Linux操作系统知识点整理

一、系统工具相关

1.1、CPU性能工具：

• 平均负载：
  • uptime：最简单；
  • top：提供了最全的指标；
  • /proc/loadavg：常用于监控系统；
• 系统CPU使用率：
  • vmstat：只可以动态查看；
  • mpstat：只可以动态查看；
  • top：只可以动态查看；
  • sar：不仅可以动态查看，还可以记录历史数据；
  • /proc/stat：是其他性能工具的数据来源，也可用于监控；
• 进程CPU使用率：
  • top：可以按照CPU使用率给进程排序；
  • ps：可以按照CPU使用率给进程排序；
  • pidstat：只显示实际用了CPU的进程；
  • htop：可以以不同的颜色显示，更加直观；
  • atop：可以以不同的颜色显示，更加直观；
• 系统上下文切换：
  • vmstat：除了上下文切换的次数，还提供运行状态和不可中断状态进程的数量；
• 进程上下文切换：
  • pidstat：注意加上-w选项；
• 软中断：
  • top：提供软中断CPU的使用率；
  • mpstat：提供了各种软中断在每个CPU上的运行次数；
  • /proc/softirps：提供了各种软中断在每个CPU上的运行次数；
• 硬中断：
  • vmstat：提供总的中断次数；
  • /proc/interrupts：提供各种中断在每个CPU上的运行的累积次数；
• 网络：
  • dstat：提供总的网络接收和发送情况；
  • sar：提供总的网络接收和发送情况；
  • tcpdump：动态的抓取正在运行的网络通讯；
• IO：
  • dstat：提供了I/O的整体情况；
  • sar：提供了I/O的整体情况；
• CPU缓存：
  • perf：使用perf stat的子命令；
• CPU数：
  • lscpu：lscpu更加直观；
  • /proc/cpuinfo：
• 事件刨析：
  • perf：用来分析热点函数以及调用栈；
  • 火焰图：用来分析热点函数以及调用栈；
  • execsnoop：用来监测短时进程；
• 动态追踪：
  • ftrace：用来追踪内核函数的调用栈；
  • bcc：用于跟踪内核或应用程序的执行过程，要求内核版本>=4.1
  • systemtab：用于跟踪内核或应用程序的执行过程

1.2、内存性能工具：

• 系统已用/可用/剩余内存：
  • free：最为简单；
  • vmstat：更为全面；
  • sar：更为全面；
  • /proc/meminfo：其他工具的数据来源，也常用于监控系统中；
• 进程虚拟/常驻/共享内存：
  • ps：最为简单；
  • top：最为简单；
  • pidstat：需要加上-r选项；
  • /proc/pid/stat：是其他工具的数据来源，也常用于监控系统中；
  • /proc/pid/status：是其他工具的数据来源，也常用于监控系统中；
• 进程内存分布：
  • pmap：
  • /proc/pid/maps：是pmap的数据来源；
• 进程Swap换出内存：
  • top：
  • /proc/pid/status：是top的数据来源；
• 进程缺页异常：
  • ps：
  • top：
  • pidstat：注意给pidstat加上-r选项；
• 系统换页情况：
  • sar：注意加上-B选项；
• 缓存/缓冲区用量：
  • free：
  • vmstat：最为常用；
  • sar：
  • cachestat：需要安装bcc；
• 缓存/缓冲区命中率：
  • cachetop：需要安装bcc；
• Swap已用空间和剩余空间：
  • free：最为简单；
  • sar：还可以记录历史；
• Swap换入换出：
  • vmstat：最为简单；
  • sar：还可以记录历史；
• 内存泄漏监测：
  • memleak：需要安装bcc；
  • valgrind：还可以在旧版本（如3.x）内核中使用；
• 指定文件的缓存大小：
  • pcstat：需要从源码下载安装；

1.3、文件系统和磁盘I/O性能工具

• 文件系统空闲容量、使用量以及剩余空间：
  • df：详细文档可以执行 info coreutils ‘df invocation’ 命令进程查询；
• 索引节点容量、使用量以及剩余量：
  • df：注意加上 -i 选项；
• 叶缓存和可回收Slab缓存：
  • /proc/meminfo：是其他工具的数据来源，也常用于监控；
  • sar：注意加上 -r 选项；
  • vmstat：
• 缓冲区：
  • /proc/meminfo：是其他工具的数据来源，也常用于监控；
  • sar：注意加上 -r 选项；
  • vmstat：
• 目录页、索引节点以及文件系统的缓存：
  • /proc/slabinfo：常用于监控；
  • slabtop：slabtop更加直观；
• 磁盘I/O使用率、IOPS、吞吐量、响应时间、I/O平均大小以及等待队列长度：
  • iostat：最为常用，注意使用 iostat -d -x 选项；
  • sar：注意使用 sar -d 选项；
  • dstat：
  • /proc/diskstats：是其他工具的数据来源，也常用于监控；
• 进程I/O大小以及I/O延迟：
  • pidstat：注意使用 pidstat -d 选项；
  • iotop：
• 块设备I/O事件追踪：
  • blktrace：需要跟 blkparse 配合使用，比如 blktrace -d /dev/sda -o | blkparse -i
• 进程I/O系统调用跟踪：
  • strace：只可以跟踪单个进程；
  • perf trace：可以跟踪所有进程的系统调用；
• 进程块设备I/O大小跟踪：
  • biosnoop：需要安装bcc；
  • biotop：需要安装bcc；
• 动态追踪：
  • ftrace：用于跟踪内核函数调用栈；
  • bcc：用于跟踪内核或应用程序的执行过程（要求内核版本>=4.1）；
  • systemtab：用于跟踪内核或应用程序的执行过程；

1.4、网络性能工具

• 吞吐量（BPS）：
  • sar：可以查看网络接口的网络吞吐量；
  • nethogs：可以查看进程的网络吞吐量；
  • iftop：可以查看IP地址的网络吞吐量；
  • /proc/net/dev：常用于监控；
• 吞吐量（PPS）：
  • sar：注意使用 sar -n DEV 选项；
  • /proc/net/dev：
• 网络连接数：
  • netstat：
  • ss：速度更快；
• 网络错误数：
  • netstat：注意使用 netstat -s 选项；
  • sar：注意使用 sar -n EDEV/EIP 选项；
• 网络延迟：
  • ping：基于ICMP；
  • hping3：基于TCP协议；
• 连接跟踪数：
  • conntrack：可用于查看所有连接跟踪数的详细信息；
  • /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_count：显示连接跟踪的数量；
  • /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max：限制总的连接跟踪的数量；
• 路由：
  • mtr：用于排查和定位网络链路中的路由问题；
  • traceroute：用于排查和定位网络链路中的路由问题；
  • route：用于查询路由表；
• DNS：
  • dig：用于排查DNS的解析问题；
  • nslookup：用于排查DNS的解析问题；
• 防火墙和NAT：
  • iptables：用于排查防火墙及NAT的问题；
• 网卡选项：
  • ethtool：用于查看和配置网络接口的功能选项；
• 网络抓包：
  • tcpdump：服务中使用tcpdump抓包；
  • wireshark：图形界面分析抓包的数据；
• 动态追踪：
  • ftrace：用于跟踪内核函数的调用栈；
  • bcc：用于跟踪内核或应用程序的执行过程（要求内核版本>=4.1）；
  • systemtap：用于跟踪内核或应用程序的执行过程；