1性能問(wèn)題的相關(guān)概念

    如何處理服務(wù)器性能問(wèn)題是系統(tǒng)管理員面臨的一個(gè)比較有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。操作系統(tǒng)的內(nèi)核往往經(jīng)預(yù)先調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)在各種負(fù)載狀態(tài)下都有令^滿(mǎn)意的可用性。因此，調(diào)整控制頁(yè)面調(diào)度系統(tǒng)和緩沖池的內(nèi)核變量的方法，往往會(huì)導(dǎo)致降低了系統(tǒng)的整體性能，一般不推薦采用。對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整，必須建立在充分了解內(nèi)核相關(guān)知識(shí)、應(yīng)用軟件配置、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，及必要訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及驗(yàn)證。

    1.1控制系統(tǒng)性能的基本規(guī)則

    1)不要使系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。一方面，系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)過(guò)載，會(huì)造成進(jìn)程請(qǐng)求資源調(diào)用沖突：另一方面，進(jìn)程的輪詢(xún)本身就消耗了很大的系統(tǒng)資源。

    2)收集并檢查系統(tǒng)的歷史信息。如果系統(tǒng)前一星期還性能良好，則檢查最近對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更改可能有助于問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。應(yīng)該準(zhǔn)備好常規(guī)的基準(zhǔn)資料，以備不時(shí)之需。

    1.2影響系統(tǒng)性能的因素

    系統(tǒng)性能表現(xiàn)在系統(tǒng)資源分配及共享的效率。顯著影響系統(tǒng)性能的四種資源包括：

    1)CPU時(shí)間；2)內(nèi)存；3)硬盤(pán)I/O帶寬；4)網(wǎng)絡(luò)I/O帶寬。

    1.3性能問(wèn)題的常用措施

    1)確定系統(tǒng)有足夠的內(nèi)存。2)改正使用上的問(wèn)題。3)考慮使用負(fù)載平衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以資流量分散到若干系統(tǒng)。4)組織系統(tǒng)的磁盤(pán)和文件系統(tǒng)，以平衡負(fù)載，從而得到最大的I/O吞吐量。5)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用，可以利用多磁盤(pán)技術(shù)，如RAID，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸。6)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，確保流量不會(huì)飽和，并且出錯(cuò)率低。7)配置內(nèi)核，消除不必要的驅(qū)動(dòng)程序和選項(xiàng)，并使用適當(dāng)大小的表。8)配置內(nèi)核、消除不必要的驅(qū)動(dòng)程序和選項(xiàng)，并使用適當(dāng)大小的表。9)識(shí)別系統(tǒng)上基本上不足以滿(mǎn)足的需求。

2 TCP連接特征

    2．1 TCP連接建立與終止的時(shí)間序列

    TCP是面向連接的通訊協(xié)議。其中，建立連接(ESTABLISH)：端與端間需要三個(gè)報(bào)文段，這個(gè)過(guò)程俗稱(chēng)三次握手。關(guān)閉連接(CLOSED)：端對(duì)端問(wèn)需要四個(gè)報(bào)文段。

    2.2 TCP連接的定時(shí)器

    對(duì)每個(gè)連接，TCP管理4個(gè)不同的定時(shí)器。

    1)重傳定時(shí)器—使用于當(dāng)希望收到另一端的確認(rèn)。首次分組傳輸與復(fù)位信號(hào)傳輸之間的時(shí)間差約為9分鐘，該時(shí)間由tcp—ip_abort_interval變量控制。

    2)堅(jiān)持定時(shí)器—PersistTimer使窗口大小信息保持不斷流動(dòng)，即使另—端關(guān)閉了其接收窗口。

    3)�；疃〞r(shí)器——Keepalive Timer，可檢測(cè)到—個(gè)空閑連接的另一端何時(shí)崩潰或重啟。許多時(shí)候—個(gè)服務(wù)器希望知道客戶(hù)主機(jī)是否崩潰并關(guān)機(jī)或者崩潰又重新啟動(dòng)。許多TCP實(shí)現(xiàn)提供的�；疃〞r(shí)器可以提供這種能力。

    4)2MSL定時(shí)器—測(cè)量—個(gè)連接處于TIME-WAIT狀態(tài)的時(shí)間。

    2．3 TCP服務(wù)器的設(shè)計(jì)&呼入請(qǐng)求隊(duì)列

    TCP連接通常是由客戶(hù)端發(fā)起的，這樣第一個(gè)SYN從客戶(hù)傳到服務(wù)器。每一端都能主動(dòng)關(guān)閉這個(gè)連接(即首先發(fā)送FIN)。然而，一般由客戶(hù)端決定何時(shí)終止連接，因?yàn)榭蛻?hù)進(jìn)程通常由用戶(hù)交互控制，用戶(hù)會(huì)鍵入諸如“quit”—樣的命令來(lái)終IE進(jìn)程。

    大多數(shù)的TCP服務(wù)器進(jìn)程是并發(fā)的。當(dāng)一個(gè)新的連接請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器接受這個(gè)請(qǐng)求，并調(diào)用—個(gè)新進(jìn)程來(lái)處理這個(gè)新的客戶(hù)請(qǐng)求。不同的操作系統(tǒng)使用不同的技術(shù)來(lái)調(diào)用新的服務(wù)器進(jìn)程。在Uni*系統(tǒng)下，常用的技術(shù)是使用fork函數(shù)來(lái)創(chuàng)建新的進(jìn)程。如果系統(tǒng)支持，也可使用輕型進(jìn)程，即線程(Thread）。

    呼入連接請(qǐng)求隊(duì)列：一個(gè)并發(fā)服務(wù)器調(diào)用一個(gè)新的進(jìn)程來(lái)處理每個(gè)客戶(hù)請(qǐng)求，因此處于被動(dòng)連接請(qǐng)求的服務(wù)器應(yīng)該始終準(zhǔn)備處理下一個(gè)呼入的連接請(qǐng)求。那正是使用并發(fā)服務(wù)器的根本原因。

    但是，當(dāng)服務(wù)器正處于忙時(shí)，TCP是如何處理這些呼入的連接請(qǐng)求?可能的情況：

    1)有可能出現(xiàn)當(dāng)服務(wù)器在創(chuàng)建—個(gè)新的進(jìn)程時(shí)，到達(dá)新的連接請(qǐng)求。

    2)操作系統(tǒng)正忙于處理優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程時(shí)，到達(dá)多個(gè)連接請(qǐng)求。如果應(yīng)用層不能及時(shí)接受已被TCP接受的連接，這些連接可能占滿(mǎn)整個(gè)連接隊(duì)列，客戶(hù)的主動(dòng)打開(kāi)最終將超時(shí)。

    2.4 HTTP協(xié)議應(yīng)用的性能問(wèn)題

    HTTP是—個(gè)簡(jiǎn)單的協(xié)議�？蛻�(hù)程序與服務(wù)器建立一個(gè)TCP連接，發(fā)送請(qǐng)求并讀回服務(wù)器的響應(yīng)。服務(wù)器通過(guò)關(guān)閉連接來(lái)指示它的響應(yīng)結(jié)束�？蛻�(hù)請(qǐng)求是簡(jiǎn)單的ASCII文本，服務(wù)器的響應(yīng)也是以ASCII文本開(kāi)始(首部)，后面跟著數(shù)據(jù)(可以是ASCII或二進(jìn)制數(shù)據(jù))。

    1)影響交互式用戶(hù)響應(yīng)時(shí)間的最大因素是HTTP協(xié)議中使用的TCP連接HTTP帶來(lái)的最大的性能問(wèn)題是每個(gè)文件使用一條TCP連接。面向字節(jié)的TCP數(shù)據(jù)流與面向報(bào)文的HTTP服務(wù)不匹配。

    2)客戶(hù)與服務(wù)器之間的RTT和服務(wù)器的負(fù)載是影響響應(yīng)時(shí)間的其他因素連接建立較慢增加了時(shí)延。連接建立時(shí)間主要取決于客戶(hù)請(qǐng)求報(bào)文和服務(wù)器的MSS通告報(bào)文。

    3)HTTP連接由服務(wù)器關(guān)閉和其它通用Internete服務(wù)，如Telnete服務(wù)或FTP服務(wù)不同，HTTP連接通常由服務(wù)器關(guān)閉，服務(wù)器經(jīng)過(guò)TIME-WAIT時(shí)延后關(guān)閉連接，導(dǎo)致在繁忙的服務(wù)器上許多控制塊停留在該狀態(tài)。

3系統(tǒng)性能檢查

    大多數(shù)性能分析工具給出的是某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的狀態(tài)。但是，負(fù)載的數(shù)量或特性會(huì)隨時(shí)間的推移而變化，有關(guān)系統(tǒng)性能的準(zhǔn)確信息，必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)采集才能體現(xiàn)。因此，在采取措施之前，應(yīng)保證采集了代表性的數(shù)據(jù)。

    本節(jié)針對(duì)各種性能指標(biāo)，就可用的命令行檢查工具，結(jié)合具體示例分別予以說(shuō)明。

    CPU使用情況檢查：與CPU相關(guān)的三種性能數(shù)據(jù)是：1)CPU總體占用率。2)平均負(fù)載。3)每個(gè)進(jìn)程的CPU占用率。

    CPU總體占用率有助于辨別系統(tǒng)中CPU的運(yùn)行速度是否是系統(tǒng)的性能瓶頸：平均負(fù)載讓我們對(duì)系統(tǒng)的總體性能有一個(gè)印象；通過(guò)觀察每個(gè)進(jìn)程的CPU占用率數(shù)據(jù)，可以識(shí)別占用系統(tǒng)資源過(guò)多的進(jìn)程。

4總結(jié)

    通常在服務(wù)器應(yīng)用性能分析時(shí)，要看具體業(yè)務(wù)應(yīng)用方式；如FTP服務(wù)注重于磁盤(pán)I/O性能調(diào)優(yōu)及CPU的使用上，WEB服務(wù)要注重網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)、每個(gè)連攜肖化的內(nèi)存資源使用和釋放、以及連接最大時(shí)長(zhǎng)：根據(jù)各種應(yīng)用的不同而分別對(duì)待，重要的是可通過(guò)以上各種手段抓住業(yè)務(wù)應(yīng)用高峰期的特征，做到有的放矢、對(duì)癥下藥的性能調(diào)優(yōu)工作。

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