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運行，但是由于硬件問題、軟件問題、網絡環境等的復雜性 和多變性，導致對系統的優化變得異常復雜，如何定位性能問題出在哪個方面，是性能優化的一大難題， 本章從系統入手，重點講述由于系統軟、硬件配置不當可能造成的性能問題，并且給出了檢測系統故障和優化性能的一般方法和流程。

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1 cpu性能評估

Cpu是影響Linux性能的主要因素之一，下面先介紹幾個查看CPU性能的命令。

1.1 vmstat命令

該命令可以顯示關于系統各種資源之間相關性能的簡要信息，這里我們主要用它來看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列表示運行和等待cpu時間片的進程數，這個值如果長期大于系統CPU的個數，說明CPU不足，需要增加CPU。 
 
 b列表示在等待資源的進程數，比如正在等待I/O、或者內存交換等。 
 
 memory 
 
 swpd列表示切換到內存交換區的內存數量（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，不會影響系統性能。 
 
 free列表示當前空閑的物理內存數量（以k為單位） 
 
 buff列表示buffers cache的內存數量，一般對塊設備的讀寫才需要緩沖。 
 
 cache列表示page cached的內存數量，一般作為文件系統cached，頻繁訪問的文件都會被cached，如果cache值較大，說明cached的文件數較多，如果此時IO中bi比較小，說明文件系統效率比較好。 
 
 swap 
 
 si列表示由磁盤調入內存，也就是內存進入內存交換區的數量。 
 
 so列表示由內存調入磁盤，也就是內存交換區進入內存的數量。 

一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長期不為0，則表示系統內存不足。需要增加系統內存。

 IO項顯示磁盤讀寫狀況 
 
 Bi列表示從塊設備讀入數據的總量（即讀磁盤）（每秒kb）。 
 
 Bo列表示寫入到塊設備的數據總量（即寫磁盤）（每秒kb） 

這里我們設置的bi+bo參考值為1000，如果超過1000，而且wa值較大，則表示系統磁盤IO有問題，應該考慮提高磁盤的讀寫性能。

 system 顯示采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設備中斷數。 
 cs列表示每秒產生的上下文切換次數。 

上面這2個值越大，會看到由內核消耗的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列顯示了用戶進程消耗的CPU 時間百分比。us的值比較高時，說明用戶進程消耗的cpu時間多，但是如果長期大于50%，就需要考慮優化程序或算法。 
 sy列顯示了內核進程消耗的CPU時間百分比。Sy的值較高時，說明內核消耗的CPU資源很多。 

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

 id 列顯示了CPU處在空閑狀態的時間百分比。 
 wa列顯示了IO等待所占用的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盤大量隨機讀寫造成的，也可能是磁盤或者磁盤控制器的帶寬瓶頸造成的（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。

1.2 sar命令

檢查CPU性能的第二個工具是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列顯示了用戶進程消耗的CPU 時間百分比。 
 
 %nice列顯示了運行正常進程所消耗的CPU 時間百分比。 
 
 %system列顯示了系統進程消耗的CPU時間百分比。 
 
 %iowait列顯示了IO等待所占用的CPU時間百分比 
 
 %steal列顯示了在內存相對緊張的環境下pagein強制對不同的頁面進行的steal操作 。 
 
 %idle列顯示了CPU處在空閑狀態的時間百分比。 

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，并且最后一行Average是個匯總行，是上面統計信息的一個平均值。

需要注意的一點是：第一行的統計信息中包含了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，如果程序使用了單線程，會出現這么一個現象，CPU的整體使用率不高，但是系統應用卻響應緩慢，這可能是由于程序使用單線程的原因，單線程只使用一個CPU，導致這個CPU占用率為100%，無法處理其它請求，而其它的CPU卻閑置，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的信息統計，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進行信息統計，“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。

1.3 iostat命令

iostat指令主要用于統計磁盤IO狀態，但是也能查看CPU的使用信息，它的局限性是只能顯示系統所有CPU的平均信息，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 

在這里，我們使用了“-c”參數，只顯示系統CPU的統計信息，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。

1.4 uptime命令

uptime是監控系統性能最常用的一個命令，主要用來統計系統當前的運行狀況，輸出的信息依次為：系統現在的時間、系統從上次開機到現在運行了多長時間、系統目前有多少登陸用戶、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 

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

1.5 本節小結

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是否出現性能瓶頸，也就是說，以上這些命令只能查看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出現問題后，要結合top、ps等命令進一步檢查是由那些進程導致CPU負載過大的。引起CPU資源緊缺的原因可能是應用程序不合理造成的，也可能是硬件資源匱乏引起的，所以，要具體問題具體分析，或者優化應用程序，或者增加系統CPU資源。

2 內存性能評估

內存的管理和優化是系統性能優化的一個重要部分，內存資源的充足與否直接影響應用系統的使用性能，在進行內存優化之前，一定要熟悉linux的內存管理機制，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系統的內存使用狀況。

2.1 free 命令

free是監控linux內存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為單位查看內存使用情況，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，此系統共8G內存，系統空閑內存還有925M，其中，Buffer Cache占用了243M，Page Cache占用了6299M，由此可知系統緩存了很多的文件和目錄，而對于應用程序來說，可以使用的內存還有7468M，當然這個7468M包含了Buffer Cache和Page Cache的值。在swap項可以看出，交換分區還未使用。所以從應用的角度來說，此系統內存資源還非常充足。

一般有這樣一個經驗公式：應用程序可用內存/系統物理內存>70%時，表示系統內存資源非常充足，不影響系統性能，應用程序可用內存/系統物理內存<20%時，表示系統內存資源緊缺，需要增加系統內存，20%<應用程序可用內存/系統物理內存<70%時，表示系統內存資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統性能。

free命令還可以適時的監控內存的使用狀況，使用“-s”參數可以在指定的時間段內不間斷的監控內存的使用情況：

[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”表示以千字節(也就是1024字節為單位)來顯示內存使用情況。

2.2 通過watch與free相結合動態監控內存狀況

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運行結果，省去手動執行的麻煩。

可以在watch后面跟上需要運行的命令，watch就會自動重復去運行這個命令，默認是2秒鐘執行一次，并把執行的結果更新在屏幕上。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”指定重復執行的時間，“-d”表示高亮顯示變動。

2.3 vmstat命令監控內存

vmstat命令在監控系統內存方面功能強大，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 

對于內存的監控，在vmstat中重點關注的是swpd、si和so行，從這個輸出可以看出，此系統內存資源緊缺，swpd占用了900M左右內存，si和so占用很大，而由于系統內存的緊缺，導致出現15%左右的系統等待，此時增加系統的內存是必須要做的。

2.4 sar -r命令組合

sar命令也可以監控linux的內存使用狀況，可以通過“sar –r”組合查看系統內存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表示空閑物理內存大小，kbmemused表示已使用的物理內存空間大小，%memused表示已使用內存占總內存大小的百分比，kbbuffers和kbcached分別表示Buffer Cache和Page Cache的大小，kbcommit和%commit分別表示應用程序當前使用的內存大小和使用百分比。

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，不但給出了內存使用量，還給出了內存使用的百分比以及統計的平均值。從%commit項可知，此系統目前內存資源充足。

2.5 本節小結

上面介紹了內存監控常用的幾個指令以及一些經驗規則，其實現在的系統在內存方面出現的瓶頸已經很少，因為內存價格很低，充足的內存已經完全能滿足應用程序和系統本身的需要，如果系統在內存方面出現瓶頸，很大的可能是應用程序本身的問題造成的。

3 磁盤I/O性能評估

在對磁盤I/O性能做評估之前，必須知道的幾個方面是：

•  熟悉RAID存儲方式，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方式構建磁盤陣列存儲數據，如果應用有大量的、頻繁的寫操作，可以選擇raid0存取方式，如果應用對數據安全要求很高，同時對讀寫也有要求的話，可以考慮raid01存取方式等等。
• 盡可能用內存的讀寫代替直接磁盤I/O，使頻繁訪問的文件或數據放入內存中進行操作處理，因為內存讀寫操作比直接磁盤讀寫的效率要高千倍。
• 將經常進行讀寫的文件與長期不變的文件獨立出來，分別放置到不同的磁盤設備上。
• 對于寫操作頻繁的數據，可以考慮使用裸設備代替文件系統。這里簡要講述下文件系統與裸設備的對比：

使用裸設備的優點有：

• 數據可以直接讀寫，不需要經過操作系統級的緩存，節省了內存資源，避免了內存資源爭用。
• 避免了文件系統級的維護開銷，比如文件系統需要維護超級塊、I-node等。
• 避免了操作系統的cache預讀功能，減少了I/O請求。

使用裸設備的缺點是：

• 數據管理、空間管理不靈活，需要很專業的人來操作。

其實裸設備的優點就是文件系統的缺點，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。

下面接著介紹對磁盤IO的評估標準。

3.1 sar -d命令組合

通過“sar –d”組合，可以對系統的磁盤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表示磁盤設備名稱。
• tps表示每秒到物理磁盤的傳送數，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并為一個物理I/O請求。
• d_sec/s表示每秒從設備讀取的扇區數(1扇區=512字節)。
• wr_sec/s表示每秒寫入設備的扇區數目。
• avgrq-sz表示平均每次設備I/O操作的數據大小(以扇區為單位)。
• avgqu-sz表示平均I/O隊列長度。
• await表示平均每次設備I/O操作的等待時間(以毫秒為單位)。
• svctm表示平均每次設備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于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運行機制。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。

對以磁盤IO性能，一般有如下評判標準：

正常情況下svctm應該是小于await值的，而svctm的大小和磁盤性能有關，CPU、內存的負荷也會對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隊列長度以及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，磁盤性能很好，如果await的值遠高于svctm的值，則表示I/O隊列等待太長，系統上運行的應用程序將變慢，此時可以通過更換更快的硬盤來解決問題。

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

3.2 iostat –d命令組合

通過“iostat –d”命令組合也可以查看系統磁盤的使用狀況，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表示每秒讀取的數據塊數。
• Blk_wrtn/s表示每秒寫入的數據塊數。
• Blk_read表示讀取的所有塊數
• Blk_wrtn表示寫入的所有塊數。

這里需要注意的一點是：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信息，從第二次輸出的數據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的值對磁盤的讀寫性能有一個基本的了解，如果Blk_wrtn/s值很大，表示磁盤的寫操作很頻繁，可以考慮優化磁盤或者優化程序，如果Blk_read/s值很大，表示磁盤直接讀取操作很多，可以將讀取的數據放入內存中進行操作。對于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、超大的數據讀寫，肯定是不正常的，這種情況一定會影響系統性能。

“iostat –x”組合還提供了對每個磁盤的單獨統計，如果不指定磁盤，默認是對所有磁盤進行統計，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的讀操作數目。
• wrqm/s表示每秒進行 merge 的寫操作數目。
• r/s表示每秒完成讀I/O設備的次數。
• w/s表示每秒完成寫I/O設備的次數。
• rsec/s表示每秒讀取的扇區數。
• wsec/s表示每秒寫入的扇區數。

3.3 vmstat –d組合

通過“vmstat –d”組合也可以查看磁盤的統計數據，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 

這個輸出顯示了磁盤的reads、writes和IO的使用狀況。

3.4 本節小結

上面主要講解了對磁盤I/O的性能評估，其實衡量磁盤I/O好壞是多方面的，有應用程序本身的，也有硬件設計上的，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，首要要從應用程序上對磁盤讀寫進行優化，能夠放到內存執行的操作，盡量不要放到磁盤，同時對磁盤存儲方式進行合理規劃，選擇適合自己的RAID存取方式，最后，在系統級別上，可以選擇適合自身應用的文件系統，必要時使用裸設備提高讀寫性能。

4 網絡性能評估

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

4.1 通過ping命令檢測網絡的連通性

如果發現網絡反應 緩慢，或者連接中斷，可以通過ping來測試網絡的連通情況，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絡延時情況，如果此值很大，則表示網絡的延時很大，單位為毫秒。在這個輸出的最后，是對上面輸出信息的一個總結，packet loss表示網絡的丟包率，此值越小，表示網絡的質量越高。

4.2 通過netstat –i組合檢測網絡接口狀況

netstat命令提供了網絡接口的詳細信息，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表示網絡設備的接口名稱。 
 MTU表示最大傳輸單元，單位字節。 
 RX-OK/TX-OK表示已經準確無誤的接收/發送了多少數據包。 
 RX-ERR/TX-ERR表示接收/發送數據包時產生了多少錯誤。 
 RX-DRP/TX-DRP表示接收/發送數據包時丟棄了多少數據包。 
 RX-OVR/TX-OVR表示由于誤差而遺失了多少數據包。 
 Flg表示接口標記，其中： 
 L：表示該接口是個回環設備。 
 B：表示設置了廣播地址。 
 M：表示接收所有數據包。 
 R：表示接口正在運行。 
 U：表示接口處于活動狀態。 
 O：表示在該接口上禁用arp。 
 P：表示一個點到點的連接。 

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，并且很大，那么網絡質量肯定有問題，網絡傳輸性能也一定會下降。

當網絡傳輸存在問題是，可以檢測網卡設備是否存在故障，如果可能，可以升級為千兆網卡或者光纖網絡，還可以檢查網絡部署環境是否合理。

4.3 通過netstat –r組合檢測系統的路由表信息

在網絡不通，或者網絡異常時，首先想到的就是檢查系統的路由表信息，“netstat –r”的輸出結果與route命令的輸出完全相同，請看下面的一個實例：

[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 

關于輸出中每項的具體含義，已經在前面章節進行過詳細介紹，這里不再多講，這里我們重點關注的是default行對應的值，default項表示系統的默認路由，對應的網絡接口為eth0。

4.4 通過sar –n組合顯示系統的網絡運行狀態

sar提供四種不同的選項來顯示網絡統計信息，通過“-n”選項可以指定4個不同類型的開關：DEV、EDEV、SOCK和FULL。DEV顯示網絡接口信息，EDEV顯示關于網絡錯誤的統計數據，SOCK顯示套接字信息，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表示網絡接口設備。
• rxpck/s表示每秒鐘接收的數據包大小。
• txpck/s表示每秒鐘發送的數據包大小。
• rxkB/s表示每秒鐘接收的字節數。
• txkB/s表示每秒鐘發送的字節數。
• rxcmp/s表示每秒鐘接收的壓縮數據包。
• txcmp/s表示每秒鐘發送的壓縮數據包。
• rxmcst/s表示每秒鐘接收的多播數據包。

通過“sar –n”的輸出，可以清楚的顯示網絡接口發送、接收數據的統計信息。此外還可以通過“sar -n EDEV 2 3”來統計網絡錯誤信息等。

4.5 小結

本節通過幾個常用的網絡命令介紹了對網絡性能的評估，事實上，網絡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絡帶寬，或者優化網絡部署環境。

除了上面介紹的幾個命令外，排查網絡問題經常用到的命令還有traceroute，主要用于跟蹤數據包的傳輸路徑，還有nslookup命令，主要用于判斷DNS解析信息。