Linux系统性能监控

系统的性能指标主要包括CPU、内存、磁盘I/O、网络几个方面。

1. CPU性能

（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：

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 -u命令监控系统CPU

通过“sar –u”组合，可以对系统的cpu使用情况做一个基本的统计

输出项说明：

CPU：all 表示统计信息为所有 CPU 的平均值。

%user：显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比。

%nice：显示在用户级别，用于nice操作，所占用 CPU 总时间的百分比。

%system：在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比。

%iowait：显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比。

%steal：管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。

%idle：显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比。

1. 若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈

2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量

3. 若 %idle 的值持续低于1，则系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU 。

2. 内存性能

（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：

第一行:

　　total 物理内存总数:

　　used 已经使用的内存数

　　free 空闲的内存数

　　shared 当前已经废弃不用，总是0

　　buffers 即Buffer Cache内存数

　　cached 即Page Cache内存数

　　关系：total = used + free

第二行:

　　-/+ buffers/cache的意思相当于：

　　-buffers/cache 的内存数：928772 (等于第1行的 used – buffers – cached),实际上是应用程序所使用的内存。

　　+buffers/cache 的内存数: 1129628 (等于第1行的 free + buffers + cached),是对应用程序来说还剩余的内存。

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存，而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

对操作系统来讲buffers/cached 都是属于被使用，所以它认为free只有220276

对应用程序来讲是(-/+ buffers/cach).buffers/cached 是等同可用的，因为buffer/cached是为了提高程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。

第三行是交换分区swap, 列出已使用、空闲的swap.

（2）利用vmstat命令监控内存

memory（单位KB）

swpd列表示切换到内存交换区的内存数量。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

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（单位KB/s）

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。

 

（3）利用sar -r评估内存性能

通过“sar –r”组合，可以对系统的内存性能做一个基本的统计

3.磁盘I/O性能

（1）利用iostat评估磁盘性能

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 -d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

tps:每秒从物理磁盘I/O的次数，多个逻辑请求会被合并为一个I/O磁盘请求，一次传输的大小是不确定的

rd_sec/s:每秒读扇区的次数

wr_sec/s:每秒写扇区的次数

avgrq-sz:平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)

avgqu-sz:磁盘请求队列的平均长度

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。

4. 网络性能

（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

sar命令使用-n选项可以汇报网络相关信息，可用的参数包括：DEV、SOCK等。

使用DEV关键字，那么sar将汇报和网络设备相关的信息，如lo、eth0、eth1等:

　　IFACE：网络设备的名称；

　　rxpck/s：每秒钟接收到的包数目

　　txpck/s：每秒钟发送出去的包数目

　　rxbyt/s：每秒钟接收到的字节数

　　txbyt/s：每秒钟发送出去的字节数

　　rxcmp/s：每秒钟接收到的压缩包数目

　　txcmp/s：每秒钟发送出去的压缩包数目

　　txmcst/s：每秒钟接收到的多播包的包数目

使用SOCK关键字，则会针对socket连接进行汇报:

　　tcpsck：当前正在被使用于TCP的socket数目

　　udpsck：当前正在被使用于UDP的socket数目

　　rawsck：当前正在被使用于RAW的socket数目

ip-frag：当前的IP分片的数目