無水乾貨-如何快速分析Linux伺服器的效能問題

作為一名 linux系統運維人員，最主要的工作是優化系統配置，使應用在系統上以最優的狀態執行，但是由於硬體問題、軟體問題、網路環境等的複雜性 和多變性，導致對系統的優化變得異常複雜。

作為一名 linux系統運維人員，最主要的工作是優化系統配置，使應用在系統上以最優的狀態執行，但是由於硬體問題、軟體問題、網路環境等的複雜性 和多變性，導致對系統的優化變得異常複雜，如何定位效能問題出在哪個方面，是效能優化的一大難題， 本章從系統入手，重點講述由於系統軟、硬體配置不當可能造成的效能問題，並且給出了檢測系統故障和優化效能的一般方法和流程。

Cpu是影響Linux效能的主要因素之一，下面先介紹幾個檢視CPU效能的 命令。

該命令可以顯示關於系統各種資源之間相關效能的簡要資訊，這裡我們主要用它來看CPU的一個負載情況。

下面是vmstat命令在某個系統的輸出結果：

[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

對上面每項的輸出解釋如下：

 procs  
 r列表示執行和等待cpu時間片的程式數，這個值如果長期大於系統CPU的個數，說明CPU不足，需要增加CPU。 
 b列表示在等待資源的程式數，比如正在等待I/O、或者記憶體交換等。  
 memory  
 swpd列表示切換到記憶體交換區的記憶體數量（以k為單位）。如果swpd的值不為0，或者比較大，只要si、so的值長期為0，這種情況下一般不用擔心，不會影響系統效能。 
 free列表示當前空閒的實體記憶體數量（以k為單位）  
 buff列表示buffers cache的記憶體數量，一般對塊裝置的讀寫才需要緩衝。  
 cache列表示page cached的記憶體數量，一般作為檔案系統cached，頻繁訪問的檔案都會被cached，如果cache值較大，說明cached的檔案數較多，如果此時IO中bi比較小，說明檔案系統效率比較好。  
 swap  
 si列表示由磁碟調入記憶體，也就是記憶體進入記憶體交換區的數量。  
 so列表示由記憶體調入磁碟，也就是記憶體交換區進入記憶體的數量。

一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長期不為0，則表示系統記憶體不足。需要增加系統記憶體。

 IO項顯示磁碟讀寫狀況 
 Bi列表示從塊裝置讀入資料的總量（即讀磁碟）（每秒kb）。 
 Bo列表示寫入到塊裝置的資料總量（即寫磁碟）（每秒kb）

這裡我們設定的bi+bo參考值為1000，如果超過1000，而且wa值較大，則表示系統磁碟IO有問題，應該考慮提高磁碟的讀寫效能。

 system 顯示採集間隔內發生的中斷數 
 in列表示在某一時間間隔中觀測到的每秒裝置中斷數。 
 cs列表示每秒產生的上下文切換次數。

上面這2個值越大，會看到由核心消耗的CPU時間會越多。

 CPU項顯示了CPU的使用狀態，此列是我們關注的重點。 
 us列顯示了使用者程式消耗的CPU 時間百分比。us的值比較高時，說明使用者程式消耗的cpu時間多，但是如果長期大於50%，就需要考慮優化程式或演算法。 
 sy列顯示了核心程式消耗的CPU時間百分比。Sy的值較高時，說明核心消耗的CPU資源很多。

根據經驗，us+sy的參考值為80%，如果us+sy大於 80%說明可能存在CPU資源不足。

 id 列顯示了CPU處在空閒狀態的時間百分比。 
 wa列顯示了IO等待所佔用的CPU時間百分比。wa值越高，說明IO等待越嚴重，根據經驗，wa的參考值為20%，如果wa超過20%，說明IO等待嚴重，引起IO等待的原因可能是磁碟大量隨機讀寫造成的，也可能是磁碟或者磁碟控制器的頻寬瓶頸造成的（主要是塊操作）。

綜上所述，在對CPU的評估中，需要重點注意的是procs項r列的值和CPU項中us、sy和id列的值。

檢查CPU效能的第二個工具是sar，sar功能很強大，可以對系統的每個方面進行單獨的統計，但是使用sar命令會增加系統開銷，不過這些開銷是可以評估的，對系統的統計結果不會有很大影響。
下面是sar命令對某個系統的CPU統計輸出：

[root@webserver ~]# sar -u 3 5 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/28/2008 _i686_ (8 CPU) 
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 0.29 0.00 0.13 0.00 0.00 99.58 
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

對上面每項的輸出解釋如下：

 %user列顯示了使用者程式消耗的CPU 時間百分比。 
 %nice列顯示了執行正常程式所消耗的CPU 時間百分比。 
 %system列顯示了系統程式消耗的CPU時間百分比。 
 %iowait列顯示了IO等待所佔用的CPU時間百分比 
 %steal列顯示了在記憶體相對緊張的環境下pagein強制對不同的頁面進行的steal操作 。 
 %idle列顯示了CPU處在空閒狀態的時間百分比。

這個輸出是對系統整體CPU使用狀況的統計，每項的輸出都非常直觀，並且最後一行Average是個彙總行，是上面統計資訊的一個平均值。
需要注意的一點是：第一行的統計資訊中包含了sar本身的統計消耗，所以%user列的值會偏高一點，不過，這不會對統計結果產生多大影響。
在一個多CPU的系統中，如果程式使用了單執行緒，會出現這麼一個現象，CPU的整體使用率不高，但是系統應用卻響應緩慢，這可能是由於程式使用單執行緒的原因，單執行緒只使用一個CPU，導致這個CPU佔用率為100%，無法處理其它請求，而其它的CPU卻閒置，這就導致 了整體CPU使用率不高，而應用緩慢 現象的發生 。
針對這個問題，可以對系統的每個CPU分開查詢，統計每個CPU的使用情況：

[root@webserver ~]# sar -P 0 3 5 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/29/2008 _i686_ (8 CPU) 
06:29:33 PM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 
06:29:36 PM 0 3.00 0.00 0.33 0.00 0.00 96.67 
06:29:39 PM 0 0.67 0.00 0.33 0.00 0.00 99.00 
06:29:42 PM 0 0.00 0.00 0.33 0.00 0.00 99.67 
06:29:45 PM 0 0.67 0.00 0.33 0.00 0.00 99.00 
06:29:48 PM 0 1.00 0.00 0.33 0.33 0.00 98.34 
Average: 0 1.07 0.00 0.33 0.07 0.00 98.53

這個輸出是對系統的第一顆CPU的資訊統計，需要注意的是，sar中對CPU的計數是從0開始的，因此，“sar -P 0 3 5”表示對系統的第一顆CPU進行資訊統計，“sar -P 4 3 5”則表示對系統的第五顆CPU進行統計。依次類推。可以看出，上面的系統有八顆CPU。

iostat指令主要用於統計磁碟IO狀態，但是也能檢視CPU的使用資訊，它的侷限性是隻能顯示系統所有CPU的平均資訊，看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# iostat -c 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/29/2008 _i686_ (8 CPU) 
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 
2.52 0.00 0.30 0.24 0.00 96.96

在這裡，我們使用了“-c”引數，只顯示系統CPU的統計資訊，輸出中每項代表的含義與sar命令的輸出項完全相同，不再詳述。

uptime是監控系統效能最常用的一個命令，主要用來統計系統當前的執行狀況，輸出的資訊依次為：系統現在的時間、系統從上次開機到現在執行了多長時間、系統目前有多少登陸使用者、系統在一分鐘內、五分鐘內、十五分鐘內的平均負載。看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# uptime 
18:52:11 up 27 days, 19:44, 2 users, load average: 0.12, 0.08, 0.08

這裡需要注意的是load average這個輸出值，這三個值的大小一般不能大於系統CPU的個數，例如，本輸出中系統有8個CPU,如果load average的三個值長期大於8時，說明CPU很繁忙，負載很高，可能會影響系統效能，但是偶爾大於8時，倒不用擔心，一般不會影響系統效能。相反，如果load average的輸出值小於CPU的個數，則表示CPU還有空閒的時間片，比如本例中的輸出，CPU是非常空閒的。

上面介紹了檢查CPU使用狀況的四個命令，通過這些命令需要了解的是：系統CPU是否出現效能瓶頸，也就是說，以上這些命令只能檢視CPU是否繁忙，負載是否過大，但是無法知道CPU為何負載過大，因而，判斷系統CPU出現問題後，要結合top、ps等命令進一步檢查是由那些程式導致CPU負載過大的。引起CPU資源緊缺的原因可能是應用程式不合理造成的，也可能是硬體資源匱乏引起的，所以，要具體問題具體分析，或者優化應用程式，或者增加系統CPU資源。

記憶體的管理和優化是系統效能優化的一個重要部分，記憶體資源的充足與否直接影響應用系統的使用效能，在進行記憶體優化之前，一定要熟悉linux的記憶體管理機制，這一點我們在前面的章節已經有深入講述，本節的重點是如何通過系統命令監控linux系統的記憶體使用狀況。

free是監控linux記憶體使用狀況最常用的指令，看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# free -m 
total used free shared buffers cached 
Mem: 8111 7185 925 0 243 6299 
-/+ buffers/cache: 643 7468 
Swap: 8189 0 8189

“free –m”表示以M為單位檢視記憶體使用情況，在這個輸出中，我們重點關注的應該是free列與cached列的輸出值，由輸出可知，此係統共8G記憶體，系統空閒記憶體還有925M，其中，Buffer Cache佔用了243M，Page Cache佔用了6299M，由此可知系統快取了很多的檔案和目錄，而對於應用程式來說，可以使用的記憶體還有7468M，當然這個7468M包含了Buffer Cache和Page Cache的值。在swap項可以看出，交換分割槽還未使用。所以從應用的角度來說，此係統記憶體資源還非常充足。

一般有這樣一個經驗公式：應用程式可用記憶體/系統實體記憶體>70%時，表示系統記憶體資源非常充足，不影響系統效能，應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<20%時，表示系統記憶體資源緊缺，需要增加系統記憶體，20%< 應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<70%時，表示系統記憶體資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統效能。

free命令還可以適時的監控記憶體的使用狀況，使用“-s”引數可以在指定的時間段內不間斷的監控記憶體的使用情況：

[root@webserver ~]# free -b -s 5 
 total used free shared buffers cached 
Mem: 8505901056 7528706048 977195008 0 260112384 6601158656 
-/+ buffers/cache: 667435008 7838466048 
Swap: 8587149312 163840 8586985472 
     total used free shared buffers cached 
Mem: 8505901056 7526936576 978964480 0 260128768 6601142272 
-/+ buffers/cache: 665665536 7840235520 
Swap: 8587149312 163840 8586985472 
     total used free shared buffers cached 
Mem: 8505901056 7523987456 981913600 0 260141056 6601129984 
-/+ buffers/cache: 662716416 7843184640 
Swap: 8587149312 163840 8586985472

其中，“-b”表示以千位元組(也就是1024位元組為單位)來顯示記憶體使用情況。

watch是一個非常有用的命令，幾乎每個linux發行版都帶有這個工具，通過watch，可以動態的監控命令的執行結果，省去手動執行的麻煩。

可以在watch後面跟上需要執行的命令，watch就會自動重複去執行這個命令，預設是2秒鐘執行一次，並把執行的結果更新在螢幕上。例如：

[root@webserver ~]# watch -n 3 -d free 
 Every 3.0s: free Sun Nov 30 16:23:20 2008 
     total used free shared buffers cached 
Mem: 8306544 7349548 956996 0 203296 6500024 
-/+ buffers/cache: 646228 7660316 
Swap: 8385888 160 8385728

其中，“-n”指定重複執行的時間，“-d”表示高亮顯示變動。

vmstat命令在監控系統記憶體方面功能強大，請看下面的一個輸出：

procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —-cpu—- 
 r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa 
 0 0 906440 22796 155616 1325496 340 180 2 4 1 4 80 0 10 10 
 0 0 906440 42796 155616 1325496 320 289 0 54 1095 287 70 15 0 15 
 0 0 906440 42884 155624 1325748 236 387 2 102 1064 276 78 2 5 15

對於記憶體的監控，在vmstat中重點關注的是swpd、si和so行，從這個輸出可以看出，此係統記憶體資源緊缺，swpd佔用了900M左右記憶體，si和so佔用很大，而由於系統記憶體的緊缺，導致出現15%左右的系統等待，此時增加系統的記憶體是必須要做的。

sar命令也可以監控linux的記憶體使用狀況，可以通過“sar –r”組合檢視系統記憶體和交換空間的使用率。請看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# sar -r 2 3 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008 _i686_ (8 CPU) 
09:57:33 PM kbmemfree kbmemused %memused kbbuffers kbcached kbcommit %commit 
09:57:35 PM 897988 7408556 89.19 249428 6496532 786556 4.71 
09:57:37 PM 898564 7407980 89.18 249428 6496532 784276 4.70 
09:57:39 PM 899196 7407348 89.17 249440 6496520 782132 4.69 
Average: 898583 7407961 89.18 249432 6496528 784321 4.70

其中：
Kbmemfree表示空閒實體記憶體大小，kbmemused表示已使用的實體記憶體空間大小，%memused表示已使用記憶體佔總記憶體大小的百分比，kbbuffers和kbcached分別表示Buffer Cache和Page Cache的大小，kbcommit和%commit分別表示應用程式當前使用的記憶體大小和使用百分比。

可以看出sar的輸出其實與free的輸出完全對應，不過sar更加人性化，不但給出了記憶體使用量，還給出了記憶體使用的百分比以及統計的平均值。從%commit項可知，此係統目前記憶體資源充足。

上面介紹了記憶體監控常用的幾個指令以及一些經驗規則，其實現在的系統在記憶體方面出現的瓶頸已經很少，因為記憶體價格很低，充足的記憶體已經完全能滿足應用程式和系統本身的需要，如果系統在記憶體方面出現瓶頸，很大的可能是應用程式本身的問題造成的。

在對磁碟I/O效能做評估之前，必須知道的幾個方面是：

熟悉RAID儲存方式，可以根據應用的不同，選擇不同的RAID方式，例如，如果一個應用經常有大量的讀操作，可以選擇RAID5方式構建磁碟陣列儲存資料，如果應用有大量的、頻繁的寫操作，可以選擇raid0存取方式，如果應用對資料安全要求很高，同時對讀寫也有要求的話，可以考慮raid01存取方式等等。
儘可能用記憶體的讀寫代替直接磁碟I/O，使頻繁訪問的檔案或資料放入記憶體中進行操作處理，因為記憶體讀寫操作比直接磁碟讀寫的效率要高千倍。
將經常進行讀寫的檔案與長期不變的檔案獨立出來，分別放置到不同的磁碟裝置上。
對於寫操作頻繁的資料，可以考慮使用裸裝置代替檔案系統。這裡簡要講述下檔案系統與裸裝置的對比：
使用裸裝置的優點有：

資料可以直接讀寫，不需要經過作業系統級的快取，節省了記憶體資源，避免了記憶體資源爭用。
避免了檔案系統級的維護開銷，比如檔案系統需要維護超級塊、I-node等。
避免了作業系統的cache預讀功能，減少了I/O請求。
使用裸裝置的缺點是：

資料管理、空間管理不靈活，需要很專業的人來操作。
其實裸裝置的優點就是檔案系統的缺點，反之也是如此，這就需要我們做出合理的規劃和衡量，根據應用的需求，做出對應的策略。

下面接著介紹對磁碟IO的評估標準。

通過“sar –d”組合，可以對系統的磁碟IO做一個基本的統計，請看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# sar -d 2 3 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008 _i686_ (8 CPU) 
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

對上面每項的輸出解釋如下：

DEV表示磁碟裝置名稱。
tps表示每秒到物理磁碟的傳送數，也就是每秒的I/O流量。一個傳送就是一個I/O請求，多個邏輯請求可以被合併為一個物理I/O請求。
d_sec/s表示每秒從裝置讀取的扇區數(1扇區=512位元組)。
wr_sec/s表示每秒寫入裝置的扇區數目。
avgrq-sz表示平均每次裝置I/O操作的資料大小(以扇區為單位)。
avgqu-sz表示平均I/O佇列長度。
await表示平均每次裝置I/O操作的等待時間(以毫秒為單位)。
svctm表示平均每次裝置I/O操作的服務時間(以毫秒為單位)。
%util表示一秒中有百分之幾的時間用於I/O操作。
Linux中I/O請求系統與現實生活中超市購物排隊系統有很多類似的地方，通過對超市購物排隊系統的理解，可以很快掌握linux中I/O執行機制。比如：

avgrq-sz類似與超市排隊中每人所買東西的多少。

avgqu-sz類似與超市排隊中單位時間內平均排隊的人數。

await類似與超市排隊中每人的等待時間。

svctm類似與超市排隊中收銀員的收款速度。

%util類似與超市收銀臺前有人排隊的時間比例。

對以磁碟IO效能，一般有如下評判標準：

正常情況下svctm應該是小於await值的，而svctm的大小和磁碟效能有關，CPU、記憶體的負荷也會對svctm值造成影響，過多的請求也會間接的導致svctm值的增加。

await值的大小一般取決與svctm的值和I/O佇列長度以及I/O請求模式，如果svctm的值與await很接近，表示幾乎沒有I/O等待，磁碟效能很好，如果await的值遠高於svctm的值，則表示I/O佇列等待太長，系統上執行的應用程式將變慢，此時可以通過更換更快的硬碟來解決問題。

%util項的值也是衡量磁碟I/O的一個重要指標，如果%util接近100%，表示磁碟產生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負荷的在工作，該磁碟可能存在瓶頸。長期下去，勢必影響系統的效能，可以通過優化程式或者通過更換更高、更快的磁碟來解決此問題。

通過“iostat –d”命令組合也可以檢視系統磁碟的使用狀況，請看如下輸出：

[root@webserver ~]# iostat -d 2 3 
inux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_ (8 CPU) 
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn 
da 1.87 2.58 114.12 6479462 286537372 
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn 
da 0.00 0.00 0.00 0 0 
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn 
da 1.00 0.00 12.00 0 24

對上面每項的輸出解釋如下：
Blk_read/s表示每秒讀取的資料塊數。
Blk_wrtn/s表示每秒寫入的資料塊數。
Blk_read表示讀取的所有塊數
Blk_wrtn表示寫入的所有塊數。
這裡需要注意的一點是：上面輸出的第一項是系統從啟動以來到統計時的所有傳輸資訊，從第二次輸出的資料才代表在檢測的時間段內系統的傳輸值。

可以通過Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值對磁碟的讀寫效能有一個基本的瞭解，如果Blk_wrtn/s值很大，表示磁碟的寫操作很頻繁，可以考慮優化磁碟或者優化程式，如果Blk_read/s值很大，表示磁碟直接讀取操作很多，可以將讀取的資料放入記憶體中進行操作。對於這兩個選項的值沒有一個固定的大小，根據系統應用的不同，會有不同的值，但是有一個規則還是可以遵循的：長期的、超大的資料讀寫，肯定是不正常的，這種情況一定會影響系統效能。

“iostat –x”組合還提供了對每個磁碟的單獨統計，如果不指定磁碟，預設是對所有磁碟進行統計，請看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# iostat -x /dev/sda 2 3 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_ (8 CPU) 
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 
2.45 0.00 0.30 0.24 0.00 97.03 
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util 
sda 0.01 12.48 0.10 1.78 2.58 114.03 62.33 0.07 38.39 1.30 0.24 
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 
3.97 0.00 1.83 8.19 0.00 86.14 
Device:rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util 
sda 0.00 195.00 0.00 18.00 0.00 1704.00 94.67 0.04 2.50 0.11 0.20 
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 
4.04 0.00 1.83 8.01 0.00 86.18 
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util 
sda 0.00 4.50 0.00 7.00 0.00 92.00 13.14 0.01 0.79 0.14 0.10

這個輸出基本與“sar –d”相同，需要說明的幾個選項的含義為：

rrqm/s表示每秒進行merged的讀運算元目。
wrqm/s表示每秒進行 merge 的寫運算元目。
r/s表示每秒完成讀I/O裝置的次數。
w/s表示每秒完成寫I/O裝置的次數。
rsec/s表示每秒讀取的扇區數。
wsec/s表示每秒寫入的扇區數。

通過“vmstat –d”組合也可以檢視磁碟的統計資料，情況下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# vmstat -d 3 2|grep sda 
disk- ————reads———— ————writes———– —–IO—— 
total merged sectors ms total merged sectors ms cur sec 
sda 239588 29282 6481862 1044442 4538678 32387680 295410812 186025580 0 6179 
disk- ————reads———— ————writes———– —–IO—— 
total merged sectors ms total merged sectors ms cur sec 
sda 239588 29282 6481862 1044442 4538680 32387690 295410908 186025581 0 6179

這個輸出顯示了磁碟的reads、writes和IO的使用狀況。

上面主要講解了對磁碟I/O的效能評估，其實衡量磁碟I/O好壞是多方面的，有應用程式本身的，也有硬體設計上的，還有系統自身配置的問題等，要解決I/O的瓶頸，關鍵是要提高I/O子系統的執行效率。例如，首要要從應用程式上對磁碟讀寫進行優化，能夠放到記憶體執行的操作，儘量不要放到磁碟，同時對磁碟儲存方式進行合理規劃，選擇適合自己的RAID存取方式，最後，在系統級別上，可以選擇適合自身應用的檔案系統，必要時使用裸裝置提高讀寫效能。

網路效能的好壞直接影響應用程式對外提供服務的穩定性和可靠性，監控網路效能，可以從以下幾個方面進行管理和優化。

如果發現網路反應 緩慢，或者連線中斷，可以通過ping來測試網路的連通情況，請看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# ping 10.10.1.254 
PING 10.10.1.254 (10.10.1.254) 56(84) bytes of data. 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.235 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.164 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.210 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.178 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.525 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.571 ms 
64 bytes from 10.10.1.254: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.220 ms 
— 10.10.1.254 ping statistics — 
7 packets transmitted, 7 received, 0% packet loss, time 6000ms 
rtt min/avg/max/mdev = 0.164/0.300/0.571/0.159 ms, pipe 2

在這個輸出中，time值顯示了兩臺主機之間的網路延時情況，如果此值很大，則表示網路的延時很大，單位為毫秒。在這個輸出的最後，是對上面輸出資訊的一個總結，packet loss表示網路的丟包率，此值越小，表示網路的質量越高。

netstat命令提供了網路介面的詳細資訊，請看下面的輸出：

[root@webserver ~]# netstat -i 
Kernel Interface table 
Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg 
eth0 1500 0 1313129253 0 0 0 1320686497 0 0 0 BMRU 
eth1 1500 0 494902025 0 0 0 292358810 0 0 0 BMRU 
lo 16436 0 41901601 0 0 0 41901601 0 0 0 LRU

對上面每項的輸出解釋如下：

 Iface表示網路裝置的介面名稱。 
 MTU表示最大傳輸單元，單位位元組。 
 RX-OK/TX-OK表示已經準確無誤的接收/傳送了多少資料包。 
 RX-ERR/TX-ERR表示接收/傳送資料包時產生了多少錯誤。 
 RX-DRP/TX-DRP表示接收/傳送資料包時丟棄了多少資料包。 
 RX-OVR/TX-OVR表示由於誤差而遺失了多少資料包。 
 Flg表示介面標記，其中： 
 L：表示該介面是個迴環裝置。 
 B：表示設定了廣播地址。 
 M：表示接收所有資料包。 
 R：表示介面正在執行。 
 U：表示介面處於活動狀態。 
 O：表示在該介面上禁用arp。 
 P：表示一個點到點的連線。

正常情況下，RX-ERR/TX-ERR、RX-DRP/TX-DRP和RX-OVR/TX-OVR的值都應該為0，如果這幾個選項的值不為0，並且很大，那麼網路質量肯定有問題，網路傳輸效能也一定會下降。

當網路傳輸存在問題是，可以檢測網路卡裝置是否存在故障，如果可能，可以升級為千兆網路卡或者光纖網路，還可以檢查網路部署環境是否合理。

在網路不通，或者網路異常時，首先想到的就是檢查系統的路由表資訊，“netstat –r”的輸出結果與route命令的輸出完全相同，請看下面的一個例項：

[root@webserver ~]# netstat -r 
Kernel IP routing table 
Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface 
10.10.1.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0 
192.168.200.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth1 
169.254.0.0 * 255.255.0.0 U 0 0 0 eth1 
default 10.10.1.254 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

關於輸出中每項的具體含義，已經在前面章節進行過詳細介紹，這裡不再多講，這裡我們重點關注的是default行對應的值，default項表示系統的預設路由，對應的網路介面為eth0。

sar提供四種不同的選項來顯示網路統計資訊，通過“-n”選項可以指定4個不同型別的開關：DEV、EDEV、SOCK和FULL。DEV顯示網路介面資訊，EDEV顯示關於網路錯誤的統計資料，SOCK顯示套接字資訊，FULL顯示所有三個開關。請看下面的一個輸出：

[root@webserver ~]# sar -n DEV 2 3 
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_ (8 CPU) 
02:22:31 PM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s 
02:22:33 PM lo 31.34 31.34 37.53 37.53 0.00 0.00 0.00 
02:22:33 PM eth0 199.50 279.60 17.29 344.12 0.00 0.00 0.00 
02:22:33 PM eth1 5.47 4.98 7.03 0.36 0.00 0.00 0.00 
02:22:33 PM sit0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 
02:22:33 PM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s 
02:22:35 PM lo 67.66 67.66 74.34 74.34 0.00 0.00 0.00 
02:22:35 PM eth0 159.70 222.39 19.74 217.16 0.00 0.00 0.00 
02:22:35 PM eth1 3.48 4.48 0.44 0.51 0.00 0.00 0.00 
02:22:35 PM sit0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 
02:22:35 PM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s 
02:22:37 PM lo 4.52 4.52 9.25 9.25 0.00 0.00 0.00 
02:22:37 PM eth0 102.51 133.67 20.67 116.14 0.00 0.00 0.00 
02:22:37 PM eth1 27.14 67.34 2.42 89.26 0.00 0.00 0.00 
02:22:37 PM sit0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 
Average: IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s 
Average: lo 34.61 34.61 40.48 40.48 0.00 0.00 0.00 
Average: eth0 154.08 212.15 19.23 226.17 0.00 0.00 0.00 
Average: eth1 11.98 25.46 3.30 29.85 0.00 0.00 0.00 
Average: sit0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

對上面每項的輸出解釋如下：

IFACE表示網路介面裝置。
rxpck/s表示每秒鐘接收的資料包大小。
txpck/s表示每秒鐘傳送的資料包大小。
rxkB/s表示每秒鐘接收的位元組數。
txkB/s表示每秒鐘傳送的位元組數。
rxcmp/s表示每秒鐘接收的壓縮資料包。
txcmp/s表示每秒鐘傳送的壓縮資料包。
rxmcst/s表示每秒鐘接收的多播資料包。
通過“sar –n”的輸出，可以清楚的顯示網路介面傳送、接收資料的統計資訊。此外還可以通過“sar -n EDEV 2 3”來統計網路錯誤資訊等。

本節通過幾個常用的網路命令介紹了對網路效能的評估，事實上，網路問題是簡單而且容易處理的，只要我們根據上面給出的命令，一般都能迅速定位問題。解決問題的方法一般是增加網路頻寬，或者優化網路部署環境。

除了上面介紹的幾個命令外，排查網路問題經常用到的命令還有traceroute，主要用於跟蹤資料包的傳輸路徑，還有nslookup命令，主要用於判斷DNS解析資訊。

原文地址： https://www.linuxprobe.com/performance-issues-linux-servers.html

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