测试如何用图表累计统计linux服务器的性能监控信息

性能测试中通常需要长期监控服务器的CPU、内存、磁盘IO、网络IO等信息,来辅助对测试结论进行分析,以确定影响性能的瓶颈,指导后续性能优化。

以最近完成的一个项目的性能测试进行举例说明,需要统计分析查询过程中CPU、磁盘及网络IO的累计历史变化情况,监控数据统计结果如下图所示:

上述性能监控数据图表主要是通过systat工具采集监控信息,编写脚本提取自己所需要的数据,转存为 csv文件,然后利用excel绘图, 下文将进行详细阐述。

一、 Sysstat工具简介及使用

sysstat 是 Linux 系统中的常用工具包。它的主要用途是观察服务负载,比如CPU和内存的占用率、网络的使用率以及磁盘写入和读取速度等。Sysstat工具包中包含两类工具,及时查看工具:iostat、mpstat、sar;累计统计工具:sar。其中sar具有这两种功能,是sysstat中的核心工具。

sysstat是很多linux系统自带的安装工具,若没有则可以下载rpm –qa sysstat。

 1.通过系统自记录文件,查看监控数据

系统安装后(或安装sysstat包后),默认创建一个/etc/cron.d/sysstat的文件,会通过cron工具周期性的间隔启动。

在 cron 任务 /etc/cron.d/sysstat 中每隔10分钟执行一次 /usr/lib/sa/sa1 1 1 命令,将信息写入文件 /var/log/sa/saDD。每天 23:53 执行一次 /usr/lib/sa/sa2 -A 命令,将当天的汇总信息写入文件 /var/log/sa/saDD。Sadc将收集的数据写入一个二进制的文件中,文件名为:/var/log/sa/saDD, 其中DD为当天的日期。

上述为二进制文件,可以通过sar命令打开具体文件,如下所示:

也可以查看某文件制定时间段的监控数据,如下所示:

 2. 通过systat工具自定义查看

  • CPU 统计信息

sar –u [采样时间] [统计次数(不指定次数,默认持续统计)]

输出项说明:

CPU: all表示统计信息为所有cpu的平均值;

%user: 显示在用户级别运行的CPU总时间的百分比;

%nice: 显示在用户级别,用于nice操作,所占用CPU总时间的百分比;

%system: 在系统核心级别(kernel)运行所使用的CPU总是简单的百分比;

%iowait: 显示用于等待I/O操作占用CPU总时间的百分比;

%steal: 管理程序(hypervisor) 为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟CPU的百分比;

%idle:显示CPU空闲时间占用CPU总时间的百分比。

为了后续统计分析,可以将统计数据,定向到文件中,如Sar –u 10 >cpustat.txt。

  • 内存统计信息

sar –r [采样时间] [统计次数(不指定次数,默认持续统计)]

主要输出项说明:

kbmemfree  可用的空闲内存数量,单位为 KB;

kbmemused 已使用的内存数量(不包含内核使用的内存),单位为 KB;

%memused  已使用内存的百分数;

kbbuffers      内核缓冲区(buffer)使用的内存数量,单位为 KB;

kbcached      内核高速缓存(cache)数据使用的内存数量,单位为 KB;

  • 网络IO

sar –n DEV [采样时间] [统计次数(不指定次数,默认持续统计)  |grep 网卡名称(不加grep 默认统计所有网卡)]

输出项说明:

IFACE     网络设备名;

rxpck/s  每秒接收的包总数;

txpck/s   每秒传输的包总数;

rxbyt/s   每秒接收的字节(byte)总数;

txbyt/s   每秒传输的字节(byte)总数;

rxcmp/s 每秒接收压缩包的总数;

txcmp/s 每秒传输压缩包的总数;

rxmcst/s       每秒接收的多播(multicast)包的总数;

  • 磁盘IO

方法一:I/O传输总量与传输速度统计

Sar –b [取样间隔] [统计次数(不指定次数,默认持续统计)]

输出项说明:

tps  每秒钟物理设备的 I/O 传输总量;

rtps 每秒钟从物理设备读入的数据总量;

wtps       每秒钟向物理设备写入的数据总量;

bread/s  每秒钟从物理设备读入的数据量,单位为 块/s;

bwrtn/s  每秒钟向物理设备写入的数据量,单位为 块/s。

方法二:

iostat -d [-k/-m] [-x] [-t] [取样间隔] [统计次数(不指定时,默认持续统计)]

参数说明:

-d    仅显示磁盘统计信息;

-k    以KB为单位显示每秒的磁盘请求数;

-m   以MB为单位显示每秒的磁盘请求数;

-t     在输出数据时,打印搜集数据的时间。

-x    输出扩展信息。

输出项说明:

rrqm/s   将读入请求合并后,每秒发送到设备的读入请求数。

wrqm/s  将写入请求合并后,每秒发送到设备的写入请求数。

r/s   每秒发送到设备的读入请求数。

w/s 每秒发送到设备的写入请求数。

rsec/s    每秒从设备读入的扇区数。

wsec/s   每秒向设备写入的扇区数。

rkB/s      每秒从设备读入的数据量,单位为 KB/s。

wkB/s    每秒向设备写入的数据量,单位为 KB/s。

rMB/s    每秒从设备读入的数据量,单位为 MB/s。

wMB/s   每秒向设备写入的数据量,单位为 MB/s。

avgrq-sz 发送到设备的请求的平均大小,单位为扇区。

avgqu-sz       发送到设备的请求的平均队列长度。

await     I/O请求平均执行时间。包括发送请求和执行的时间。单位为毫秒。

svctm     发送到设备的I/O请求的平均执行时间。单位为毫秒。

%util      在I/O请求发送到设备期间,占用CPU时间的百分比。用于显示设备的带宽利用率。当这个值接近100%时,表示设备带宽已经占满。

  • 其他辅助测试的指标(举例平均负载及句柄信息)

进程对队列长度及平均负载状态信息

sar –q [取样时间] [统计次数(不指定时,默认持续统计)]

输出项说明:

runq-sz  运行队列的长度(等待运行的进程数);

plist-sz   进程列表中进程(processes)和线程(threads)的数量;

ldavg-1  最后1分钟的系统平均负载(System load average);

ldavg-5  过去5分钟的系统平均负载;

ldavg-15       过去15分钟的系统平均负载。

句柄信息

输出项说明:

dentunusd    目录高速缓存中未被使用的条目数量;

file-nr 当前系统文件句柄的使用数量

inode-nr 索引节点句柄的使用数量

pty-ny 使用的pty数量

二、累计统计的监控数据的提取与绘图

将上述长期累计统计的监控信息重定向到文件中,然后再编写python脚本提取自己关心的数据写入CSV, 然后利用excel绘图,以网络IO数据的整理为例进行说明。

监控重定向后的文件格式如下图所示:

如只关心rxkB/s的数据,则编写python脚本提取网卡em1的rxkB/s数据,然后将提取的数据写入CSV中。

通过excel打开csv文件

利excel绘图,这样网卡em1随时间变化的rxkB/s的数值便统计出来了,如下所示。

其他监控信息通过类似的方法提取绘图,然后根据分析的性能监控图表便可以进行结论辅助分析。

声 明

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