Forstå Linux-belastningstal og overvåg Linux-ydeevne
I denne artikel vil vi forklare en af de kritiske Linux-systemadministrationsopgaver - ydelsesovervågning med hensyn til system/CPU-belastning og belastningsgennemsnit.
Før vi går videre, lad os forstå disse to vigtige sætninger i alle Unix-lignende systemer:
- Systembelastning/CPU-belastning - er en måling af CPU-over- eller underudnyttelse i et Linux-system; antallet af processer, der udføres af CPU'en eller i ventetilstand.
- Belastningsgennemsnit - er den gennemsnitlige systembelastning beregnet over en given tidsperiode på 1, 5 og 15 minutter.
I Linux menes belastningsgennemsnittet teknisk at være et løbende gennemsnit af processer i den (kernel) udførelseskø, der er mærket som kørende eller uafbrydeligt.
Noter det:
- Alle, hvis ikke de fleste systemer, der drives af Linux eller andre Unix-lignende systemer, viser muligvis belastningsgennemsnit værdier et sted for en bruger.
- Et direkte inaktiv Linux-system kan have et belastningsgennemsnit på nul eksklusive tomgangsprocessen.
- Næsten alle Unix-lignende systemer tæller kun processer i kørende eller ventende tilstand. Men dette er ikke tilfældet med Linux, det inkluderer processer i uafbrydelige søvntilstande; dem, der venter på andre systemressourcer som disk I/O osv.
Sådan overvåges Linux-systembelastningsgennemsnit
Der er adskillige måder til overvågning af systembelastningsgennemsnit, herunder oppetid, der viser, hvor længe systemet har kørt, antal brugere sammen med belastningsgennemsnit:
$ uptime 07:13:53 up 8 days, 19 min, 1 user, load average: 1.98, 2.15, 2.21
Tallene læses fra venstre mod højre, og output ovenfor betyder, at:
- gennemsnitsbelastning i løbet af det sidste 1 minut er 1,98
- gennemsnittet for belastning i løbet af de sidste 5 minutter er 2,15
- gennemsnitsbelastning i løbet af de sidste 15 minutter er 2,21
Højt belastningsgennemsnit betyder, at et system er overbelastet; mange processer venter på CPU-tid.
Vi afdækker dette i det næste afsnit i forhold til antallet af CPU-kerner. Derudover kan vi lige så godt bruge andre kendte værktøjer såsom blik, der viser en realtidsstatus for et kørende Linux-system plus mange andre værktøjer:
$ top
top - 12:51:42 up 2:11, 1 user, load average: 1.22, 1.12, 1.26
Tasks: 243 total, 1 running, 242 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 17.4 us, 2.9 sy, 0.3 ni, 74.8 id, 4.6 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 8069036 total, 388060 free, 4381184 used, 3299792 buff/cache
KiB Swap: 3906556 total, 3901876 free, 4680 used. 2807464 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6265 tecmint 20 0 1244348 170680 83616 S 13.3 2.1 6:47.72 Headset
2301 tecmint 9 -11 640332 13344 9932 S 6.7 0.2 2:18.96 pulseaudio
2459 tecmint 20 0 1707692 315628 62992 S 6.7 3.9 6:55.45 cinnamon
2957 tecmint 20 0 2644644 1.035g 137968 S 6.7 13.5 50:11.13 firefox
3208 tecmint 20 0 507060 52136 33152 S 6.7 0.6 0:04.34 gnome-terminal-
3272 tecmint 20 0 1521380 391324 178348 S 6.7 4.8 6:21.01 chrome
6220 tecmint 20 0 1595392 106964 76836 S 6.7 1.3 3:31.94 Headset
1 root 20 0 120056 6204 3964 S 0.0 0.1 0:01.83 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.10 ksoftirqd/0
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
....
$ glances
TecMint (LinuxMint 18 64bit / Linux 4.4.0-21-generic) Uptime: 2:16:06
CPU 16.4% nice: 0.1% LOAD 4-core MEM 60.5% active: 4.90G SWAP 0.1%
user: 10.2% irq: 0.0% 1 min: 1.20 total: 7.70G inactive: 2.07G total: 3.73G
system: 3.4% iowait: 2.7% 5 min: 1.16 used: 4.66G buffers: 242M used: 4.57M
idle: 83.6% steal: 0.0% 15 min: 1.24 free: 3.04G cached: 2.58G free: 3.72G
NETWORK Rx/s Tx/s TASKS 253 (883 thr), 1 run, 252 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
enp1s0 525Kb 31Kb
lo 2Kb 2Kb CPU% MEM% VIRT RES PID USER NI S TIME+ IOR/s IOW/s Command
wlp2s0 0b 0b 14.6 13.3 2.53G 1.03G 2957 tecmint 0 S 51:49.10 0 40K /usr/lib/firefox/firefox
7.4 2.2 1.16G 176M 6265 tecmint 0 S 7:08.18 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=renderer --no-sandbox --primordial-pipe-token=879B36514C6BEDB183D3E4142774D1DF --lan
DISK I/O R/s W/s 4.9 3.9 1.63G 310M 2459 tecmint 0 R 7:12.18 0 0 cinnamon --replace
ram0 0 0 4.2 0.2 625M 13.0M 2301 tecmint -11 S 2:29.72 0 0 /usr/bin/pulseaudio --start --log-target=syslog
ram1 0 0 4.2 1.3 1.52G 105M 6220 tecmint 0 S 3:42.64 0 0 /usr/lib/Headset/Headset
ram10 0 0 2.9 0.8 409M 66.7M 6240 tecmint 0 S 2:40.44 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=gpu-process --no-sandbox --supports-dual-gpus=false --gpu-driver-bug-workarounds=7,2
ram11 0 0 2.9 1.8 531M 142M 1690 root 0 S 6:03.79 0 0 /usr/lib/xorg/Xorg :0 -audit 0 -auth /var/lib/mdm/:0.Xauth -nolisten tcp vt8
ram12 0 0 2.6 0.3 79.3M 23.8M 9651 tecmint 0 R 0:00.71 0 0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
ram13 0 0 1.6 4.8 1.45G 382M 3272 tecmint 0 S 6:25.30 0 4K /opt/google/chrome/chrome
...
Belastningsgennemsnittene vist med disse værktøjer er læse/proc/loadavg-fil, som du kan se ved hjælp af cat-kommandoen som nedenfor:
$ cat /proc/loadavg 2.48 1.69 1.42 5/889 10570
For at overvåge belastningsgennemsnit i grafformat skal du tjekke: ttyload - Viser en farvekodet graf over Linux-gennemsnittet i terminalen
På stationære maskiner er der grafiske brugergrænsefladesværktøjer, som vi kan bruge til at se systembelastningsgennemsnit.
Forståelse af systemets gennemsnitlige belastning i forhold Antal CPU'er
Vi kan umuligt forklare systembelastning eller systemydelse uden at kaste lys over indvirkningen af antallet af CPU-kerner på ydeevnen.
- Multi-processor - er, hvor to eller flere fysiske CPU'er er integreret i et enkelt computersystem.
- Multi-core processor - er en enkelt fysisk CPU, der har mindst to eller flere separate kerner (eller hvad vi også kan referere til som behandlingsenheder), der fungerer parallelt. Det betyder, at en dual-core har 2 to processorenheder, en quad-core har 4 processorenheder og så videre.
Derudover er der også en processorteknologi, der først blev introduceret af Intel for at forbedre parallel computing, kaldet hyper threading.
Under hyper threading vises en enkelt fysisk CPU-kerne som to logiske CPU'er til et operativsystem (men i virkeligheden er der en fysisk hardwarekomponent).
Bemærk, at en enkelt CPU-kerne kun kan udføre en opgave ad gangen, så teknologier som flere CPU'er/processorer, multi-core CPU'er og hyper-threading blev bragt til live.
Med mere end en CPU kan flere programmer udføres samtidigt. Nutidens Intel-CPU'er bruger en kombination af både flere kerner og hyper-threading-teknologi.
For at finde antallet af tilgængelige behandlingsenheder på et system kan vi bruge kommandoer nproc eller lscpu som følger:
$ nproc 4 OR lscpu
En anden måde at finde antallet af behandlingsenheder ved hjælp af grep-kommandoen som vist.
$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l 4
For at forstå systembelastningen yderligere tager vi et par antagelser. Lad os sige, at vi har belastningsgennemsnit nedenfor:
23:16:49 up 10:49, 5 user, load average: 1.00, 0.40, 3.35
- CPU'en blev fuldt ud (100%) brugt i gennemsnit; 1 processer kørte på CPU'en (1.00) i løbet af det sidste 1 minut.
- CPU'en var i gennemsnit 60% inaktiv; ingen processer ventede på CPU-tid (0,40) i løbet af de sidste 5 minutter.
- CPU'en blev i gennemsnit overbelastet med 235%; 2,35 processer ventede på CPU-tid (3.35) i løbet af de sidste 15 minutter.
- Den ene CPU var i gennemsnit 100% inaktiv, en CPU blev brugt; ingen processer ventede på CPU-tid (1.00) i løbet af det sidste 1 minut.
- CPU'erne var i gennemsnit 160% inaktive; ingen processer ventede på CPU-tid. (0,40) i løbet af de sidste 5 minutter.
- CPU'erne blev i gennemsnit overbelastet med 135%; 1,35 processer ventede på CPU-tid. (3.35) i løbet af de sidste 15 minutter.
Du kan måske også lide:
- 20 kommandolinjeværktøjer til overvågning af Linux-ydeevne - del 1
- 13 Linux Performance Monitoring Tools - Del 2
- Perf - Et performanceovervågnings- og analyseværktøj til Linux
- Nmon: Analyser og overvåg Linux-systemydelse
Afslutningsvis, hvis du er systemadministrator, er høje belastningsgennemsnit reelle at bekymre sig om. Når de er høje, over antallet af CPU-kerner, betyder det stor efterspørgsel efter CPU'erne, og gennemsnit for lav belastning under antallet af CPU-kerner fortæller os, at CPU'er er underudnyttet.