RHCA02
- 系统监控工具
1）top命令
top命令的概述
功能特点：top是一个实时系统监控工具，可以监控大量系统运行状态信息，包括CPU、内存、进程等资源使用情况。
监控范围：能够监控系统整体负载、进程状态、CPU使用率、内存占用等关键指标。
系统运行时间的查看
时间显示：top命令第一行显示系统当前时间、运行时长和用户数，如"19:02:42 up 56 min"表示系统已运行56分钟。
计时规则：运行时间从系统启动开始计算，重启后会重新计时。
实际应用：可通过该信息判断服务器持续运行时间，例如显示"up 523 days"表示服务器已连续运行523天。
用户数量的显示与解释
用户数含义：显示当前登录系统的用户会话数，每个SSH连接计为一个用户。
查看方法：使用w命令可查看详细用户连接信息，包括登录来源、空闲时间和当前活动。
动态变化：用户数会随连接断开实时变化，如从两个SSH连接断开一个后，用户数显示为1。
平均负载的解读
三个数值：分别表示1分钟、5分钟和15分钟的系统平均负载率。
空闲判断：当三个值都接近0时，表示系统非常空闲。
CPU关系：负载值与CPU核心数直接相关，理想情况下负载值不应超过CPU核心数。
临界值：对于2核CPU，负载值达到2表示CPU资源已饱和；64核CPU则在负载低于64时都算正常。
CPU繁忙程度的衡量
负载测试：通过运行多个dd if=/dev/zero进程可以人为制造CPU负载，观察负载值变化。
核心数对应：2核CPU运行4个计算密集型进程时，负载值会接近4，表示需要4个CPU才能满足需求。
性能判断：当负载持续高于CPU核心数时，说明需要增加CPU资源。
进程状态：top显示的任务中，R表示运行中，S表示休眠，I表示交互式等待。
2）mpstat命令
mpstat命令介绍
基本功能：用于监控处理器使用情况，显示每个CPU核心的详细统计信息
关键指标：
%usr：用户空间占用CPU百分比
%sys：内核空间占用CPU百分比
%idle：CPU空闲百分比
空闲率判断：当%idle为0%时表示处理器处于繁忙状态
查看特定处理器状态
指定处理器：使用-P参数后接处理器编号（如-P 1查看1号处理器）
采样设置：
1 5表示每秒采样1次，连续采样5次
示例：mpstat -P 1 1 5监控1号处理器5秒
繁忙判断：空闲率为0%表示处理器完全被占用
硬中断与软中断
硬中断(hi)：
由硬件设备触发（网卡/硬盘/显卡等）
在top命令中显示为"hi"指标
可通过/proc/interrupts查看具体中断号
软中断(si)：
与进程优先级相关
在top命令中显示为"si"指标
高优先级进程抢占低优先级进程时产生
中断调优：可根据中断号对硬件中断进行针对性优化
内存与swap机制
swap作用：
当物理内存不足时临时存储不常用内存数据
数据需要时重新读回内存处理（swap只做暂存）
防止内存溢出导致系统崩溃
使用特点：
内存紧张时自动释放buffer/cache
曾经使用的swap空间可能保留直到数据被需要
非正常关闭swap可能导致数据丢失
内存压力测试
测试工具：bigmem可模拟内存占用
示例：bigmem 1200申请1200MB内存
按Enter键释放内存
内存释放机制：
内存紧张时自动释放buffer/cache
部分核心内存不会被完全释放
swap中的数据在关闭时会被读回内存
swap操作命令
关闭swap：swapoff -a命令
执行时会卡住，正在将swap数据读回内存
正常关闭可保证数据完整性
非正常关闭可能导致数据丢失
重新启用：swapon -a可重新激活swap分区
2. vmstat命令
1）进程状态监控
运行状态统计: 可以查看系统中处于运行状态的进程数量，以及阻塞状态的进程数量
状态分类:
运行状态(run): 正在CPU上执行的进程
阻塞状态(block): 等待I/O或其他资源的进程
2）内存与交换空间
内存相关指标:
free: 空闲内存量
buff: 用作缓冲的内存
cache: 用作缓存的内存
交换空间活动:
swap in: 从交换空间读入内存的数据量
swap out: 从内存写入交换空间的数据量
交换机制: 当物理内存不足时，系统会将不活跃的内存页交换到磁盘空间
3）交换空间配置建议
配置原则:
内存<4G: 建议swap为内存2倍
内存4G-16G: 建议swap与内存等大
内存>16G: 建议不超过32G
动态调整:
可根据实际使用情况动态扩展swap空间
扩展前提是磁盘有足够剩余空间
业务考量:
内存密集型应用(如数据库)可适当增大swap
Web应用等连接密集型服务也建议配置较大swap
4）系统性能指标
上下文切换:
表示进程间通信的频繁程度
数值高说明系统进程调度频繁
过多切换会导致系统性能下降
中断速率:
反映系统处理硬件中断的频率
是评估系统负载的重要指标之一
二、swap设置
基本原则: 不需要过于在意swap大小的细节设置，遵循基本设置原则即可
灵活性: 即使初始设置不合理，后续也可以进行调整
应用场景:
当应用消耗过多内存时使用
在内存资源不足的情况下需要更多swap空间
特殊场景:
k8s建议关闭swap
Docker压力测试时建议关闭swap，以测试系统真实承受能力
三、内存溢出
- 内存申请失败
直接后果: 当申请内存超过物理内存时，程序会自动结束或失败
示例: 尝试申请1600M内存时，由于物理内存不足，程序直接终止
系统保护机制: 系统会杀死某些进程以防止内存溢出导致系统死机 - OOM Killer机制
全称: Out of Memory Killer
功能: 自动终止某些进程以保障系统正常运行
特点:
是系统防止内存溢出的重要机制
会在内存调优部分详细讲解
有专门的OOM解决方案案例 - 虚拟内存与物理内存
申请机制:
应用程序申请的是虚拟内存(如100G、200G)
系统分配虚拟内存，但实际只使用部分物理内存
区别:
虚拟地址空间与物理地址空间是两个不同概念
与swap无关，是应用程序层面的机制
工作流程:
应用程序通过虚拟内存申请
系统从物理内存中实际分配资源
后续内容: 内存管理将详细讲解虚拟内存和物理内存的工作机制
四、PCP监控 - 安装pcp工具
1）工具安装
工具名称: pcp-GUI（Performance Co-Pilot图形界面）
安装方式: 通过yum install pcp pcp-gui命令安装，系统默认不包含该工具
后台服务: 安装完成后会自动启用pmcd服务，该服务用于收集性能指标数据
2）基本功能
监控范围: 可监控2000+种系统参数，涵盖CPU、内存、磁盘、网络等各方面
参数查询: 使用pminfo命令查看所有可监控参数
监控示例:
磁盘读写监控：disk.all.read（读字节数）、disk.all.write（写字节数）
单位显示：默认以KB为单位显示监控数据 - pcp查询参数意义
1）参数解释功能
命令格式: pminfo -d 参数名
功能说明: 可查询具体监控参数的含义和单位
示例：disk.all.read参数表示"所有磁盘设备读取的字节数"
包含参数类型、数据来源、计量单位等详细信息
2）实时监控命令
基本命令: pmval -v 参数名
示例：pmval -v disk.all.write监控磁盘写入量
输出格式: 实时显示每秒数据变化，包括当前值和单位 - 图形界面
1）PM Chart工具
启动命令: pmchart（后台运行需加&）
功能特点:
可视化监控多个参数
支持自定义监控图表组合
颜色区分不同指标（如黄色表示读，蓝色表示写）
2）数据记录功能
记录操作: 通过界面"Record Start"按钮开始记录
存储位置: 数据保存在~/.pcp目录下
记录间隔: 默认每秒记录一次，可自定义调整
回放功能: 可查看历史记录的数据变化趋势 - 考试题pcplog分析
1）考试文件处理流程
文件获取: 考试时会将监控数据文件夹压缩成.tgz格式的数据包，需要从服务器下载
文件内容: 解压后包含数据库文件(监控数据)和configure文件(监控参数配置)
注意事项:
数据库文件不能直接打开
configure文件记录了被监控的系统参数
2）数据分析方法
参数查看: 通过configure文件确认监控了哪些系统参数
数据解读:
记录开始/结束时间(如20:03:48-20:05:09)
监控次数(如81次)
记录间隔(1秒/次)
数据单位(KB/s)
多设备监控: 可同时监控多个硬盘(sda/sdb)或NAS设备
3）科学计数法转换
表示形式: 如
计算方法: 使用公式进行转换
数据处理技巧: 分析时需要排除前13行非数据内容
4）例题：pcplog分析题
题目解析
解题步骤：
解压下载的.tgz文件
查看configure确认监控参数
使用pmvl -a命令分析数据
处理科学计数法数据
典型问题：
计算每秒写入KB数
确定峰值写入速度
答案处理：
保留原始监控数据单位
正确转换科学计数法 - 公式换算内存
1）数据提取与处理
tail命令应用：使用tail -n 12提取最后12行数据，后调整为tail -n 13固定提取13行特定位置数据
数据过滤：通过减3操作去除最后三行不需要的数据
数值转换：使用awk工具处理数据，其中print$2表示提取第二列数值
2）进制转换方法
十六进制转换：使用printf函数将16进制数值转换为十进制
括号使用：转换时需要正确使用括号保证运算顺序
验证方法：通过比对转换结果（如72915、125400等数值）验证转换准确性
3）单位换算技巧
KB换算：将KB值除以1000转换为MB（如125400KB→125MB/s）
性能指标：
平均值：278MB/s
最高值：300MB/s（对应311数值）
典型范围：249-276MB/s
科学计数法处理：需掌握科学计数法转十进制的方法
4）监控工具应用
系统监控：可以记录和分析系统设备详细信息
性能分析：通过数值换算判断系统性能指标
考试重点：需掌握数值换算方法和性能判断标准
5）例题：设备性能分析
题目解析
数据提取流程：先获取固定行数→去除干扰行→提取特定列
换算步骤：十六进制→十进制→单位换算
答案判断：通过比较换算结果确定最高性能值
易错点：科学计数法识别、单位换算系数选择
6）工具补充说明
dmesg工具：系统消息监控的补充工具
综合应用：多种监控工具配合使用可获得完整系统状态
注：本笔记完整记录了从原始数据提取到最终性能分析的全流程，重点包括命令使用、数值转换方法和性能指标判断标准，适用于系统监控和性能分析场景的复习备考。
五、系统启动 - 系统启动流程
启动阶段：光标闪烁时系统正在进行内核加载等关键操作
关键步骤：
开机自检（BIOS/UEFI）
加载GRUB引导程序
读取启动分区
加载内核和根分区驱动
以只读方式挂载根文件系统
可视化控制：通过修改GRUB参数（删除rhgb和quiet）可显示详细启动过程
重要分界点：出现"Welcome to Red Hat"红色提示行表示内核加载完成 - dmessage
功能定位：记录内核加载和驱动初始化阶段的详细日志
核心特性：
无时间戳：显示启动过程的相对时间（如6.38秒）
内存存储：仅保存在内存缓冲区中，关机后消失
单次记录：只保留最近一次启动信息
版本差异：
RHEL7及之前：/var/log/dmessage文件
RHEL8开始：改用dmesg命令查看
实用技巧：
使用dmesg | grep eth查看网卡识别情况
通过dmesg -T显示带时间戳的日志
过滤特定硬件信息（如sda、网卡型号等）
典型应用：
诊断硬件识别问题
查看驱动加载情况
验证内核参数修改效果
获取设备原始命名（如网卡初始名称）
六、系统调优基础
调优位置：
/proc目录下的系统参数
/sys目录下的设备参数
/proc/sys目录的内核参数
持久化工具：
使用systemctl工具配置内核参数
可确保重启后参数仍然有效
七、调优 - 查看内核参数
查看命令: 使用systemctl -a可以列出系统所有内核参数，共955个
存储位置: 所有参数存储在/proc/sys/目录下，例如网络参数在/proc/sys/net/ipv4/子目录 - 内核参数修改方法
1）临时修改
内存修改: 直接修改/proc/sys/下的参数文件（如echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward）
立即生效: 修改后立即生效，因为直接操作内存数据
临时性: 重启后失效，不会写入硬盘
2）永久修改
配置文件: /etc/sysctl.conf
语法规则: 将/proc/sys/后的路径用点连接（如net.ipv4.ip_forward=1）
生效方式:
立即生效：sysctl -p（加载配置文件到内存）
重启生效：系统启动时会自动读取该文件
3）替代命令
快捷修改: 使用sysctl -w命令（如sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1）
等效操作: 该命令效果等同于直接修改/proc/sys/对应文件 - 忽略ICMP请求
参数路径: /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
开关作用:
0：响应ICMP请求（默认值）
1：忽略ICMP请求（实现"防ping"效果）
网络影响: 修改后不影响SSH等连接，仅阻止ping响应
配置示例: - 路由转发功能
关键参数: /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
功能说明:
0：禁用路由转发（默认）
1：启用路由转发（将Linux变为路由器）
典型场景:
注意事项: 需配合正确的网关设置使用 - tend调优工具
1）基本介绍
功能定位: 系统调优工具，帮助初学者或管理员进行系统性能优化
版本适配:
红帽6开始引入
红帽7默认安装
红帽8 CSA考试已包含相关考点
目录位置: /usr/lib/tuned/
2）应用场景
典型场景:
桌面应用优化
省电模式配置
网络性能调优（时延/吞吐量）
虚拟化环境优化（KVM宿主机/虚拟机）
实现方式: 提供预置的内核参数调优方案
3）配置文件使用
核心文件: tuned.conf
包含各类调优参数建议值
参数分类清晰（CPU/磁盘/网络等）
生效机制:
开机自动加载（通过tuned服务）
与systemctl配置冲突时以后者为准
支持自定义profile（如h4442）
4）高级功能
脚本集成:
支持在配置中添加执行脚本
通过日志(/var/log/tuned.log)验证执行情况
服务依赖:
可设置启动顺序依赖（如FTP服务后启动）
解决服务间参数加载时序问题
动态参数处理:
支持变量方式处理动态进程ID
示例：echo -17 > /proc/$(pidof vsftpd)/oom_adj
5）使用建议
最佳实践:
将多数调优参数集中写入单个配置文件
关键服务参数建议直接写入服务单元文件
复杂调优可结合cgroup实现
优势总结:
避免传统rc.local方式的维护困难
提供统一管理界面和日志跟踪
支持场景化的一键调优方案 - 服务启动
1）红帽6与红帽7服务管理差异
版本差异：红帽6使用传统的init脚本管理服务，而红帽7改用systemd系统
操作习惯：红帽6用户初次使用红帽7会有强烈不适应感，类似Windows管理员初次接触Linux
命令对比：红帽6中启动FTP服务使用service FTP restart，实际是调用/etc/init.d/下的脚本
2）服务脚本工作原理
位置参数机制：服务脚本通过case$1 in结构处理start/stop/restart等参数
start：执行服务启动脚本段
stop：执行服务停止脚本段
restart：先执行stop再执行start
错误处理：当输入无效参数时，脚本会显示使用帮助信息
3）红帽7的systemd改进
配置文件位置：服务配置位于/usr/lib/systemd/system/目录下
优势：比传统脚本更灵活，实际功能等价但实现方式不同
配置读取：通过For in config循环读取目录下所有.config文件
4）服务启动顺序控制
传统启动顺序管理
目录结构：通过/etc/rc.d/rc5.d/下的文件控制（5对应运行级别）
命名规则：
S13network：S表示start，13表示启动顺序
K50netconsole：K表示kill，50表示关闭顺序
数字含义：数字越小启动越早，关闭时数字越大越先关闭
启动顺序配置
配置方法：通过chkconfig on命令设置，实际修改/etc/rc.d/rc*.d/下的链接
示例：FTP服务通常设置为S60启动，K50关闭
关机流程：执行init 0时先按顺序关闭所有服务再关机
5）版本演进对比
进程变化：红帽6第一个进程是init，红帽7改为systemd
用户适应：长期使用红帽6的用户需要时间适应systemd管理方式
发展趋势：红帽8延续了systemd的管理模式，证明其设计优势