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中标普华Linux系统讲座 系统优化,Linux 性能监测工具,1、uptime uptime命令用于查看服务器运行了多长时间以及有多少个用户登录，快速获知服务器的负荷情况。 uptime的输出包含一项内容是load average，显示了最近1，5，15分钟的负荷情况。它的值代表等待CPU处理的进程数，如果CPU没有时间处理这些进程，load average值会升高；反之则降低。对于单CPU的机器，1或者2是可以接受的值，说明每个进程都可以及时被处理；对于多路CPU的机器，load average值可能在8到10之间。 也可以使用uptime命令来判断网络性能。例如，某个网络应用性能很低，通过运行uptime查看服务器的负荷是否很高，如果不是，那么问题应该是网络方面造成的。 下边是uptime的输出样式,Linux 性能监测工具,2、dmesg dmesg命令主要用来显示内核信息。使用dmesg可以有效诊断机器硬件故障或者添加硬件出现的问题。 另外，使用dmesg可以确定您的服务器安装了那些硬件。每次系统重启，系统都会检查所有硬件并将信息记录下来。执行/bin/dmesg命令可以查看该记录。 3、top top命令显示处理器的活动状况。缺省情况下，显示占用CPU最多的任务，并且每隔5秒钟做一次刷新。,Linux 性能监测工具,4、iostat iostat由Red Hat Enterprise Linux AS发布。 执行iostat命令可以从系统启动之后的CPU平均时间，类似于uptime。除此之外，iostat还对创建一个服务器磁盘子系统的活动报告。该报告包含两部分：CPU使用情况和磁盘使用情况 5、vmstat vmstat提供了processes, memory, paging, block I/O, traps和CPU的活动状况.,Linux 性能监测工具,6、sar sar是Red Hat Enterprise Linux AS发行的一个工具。 sar用于收集、报告或者保存系统活动信息。 sar由三个应用组成：sar显示数据、sa1和sa2用于收集和保存数据（在/usr/lib/sa下）。 使用sar运行实时报告，可以得到详细的CPU使用情况(%user, %nice, %system, %idle)、内存页面调度、网络I/O、进程活动、块设备活动、以及interrupts/second 7、free /bin/free命令显示所有空闲的和使用的内存数量，包括swap。同时也包含内核使用的缓存。,Linux 性能监测工具,8、pmap pmap可以报告某个或多个进程的内存使用情况。使用pmap判断主机中哪个进程因占用过多内存导致内存瓶颈。 9、strace strace截取和记录系统进程调用，以及进程收到的信号。是一个非常有效的检测、指导和调试工具。系统管理员可以通过该命令容易地解决程序问题。,Linux 性能监测工具,按照传统，Linux不同的发行版本和不同的内核对各项参数及设置均做了改动，从而使得系统能够获得更好的性能。下边将分四部分介绍在Red Hat Enterprise Linux AS系统下，如何用以下几种技巧进行性能的优化： 1、Disabling daemons （关闭 daemons) 2、Shutting down the GUI (关闭GUI) 3、Tuning the processor subsystem（处理器子系统调优） 4、Tuning the file system（文件系统子系统调优） 5、Tuning the network subsystem（网络子系统调优）,Linux 性能调优,1、关闭daemons 有些运行在服务器中的daemons (后台服务)，并不是完全必要的。关闭这些daemons可释放更多的内存、减少启动时间并减少CPU处理的进程数。减少daemons数量的同时也增强了服务器的安全性。缺省情况下，多数服务器都可以安全地停掉几个daemons。,Linux 性能调优,Linux 性能调优,注意：关闭xfs daemon将导致不能启动X，因此只有在不需要启动GUI图形的时候才可以关闭xfs daemon。使用startx命令前，开启xfs daemon，恢复正常启动X。,Linux 性能调优,root可以根据需要停止某个进程，如要停止sendmail 进程，输入如下命令： /sbin/service sendmail stop 也可以配置在下次启动的时候不自动启动某个进程，例如设置sendmail： /sbin/chkconfig sendmail off 除此之外，LINUX还提供了图形方式下的进程管理功能。 提示：并非所有的daemons都会显示在该配置界面，如要看到全部的daemons，使用如下命令： /sbin/chkconfig list,2、关闭GUI 只要有可能，就不要在Linux server上启动GUI图形，通常在Linux server上，没有必要启动GUI。所有的管理任务均可在命令行方式下完成。 多数情况，服务器运行在runlevel 3，即在机器启动的时候不进入GUI。需要的时候启动GUI命令行方式下，执行startx 来启动Xserver ，用完马上关闭GUI。,Linux 性能调优,3、处理器子系统调优 处理器对于应用和数据库服务器来讲是最重要的硬件子系统之一。然而在这些系统中，CPU经常是性能的瓶颈。 在配有Xeon处理器的高端服务器中，你可以启用或者关闭Hyper-Threading（超线程功能）。Hyper-Threading在操作系统里将一颗处理器虚拟化为两颗使用。 Red Hat Enterprise Linux AS支持该功能，从而可以使处理器在同一时刻执行两个线程或者进程。对于支持Hyper-Threading的操作系统和软件来说，不需要增加CPU时钟频率即可使性能得到明显的改进。例如，在4路的服务器上起用Hyper-Threading功能，使用性能监测工具top来检测，可以看到8颗处理器否则只有4颗。,Linux 性能调优,提示：对于Hyper-Threading： _ 基于SMP内核的LINUX才可以支持Hyper-Threading _ 安装的CPU数量越多，从Hyper-Threading获得的性能上的提高就越少。可获得的性能提高大约为： 2颗物理CPU: 15-25% 4颗物理CPU: 1-13% 8颗物理CPU: 0-5%,Linux 性能调优,选择正确的内核 Red Hat Enterprise Linux AS包括有若干个内核包，选择合适的内核对性能非常重要。,Linux 性能调优,4、文件系统的调优 所有数据都要从磁盘获取并都要保存到磁盘。磁盘访问速度通常以毫秒来计算，但仍比其它组件要慢上千倍，如内存。 Linux文件系统定义了数据存储和访问的方式。Linux可用的文件系统有多种，它们的性能和可扩展性各不相同。除了保存和管理磁盘数据，文件系统还负责保证数据的完整性。新版的Linux缺省安装已经包括日志文件系统(journaling file systems)，日志文件系统可防止系统崩溃时导致的数据不一致问题。对文件系统元数据(metadata)的更改都被保存在一份单独的日志里，当发生系统崩溃时可以根据日志正确地恢复数据。除此之外，日志使系统重新启动时不必进行文件系统的检查，从而缩短了恢复时间。 同其他方面的计算一样，性能和完整性是相互平衡的。Linux服务器多用于企业环境及数据中心，因此要求具备更高的可用性。,Linux 性能调优,安装Linux前，硬件方面的考虑 当前Linux的发行版本对CPU、硬盘和内存方面均有明确的安装要求。然而，对于如何设置磁盘子系统的说明远远不够。由于Linux服务器被广泛的应用于各种环境，数据中心的服务器整合，我们首先要回答的问题就是：“该服务器的功能是什么？” 磁盘子系统可能是整个服务器系统性能的主要方面。了解服务器的功能是判断I/O子系统对性能产生多大影响的关键。,Linux 性能调优,下面几种服务器的磁盘I/O性能是非常重要的： - 文件和打印服务器要求在用户和磁盘子系统之间快速地移动数据。因文件服务器的功能是向客户端发送数据，所以要快速读取所有的数据。 - 数据库服务器的最终目标是从磁盘上的数据仓库里查找和获取数据。即便有足够的内存，多数数据库服务器依然需要大量的磁盘I/O将数据读入内存和更新磁盘数据。 下面几种服务器的磁盘I/O性能不是最重要的： - 邮件服务器用于电子邮件的存储和转发，通常产生较大的通信量。对这类服务器来讲，网络性能更为重要。 - Web服务器用于发布静态和动态的Web页面，网络和内存子系统的性能非常重要。,Linux 性能调优,磁盘技术的选择 磁盘技术实现容量及性能由低到高依次为：IDE，SCSI，SATA，iSCSI （中端存储），Fibre Channel （高级存储） 磁盘的数量 磁盘的数量多少会影响到系统性能。对磁盘容量的需求通常是考虑磁盘数量的唯一因素，而忽视了吞吐量的因素。好的性能是依赖于提供I/O读写的磁头数量。简单的，我们可通过RAID技术来实现 。提示：通常增加硬盘数量是提高磁盘性能的一个最有效方法。,Linux 性能调优,Red Hat的缺省文件系统:Ext3 Ext3相对于Ext2，增加了日志。其主要特点为： - Availability(可用性)：Ext3提供数据的写一致功能。即意外宕机情况下，不需要检查数据的一致性，使系统恢复时间从几小时缩短为几秒钟。 - Data integrity(数据完整性)：通过mount命令定义日志方式：data=journal，所有的数据，包括文件数据和元数据，都被定义为日志型。 - Speed(速度)：通过定义日志方式：data=writeback, 可以选择获得数据完整性还是写速度的优势来满足不同的业务需求。 _ Flexibility(灵活性)：从Ext2升级到Ext3非常简单，且不需要重新格式化硬盘。使用命令tune2fs 并编辑文件/etc/fstab，便可完成升级。,Linux 性能调优,访问时间更新 linux文件系统当文件被访问，创建，更新的时候会保留纪录。默认的，当文件读写操作的时候，系统会更新last-time-read属性。因为写操作是比较耗费资源的操作，减少不必要的i/o可以整体上提高磁盘性能。 在挂接文件系统的时候，加入noatime参数可以禁止inode节点访问时间的修改。如果文件更新时间对于特定的应用不是很重要的话，比如web服务，就可以把noatime参数加入/etc/fstab文件中，比如： /dev/sdb1 /mountlocation ext3 defaults,noatime 1 2 推荐利用单独的分区作为挂接点并打开noatime开关,Linux 性能调优,选择Ext3文件系统的日志模式 Ext3文件系统可选三种日志模式,可以使用mount命令来完成: - data=journal：文件数据和元数据均设置为日志方式,性能开销比较大 - data=ordered (缺省设置)：顺序写入，先写文件数据，再写元数据 - data=writeback：提供最快的访问速度,但是牺牲了数据的一致性。元数据仍然被记录到日志，从而确保元数据的完整。文件数据会在系统崩溃之后恢复到原先的状态。 三种方法改变日志模式： * 使用mount 命令：这里/dev/sdb1 是挂载的文件系统 mount -o data=writeback /dev/sdb1 /mnt/mountpoint * 在/etc/fstab文件的选项中： /dev/sdb1 /testfs ext3 defaults,date=writeback 0 0,Linux 性能调优,交换分区 当物理内存被全部占用，而系统又需要更多的内存时，交换设备发挥作用，系统将内存中很少使用的数据交换到磁盘的交换分区，释放物理内存。 从磁盘I/O到交换分区绕过了文件系统，所有的性能开销都在写文件上，因此使提高了性能。一种改进性能的方法是创建多个交换空间，将数据分散到更多的交换分区可以改进性能，这是因为所有的读写请求是被并行处理的，实现并行读写磁盘。还可以根据硬盘性能和需要给这些交换分区设置优先级。例如：,Linux 性能调优,给前三个分区赋予相同的优先级使数据被写到三个磁盘中；而不是写满一个再写下一个。三个分区并行使用，以提高性能。当前三个分区用满之后，第四个分区开始启用。也可以将所有分区设置为同一个优先级，但是假如这里有一块磁盘的速度比其它磁盘慢的话，性能就会下降。,Linux 性能调优,提示：交换分区不是物理内存的替代品，它存在于物理磁盘中，性能远远低于内存访问速度。通常的做法是把交换分区放在最快的磁盘中。,5、网络子系统的调优 针对TCP和UDP的调优，下边的命令用来对连接数量非常大的服务器进行调优： 对于同时支持很多连接的服务器，新的连接可以重新使用TIME-WAIT套接字， 这对于Web服务器非常有效。 如果你使用该命令，还要启动TIME-WAIT 套接字状态的快速循环功能。 这些功能启用后，连接数量明显降低。因为每个TCP传输都包含远程客户端的协议信息缓存，所以有利于提高性能。,Linux 性能调优,参数tcp_fin_timeout 是套接字关闭时，保持FIN-WAIT-2状态的时间。一个TCP连接以three-segment SYN序列开始, 以three-segment FIN序列结束。均不保留数据。通过改变tcp_fin_timeout的值, 从FIN序列到内存可以空闲出来处理新连接的时间缩短了，使性能得到改进。 注意：改变这个值的前要经过认真的监测，避免因为死套接字造成内存溢出。,Linux 性能调优,服务器的一个问题是,同一时刻的大量TCP连接里有很多的连接被打开但是没有使用。TCP的keepali