linux服务器性能评估

CPU 性能评估
（1）利用top命令监控系统CPU
监视系统整体信息，包括CPU、内存及进程信息，这次主要讲解CPU部分
下面是top命令某个系统的输出结果：
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分钟、5分钟、15分钟cpu的负载平均值
一般来说只要每个CPU的load average不大于1那么系统的性能就是良好的，如果个CPU的load average大于4，那么就表示这台机器的性能有严重问题

（2）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@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工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数。
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。
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。

（3）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。需要安装
sysstat才能使用此命令
下面是sar命令对某个系统的CPU统计输出：
[root@nh109-10 ~]# sar -u 2 3    （每2秒取一次cpu的利用率，总共取3次，具体sar的用法你查阅相关资料）
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
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：
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。

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@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@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  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。
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。

磁盘I/O性能评估
（1）利用iostat评估磁盘性能
[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

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               0.00         0.00         0.00          0          0
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。

 （2）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@nh109-10 ~]# sar -d 2 3
Linux 2.6.18-92.el5xen (nh109-10)       03/09/2010

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。