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文档简介
Linux系统调优指南一、Linux系统调优概述
Linux系统以其开源、稳定和可定制性著称,广泛应用于服务器和个人电脑环境。系统调优是指通过调整系统参数和配置,优化系统性能,提高资源利用率,满足特定应用场景的需求。本指南旨在提供一套系统化的调优方法,帮助用户在Linux环境下获得最佳性能。
(一)调优目的
1.提高系统响应速度。
2.优化资源分配,如CPU、内存、磁盘I/O等。
3.增强系统稳定性,减少故障率。
4.适应特定应用需求,如数据库、Web服务器等。
(二)调优原则
1.系统性:调优应从整体出发,考虑各组件之间的相互影响。
2.针对性:根据实际应用场景,选择合适的调优策略。
3.逐步性:分阶段进行调优,逐步验证效果,避免一次性调整过多参数导致系统不稳定。
4.可逆性:保留原始配置,便于回滚到稳定状态。
二、Linux系统调优步骤
(一)基础信息收集
在进行调优前,首先需要收集系统的基础信息,了解当前配置和性能瓶颈。
1.操作系统版本:使用`lsb_release-a`或`cat/etc/os-release`查看。
2.硬件配置:使用`lshw`或`dmidecode`查看CPU、内存、磁盘等硬件信息。
3.网络配置:使用`ifconfig`或`ipa`查看网络接口和IP地址。
4.系统负载:使用`top`、`htop`或`vmstat`查看CPU、内存和磁盘使用情况。
(二)内核参数调优
内核参数是Linux系统调优的核心,通过修改`/etc/sysctl.conf`文件或使用`sysctl`命令进行调整。
1.网络参数
-最大连接数:`net.core.somaxconn`(默认128,可调至1024)
-TCP最大缓存连接数:`dev_max_backlog`(默认500,可调至1000)
-TCP最大缓存数据量:`net.core.wmem_max`和`net.core.rmem_max`(默认128KB,可调至256KB)
2.内存管理
-交换空间比例:`vm.swappiness`(默认60,可调至80)
-内存页面回收策略:`vm.vfs_cache_pressure`(默认100,可调至50)
3.文件系统
-文件描述符限制:`fs.file-max`(默认1024,可调至50000)
-挂载选项:`fs.inode-max`(默认8192,可调至10000)
(三)系统服务调优
根据应用需求,调整系统服务的配置参数。
1.SSH服务
-最大并发连接数:编辑`/etc/ssh/sshd_config`,修改`MaxStartups`
-禁用root登录:修改`PermitRootLoginno`
2.Nginx/Web服务
-工作进程数:`worker_processes`(根据CPU核心数设置,如`worker_processesauto;`)
-连接数:`worker_connections`(默认1024,可调至4096)
3.数据库服务(如MySQL)
-缓存大小:`innodb_buffer_pool_size`(建议设置为物理内存的70%)
-连接数:`max_connections`(默认100,可调至500)
(四)性能监控与调优
调优过程中,需要实时监控系统性能,根据监控数据进行动态调整。
1.使用工具
-系统监控:`top`、`htop`、`vmstat`、`iostat`
-网络监控:`iftop`、`nload`
-日志分析:`syslog`、`journalctl`
2.调优步骤
-识别瓶颈:通过监控工具定位性能瓶颈,如CPU、内存、磁盘I/O。
-调整参数:根据瓶颈类型,调整相应的内核参数或服务配置。
-验证效果:重新监控性能指标,验证调优效果。
-迭代优化:根据验证结果,继续调整和优化,直至达到预期性能。
三、Linux系统调优实践
(一)场景描述
一台配置为4核CPU、8GB内存的Linux服务器,运行NginxWeb服务器,需支持高并发访问。
(二)调优步骤
1.收集信息
-使用`lshw`查看硬件配置。
-使用`top`查看当前系统负载。
2.内核参数调优
-编辑`/etc/sysctl.conf`,添加或修改以下参数:
```plaintext
net.core.somaxconn=1024
dev_max_backlog=1000
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
```
-应用配置:`sysctl-p`
3.Nginx配置调优
-编辑`/etc/nginx/nginx.conf`,修改以下参数:
```plaintext
worker_processesauto;
worker_connections4096;
events{
worker_connections4096;
}
```
-重启Nginx服务:`systemctlrestartnginx`
4.性能监控
-使用`htop`实时监控系统负载。
-使用`nload`监控网络流量。
-使用`ab`(ApacheBench)测试Nginx并发性能。
5.迭代优化
-根据监控结果,进一步调整内核参数或Nginx配置。
-例如,若CPU使用率过高,可增加Nginx工作进程数。
四、总结
Linux系统调优是一个动态且持续的过程,需要结合实际应用场景和系统负载进行综合调整。通过本文提供的步骤和方法,用户可以系统性地进行系统调优,提升Linux系统的性能和稳定性。在实际操作中,建议逐步进行调优,并保留原始配置,以便在出现问题时能够快速回滚。
二、Linux系统调优步骤(续)
(三)系统服务调优(续)
除了SSH、Nginx/Web服务外,其他常见服务的调优也是系统性能优化的关键部分。
3.文件系统服务(如NFS)
性能优化:
-调整内核参数:编辑`/etc/sysctl.conf`,增加以下参数以提升NFS性能:
```plaintext
增加RPC相关参数
rpcbind/tcp=on
rpcbind/udp=on
rpcbind/port=111
rpcbind/maxconn=256
增加NFS相关参数
nfs/rpcsvr/ports=2049
nfs/rpcsvr/numports=32
nfs/rpcsvr/timeout=60
```
应用配置:`sysctl-p`
-优化挂载选项:编辑`/etc/fstab`,为NFS挂载增加`hard`和`timeo`选项:
```plaintext
/path/to/export/path/to/mountnfshard,intr,rsize=8192,wsize=8192,timeo=1400
```
-调整NFS服务器配置:编辑`/etc/exports`,优化共享目录权限和性能:
```plaintext
/path/to/export/24(rw,sync,no_subtree_check)
```
重启NFS服务:`systemctlrestartnfs-server`
监控要点:
-使用`showmount-e<nfs-server-ip>`查看NFS共享信息。
-使用`nfsstat`查看NFS服务器状态。
-使用`iostat`监控磁盘I/O性能。
4.数据库服务(如PostgreSQL)
性能优化:
-内存配置:编辑`postgresql.conf`,调整关键参数:
```plaintext
内存相关
shared_buffers=2GB建议设置为物理内存的25%
work_mem=64MB根据查询复杂度调整
maintenance_work_mem=256MB用于VACUUM等操作
连接相关
max_connections=100
superuser_reserved_connections=3
查询优化
effective_cache_size=1.5GB
random_page_cost=1.1
```
-索引优化:使用`EXPLAINANALYZE`分析查询计划,创建合适索引:
```sql
--创建索引示例
CREATEINDEXidx_table_columnONtable_name(column_name);
```
-查询缓存:调整`pg_stat_statements`启用查询分析:
```plaintext
pg_stat_statements=on
```
监控要点:
-使用`pg_stat_activity`查看当前数据库连接和查询:
```sql
SELECTFROMpg_stat_activity;
```
-使用`pg_stat_statements`查看查询执行统计:
```sql
SELECTFROMpg_stat_statements;
```
-使用`pgBadger`等工具分析日志。
5.缓存服务(如Redis)
性能优化:
-内存配置:编辑`redis.conf`,调整关键参数:
```plaintext
内存相关
maxmemory1gb
maxmemory-policyallkeys-lru
连接相关
maxclients10000
速度相关
activedefragyes
lazyfreeenabled
```
-持久化配置:根据需求选择合适的持久化方式:
```plaintext
RDB持久化
save9001
save30010
save6010000
AOF持久化
appendonlyyes
appendfsynceverysec
```
-模块加载:根据需求加载额外模块:
```plaintext
loadmodule/path/to/module.so
```
监控要点:
-使用`INFO`命令查看Redis状态:
```bash
redis-cliINFO
```
-使用`MONITOR`命令实时监控命令执行:
```bash
redis-cliMONITOR
```
-使用`redis-stat`等第三方工具进行可视化监控。
(四)性能监控与调优(续)
除了前面提到的基本监控工具外,还有一些高级工具和方法可以帮助进行系统性能调优。
1.高级监控工具
Prometheus+Grafana:
-部署Prometheus:
```bash
下载并解压
wgethttps://prometheus.io/download/prometheus-linux-amd64.tar.gz
tarxvfzprometheus-linux-amd64.tar.gz
配置文件示例(prometheus.yml)
global:
scrape_interval:15s
scrape_configs:
-job_name:'linux-system'
static_configs:
-targets:['localhost:9100']
```
-部署Grafana:
```bash
下载并解压
wget/oss/release/grafana-7.0.0.linux-amd64.tar.gz
tarxvfzgrafana-7.0.0.linux-amd64.tar.gz
启动服务
bin/grafana-server
```
-配置节点exporter:
```bash
安装nodeexporter
wget/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.2.2/node_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz
tarxvfznode_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz
启动服务
./node_exporter-1.2.2.linux-amd64/node_exporter
```
Zabbix:
-安装ZabbixServer:
```bash
添加仓库并安装
sudoaptupdate
sudoaptinstallzabbix-server-pgsqlzabbix-frontend-phpzabbix-agent
```
-配置ZabbixAgent:
```bash
编辑配置文件
sudocp/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf.bak
sudovi/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf
添加监控项
UserParameter=load[],`cat/proc/loadavg|awk'{print$1}'`
```
-创建监控模板:在ZabbixWeb界面创建针对Linux的监控模板,添加CPU、内存、磁盘等监控项。
2.日志分析方法
系统日志分析:
-使用journald:
```bash
查看系统日志
sudojournalctl-xe
实时监控
sudojournalctl-f
搜索日志
sudojournalctl--since"2023-01-01"--until"2023-01-31"
```
-使用logrotate:
```bash
编辑配置文件
sudovi/etc/logrotate.conf
添加日志轮转规则
/var/log/syslog{
daily
rotate7
compress
delaycompress
missingok
notifempty
create640rootadm
}
```
应用日志分析:
-使用ELKStack(Elasticsearch,Logstash,Kibana):
-安装Elasticsearch:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzelasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
启动服务
bin/elasticsearch
```
-安装Logstash:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzlogstash-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
配置文件示例(logstash.conf)
input{
file{
path=>"/var/log/myapp.log"
start_position=>"beginning"
}
}
filter{
grok{
match=>{"message"=>"%{COMBINEDAPACHELOG}"}
}
date{
match=>["timestamp","dd/MMM/yyyy:HH:mm:ssZ"]
}
}
output{
elasticsearch{
hosts=>["http://localhost:9200"]
index=>"myapp-%{+yyyy.MM.dd}"
}
}
```
-安装Kibana:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzkibana-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
配置文件示例(kibana.yml)
server.host:"localhost"
elasticsearch.hosts:["http://localhost:9200"]
```
-使用Flume:
-安装Flume:
```bash
下载并解压
wget/dist/flume/1.9.0/flume-1.9.0-bin.tar.gz
tarxvfzflume-1.9.0-bin.tar.gz
启动Agent
bin/flume-ngagent-nmyagent-cconf-fsources.conf-fsinks.conf
```
-配置文件示例(sources.conf):
```properties
a1.sources=r1
a1.sinks=k1
a1.channels=c1
a1.sources.r1.type=exec
mand=tail-F/var/log/myapp.log
a1.sources.r1.channels=c1
a1.channels.c1.type=memory
a1.channels.c1.capacity=1000
a1.channels.c1.transactionCapacity=100
a1.sinks.k1.type=hdfs
a1.sinks.k1.hdfs.path=hdfs://namenode:8020/myapplogs/%Y-%m-%d
a1.sinks.k1.hdfs.filePrefix=myapp-
a1.sinks.k1.hdfs.round=true
a1.sinks.k1.hdfs.roundValue=10
a1.sinks.k1.hdfs.roundUnit=minute
a1.sources.r1.channels=c1
a1.sinks.k1.channel=c1
```
3.自动化调优方法
使用AutoTune:
-安装AutoTune:
```bash
添加仓库并安装
sudoapt-add-repositoryppa:autotune/ppa
sudoaptupdate
sudoaptinstallautotune
```
-使用AutoTune进行调优:
```bash
测试系统参数
autotunetestsysctl-wnet.core.somaxconn=4096
自动调优
autotunetunesysctl-wnet.core.somaxconn
```
使用cgroups+Docker:
-配置Dockercgroups:
```bash
编辑Docker配置文件
sudovi/etc/docker/daemon.json
{
"default-cgroup":"systemd:docker",
"cgroup-parent":"systemd"
}
重启Docker服务
sudosystemctlrestartdocker
```
-限制容器资源:
```bash
创建Dockerfile
FROMalpine
RUNapkaddnginx
WORKDIR/usr/share/nginx/html
COPYnginx.conf/etc/nginx/nginx.conf
CMD["nginx","-g","daemonoff;"]
构建并运行容器
dockerbuild-tmynginx.
dockerrun-d--namemynginx\
--cpus="0.5"\
--memory="256m"\
--memory-swap="0"\
-v$(pwd)/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf\
mynginx
```
(五)安全加固与备份
系统调优不仅要关注性能,也要兼顾安全性和可靠性。
1.安全加固
最小化安装:
-使用`debootstrap`或`minimal-iso`创建最小化系统。
-仅安装必要的软件包:
```bash
Debian系最小化安装
debootstrap--components=main,contrib,non-freefocal/mntminimal
```
防火墙配置:
-使用iptables:
```bash
清空规则
sudoiptables-F
设置默认策略
sudoiptables-PINPUTDROP
sudoiptables-PFORWARDDROP
sudoiptables-POUTPUTACCEPT
允许本地回环
sudoiptables-AINPUT-ilo-jACCEPT
sudoiptables-AOUTPUT-olo-jACCEPT
允许已建立连接
sudoiptables-AINPUT-mstate--stateESTABLISHED,RELATED-jACCEPT
允许SSH访问
sudoiptables-AINPUT-ptcp--dport22-jACCEPT
保存规则
sudoiptables-save>/etc/iptables/rules.v4
```
-使用nftables:
```bash
清空规则
sudonftflushruleset
设置默认策略
sudonftaddtableinetfilter
sudonftaddchaininetfilterinput{typefilterhookinputpriorityfilter;policydrop;}
sudonftaddchaininetfilterforward{typefilterhookforwardpriorityfilter;policydrop;}
sudonftaddchaininetfilteroutput{typefilterhookoutputpriorityfilter;policyaccept;}
允许本地回环
sudonftaddruleinetfilterinputiifloaccept
sudonftaddruleinetfilteroutputoifloaccept
允许已建立连接
sudonftaddruleinetfilterinputmetaconnmark!=0accept
允许SSH访问
sudonftaddruleinetfilterinputtcpdport22accept
保存规则
sudonftexport>/etc/nftables/ruleset
```
权限管理:
-使用SELinux:
```bash
启用SELinux
sudosetenforce1
检查状态
sudosestatus
设置策略
sudovi/etc/selinux/config
SELINUX=enforcing
应用策略
sudosemodule-i/path/to/module.pp
```
-使用AppArmor:
```bash
启用AppArmor
sudoaa-status
sudosystemctlenableapparmor
sudosystemctlstartapparmor
配置应用
sudoaa-complain/path/to/app
sudoaa-enforce/path/to/app
```
2.备份与恢复
文件系统备份:
-使用rsync:
```bash
备份到本地目录
sudorsync-avz/source_dir/destination_dir
备份到远程服务器
sudorsync-avz-e"ssh-i/path/to/key"user@remote:/source_dir/destination_dir
创建定时任务
sudocrontab-e
02/usr/bin/rsync-avz/source_dir/destination_dir
```
-使用dump:
```bash
全量备份
sudodump0f/path/to/backup.dump/dev/sda1
增量备份
sudodump1f/path/to/backup.dump/dev/sda1
恢复
sudorestorepf-f/path/to/backup.dump
```
数据库备份:
-PostgreSQL:
```sql
全量备份
pg_dumpall>/path/to/backup.sql
增量备份
pg_dump-c-Fc-f/path/to/backup_incremental.sql-tmytable
恢复
pg_restore/path/to/backup.sql
```
-MySQL:
```bash
全量备份
mysqldump-uusername-pdatabase_name>/path/to/backup.sql
增量备份
mysqldump-uusername-p--incremental--backup-file=/path/to/backupIncremental.sqldatabase_name>/path/to/backup_incremental.sql
恢复
mysql-uusername-pdatabase_name</path/to/backup.sql
```
系统镜像备份:
-使用dd:
```bash
备份整个磁盘
sudoddif=/dev/sdaof=/path/to/image.imgbs=4M
备份到远程存储
sudoddif=/dev/sda|sshuser@remote'ddof=/path/to/image.img'
```
-使用partclone:
```bash
备份分区
sudopartclone.gparted-s/dev/sda1-o/path/to/image.img
恢复
sudopartclone.gparted-r/path/to/image.img-o/dev/sda1
```
三、Linux系统调优实践(续)
(一)场景描述(续)
除了高并发Web服务器场景外,还有其他常见场景需要调优。
1.大数据处理场景
硬件配置:128核CPU、64GB内存、4TBSSD磁盘、多路InfiniBand网络。
应用需求:Hadoop集群、Spark计算、HBase数据库。
性能瓶颈:磁盘I/O、网络带宽、内存容量。
2.科学计算场景
硬件配置:64核CPU、256GB内存、2TBNVMe磁盘、PCIeGPU。
应用需求:MPI并行计算、CUDA加速、高性能文件系统。
性能瓶颈:CPU与GPU协同、内存带宽、数据传输。
3.云服务器场景
硬件配置:动态分配CPU、内存、磁盘资源。
应用需求:虚拟化平台、容器化部署、弹性伸缩。
性能瓶颈:资源隔离、启动速度、网络延迟。
(二)调优步骤(续)
针对不同场景,可以进一步细化调优步骤。
1.大数据处理场景调优
Hadoop调优:
-hdfs-site.xml:
```xml
<property>
<name>dfs.replication</name>
<value>3</value>
</property>
<property>
<name>.dir</name>
<value>/path/to/name/dir</value>
</property>
<property>
<name>dfs.datanode.data.dir</name>
<value>/path/to/data/dir</value>
</property>
```
-mapred-site.xml:
```xml
<property>
<name></name>
<value>yarn</value>
</property>
<property>
<name>mapreduce.map.memory.mb</name>
<value>1024</value>
</property>
<property>
<name>mapreduce.map.java.opts</name>
<value>-Xmx800m</value>
</property>
<property>
<name>mapreduce.reduce.memory.mb</name>
<value>2048</value>
</property>
<property>
<name>mapreduce.reduce.java.opts</name>
<value>-Xmx1600m</value>
</property>
```
-yarn-site.xml:
```xml
<property>
<name>yarn.nodemanager.aux-services</name>
<value>mapreduce_shuffle</value>
</property>
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.memory-mb</name>
<value>8192</value>
</property>
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores</name>
<value>128</value>
</property>
```
Spark调优:
-spark-submit--conf参数:
```bash
--confspark.executor.memory=4g\
--confspark.executor.cores=8\
--confspark.cores.max=128\
--confspark.driver.memory=2g\
--confspark.driver.cores=4\
--confspark.memory.fraction=0.8\
--confspark.memoryoverhead=0.1
```
-SparkSQL调优:
```sql
--优化表分区
CREATETABLEmytable(
idINT,
nameSTRING
)PARTITIONEDBY(dateSTRING)
```
HBase调优:
hbase-site.xml:
```xml
<property>
<name>hbase.rootdir</name>
<value>hdfs://namenode:8020/hbase</value>
</property>
<property>
<name>hbase.zookeeper.quorum</name>
<value>zookeeper1,zookeeper2,zookeeper3</value>
</property>
<property>
<name>hbase.regionserver.memory.store.read.capacity.factor</name>
<value>0.5</value>
</property>
<property>
<name>hbase.hregion.max.filesize</name>
<value>128</value>
</property>
```
性能监控:
-使用ApacheHadoopMonitoringTools:
-Ganglia:监控Hadoop集群资源使用情况。
-HadoopMetrics2:收集和聚合集群指标。
-Ambari:可视化监控和管理Hadoop集群。
2.科学计算场景调优
MPI调优:
-MPICH配置:
```bash
编辑mpich.conf
mpirun--map-bycore--bind-tocore--ntasks256./my_mpi_app
```
-OpenMPI配置:
```bash
编辑openmpi.conf
mpirun-np256-hostfile/path/to/hostfile./my_mpi_app
```
-性能分析:
```bash
使用mpiP
mpirun-np4mpiP-hostfile/path/to/hostfile./my_mpi_app
使用NVIDIANsightSystems
nsys-cnvtx-oprofile_output.nsys./my_mpi_app
```
CUDA调优:
-GPU内存管理:
```bash
设置CUDA内存分配
exportCUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
./my_cuda_app
```
-内核优化:
```c++
__global__voidmy_kernel(floatdata,intn){
intidx=blockIdx.xblockDim.x+threadIdx.x;
if(idx<n){
data[idx]=sqrt(data[idx]);
}
}
```
-调整内核配置:
```bash
nvcc-arch=sm_70-maxrregcount=256-omy_cuda_appmy_cuda_app.cu
```
-性能分析:
```bash
使用NVIDIANsightSystems
nsys-oprofile_output.nsys./my_cuda_app
使用NsightCompute
nsys-compute-oprofile_output.nsys./my_cuda_app
```
高性能文件系统调优:
-Lustre:
```bash
配置Lustre客户端
lmount/lustre/mnt/lustre
调整MDT参数
setseclabel-m/path/to/mdt/var/lib/lustre/ldirector/mdt/ldirectord
```
-BeeGFS:
```bash
配置BeeGFS客户端
moduleloadBeeGFS
bcast-s/etc/beegfs/client/beegfs-client.conf
调整文件系统参数
set/etc/beegfs/beegfs.conf/beegfs_mds_benchmark10000
```
性能监控:
-使用NVIDIASystemManagementInterface(nvidia-smi):
-查看GPU使用情况、温度、功耗。
-使用BeeGFSMonitoring:
-查看文件系统性能指标。
-使用Ganglia/Prometheus:
-监控集群资源使用情况。
3.云服务器场景调优
虚拟化平台调优:
-KVM:
```bash
配置libvirt
sudoaptinstalllibvirt-daemon-systemlibvirt-clientsvirtinstvirt-manager
sudosystemctlstartlibvirtd
sudosystemctlenablelibvirtd
创建虚拟机
virt-install\
--namemyvm\
--ram4096\
--vcpus4\
--diskpath=/var/lib/libvirt/images/myvm.img,size=50\
--os-typelinux\
--os-variantubuntu20.04\
--networkbridge=virbr0,model=virtio\
--graphicsnone\
--consolepty,target_type=serial\
--cdrom/path/toISO
```
-性能调优:
```bash
设置CPU调度策略
virt-install\
--vcpus4,sockets=1,cores=4,threads=1\
...
设置内存隔离
virshmempinmyvm2048
```
容器化部署调优:
-Docker:
```bash
创建Dockerfile
FROMubuntu:latest
RUNapt-getupdate&&apt-getinstall-ynginx
WORKDIR/usr/share/nginx/html
COPYnginx.conf/etc/nginx/nginx.conf
CMD["nginx","-g","daemonoff;"]
构建镜像
dockerbuild-tmynginx.
运行容器
dockerrun-d--namemynginx\
--cpus="0.5"\
--memory="256m"\
--memory-swap="0"\
-v$(pwd)/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf\
mynginx
```
-性能调优:
```bash
限制资源
dockerrun-d--namemynginx\
--cpus="0.5"\
--memory="256m"\
--memory-swap="0"\
...
使用DockerCompose
version:'3'
services:
nginx:
image:mynginx
cpus:'0.5'
memory:256m
ports:
-"80:80"
volumes:
-./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
启动服务
docker-composeup-d
```
-容器网络调优:
```bash
创建自定义网络
dockernetworkcreate--driverbridgemynet
使用自定义网络运行容器
dockerrun-d--namemynginx--networkmynetmynginx
```
弹性伸缩调优:
-Kubernetes:
```bash
创建Deployment
apiVersion:apps/v1
kind:Deployment
metadata:
name:myapp
spec:
replicas:3
selector:
matchLabels:
app:myapp
template:
metadata:
labels:
app:myapp
spec:
containers:
-name:myapp
image:myapp:latest
ports:
-containerPort:80
resources:
requests:
memory:"256Mi"
cpu:"250m"
limits:
memory:"512Mi"
cpu:"500m"
创建Service
apiVersion:v1
kind:Service
metadata:
name:myapp
spec:
selector:
app:myapp
ports:
-protocol:TCP
port:80
targetPort:80
创建HorizontalPodAutoscaler
apiVersion:autoscaling/v2beta2
kind:HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name:myapp-hpa
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion:apps/v1
kind:Deployment
name:myapp
minReplicas:1
maxReplicas:10
metrics:
-type:Resource
resource:
name:cpu
target:
type:Utilization
averageUtilization:50
```
-性能监控:
-使用KubernetesDashboard:
-可视化管理Kubernetes集群和资源。
-使用Prometheus+Grafana:
-监控Kubernetes集群指标和资源使用情况。
-使用Heapster:
-收集Kubernetes集群指标。
四、总结(续)
Linux系统调优是一个持续的过程,需要根据实际应用场景和系统负载进行动态调整。通过本文提供的步骤和方法,用户可以系统性地进行系统调优,提升Linux系统的性能和稳定性。
在实际操作中,建议逐步进行调优,并保留原始配置,以便在出现问题时能够快速回滚。同时,要兼顾性能、安全性和可靠性,确保系统在各种环境下都能稳定运行。
对于复杂的应用场景,建议使用专业的监控和分析工具,结合自动化调优方法,提高调优效率和效果。此外,要关注新技术的发展,如容器化、虚拟化、分布式计算等,不断优化系统架构和配置,以适应不断变化的应用需求。
一、Linux系统调优概述
Linux系统以其开源、稳定和可定制性著称,广泛应用于服务器和个人电脑环境。系统调优是指通过调整系统参数和配置,优化系统性能,提高资源利用率,满足特定应用场景的需求。本指南旨在提供一套系统化的调优方法,帮助用户在Linux环境下获得最佳性能。
(一)调优目的
1.提高系统响应速度。
2.优化资源分配,如CPU、内存、磁盘I/O等。
3.增强系统稳定性,减少故障率。
4.适应特定应用需求,如数据库、Web服务器等。
(二)调优原则
1.系统性:调优应从整体出发,考虑各组件之间的相互影响。
2.针对性:根据实际应用场景,选择合适的调优策略。
3.逐步性:分阶段进行调优,逐步验证效果,避免一次性调整过多参数导致系统不稳定。
4.可逆性:保留原始配置,便于回滚到稳定状态。
二、Linux系统调优步骤
(一)基础信息收集
在进行调优前,首先需要收集系统的基础信息,了解当前配置和性能瓶颈。
1.操作系统版本:使用`lsb_release-a`或`cat/etc/os-release`查看。
2.硬件配置:使用`lshw`或`dmidecode`查看CPU、内存、磁盘等硬件信息。
3.网络配置:使用`ifconfig`或`ipa`查看网络接口和IP地址。
4.系统负载:使用`top`、`htop`或`vmstat`查看CPU、内存和磁盘使用情况。
(二)内核参数调优
内核参数是Linux系统调优的核心,通过修改`/etc/sysctl.conf`文件或使用`sysctl`命令进行调整。
1.网络参数
-最大连接数:`net.core.somaxconn`(默认128,可调至1024)
-TCP最大缓存连接数:`dev_max_backlog`(默认500,可调至1000)
-TCP最大缓存数据量:`net.core.wmem_max`和`net.core.rmem_max`(默认128KB,可调至256KB)
2.内存管理
-交换空间比例:`vm.swappiness`(默认60,可调至80)
-内存页面回收策略:`vm.vfs_cache_pressure`(默认100,可调至50)
3.文件系统
-文件描述符限制:`fs.file-max`(默认1024,可调至50000)
-挂载选项:`fs.inode-max`(默认8192,可调至10000)
(三)系统服务调优
根据应用需求,调整系统服务的配置参数。
1.SSH服务
-最大并发连接数:编辑`/etc/ssh/sshd_config`,修改`MaxStartups`
-禁用root登录:修改`PermitRootLoginno`
2.Nginx/Web服务
-工作进程数:`worker_processes`(根据CPU核心数设置,如`worker_processesauto;`)
-连接数:`worker_connections`(默认1024,可调至4096)
3.数据库服务(如MySQL)
-缓存大小:`innodb_buffer_pool_size`(建议设置为物理内存的70%)
-连接数:`max_connections`(默认100,可调至500)
(四)性能监控与调优
调优过程中,需要实时监控系统性能,根据监控数据进行动态调整。
1.使用工具
-系统监控:`top`、`htop`、`vmstat`、`iostat`
-网络监控:`iftop`、`nload`
-日志分析:`syslog`、`journalctl`
2.调优步骤
-识别瓶颈:通过监控工具定位性能瓶颈,如CPU、内存、磁盘I/O。
-调整参数:根据瓶颈类型,调整相应的内核参数或服务配置。
-验证效果:重新监控性能指标,验证调优效果。
-迭代优化:根据验证结果,继续调整和优化,直至达到预期性能。
三、Linux系统调优实践
(一)场景描述
一台配置为4核CPU、8GB内存的Linux服务器,运行NginxWeb服务器,需支持高并发访问。
(二)调优步骤
1.收集信息
-使用`lshw`查看硬件配置。
-使用`top`查看当前系统负载。
2.内核参数调优
-编辑`/etc/sysctl.conf`,添加或修改以下参数:
```plaintext
net.core.somaxconn=1024
dev_max_backlog=1000
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
```
-应用配置:`sysctl-p`
3.Nginx配置调优
-编辑`/etc/nginx/nginx.conf`,修改以下参数:
```plaintext
worker_processesauto;
worker_connections4096;
events{
worker_connections4096;
}
```
-重启Nginx服务:`systemctlrestartnginx`
4.性能监控
-使用`htop`实时监控系统负载。
-使用`nload`监控网络流量。
-使用`ab`(ApacheBench)测试Nginx并发性能。
5.迭代优化
-根据监控结果,进一步调整内核参数或Nginx配置。
-例如,若CPU使用率过高,可增加Nginx工作进程数。
四、总结
Linux系统调优是一个动态且持续的过程,需要结合实际应用场景和系统负载进行综合调整。通过本文提供的步骤和方法,用户可以系统性地进行系统调优,提升Linux系统的性能和稳定性。在实际操作中,建议逐步进行调优,并保留原始配置,以便在出现问题时能够快速回滚。
二、Linux系统调优步骤(续)
(三)系统服务调优(续)
除了SSH、Nginx/Web服务外,其他常见服务的调优也是系统性能优化的关键部分。
3.文件系统服务(如NFS)
性能优化:
-调整内核参数:编辑`/etc/sysctl.conf`,增加以下参数以提升NFS性能:
```plaintext
增加RPC相关参数
rpcbind/tcp=on
rpcbind/udp=on
rpcbind/port=111
rpcbind/maxconn=256
增加NFS相关参数
nfs/rpcsvr/ports=2049
nfs/rpcsvr/numports=32
nfs/rpcsvr/timeout=60
```
应用配置:`sysctl-p`
-优化挂载选项:编辑`/etc/fstab`,为NFS挂载增加`hard`和`timeo`选项:
```plaintext
/path/to/export/path/to/mountnfshard,intr,rsize=8192,wsize=8192,timeo=1400
```
-调整NFS服务器配置:编辑`/etc/exports`,优化共享目录权限和性能:
```plaintext
/path/to/export/24(rw,sync,no_subtree_check)
```
重启NFS服务:`systemctlrestartnfs-server`
监控要点:
-使用`showmount-e<nfs-server-ip>`查看NFS共享信息。
-使用`nfsstat`查看NFS服务器状态。
-使用`iostat`监控磁盘I/O性能。
4.数据库服务(如PostgreSQL)
性能优化:
-内存配置:编辑`postgresql.conf`,调整关键参数:
```plaintext
内存相关
shared_buffers=2GB建议设置为物理内存的25%
work_mem=64MB根据查询复杂度调整
maintenance_work_mem=256MB用于VACUUM等操作
连接相关
max_connections=100
superuser_reserved_connections=3
查询优化
effective_cache_size=1.5GB
random_page_cost=1.1
```
-索引优化:使用`EXPLAINANALYZE`分析查询计划,创建合适索引:
```sql
--创建索引示例
CREATEINDEXidx_table_columnONtable_name(column_name);
```
-查询缓存:调整`pg_stat_statements`启用查询分析:
```plaintext
pg_stat_statements=on
```
监控要点:
-使用`pg_stat_activity`查看当前数据库连接和查询:
```sql
SELECTFROMpg_stat_activity;
```
-使用`pg_stat_statements`查看查询执行统计:
```sql
SELECTFROMpg_stat_statements;
```
-使用`pgBadger`等工具分析日志。
5.缓存服务(如Redis)
性能优化:
-内存配置:编辑`redis.conf`,调整关键参数:
```plaintext
内存相关
maxmemory1gb
maxmemory-policyallkeys-lru
连接相关
maxclients10000
速度相关
activedefragyes
lazyfreeenabled
```
-持久化配置:根据需求选择合适的持久化方式:
```plaintext
RDB持久化
save9001
save30010
save6010000
AOF持久化
appendonlyyes
appendfsynceverysec
```
-模块加载:根据需求加载额外模块:
```plaintext
loadmodule/path/to/module.so
```
监控要点:
-使用`INFO`命令查看Redis状态:
```bash
redis-cliINFO
```
-使用`MONITOR`命令实时监控命令执行:
```bash
redis-cliMONITOR
```
-使用`redis-stat`等第三方工具进行可视化监控。
(四)性能监控与调优(续)
除了前面提到的基本监控工具外,还有一些高级工具和方法可以帮助进行系统性能调优。
1.高级监控工具
Prometheus+Grafana:
-部署Prometheus:
```bash
下载并解压
wgethttps://prometheus.io/download/prometheus-linux-amd64.tar.gz
tarxvfzprometheus-linux-amd64.tar.gz
配置文件示例(prometheus.yml)
global:
scrape_interval:15s
scrape_configs:
-job_name:'linux-system'
static_configs:
-targets:['localhost:9100']
```
-部署Grafana:
```bash
下载并解压
wget/oss/release/grafana-7.0.0.linux-amd64.tar.gz
tarxvfzgrafana-7.0.0.linux-amd64.tar.gz
启动服务
bin/grafana-server
```
-配置节点exporter:
```bash
安装nodeexporter
wget/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.2.2/node_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz
tarxvfznode_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz
启动服务
./node_exporter-1.2.2.linux-amd64/node_exporter
```
Zabbix:
-安装ZabbixServer:
```bash
添加仓库并安装
sudoaptupdate
sudoaptinstallzabbix-server-pgsqlzabbix-frontend-phpzabbix-agent
```
-配置ZabbixAgent:
```bash
编辑配置文件
sudocp/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf.bak
sudovi/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf
添加监控项
UserParameter=load[],`cat/proc/loadavg|awk'{print$1}'`
```
-创建监控模板:在ZabbixWeb界面创建针对Linux的监控模板,添加CPU、内存、磁盘等监控项。
2.日志分析方法
系统日志分析:
-使用journald:
```bash
查看系统日志
sudojournalctl-xe
实时监控
sudojournalctl-f
搜索日志
sudojournalctl--since"2023-01-01"--until"2023-01-31"
```
-使用logrotate:
```bash
编辑配置文件
sudovi/etc/logrotate.conf
添加日志轮转规则
/var/log/syslog{
daily
rotate7
compress
delaycompress
missingok
notifempty
create640rootadm
}
```
应用日志分析:
-使用ELKStack(Elasticsearch,Logstash,Kibana):
-安装Elasticsearch:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzelasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
启动服务
bin/elasticsearch
```
-安装Logstash:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzlogstash-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
配置文件示例(logstash.conf)
input{
file{
path=>"/var/log/myapp.log"
start_position=>"beginning"
}
}
filter{
grok{
match=>{"message"=>"%{COMBINEDAPACHELOG}"}
}
date{
match=>["timestamp","dd/MMM/yyyy:HH:mm:ssZ"]
}
}
output{
elasticsearch{
hosts=>["http://localhost:9200"]
index=>"myapp-%{+yyyy.MM.dd}"
}
}
```
-安装Kibana:
```bash
下载并解压
wgethttps://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
tarxvfzkibana-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz
配置文件示例(kibana.yml)
server.host:"localhost"
elasticsearch.hosts:["http://localhost:9200"]
```
-使用Flume:
-安装Flume:
```bash
下载并解压
wget/dist/flume/1.9.0/flume-1.9.0-bin.tar.gz
tarxvfzflume-1.9.0-bin.tar.gz
启动Agent
bin/flume-ngagent-nmyagent-cconf-fsources.conf-fsinks.conf
```
-配置文件示例(sources.conf):
```properties
a1.sources=r1
a1.sinks=k1
a1.channels=c1
a1.sources.r1.type=exec
mand=tail-F/var/log/myapp.log
a1.sources.r1.channels=c1
a1.channels.c1.type=memory
a1.channels.c1.capacity=1000
a1.channels.c1.transactionCapacity=100
a1.sinks.k1.type=hdfs
a1.sinks.k1.hdfs.path=hdfs://namenode:8020/myapplogs/%Y-%m-%d
a1.sinks.k1.hdfs.filePrefix=myapp-
a1.sinks.k1.hdfs.round=true
a1.sinks.k1.hdfs.roundValue=10
a1.sinks.k1.hdfs.roundUnit=minute
a1.sources.r1.channels=c1
a1.sinks.k1.channel=c1
```
3.自动化调优方法
使用AutoTune:
-安装AutoTune:
```bash
添加仓库并安装
sudoapt-add-repositoryppa:autotune/ppa
sudoaptupdate
sudoaptinstallautotune
```
-使用AutoTune进行调优:
```bash
测试系统参数
autotunetestsysctl-wnet.core.somaxconn=4096
自动调优
autotunetunesysctl-wnet.core.somaxconn
```
使用cgroups+Docker:
-配置Dockercgroups:
```bash
编辑Docker配置文件
sudovi/etc/docker/daemon.json
{
"default-cgroup":"systemd:docker",
"cgroup-parent":"systemd"
}
重启Docker服务
sudosystemctlrestartdocker
```
-限制容器资源:
```bash
创建Dockerfile
FROMalpine
RUNapkaddnginx
WORKDIR/usr/share/nginx/html
COPYnginx.conf/etc/nginx/nginx.conf
CMD["nginx","-g","daemonoff;"]
构建并运行容器
dockerbuild-tmynginx.
dockerrun-d--namemynginx\
--cpus="0.5"\
--memory="256m"\
--memory-swap="0"\
-v$(pwd)/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf\
mynginx
```
(五)安全加固与备份
系统调优不仅要关注性能,也要兼顾安全性和可靠性。
1.安全加固
最小化安装:
-使用`debootstrap`或`minimal-iso`创建最小化系统。
-仅安装必要的软件包:
```bash
Debian系最小化安装
debootstrap--components=main,contrib,non-freefocal/mntminimal
```
防火墙配置:
-使用iptables:
```bash
清空规则
sudoiptables-F
设置默认策略
sudoiptables-PINPUTDROP
sudoiptables-PFORWARDDROP
sudoiptables-POUTPUTACCEPT
允许本地回环
sudoiptables-AINPUT-ilo-jACCEPT
sudoiptables-AOUTPUT-olo-jACCEPT
允许已建立连接
sudoiptables-AINPUT-mstate--stateESTABLISHED,RELATED-jACCEPT
允许SSH访问
sudoiptables-AINPUT-ptcp--dport22-jAC
温馨提示
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