La optimización del rendimiento de Linux siempre ha sido un tema común. Creo que todos tienen una cierta comprensión de las medidas de optimización. Pero cómo ajustar el rendimiento de Linux, por dónde empezar, cuál es el principio subyacente detrás de esto y por qué se hace de esta manera, pocas personas lo han dejado claro. El siguiente artículo analiza en detalle los tres factores principales que afectan el rendimiento de Linux, el hardware del sistema, el sistema operativo y el sistema operativo.Puede obtener soluciones específicas optimizadas a partir de estas ideas.
1. Hardware del sistema
1 、 CPU
Como todos sabemos, el sistema operativo es básicamente una CPU estable, y su rendimiento determina fundamentalmente el rendimiento general del sistema, por lo que la optimización del rendimiento de Linux puede comenzar con la CPU. En términos generales, cuantas más CPU y mayor sea la frecuencia, mejor será el rendimiento del servidor. Sin embargo, hay excepciones. Los procesadores con hiperprocesos pueden ejecutar varios subprocesos al mismo tiempo. En los sistemas Linux, solo los kernels SMP pueden admitir hiperprocesos. Sin embargo, cuantas más CPU se instalen, mayor será el rendimiento del hiperproceso. Cuanto menor sea la mejora. Las aplicaciones que pueden tener un cuello de botella en la CPU incluyen servidores de base de datos, servidores web dinámicos, etc. Para tales aplicaciones, la configuración y el rendimiento de la CPU deben colocarse en la posición principal.
2. Memoria
Además de la CPU, el tamaño de la memoria también es un aspecto importante que afecta el rendimiento de Linux. Si la memoria es demasiado pequeña, el proceso del sistema se bloqueará, la aplicación se ralentizará o incluso perderá respuesta; la memoria es demasiado grande, lo que provocará una pérdida de recursos. Por lo tanto, para usar más memoria, se recomienda instalar un sistema operativo de 64 bits y habilitar la compatibilidad con el kernel de memoria grande de Linux. Debido a la limitación del rango de direccionamiento del procesador, en el sistema operativo Linux de 32 bits, un solo proceso de aplicación solo puede usar un máximo de 4 GB de memoria. De esta manera, incluso si el sistema tiene una memoria más grande, la aplicación no puede "compartirla". La solución es utilizar un procesador de 64 bits e instalar un sistema operativo de 64 bits. Con el sistema operativo de 64 bits, puede cumplir con los requisitos de uso de memoria de todas las aplicaciones casi sin restricciones. El sistema Linux utiliza tanto memoria física como memoria virtual. Aunque la memoria virtual puede aliviar la escasez de memoria física, ocupa demasiada memoria virtual y el rendimiento de la aplicación se reducirá significativamente. Es necesario garantizar el funcionamiento de alto rendimiento de la aplicación. Debe ser lo suficientemente grande, pero una memoria física demasiado grande provocará un desperdicio de recursos de memoria.
3. Rendimiento de E / S del disco
El rendimiento de E / S del disco afecta directamente el rendimiento de la aplicación. En una aplicación con lecturas y escrituras frecuentes, si el rendimiento de E / S del disco no está satisfecho, la aplicación se estancará. Afortunadamente, los discos actuales han adoptado muchos métodos para mejorar el rendimiento de E / S, como la tecnología RAID de disco común. Un grupo de discos compuesto por tecnología RAID equivale a un disco duro grande. Los usuarios pueden particionarlo y formatearlo, crear sistemas de archivos y otras operaciones. Es exactamente lo mismo que un solo disco duro físico. La única diferencia es la relación de rendimiento de E / S del grupo de discos RAID. Un solo disco duro es mucho más alto y la seguridad de los datos también ha mejorado enormemente.
4. Internet de banda ancha
Varias aplicaciones en Linux generalmente se basan en la red, por lo que el ancho de banda de la red también es un aspecto importante que afecta el rendimiento. Una red inestable y de baja velocidad hará que el acceso a las aplicaciones de red se bloquee, mientras que el ancho de banda de la red estable y de alta velocidad puede Asegúrese de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas en la red. Afortunadamente, las redes actuales son generalmente redes de fibra óptica o de ancho de banda de gigabits, y el impacto de los problemas de ancho de banda en el rendimiento de las aplicaciones está disminuyendo gradualmente.
Dos, sistema operativo
1. Instale el sistema
La optimización del sistema puede comenzar desde la instalación del sistema operativo Al instalar el sistema Linux, la partición del disco y la asignación de memoria SWAP afectan directamente el rendimiento del futuro sistema. Por ejemplo, la asignación de disco puede seguir los requisitos de la aplicación. Con la disminución del precio de la memoria y el aumento de la capacidad de la memoria, no es necesario que la memoria virtual SWAP sea el doble de la memoria física. Sin embargo, la configuración de SWAP no puede ignorarse. Según la experiencia, si La memoria es pequeña, generalmente establezca el tamaño de la partición de intercambio SWAP al doble de la memoria; si la memoria física es mayor de 8 GB y menos de 16 GB, puede establecer el tamaño de intercambio para que sea igual o ligeramente menor que la memoria física; si el tamaño de la memoria es de más de 16 GB, en principio, puede configurar SWAP en 0, pero esto no se recomienda, porque establecer un cierto tamaño de SWAP todavía tiene cierto efecto.
2. Parámetros del kernel
Una vez instalado el sistema, el trabajo de optimización no ha terminado, a continuación, se pueden optimizar los parámetros del kernel del sistema, pero la optimización de los parámetros del kernel debe considerarse como un todo junto con las aplicaciones implementadas en el sistema. Por ejemplo, si el sistema implementa una aplicación de base de datos Oracle, entonces necesita optimizar la configuración del segmento de memoria compartida del sistema, el semáforo del sistema, el identificador de archivo y otros parámetros; si implementa una aplicación web, entonces necesita configurar los parámetros de red de acuerdo con las características de la aplicación web. Optimización, como la modificación de parámetros del kernel de red como net.ipv4.ip_local_port_range, net.ipv4.tcp_tw_reuse, net.core.somaxconn, etc.
3. Sistema de archivos
La optimización del sistema de archivos también es un enfoque de la optimización de recursos del sistema. Los sistemas de archivos disponibles en Linux incluyen ext2, ext3, ReiserFS, ext4 y xfs. Según las diferentes aplicaciones, elija diferentes sistemas de archivos. El sistema de archivos estándar de Linux comienza con VFS, luego ext y luego ext2. Debe decirse que ext2 es el sistema de archivos estándar en Linux, y ext3 se forma agregando registros sobre la base de ext2. Desde VFS a ext4, la idea de diseño no es Los grandes cambios son los conceptos de diseño de la primera familia UNIX basada en superbloques e inodos. El sistema de archivos XFS es un sistema de archivos de registro avanzado. XFS proporciona acceso de baja latencia y gran ancho de banda a los datos del sistema de archivos mediante el procesamiento distribuido de solicitudes de disco, la ubicación de datos y el mantenimiento de la coherencia de la caché. Por lo tanto, XFS es extremadamente escalable y robusto. , Tiene las ventajas de una excelente función de grabación de registros, una gran escalabilidad y un rendimiento de escritura rápido. En la actualidad, los sistemas de archivos ext4 y xfs del lado del servidor son los principales sistemas de archivos. La forma de elegir un sistema de archivos adecuado depende de las características del sistema de archivos y de las necesidades de la empresa.
Tres, software de aplicación
1. Operación y mantenimiento
En el proceso de pensar en la optimización del rendimiento de Linux, la operación y el mantenimiento de Linux están asumiendo tareas muy importantes. En primer lugar, el personal de operación y mantenimiento de Linux debe comprender y dominar el estado operativo actual del sistema operativo. Esta información es la base y la base para detectar y juzgar el rendimiento del sistema; en segundo lugar, el personal de operación y mantenimiento de Linux también debe comprender la información del hardware del sistema y luego evaluarla exhaustivamente en función de esta información El uso de los recursos del sistema. Como personal de operación y mantenimiento de Linux, también debe comprender el uso de los recursos del sistema por parte de la aplicación. Un punto más detallado es comprender la eficiencia operativa de la aplicación. Al monitorear los recursos del sistema, puede averiguar si la aplicación es anormal. De hecho, existe un problema con la aplicación, y el problema debe informarse al desarrollador del programa de inmediato para mejorar o actualizar el programa. La optimización del rendimiento en sí es un proceso complejo y tedioso. Solo cuando el personal de operación y mantenimiento de Linux comprenda la información del hardware del sistema, la información de la red, la información de configuración del sistema operativo y la información del programa de aplicación, podrá realizar una optimización específica del rendimiento del servidor. Esto requiere el funcionamiento de Linux El personal de mantenimiento tiene suficientes conocimientos teóricos, una rica experiencia práctica y una mente para analizar los problemas con cuidado.
2. Diseño de la arquitectura del sistema
El segundo tipo de personal involucrado en la optimización del rendimiento del sistema son los diseñadores de arquitectura de aplicaciones. Si después de un juicio exhaustivo en el enlace de operación y mantenimiento de Linux, se encuentra que el rendimiento se ve afectado por la eficiencia de ejecución de la aplicación, entonces el diseñador de la arquitectura del programa debe intervenir a tiempo para comprender el estado de ejecución del programa. En primer lugar, el diseñador de la arquitectura del sistema debe realizar un seguimiento de la eficiencia de ejecución del programa. Si hay un problema con la eficiencia de la ejecución, averigüe dónde se ha producido; en segundo lugar, si hay un problema con el diseño de la arquitectura, optimizar o mejorar inmediatamente la arquitectura del sistema. Diseñe una mejor arquitectura del sistema de aplicaciones.
3. Desarrollo de software
El último eslabón de la optimización del rendimiento del sistema involucra a los desarrolladores de programas Después de que el personal de operación y mantenimiento de Linux o los diseñadores de arquitectura encuentren un programa o un cuello de botella estructural, los desarrolladores de programas deben intervenir inmediatamente para realizar las modificaciones correspondientes. Modifique el programa en función de la eficiencia de ejecución del programa, mejore la lógica del programa y optimice el código de manera específica. La optimización del rendimiento del sistema generalmente sigue el proceso: Primero, el personal de operación y mantenimiento de Linux verifica el estado general del sistema. Si se encuentra que el hardware del sistema, el equipo de red o el problema de configuración del sistema operativo, el personal de operación y mantenimiento de Linux puede resolverlo de manera independiente según la situación; si se encuentra que es un problema de estructura del programa , Debe enviarse al diseñador de la arquitectura del programa; si se descubre que es un problema de ejecución del código del programa, se entrega al desarrollador para la optimización del código. Esto completa un proceso de optimización del rendimiento del sistema.
En resumen, la optimización del rendimiento de Linux puede comenzar principalmente desde el hardware del sistema, el sistema operativo y el software de la aplicación. En términos generales, es solo un proceso lógico averiguar dónde se debe optimizar el rendimiento de Linux a través de una inspección e investigación cuidadosas paso a paso y resolver el problema de inmediato. Los amigos que todavía están preocupados por la optimización del rendimiento de Linux, deberían intentarlo de inmediato.