linux伺服器性能評估

CPU 性能評估

（1）利用top指令監控系統CPU

監視系統整體資訊，包括CPU、記憶體及程序資訊，這次主要講解CPU部分

下面是top指令某個系統的輸出結果：

top - 12:03:02 up 27 days, 10:52,  1 user,  load average: 0.25, 0.25, 0.18

Tasks: 160 total,   1 running, 158 sleeping,   0 stopped,   1 zombie

Cpu(s):  2.7% us,  0.5% sy,  0.0% ni, 96.8% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Mem:   2074852k total,   904992k used,  1169860k free,   118900k buffers

Swap:  3145008k total,     5704k used,  3139304k free,   386796k cached

第一行load average: 0.25, 0.25, 0.18 分别表示近1分鐘、5分鐘、15分鐘cpu的負載平均值

一般來說隻要每個CPU的load average不大于1那麼系統的性能就是良好的，如果個CPU的load average大于4，那麼就表示這台機器的性能有嚴重問題

（2）利用vmstat指令監控系統CPU

該指令可以顯示關于系統各種資源之間相關性能的簡要資訊，這裡我們主要用它來看CPU一個負載情況。

下面是vmstat指令在某個系統的輸出結果：

[root@nh121-134 ~]# 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  14808  41544 635108    0    0     4    10    1    1  0  0 99  0  0

 0  0      0  14684  41560 635092    0    0     4    30  586  405  0  0 100  0  0

 0  0      0  14640  41560 635116    0    0    10     6  567  421  0  0 100  0  0

[root@HB-150-182 ~]# 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

 0  0   5704 1452404 118336 361100    3    1     4     4    1     2  5  2 93  0

 0  0   5704 1452140 118336 361100    0    0     0    20 1288   294  3  0 96  0

 0  0   5704 1452388 118336 361100    0    0     0   116 1462   439  5  1 94  0

一般VMSTAT工具的使用是通過兩個數字參數來完成的，第一個參數是采樣的時間間隔數，機關是秒，第二個參數是采樣的次數。

Procs

r清單示運作和等待cpu時間片的程序數，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。

Cpu

us列顯示了使用者程序消耗的CPU 時間百分比。us的值比較高時，說明使用者程序消耗的cpu時間多，但是如果長期大于50%，就需要考慮優化程式或算法。

sy列顯示了核心程序消耗的CPU時間百分比。Sy的值較高時，說明核心消耗的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。

（3）利用sar指令監控系統CPU

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指令會增加系統開銷，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。需要安裝

sysstat才能使用此指令

下面是sar指令對某個系統的CPU統計輸出：

[root@nh109-10 ~]# sar -u 2 3    （每2秒取一次cpu的使用率，總共取3次，具體sar的用法你查閱相關資料）

Linux 2.6.18-92.el5xen (nh109-10)       03/08/2010

11:28:35 AM       CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle

11:28:37 AM       all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00

11:28:39 AM       all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00

11:28:41 AM       all      0.00      0.00      0.00      0.50      0.00     99.50

Average:          all      0.00      0.00      0.00      0.17      0.00     99.83

對上面每項的輸出解釋如下：

%user列顯示了使用者程序消耗的CPU 時間百分比。

%nice列顯示了運作正常程序所消耗的CPU 時間百分比。

%system列顯示了系統程序消耗的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列顯示了在記憶體相對緊張的環境下pagein強制對不同的頁面進行的steal操作?。

%idle列顯示了CPU處在空閑狀态的時間百分比。

問題：

在一個多CPU的系統中，如果程式使用了單線程，會出現這麼一個現象，CPU的整體使用率不高，但是系統應用卻響應緩慢，這可能是由于程式使用單線程的原因，單線程隻使用一個CPU，導緻這個CPU占用率為100%，無法處理其它請求，而其它的CPU卻閑置，這就導緻了整體CPU使用率不高，而應用緩慢現象的發生。

記憶體性能評估

（1）利用free指令監控記憶體

free是監控linux記憶體使用狀況最常用的指令，看下面的一個輸出：

[root@nh121-134 ~]# free -m

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:          3618       3607         11          0         29        637

-/+ buffers/cache:       2941        677

Swap:         2047          0       2047

一般有這樣一個經驗公式：應用程式可用記憶體/系統實體記憶體>70%時，表示系統記憶體資源非常充足，不影響系統性能，應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<20%時，表示系統記憶體資源緊缺，需要增加系統記憶體，20%<應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<70%時，表示系統記憶體資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統性能。

（2） 利用vmstat指令監控記憶體

 0  0      0  13368  23320 654520    0    0     4    10    1    1  0  0 99  0  0

 0  0      0  13500  23320 654528    0    0     0     0  293  258  0  0 100  0  0

 0  1      0  13492  23320 654752    0    0   200    10  365  383  0  0 97  2  0

memory

swpd清單示切換到記憶體交換區的記憶體數量（以k為機關）。如果swpd的值不為0，或者比較大，隻要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清單示目前空閑的實體記憶體數量（以k為機關）

buff清單示buffers cache的記憶體數量，一般對塊裝置的讀寫才需要緩沖。

cache清單示page cached的記憶體數量，一般作為檔案系統cached，頻繁通路的檔案都會被cached，如果cache值較大，說明cached的檔案數較多，如果此時IO中bi比較小，說明檔案系統效率比較好。

swap

si清單示由磁盤調入記憶體，也就是記憶體進入記憶體交換區的數量。

so清單示由記憶體調入磁盤，也就是記憶體交換區進入記憶體的數量。

一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長期不為0，則表示系統記憶體不足。需要增加系統記憶體。

磁盤I/O性能評估

（1）利用iostat評估磁盤性能

[root@nh109-10 ~]# iostat -d 2 3

Linux 2.6.18-92.el5xen (nh109-10)       03/09/2010

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn

sda               1.08         0.23        31.94    2557218  349814992

sda               0.00         0.00         0.00          0          0

Blk_read/s表示每秒讀取的資料塊數。

Blk_wrtn/s表示每秒寫入的資料塊數。

Blk_read表示讀取的所有塊數。

Blk_wrtn表示寫入的所有塊數。

     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式，如果Blk_read/s值很大，表示磁盤直接讀取操作很多，可以将讀取的資料放入記憶體中進行操作。

     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、超大的資料讀寫，肯定是不正常的，這種情況一定會影響系統性能。

 （2）利用sar評估磁盤性能

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@nh109-10 ~]# sar -d 2 3

10:18:50 AM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util

10:18:52 AM    dev8-0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

10:18:52 AM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util

10:18:54 AM    dev8-0      2.55      0.00    122.45     48.00      0.00      0.00      0.00      0.00

10:18:54 AM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util

10:18:56 AM    dev8-0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

Average:          DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util

Average:       dev8-0      0.84      0.00     40.20     48.00      0.00      0.00      0.00      0.00

需要關注的幾個參數含義：

 await表示平均每次裝置I/O操作的等待時間（以毫秒為機關）。

 svctm表示平均每次裝置I/O操作的服務時間（以毫秒為機關）。

 %util表示一秒中有百分之幾的時間用于I/O操作。

對以磁盤IO性能，一般有如下評判标準：

 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、記憶體的負荷也會對svctm值造成影響，過多的請求也會間接的導緻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，系統上運作的應用程式将變慢，此時可以通過更換更快的硬碟來解決問題。

 %util項的值也是衡量磁盤I/O的一個重要名額，如果%util接近100%，表示磁盤産生的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，可以通過優化程式或者通過更換更高、更快的磁盤來解決此問題。