Înțelegeți mediile de încărcare Linux și monitorizați performanța Linux
În acest articol, vom explica una dintre sarcinile critice de administrare a sistemului Linux - monitorizarea performanței în ceea ce privește încărcarea sistemului/CPU și mediile de încărcare.
Înainte de a merge mai departe, să înțelegem aceste două fraze importante în toate sistemele de tip Unix:
- System load/CPU Load – este o măsurare a suprautilizarii sau subutilizarii CPU într-un sistem Linux; numărul de procese care sunt executate de CPU sau în stare de așteptare.
- Media de încărcare – este sarcina medie a sistemului calculată pe o anumită perioadă de timp de 1, 5 și 15 minute.
În Linux, se crede tehnic că media de încărcare este o medie de rulare a proceselor din coada de execuție (kernel) etichetată ca rulând sau neîntreruptibil.
Rețineți că:
- Toate, dacă nu majoritatea sistemelor alimentate cu Linux sau alte sisteme asemănătoare Unix, vor afișa probabil valorile medii de încărcare undeva pentru un utilizator.
- Un sistem Linux de-a dreptul inactiv poate avea o medie de încărcare de zero, excluzând procesul inactiv.
- Aproape toate sistemele asemănătoare Unix numără doar procesele în starea de rulare sau de așteptare. Dar nu este cazul cu Linux, el include procese în stări de somn neîntreruptibil; cei care așteaptă alte resurse de sistem, cum ar fi I/O pe disc etc.
Cum se monitorizează încărcarea medie a sistemului Linux
Există numeroase modalități de monitorizare a încărcării medii a sistemului, inclusiv timpul de funcționare care arată cât timp a funcționat sistemul, numărul de utilizatori împreună cu mediile de încărcare:
uptime
07:13:53 up 8 days, 19 min, 1 user, load average: 1.98, 2.15, 2.21
Numerele sunt citite de la stânga la dreapta, iar rezultatul de mai sus înseamnă că:
- media de încărcare în ultimul 1 minut este de 1,98
- media de încărcare în ultimele 5 minute este de 2,15
- media de încărcare în ultimele 15 minute este de 2,21
Mediile de sarcină ridicate implică faptul că un sistem este supraîncărcat; multe procese așteaptă timp CPU.
Vom descoperi acest lucru în secțiunea următoare în legătură cu numărul de nuclee CPU. În plus, putem folosi și alte instrumente binecunoscute, cum ar fi top și priviri, care afișează o stare în timp real a unui sistem Linux care rulează, plus multe alte instrumente:
Comanda de sus
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
....
Instrumentul de priviri
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
...
Mediile de încărcare afișate de aceste instrumente sunt citite fișierul /proc/loadavg, pe care îl puteți vizualiza folosind comanda cat, după cum urmează:
cat /proc/loadavg
2.48 1.69 1.42 5/889 10570
Pentru a monitoriza mediile de încărcare în format grafic, consultați: ttyload – Afișează un grafic codificat în culori al mediei de încărcare Linux în terminal
Pe computerele desktop, există instrumente de interfață grafică cu utilizatorul pe care le putem folosi pentru a vizualiza mediile de încărcare a sistemului.
Înțelegerea încărcării medii a sistemului în raport cu numărul de procesoare
Nu putem explica încărcarea sistemului sau performanța sistemului fără a face lumină asupra impactului numărului de nuclee CPU asupra performanței.
Multi-procesor Vs Multi-core
- Multi-procesor – este locul în care două sau mai multe CPU-uri fizice sunt integrate într-un singur sistem computerizat.
- Procesor cu mai multe nuclee – este un singur CPU fizic care are cel puțin două sau mai multe nuclee separate (sau ceea ce putem numi și unități de procesare) care funcționează în paralel. Înseamnă că un dual-core are 2 două unități de procesare, un quad-core are 4 unități de procesare și așa mai departe.
În plus, există și o tehnologie de procesor care a fost introdusă pentru prima dată de Intel pentru a îmbunătăți calculul paralel, denumită hyper threading.
Sub hyper threading, un singur nucleu fizic de procesor apare ca două nuclee de procesoare logice pentru un sistem de operare (dar, în realitate, există o componentă hardware fizică).
Rețineți că un singur nucleu CPU poate îndeplini doar o sarcină odată, astfel că tehnologii precum procesoare/procesoare multiple, procesoare multi-core și hyper-threading au fost aduse la viață.
Cu mai mult de un CPU, mai multe programe pot fi executate simultan. Procesoarele Intel actuale folosesc o combinație de nuclee multiple și tehnologie hyper-threading.
Pentru a găsi numărul de unități de procesare disponibile pe un sistem, putem folosi comenzile nproc sau lscpu după cum urmează:
nproc
4
OR
lscpu
O altă modalitate de a găsi numărul de unități de procesare folosind comanda grep, așa cum se arată.
grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
4
Acum, pentru a înțelege în continuare încărcarea sistemului, vom lua câteva ipoteze. Să presupunem că avem medii de încărcare mai jos:
23:16:49 up 10:49, 5 user, load average: 1.00, 0.40, 3.35
Pe un singur sistem de bază, aceasta ar însemna:
- Procesorul a fost utilizat pe deplin (100%) în medie; 1 procese au fost rulate pe CPU (1.00) în ultimul minut.
- Procesorul era inactiv cu 60% în medie; niciun proces nu a așteptat timp CPU (0,40) în ultimele 5 minute.
- CPU a fost supraîncărcat cu 235% în medie; 2.35 procese au așteptat timp CPU (3.35) în ultimele 15 minute.
Pe un sistem dual-core, aceasta ar însemna:
- Unul CPU era 100% inactiv în medie, era folosit un CPU; niciun proces nu a așteptat timpul CPU (1.00) în ultimul minut.
- Procesoarele au fost inactive cu 160% în medie; niciun proces nu aștepta timpul CPU. (0,40) în ultimele 5 minute.
- Procesoarele au fost supraîncărcate cu 135% în medie; 1.35 procese așteptau timp CPU. (3.35) în ultimele 15 minute.
S-ar putea sa-ti placa si:
- 20 de instrumente de linie de comandă pentru a monitoriza performanța Linux - Partea 1
- 13 Instrumente de monitorizare a performanței Linux – Partea 2
- Perf- Un instrument de monitorizare și analiză a performanței pentru Linux
- Nmon: Analizați și monitorizați performanța sistemului Linux
În concluzie, dacă sunteți administrator de sistem, mediile de încărcare ridicate sunt reale de care vă faceți griji. Când sunt mari, peste numărul de nuclee CPU, înseamnă o cerere mare pentru procesoare, iar mediile de încărcare scăzută sub numărul de nuclee CPU ne indică faptul că procesoarele sunt subutilizate.