【内置监控工具】iostat的使用

 # 1. iostat工具概述 ## 1.1 iostat的起源和定位 iostat是一个轻量级的系统监控工具，最初由sysstat软件包提供，用于监控和报告系统的CPU、输入/输出设备（磁盘和分区）、以及分区使用情况等性能数据。它被广泛应用于Linux系统中，帮助管理员分析系统的运行状况，尤其是I/O子系统的性能瓶颈。iostat的设计初衷是为系统管理员提供一种快速查看系统I/O性能的手段，而无需深入了解系统的内部细节。 ## 1.2 iostat的功能特点 iostat的核心功能包括但不限于： - 实时监控和历史数据分析。 - 显示设备吞吐量、请求队列长度、设备利用率、服务时间和等待时间等关键指标。 - 提供对系统总线负载和设备使用情况的即时视图。 - 支持多种报告模式，如每隔几秒采集一次数据或连续采集多次数据。 ## 1.3 iostat的应用场景 作为性能分析和故障诊断的重要工具，iostat的应用场景非常广泛： - 在高负载系统中，用来监控磁盘I/O的瓶颈。 - 在服务器部署前，评估存储设备的性能。 - 在系统维护和升级前，为性能优化提供依据。 - 在系统出现性能问题时，快速定位和诊断问题所在。 iostat的使用门槛相对较低，非常适合那些对Linux系统有基础了解的IT专业人员。通过掌握iostat，可以大大提升工作效率，使得问题诊断更加高效。接下来的章节，我们将深入探讨iostat的安装、使用、高级应用以及实际案例。 # 2. iostat的基本功能和使用 ### 2.1 iostat的安装和启动 #### 2.1.1 iostat的安装步骤 iostat，作为系统管理员和性能监控人员的利器，是sysstat软件包的一部分，通常预装在大多数Linux发行版中。若未预装，您可以通过包管理器安装它。以下是基于不同Linux发行版的安装步骤： 对于基于Debian的系统（如Ubuntu）： ``` sudo apt-get update sudo apt-get install sysstat ``` 对于基于RPM的系统（如CentOS和Fedora）： ``` sudo yum install sysstat ``` 或者，对于基于dnf的系统（如最新的Fedora版本）： ``` sudo dnf install sysstat ``` 安装完成后，您可以通过验证sysstat包是否安装来确认iostat是否可用： ``` iostat --version ``` #### 2.1.2 iostat的启动方法和参数介绍 iostat的基本启动命令如下： ``` iostat ``` 这将显示系统自启动以来的总体CPU和设备使用情况。要实时监控，可以指定时间间隔，如每隔5秒刷新一次： ``` iostat 5 ``` 您也可以在命令中指定要监控的次数： ``` iostat 5 10 ``` 这里，5代表刷新的时间间隔（秒），10是刷新次数。 除了基本的监控，iostat还包含许多有用的参数，可以提供更详细的输出。例如，要显示每个设备的详细统计信息，可以使用`-x`参数： ``` iostat -x ``` 更多高级选项包括`-c`（显示CPU使用统计信息），`-d`（仅显示设备统计信息），以及`-k`或`-m`（以KB或MB为单位显示数据而不是块数）。 ### 2.2 iostat的常用功能 #### 2.2.1 CPU使用率的监控 iostat的一个主要功能是监控CPU的使用率。通过iostat输出的CPU部分，您可以查看以下关键指标： - `%user`：在用户级别运行时的CPU时间百分比。 - `%nice`：通过nice调整进程优先级后，用户级别运行时的CPU时间百分比。 - `%system`：在系统级别运行时的CPU时间百分比。 - `%iowait`：CPU等待磁盘I/O完成时的空闲时间百分比。 - `%steal`：被虚拟化软件偷取时的CPU时间百分比。 - `%idle`：CPU空闲时间百分比。 监控这些指标有助于了解CPU是否正在瓶颈状态，或是否过多时间花费在等待I/O操作上。 #### 2.2.2 磁盘I/O的监控 磁盘I/O监控是iostat最有用的功能之一。通过查看设备部分，您可以获得磁盘性能的详细视图。关键的磁盘I/O指标包括： - `tPS`：每秒传输次数。 - `kB_read/s` 和 `kB_wrtn/s`：每秒读取和写入的千字节数。 - `kB_read` 和 `kB_wrtn`：自系统启动以来读取和写入的总千字节数。 这些指标有助于识别磁盘瓶颈，判断是否需要增加更多的磁盘I/O资源或对现有资源进行优化。 #### 2.2.3 网络I/O的监控 虽然iostat主要关注于磁盘I/O，但它也可以提供有限的网络I/O统计信息。网络I/O监控能够帮助您识别网络设备上的数据传输活动，例如： - `rxpck/s`：每秒接收到的数据包数量。 - `txpck/s`：每秒发送的数据包数量。 - `rxbyt/s`：每秒接收到的字节数。 - `txbyt/s`：每秒发送的字节数。 这些指标对于识别网络接口的瓶颈和评估网络I/O性能至关重要。 ### 2.3 iostat的输出信息解析 #### 2.3.1 输出信息的基本结构 iostat的输出通常被分为三个主要部分：CPU使用统计信息、设备使用统计信息以及分区使用统计信息。 CPU部分位于输出的最顶部，提供关于系统整体CPU使用情况的概览。紧接着是关于每个设备的I/O活动的详细报告，最后是关于各个分区的I/O统计信息。 输出的第一行总是显示自系统启动以来的累计数据，之后的每一行则代表了在指定刷新间隔内的活动数据。 #### 2.3.2 各个输出字段的含义和解读 iostat输出中的每个字段都有特定含义，以下是部分关键字段的解释： - `rrqm/s`：每秒合并到队列中的读请求的数量。 - `wrqm/s`：每秒合并到队列中的写请求的数量。 - `r/s`：每秒向设备发起的读取请求的数量。 - `w/s`：每秒向设备发起的写入请求的数量。 - `svctm`：设备每秒的平均服务时间。 - `%util`：设备