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磁盘IO和网络性能分析

课程介绍

磁盘IO和网络性能分析是系统性能优化的重要组成部分,通过分析磁盘IO和网络的使用情况可以发现性能瓶颈。本课程将详细讲解磁盘IO和网络性能分析工具的使用方法,包括iostat、iftop、nethogs等工具,帮助你掌握磁盘IO和网络性能分析的技巧。

1. 磁盘IO性能分析

1.1 磁盘IO性能分析概述

磁盘IO性能分析是指分析磁盘IO的使用情况,找出性能瓶颈。

磁盘IO性能分析的目的

目的说明
性能监控监控磁盘IO使用情况
瓶颈分析找出磁盘IO性能瓶颈
性能优化优化磁盘IO性能
容量规划规划磁盘IO容量

1.2 磁盘IO性能指标

磁盘IO性能分析的主要指标。

磁盘IO性能指标

指标说明
磁盘使用率磁盘的使用率
磁盘IO速率磁盘IO的速率
磁盘等待时间磁盘IO的等待时间
磁盘队列长度磁盘IO的队列长度

2. iostat命令

2.1 iostat概述

iostat是Linux系统中用于监控磁盘IO的命令。

iostat的特点

特点说明
磁盘IO监控监控磁盘IO使用情况
多磁盘支持支持多磁盘
详细信息提供详细信息
脚本处理支持脚本处理

2.2 iostat安装

iostat通常默认不安装,需要手动安装。

安装iostat

bash
# Debian/Ubuntu系统
apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL系统
yum install sysstat

2.3 iostat基本用法

iostat的基本用法。

命令

bash
# 查看磁盘IO使用情况
iostat

# 查看磁盘IO使用情况(每秒更新一次,共5次)
iostat 1 5

# 查看磁盘IO使用情况(显示详细信息)
iostat -x

# 查看磁盘IO使用情况(显示所有磁盘)
iostat -d

2.4 iostat输出说明

iostat输出的说明。

输出说明

Linux 5.4.0-80-generic (server) 	01/01/24 	_x86_64_	(4 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

Device            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda              0.00         0.00         0.00          0          0
sdb              0.00         0.00         0.00          0          0

输出说明

字段说明
tps每秒传输次数
kB_read/s每秒读取的KB数
kB_wrtn/s每秒写入的KB数
kB_read读取的KB总数
kB_wrtn写入的KB总数

2.5 iostat详细输出

iostat的详细输出。

输出说明

Linux 5.4.0-80-generic (server) 	01/01/24 	_x86_64_	(4 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

Device         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00   0.00
sdb               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00   0.00

输出说明

字段说明
rrqm/s每秒合并的读请求数
wrqm/s每秒合并的写请求数
r/s每秒读请求数
w/s每秒写请求数
rkB/s每秒读取的KB数
wkB/s每秒写入的KB数
avgrq-sz平均请求大小
avgqu-sz平均队列长度
await平均等待时间
r_await平均读等待时间
w_await平均写等待时间
svctm平均服务时间
%util设备利用率

3. 网络性能分析

3.1 网络性能分析概述

网络性能分析是指分析网络的使用情况,找出性能瓶颈。

网络性能分析的目的

目的说明
性能监控监控网络使用情况
瓶颈分析找出网络性能瓶颈
性能优化优化网络性能
容量规划规划网络容量

3.2 网络性能指标

网络性能分析的主要指标。

网络性能指标

指标说明
网络带宽网络的带宽
网络流量网络的流量
网络延迟网络的延迟
网络丢包率网络的丢包率

4. iftop命令

4.1 iftop概述

iftop是Linux系统中用于监控网络流量的命令。

iftop的特点

特点说明
网络流量监控监控网络流量
实时监控实时监控网络流量
详细信息提供详细信息
交互操作支持交互操作

4.2 iftop安装

iftop通常默认不安装,需要手动安装。

安装iftop

bash
# Debian/Ubuntu系统
apt-get install iftop

# CentOS/RHEL系统
yum install iftop

4.3 iftop基本用法

iftop的基本用法。

命令

bash
# 启动iftop
iftop

# 查看指定网络接口的网络流量
iftop -i eth0

# 查看网络流量(不解析主机名)
iftop -n

# 查看网络流量(不解析端口号)
iftop -N

4.4 iftop输出说明

iftop输出的说明。

输出说明

                12.5Kb              25.0Kb              37.5Kb              50.0Kb
└─────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────
server             => 192.168.1.10                     1.2Kb  1.5Kb  1.8Kb
                   <=                                  2.1Kb  2.5Kb  2.8Kb
server             => 192.168.1.11                     0.5Kb  0.6Kb  0.7Kb
                   <=                                  1.0Kb  1.2Kb  1.4Kb
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
TX:             1.7Kb              2.1Kb              2.5Kb
RX:             3.1Kb              3.7Kb              4.2Kb
TOTAL:          4.8Kb              5.8Kb              6.7Kb

输出说明

字段说明
=>发送流量
<=接收流量
TX发送流量
RX接收流量
TOTAL总流量

5. nethogs命令

5.1 nethogs概述

nethogs是Linux系统中用于监控网络流量的命令。

nethogs的特点

特点说明
网络流量监控监控网络流量
进程监控监控进程的网络流量
实时监控实时监控网络流量
详细信息提供详细信息

5.2 nethogs安装

nethogs通常默认不安装,需要手动安装。

安装nethogs

bash
# Debian/Ubuntu系统
apt-get install nethogs

# CentOS/RHEL系统
yum install nethogs

5.3 nethogs基本用法

nethogs的基本用法。

命令

bash
# 启动nethogs
nethogs

# 查看指定网络接口的网络流量
nethogs eth0

# 查看网络流量(以KB为单位)
nethogs -k

# 查看网络流量(以MB为单位)
nethogs -m

5.4 nethogs输出说明

nethogs输出的说明。

输出说明

  PID USER     PROGRAM                      DEV        SENT      RECEIVED       
  1234 root     /usr/sbin/sshd              eth0       1.2 KB     2.1 KB/s
  1235 root     /usr/bin/bash               eth0       0.5 KB     1.0 KB/s
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
  TOTAL                                                 1.7 KB     3.1 KB/s

输出说明

字段说明
PID进程ID
USER用户
PROGRAM程序
DEV网络接口
SENT发送流量
RECEIVED接收流量

6. 实战案例

案例1:分析磁盘IO使用率

场景:分析磁盘IO使用率,找出磁盘IO使用率高的磁盘。

命令

bash
# 查看磁盘IO使用率
iostat

# 查看磁盘IO使用率(每秒更新一次,共5次)
iostat 1 5

# 查看磁盘IO使用率(显示详细信息)
iostat -x

# 查看磁盘IO使用率最高的磁盘
iostat -x | sort -k12 -nr | head -n 5

案例2:分析磁盘IO等待时间

场景:分析磁盘IO等待时间,找出磁盘IO等待时间长的磁盘。

命令

bash
# 查看磁盘IO等待时间
iostat -x

# 查看磁盘IO等待时间(每秒更新一次,共5次)
iostat -x 1 5

# 查看磁盘IO等待时间最长的磁盘
iostat -x | sort -k9 -nr | head -n 5

案例3:分析网络流量

场景:分析网络流量,找出网络流量高的进程。

命令

bash
# 查看网络流量
iftop

# 查看网络流量(不解析主机名)
iftop -n

# 查看网络流量(不解析端口号)
iftop -N

# 查看网络流量最高的进程
nethogs

案例4:分析网络延迟

场景:分析网络延迟,找出网络延迟高的原因。

命令

bash
# 查看网络延迟
ping 192.168.1.10

# 查看网络延迟(持续ping)
ping 192.168.1.10 -c 10

# 查看网络延迟(详细信息)
ping 192.168.1.10 -c 10 -i 0.1

7. 性能优化建议

7.1 磁盘IO优化

磁盘IO优化的建议。

优化建议

建议说明
使用SSD使用SSD,提高磁盘IO性能
使用RAID使用RAID,提高磁盘IO性能
优化文件系统优化文件系统,提高磁盘IO性能
使用缓存使用缓存,减少磁盘IO

7.2 网络优化

网络优化的建议。

优化建议

建议说明
增加带宽增加带宽,提高网络性能
优化网络配置优化网络配置,提高网络性能
使用CDN使用CDN,提高网络性能
使用缓存使用缓存,减少网络流量

8. 常见问题

问题1:磁盘IO使用率过高

问题:磁盘IO使用率过高。

解决方法

bash
# 查看磁盘IO使用率
iostat

# 查看磁盘IO使用率最高的进程
iotop

# 优化磁盘IO
# 使用SSD
# 使用RAID
# 优化文件系统

问题2:网络流量过高

问题:网络流量过高。

解决方法

bash
# 查看网络流量
iftop

# 查看网络流量最高的进程
nethogs

# 优化网络流量
# 增加带宽
# 优化网络配置
# 使用CDN

问题3:网络延迟过高

问题:网络延迟过高。

解决方法

bash
# 查看网络延迟
ping 192.168.1.10

# 优化网络延迟
# 增加带宽
# 优化网络配置
# 使用CDN

课程总结

这节课我们学习了磁盘IO和网络性能分析。

核心内容:

  • 磁盘IO性能分析(概述、性能指标)
  • iostat命令(安装、基本用法、输出说明)
  • 网络性能分析(概述、性能指标)
  • iftop命令(安装、基本用法、输出说明)
  • nethogs命令(安装、基本用法、输出说明)
  • 实战案例(分析磁盘IO使用率、分析磁盘IO等待时间、分析网络流量、分析网络延迟)
  • 性能优化建议
  • 常见问题

重要命令:

  • iostat:监控磁盘IO
  • iftop:监控网络流量
  • nethogs:监控进程网络流量
  • ping:查看网络延迟
  • iotop:查看磁盘IO

磁盘IO和网络性能分析是系统性能优化的重要组成部分,掌握这些知识后,我们将在后续课程中学习系统调优、应用性能优化等内容。

课后练习

练习1(基础)

使用iostat命令查看磁盘IO使用率。

练习2(进阶)

使用iftop命令查看网络流量。

练习3(拓展)

使用nethogs命令查看进程网络流量。

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