Linux服务器性能评估与优化
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一、影响Linux服务器性能的因素? 1. 操作系统级 ? ??????? CPU ??????? 内存 ??????? 磁盘I/O带宽 ??????? 网络I/O带宽 ? 2.??????? ? 二、系统性能评估标准
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。 ?????? swap in：即si，表示虚拟内存的页导入，即从SWAP DISK交换到RAM ?????? swap out：即so，表示虚拟内存的页导出，即从RAM交换到SWAP DISK。 ? 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 16:38:00 up 118 days,? 3:01,? 5 users,? load average: 1.22,1.02,0.91 这里需要注意的是：load average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load average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load average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 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 l??????? 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。 l??????? 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 ???? 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 -u 3 5 Linux 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????? 90.08???? 0.00????? 0.13????? 0.16????? 0.00???? 9.63 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 ??????????????????????????? 对上面每项的输出解释如下： l??????? %user列显示了用户进程消耗的CPU 时间百分比。 l??????? %nice列显示了运行正常进程所消耗的CPU 时间百分比。 l??????? %system列显示了系统进程消耗的CPU时间百分比。 l??????? %iowait列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比 l??????? %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?。 l??????? %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 ? 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???????? used?????? free???? shared??? buffers???? cached Mem:?????? -/+ buffers/cache:???? 643?????? 7468 Swap:?????? 8189????????? 0?? ??????8189 ???? 一般有这样一个经验公式：应用 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???????? used?????? free???? shared??? buffers???? cached Mem:?????? -/+ buffers/cache:???? 643?????? 7468 Swap:?????? 8189????????? 0???????? 8189 ???? 一般有这样一个经验公式：应用 ?? （2）利用vmstat命令监控内存 ? [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 l??????? 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。 l??????? 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 l??????? ?????熟悉RAID存储方式，可以根据应用的不同，选择不同的RAID方式。 l??????? ?????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。 l??????? ?????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。 l??????? ??????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： ü??????? ???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。 ü??????? ???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。 ü??????? ???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： ü??????? ????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 -d 2 3 Linux ? Device:???????? tps?? Blk_read/s?? Blk_wrtn/s?? Blk_read????? Blk_wrtn sda?????????????? 1.87????? ???2.58?????? ? 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 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 ??????? ?????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 -d 2 3 Linux ? 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 ????? 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 ???? %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 ? 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 ? 五、Oracle在Linux下的性能优化 ? Oracle数据库内存参数的优化 ??????? 与oracle相关的系统内核参数 ??????? SGA、PGA参数设置 ? Oracle下磁盘存储性能优化 ??????? 文件系统的选择（ext2/ext3、xfs、ocfs2） ??????? Oracle? ASM存储 ?1.优化oracle性能参数之前要了解的情况 1）物理内存有多大 2）操作系统估计要使用多大内存 3）数据库是使用文件系统还是裸设备 4）有多少并发连接 5）应用是OLTP类型还是OLAP类型 ? 2.oracle数据库内存参数的优化 ? （1）系统内核参数 修改 /etc/sysctl.conf 这个文件，加入以下的语句： kernel.shmmax = 2147483648 kernel.shmmni = 4096 kernel.shmall = 2097152 kernel.sem = 250 32000 100 128 fs.file-max = 6 net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 参数依次为： Kernel.shmmax:共享内存段的最大尺寸（以字节为单位）。 Kernel.shmmni：系统中共享内存段的最大数量。 Kernel.shmall：共享内存总量，以页为单位。 fs.file-max：文件句柄数，表示在Linux系统中可以打开的文件数量。 net.ipv4.ip_local_port_range：应用 ? 需要注意的几个问题 关于Kernel.shmmax ???? Oracle SGA 由共享内存组成，如果错误设置 SHMMAX可能会限制SGA 的大小，SHMMAX设置不足可能会导致以下问题：ORA-27123:unable to attach to shared memory segment，如果该参数设置小于Oracle SGA设置，那么SGA就会被分配多个共享内存段。这在繁忙的系统中可能成为性能负担，带来系统问题。 ???? Oracle建议Kernel.shmmax最好大于sga，以让oracle共享内存区SGA在一个共享内存段中，从而提高性能。 关于Kernel.shmall ???? 表示系统共享内存总大小，以页为单位。 ???? 一个32位的Linux系统， 关于Kernel.shmmni ???? 表示系统中共享内存段的最大数量。系统默认是4096，一般无需修改，在SUN OS下还有Kernel.shmmin参数，表示共享内存段最小尺寸，勿要混肴！ ? A Oracle在内存管理方面的改进 ???? Oracle 9i通过参数PGA_AGGREGATE_TARGET参数实现PGA自动管理? Oracle ???? Oracle ? 自动内存管理的两个参数： ???? MEMORY_TARGET：表示整个ORACLE实例所能使用的内存大小，包括PGA和SGA的整体大小，即这个参数是动态的，可以动态控制SGA和PGA的大小。 ???? MEMORY_MAX_TARGET：这个参数定义了MEMORY_TARGET最大可以达到而不用重启实例的值，如果没有设置MEMORY_MAX_TARGET值，默认等于MEMORY_TARGET的值。 ???? 使用动态内存管理时，SGA_TARGET和PGA_AGGREGATE_TARGET代表它们各自内存区域的最小设置，要让Oracle完全控制内存管理，这两个参数应该设置为0。 B Oracle五种内存管理方式 ??????? ??自动内存管理,即AMM (Automatic Memory Management） ??????? ??自动共享内存管理，即ASMM（Automatic Shared Memory Management） ??????? ??手动共享内存管理 ??????? ??自动PGA管理 ??????? ??手动PGA管理 ? 自动内存管理（AMM） 默认安装oracle 示例如下： SQL> show parameters target 注意：如果初始化参数 LOCK_SGA ＝ true ，则 AMM 是不可用的。 自动共享内存管理 自动共享内存管理是oracle 示例如下： SQL> alter system set memory_target=0 scope=both; ? 手工共享内存管理 Oracle9i以及以前版本，只能手工设置共享内存管理，如果要使用手动共享内存管理，首先需要设置SGA_TARGET 与 MEMORY_TARGET为0。 SGA包含主要参数有： share_pool_size：共享池大小，建议300 Log_buffer：日志缓冲区大小，建议1 Large_pool_size：大缓冲池大小，非MTS系统，建议在20 Java_pool_size：java池大小，没有java应用时，建议10 db_cache_size：数据缓冲区大小，根据可使用内存大小，尽可能大。 ? 自动PAG管理 Oracle9i版本引入了自动PGA管理，如果使用的是AMM管理方式，则无需担心PGA的配置，但是如果对对AMM管理不放心的话，可以设置自动PGA管理，设置 ???? WORKAREA_SIZE_POLICY ＝ AUTO 然后指定PGA_AGGREGATE_TARGET大小即可。， ? 手工PAG管理 ? 如果要做到精确的控制PGA，还可以设置手动管理PGA，设置 WORKAREA_SIZE_POLICY = manual 然后分别指定PGA相关参数即可： PGA相关参数有： SORT_AREA_SIZE SORT_AREA_RETAINED_SIZE， ? 3.Oracle下磁盘存储性能优化 ? ①????? 选择文件系统存取数据 文件系统的选择 ???? 单一文件系统（ext2、ext3、xfs等） ???? 集群文件系统（gfs、ocfs2） 文件系统存储优缺点： ???? 优点：管理维护方便。 ???? 缺点：数据读写要经过操作系统级的缓存，效率不是很高。 ②????? ASM（Automatic Storage Management） ASM优点： ???? 数据可直接读写，无需经过操作系统存取效率很高，读写效率与直接的原始设备基本相同。 ???? Oracle提供了专门的管理和维护工具 ? 关于作者
?高俊峰，网名：南非蚂蚁 IXPUB “存储设备与容灾技术”及“ Linux与开源世界”版主。 ?喜欢oracle和 Unix/Linux技术，平时主要活动在ITPUB.net﹑IXPUB.net﹑ChinaUnix.net等大型技术社区，一直致力与oracle数据库﹑Unix/Linux操作系统管理﹑优化领域，现在主要从事oracle数据库管理和项目规划设计工作，擅长oracle数据库的备份恢复，性能调优，对Unix/Linux集群应用也有一定的研究。 ? ? 通过如下方式可以联系 MSN：gaojf_888@hotmail.com QQ:397824870 Email:dba.gao@gmail.com? （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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