進行統計，請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]#???iostat -x /dev/sda??2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)????????12/01/2008??????_i686_??(8 CPU)
avg-cpu:??%user???%nice %system %iowait??%steal???%idle
2.45????0.00????0.30????0.24????0.00???97.03
Device: rrqm/s??wrqm/s??r/s??w/s??rsec/s??wsec/s avgrq-sz avgqu-sz???await??svctm??%util
sda???0.01?????12.48????0.10??1.78??2.58???114.03????62.33???0.07????38.39???1.30???0.24
avg-cpu:??%user???%nice %system %iowait??%steal???%idle
3.97????0.00????1.83????8.19????0.00???86.14
Device:rrqm/s wrqm/s???r/s??w/s???rsec/s??wsec/s avgrq-sz avgqu-sz???await??svctm??%util
sda????0.00???195.00??0.00 18.00??0.00??1704.00????94.67?????0.04????2.50???0.11???0.20
avg-cpu:??%user???%nice %system %iowait??%steal???%idle
4.04????0.00????1.83????8.01????0.00???86.18
Device: rrqm/s??wrqm/s??r/s??w/s???rsec/s???wsec/s avgrq-sz avgqu-sz?????await??svctm??%util
sda????0.00?????4.50????0.00???7.00???0.00????92.00????13.14?????0.01????0.79???0.14???0.10
這個輸出基本與“sar –d”相同，需要說明的幾個選項的含義為：
rrqm/s表示每秒進行merged的讀操作數目。
wrqm/s表示每秒進行 merge 的寫操作數目。
r/s表示每秒完成讀I/O設備的次數。
w/s表示每秒完成寫I/O設備的次數。
rsec/s表示每秒讀取的扇區數。
wsec/s表示每秒寫入的扇區數。
3.3 vmstat –d組合
通過“vmstat –d”組合也可以查看磁盤的統計數據，情況下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# vmstat -d 3 2|grep sda
disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------
total??merged sectors????ms????total????merged???sectors??????ms?????cur????sec
sda??239588 29282??6481862??1044442 4538678??32387680 295410812??186025580??0???6179
disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------
total??merged??sectors??ms????total?????merged????sectors?????ms?????cur???sec
sda??239588 29282??6481862 1044442 4538680???32387690 295410908 186025581??0???6179
這個輸出顯示了磁盤的reads、writes和IO的使用狀況。
3.4 本節小結
上面主要講解了對磁盤I/O的性能評估，其實衡量磁盤I/O好壞是多方面的，有應用程序本身的，也有硬件設計上的，還有系統自身配置的問題等，要解決I/O的瓶頸，關鍵是要提高I/O子系統的執行效率。例如，首要要從應用程序上對磁盤讀寫進行優化，能夠放到內存執行的操作，盡量不要放到磁盤，同時對磁盤存儲方式進行合理規劃，選擇適合自己的RAID存取方式，最后，在系統級別上，可以選擇適合自身應用的文件系統，必要時使用裸設備提高讀寫性能。
4 網絡性能評估
網絡性能的好壞直接影響應用程序對外提供服務的穩定性和可靠性，監控網絡性能，可以從以下幾個方面進行管理和優化。
4.1 通過ping命令檢測網絡的連通性
如果發現網絡反應緩慢，或者連接中斷，可以通過ping來測試網絡的連通情況，請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# ping 10.10.1.254
PING 10.10.1.254 (10.10.1.254) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.235 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.164 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.210 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.178 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.525 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.571 ms
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.220 ms
--- 10.10.1.254 ping statistics ---
7 packets transmitted, 7 received, 0% packet loss, time 6000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.164/0.300/0.571/0.159 ms, pipe 2
在這個輸出中，time值顯示了兩臺主機之間的網絡延時情況，如果此值很大，則表示網絡的延時很大，單位為毫秒。在這個輸出的最后，是對上面輸出信息的一個總結，packet loss表示網絡的丟包率，此值越小，表示網絡的質量越高。
4.2 通過netstat –i組合檢測網絡接口狀況
netstat命令提供了網絡接口的詳細信息，請看下面的輸出：
[root@webserver ~]# netstat -i
Kernel Interface table
Iface MTU??Met RX-OK?????RX-ERR RX-DRP RX-OVR???TX-OK????TX-ERR TX-DRP TX-OVR???????Flg
eth0??1500??0 1313129253??0??????0???????0?????1320686497????0??????0??????0????????BMRU
eth1??1500??0 494902025???0??????0???????0?????292358810?????0??????0??????0????????BMRU
lo???16436??0 41901601????0??????0???????0?????41901601??????0??????0??????0????????LRU
對上面每項的輸出解釋如下：
Iface表示網絡設備的接口名稱。
MTU表示最大傳輸單元，單位字節。
RX-OK/TX-OK表示已經準確無誤的接收/發送了多少數據包。
RX-ERR/TX-ERR表示接收/發送數據包時產生了多少錯誤。
RX-DRP/TX-DRP表示接收/發送數據包時丟棄了多少數據包。
RX-OVR/TX-OVR表示由于誤差而遺失了多少數據包。
Flg表示接口標記，其中：
L：表示該接口是個回環設備。
B：表示設置了廣播地址。
M：表示接收所有數據包。
R：表示接口正在運行。
U：表示接口處于活動狀態。
O：表示在該接口上禁用arp。
P：表示一個點到點的連接。
正常情況下，RX-ERR/TX-ERR、RX-DRP/TX-DRP和RX-OVR/TX-OVR的值都應該為0，如果這幾個選項的值不為0，并且很大，那么網絡質量肯定有問題，網絡傳輸性能也一定會下降。
當網絡傳輸存在問題是，可以檢測網卡設備是否存在故障，如果可能，可以升級為千兆網卡或者光纖網絡，還可以檢查網絡部署環境是否合理。
4.3 通過netstat –r組合檢測系統的路由表信息
在網絡不通，或者網絡異常時，首先想到的就是檢查系統的路由表信息，“netstat –r”的輸出結果與route命令的輸出完全相同，請看下面的一個實例：
[root@webserver ~]#??netstat -r
Kernel IP routing table
Destination?????Gateway?????????Genmask?????????Flags???MSS Window??irtt Iface
10.10.1.0???????*???????????????255.255.255.0???U?????????0???0???????0??eth0
192.168.200.0???*???????????????255.255.255.0???U?????????0???0???????0??eth1
169.254.0.0?????*???????????????255.255.0.0?????U?????????0???0???????0??eth1
default?????????10.10.1.254?????0.0.0.0?????????UG????????0???0???????0??eth0
關于輸出中每項的具體含義，已經在前面章節進行過詳細介紹，這里不再多講，這里我們重點關注的是default行對應的值，default項表示系統的默認路由，對應的網絡接口為eth0。
4.4 通過sar –n組合顯示系統的網絡運行狀態
sar提供四種不同的選項來顯示網絡統計信息，通過“-n”選項可以指定4個不同類型的開關：DEV、EDEV、SOCK和FULL。DEV顯示網絡接口信息，EDEV顯示關于網絡錯誤的統計數據，SOCK顯示套接字信息，FULL顯示所有三個開關。請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# sar -n DEV 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)????????12/01/2008??????_i686_??(8 CPU)
02:22:31 PM?????IFACE???rxpck/s???txpck/s????rxkB/s????txkB/s???rxcmp/s???txcmp/s??rxmcst/s
02:22:33 PM????????lo?????31.34?????31.34?????37.53?????37.53??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:33 PM??????eth0????199.50????279.60?????17.29????344.12??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:33 PM??????eth1??????5.47??????4.98??????7.03??????0.36??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:33 PM??????sit0??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:33 PM?????IFACE???rxpck/s???txpck/s????rxkB/s????txkB/s???rxcmp/s???txcmp/s??rxmcst/s
02:22:35 PM????????lo?????67.66?????67.66?????74.34?????74.34??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:35 PM??????eth0????159.70????222.39?????19.74????217.16??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:35 PM??????eth1??????3.48??????4.48??????0.44??????0.51??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:35 PM??????sit0??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:35 PM?????IFACE???rxpck/s???txpck/s????rxkB/s????txkB/s???rxcmp/s???txcmp/s??rxmcst/s
02:22:37 PM????????lo??????4.52??????4.52??????9.25??????9.25??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:37 PM??????eth0????102.51????133.67?????20.67????116.14??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:37 PM??????eth1?????27.14?????67.34??????2.42?????89.26??????0.00??????0.00??????0.00
02:22:37 PM??????sit0??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00
Average:????????IFACE???rxpck/s???txpck/s????rxkB/s????txkB/s???rxcmp/s???txcmp/s??rxmcst/s
Average:???????????lo?????34.61?????34.61?????40.48?????40.48??????0.00??????0.00??????0.00
Average:?????????eth0????154.08????212.15?????19.23????226.17??????0.00??????0.00??????0.00
Average:?????????eth1?????11.98?????25.46??????3.30?????29.85??????0.00??????0.00??????0.00
Average:?????????sit0??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00??????0.00
對上面每項的輸出解釋如下：
IFACE表示網絡接口設備。
rxpck/s表示每秒鐘接收的數據包大小。
txpck/s表示每秒鐘發送的數據包大小。
rxkB/s表示每秒鐘接收的字節數。
txkB/s表示每秒鐘發送的字節數。
rxcmp/s表示每秒鐘接收的壓縮數據包。
txcmp/s表示每秒鐘發送的壓縮數據包。
rxmcst/s表示每秒鐘接收的多播數據包。
通過“sar –n”的輸出，可以清楚的顯示網絡接口發送、接收數據的統計信息。此外還可以通過“sar -n EDEV 2 3”來統計網絡錯誤信息等。
4.5 小結
本節通過幾個常用的網絡命令介紹了對網絡性能的評估，事實上，網絡問題是簡單而且容易處理的，只要我們根據上面給出的命令，一般都能迅速定位問題。解決問題的方法一般是增加網絡帶寬，或者優化網絡部署環境。
除了上面介紹的幾個命令外，排查網絡問題經常用到的命令還有traceroute，主要用于跟蹤數據包的傳輸路徑，還有nslookup命令，主要用于判斷DNS解析信息
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