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sysstat 工具详细说明（一）

sysstatlinuxiostatsar 
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sysstat 工具

内容提要

  1. 了解 sysstat 工具包的组成
  2. 理解 sar 累计工作方式的配置
  3. 掌握 sar 、iostat、mpstat 命令的使用

sysstat 工具简介

sysstat 是 Linux 系统中的常用工具包。它的主要用途是观察服务负载，比如CPU和内存的占用率、网络的使用率以及磁盘写入和读取速度等。

sysstat 工具包中包含两类工具：

  • 即时查看工具：iostat、mpstat、sar
  • 累计统计工具：sar

也就是说，sar 具有这两种功能。因此，sar 是 sysstat 中的核心工具。

为了实现 sar 的累计统计，系统必须周期地记录当时的信息，这是通过调用 /usr/lib/sa/ 中的三个工具实现的：

  • sa1 ：收集并存储每天系统动态信息到一个二进制的文件中，用作 sadc 的前端程序
  • sa2 ：收集每天的系统活跃信息写入总结性的报告，用作 sar 的前端程序
  • sadc ：系统动态数据收集工具，收集的数据被写入一个二进制的文件中，它被用作 sar 工具的后端

在 CentOS 系统的默认设置中，以如下的方式使用这三个工具：

  1. 在守护进程 /etc/rc.d/init.d/sysstat 中使用 /usr/lib/sa/sadc -F -L - 命令创建当日记录文件，文件为 /var/log/sa/saDD，其中 DD 为当天的日期。当系统重新启动后，会向文件 /var/log/sa/saDD 输出类似 11:37:16 AM LINUX RESTART 这样的行信息。
  2. 在 cron 任务 /etc/cron.d/sysstat 中每隔10分钟执行一次 /usr/lib/sa/sa1 1 1 命令，将信息写入文件 /var/log/sa/saDD
  3. 在 cron 任务 /etc/cron.d/sysstat 中每天 23:53 执行一次 /usr/lib/sa/sa2 -A 命令，将当天的汇总信息写入文件 /var/log/sa/saDD

您可以修改 /etc/cron.d/sysstat 以适合您的需要。

另外，文件 /var/log/sa/saDD 为二进制文件，不能使用 more、less 等文本工具查看，必须用 sar 或 sadf 命令查看。

sar

在使用 Linux 系统时，常常会遇到各种各样的问题，比如系统容易死机或者运行速度突然变慢，这时我们常常猜测：是否硬盘空间不足，是否内存不足，是否 I/O 出现瓶颈，还是系统的核心参数出了问题？这时，我们应该考虑使用 sar 工具对系统做一个全面了解，分析系统的负载状况。

sar（System Activity Reporter）是系统活动情况报告的缩写。sar 工具将对系统当前的状态进行取样，然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据；取样数据和分析的结果都可以存入文件，所需的负载很小。 sar 是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。为了提供不同的信息，sar 提供了丰富的选项、因此使用较为复杂。

sar 的命令格式

sar 的命令格式为：

sar  [ -A ] [ -b ] [ -B ] [ -c ] [ -d ] [ -i interval ] [ -p ] [ -q ]
     [ -r ] [ -R ] [ -t ] [ -u ] [ -v ] [ -V ] [ -w ] [ -W ] [ -y ]
     [ -n { DEV | EDEV | NFS | NFSD | SOCK | ALL } ]
     [ -x { pid | SELF | ALL } ] [ -X { pid | SELF | ALL } ] 
     [ -I { irq | SUM | ALL | XALL } ] [ -P { cpu | ALL } ]
     [ -o [ filename ] | -f [ filename ] ]
     [ -s [ hh:mm:ss ] ] [ -e [ hh:mm:ss ] ] 
     [ interval [ count ] ]

其中：

  • interval : 为取样时间间隔
  • count : 为输出次数，若省略此项，默认值为 1

常用选项：

选项 说明
-A 等价于 -bBcdqrRuvwWy -I SUM -I XALL -n ALL -P ALL
-b 显示I/O和传送速率的统计信息
-B 输出内存页面的统计信息
-c 输出进程统计信息，每秒创建的进程数
-d 输出每一个块设备的活动信息
-i interval 指定间隔时长，单位为秒
-p 显示友好设备名字，以方便查看，也可以和-d 和-n 参数结合使用，比如 -dp 或-np
-q 输出进程队列长度和平均负载状态统计信息
-r 输出内存和交换空间的统计信息
-R 输出内存页面的统计信息
-t 读取 /var/log/sa/saDD 的数据时显示其中记录的原始时间，如果没有这个参数使用用户的本地时间
-u 输出CPU使用情况的统计信息
-v 输出inode、文件和其他内核表的统计信息
-V 输出版本号信息
-w 输出系统交换活动信息
-W 输出系统交换的统计信息
-y 输出TTY设备的活动信息
-n {DEV|EDEV|NFS|NFSD|SOCK|ALL} 分析输出网络设备状态统计信息。
DEV 报告网络设备的统计信息
EDEV 报告网络设备的错误统计信息
NFS 报告 NFS 客户端的活动统计信息
NFSD 报告 NFS 服务器的活动统计信息
SOCK 报告网络套接字（sockets）的使用统计信息
ALL 报告所有类型的网络活动统计信息
-x {pid|SELF|ALL} 输出指定进程的统计信息。
pid 用 pid 指定特定的进程
SELF 表示 sar 自身
ALL 表示所有进程
-X {pid|SELF|ALL} 输出指定进程的子进程的统计信息
-I {irq|SUM|ALL|XALL} 输出指定中断的统计信息。
irq 指定中断号
SUM 指定输出每秒接收到的中断总数
ALL 指定输出前16个中断
XALL 指定输出全部的中断信息
-P {cpu|ALL} 输出指定 CPU 的统计信息
-o filename 将输出信息保存到文件 filename
-f filename 从文件 filename 读取数据信息。filename 是使用-o 选项时生成的文件。
-s hh:mm:ss 指定输出统计数据的起始时间
-e hh:mm:ss 指定输出统计数据的截至时间，默认为18:00:00

sar 使用举例

从 /var/log/sa/saDD 中读取累计统计信息

1、输出CPU使用情况的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar
[root@cnetos5 ~]# sar -u
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM       CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
12:10:01 AM       all      0.02      0.00      0.14      0.01      0.00     99.84
12:20:01 AM       all      0.02      0.00      0.12      0.01      0.00     99.86
12:30:01 AM       all      0.01      0.00      0.12      0.01      0.00     99.86
Average:          all      0.03      0.00      0.13      0.01      0.00     99.84

输出项说明：

CPU all 表示统计信息为所有 CPU 的平均值。
%user 显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比。
%nice 显示在用户级别，用于nice操作，所占用 CPU 总时间的百分比。
%system 在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比。
%iowait 显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比。
%steal 管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。
%idle 显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比。

 

 

 

  1. 若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
  2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量
  3. 若 %idle 的值持续低于 10，则系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU。

 

 

 

2、显示I/O和传送速率的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -b
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/s
12:10:01 AM      1.58      0.00      1.58      0.00     16.71
12:20:01 AM      1.09      0.00      1.09      0.00     10.85
12:30:01 AM      1.08      0.00      1.08      0.00     10.74
Average:         1.24      0.00      1.24      0.00     12.70

输出项说明：

tps 每秒钟物理设备的 I/O 传输总量
rtps 每秒钟从物理设备读入的数据总量
wtps 每秒钟向物理设备写入的数据总量
bread/s 每秒钟从物理设备读入的数据量，单位为 块/s
bwrtn/s 每秒钟向物理设备写入的数据量，单位为 块/s

3、输出内存页面的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -B
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM  pgpgin/s pgpgout/s   fault/s  majflt/s
12:10:01 AM      0.00      4.17      9.74      0.00
12:20:01 AM      0.00      2.71      2.24      0.00
12:30:01 AM      0.00      2.69      2.25      0.00
Average:         0.00      3.17      4.07      0.00

输出项说明：

pgpgin/s 每秒钟从磁盘读入的系统页面的 KB 总数
pgpgout/s 每秒钟向磁盘写出的系统页面的 KB 总数
fault/s 系统每秒产生的页面失效(major + minor)数量
majflt/s 系统每秒产生的页面失效(major)数量

4、输出每秒创建的进程数的进程统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -c
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM    proc/s
12:10:01 AM      0.05
12:20:01 AM      0.03
12:30:01 AM      0.03
Average:         0.03

输出项说明：

proc/s 每秒钟创建的进程数

5、输出网络设备状态的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -n DEV |grep eth0
12:00:01 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s   rxbyt/s   txbyt/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
12:10:01 AM      eth0      0.59      0.92     41.57    893.98      0.00      0.00      0.00
12:20:01 AM      eth0      0.55      0.88     37.50    859.56      0.00      0.00      0.00
12:30:01 AM      eth0      0.55      0.86     38.17    871.98      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0      0.29      0.42     21.05    379.29      0.00      0.00      0.00

输出项说明：

IFACE 网络设备名
rxpck/s 每秒接收的包总数
txpck/s 每秒传输的包总数
rxbyt/s 每秒接收的字节（byte）总数
txbyt/s 每秒传输的字节（byte）总数
rxcmp/s 每秒接收压缩包的总数
txcmp/s 每秒传输压缩包的总数
rxmcst/s 每秒接收的多播（multicast）包的总数

6、输出网络设备状态的统计信息（查看网络设备故障）

[root@cnetos5 ~]# sar -n EDEV |egrep 'eth0|IFACE'
12:00:01 AM     IFACE   rxerr/s   txerr/s    coll/s  rxdrop/s  txdrop/s  txcarr/s  rxfram/s  rxfifo/s  txfifo/s
12:10:01 AM      eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:20:01 AM      eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:30:01 AM      eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

输出项说明：

IFACE 网络设备名
rxerr/s 每秒接收的坏包总数
txerr/s 传输包时每秒发生错误的总数
coll/s 传输包时每秒发生冲突（collision）的总数
rxdrop/s 接收包时，由于缺乏缓存，每秒丢弃（drop）包的数量
txdrop/s 传输包时，由于缺乏缓存，每秒丢弃（drop）包的数量
txcarr/s 传输包时，每秒发生的传输错误（carrier-error）的数量
rxfram/s 接收包时，每秒发生帧校验错误（frame alignment error）的数量
rxfifo/s 接收包时，每秒发生队列（FIFO）一出错误的数量
txfifo/s 传输包时，每秒发生队列（FIFO）一出错误的数量

7、输出进程队列长度和平均负载状态统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -q
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15
12:10:01 AM         0        85      0.02      0.01      0.00
12:20:01 AM         0        85      0.01      0.00      0.00
12:30:01 AM         0        85      0.03      0.01      0.00
Average:            0        85      0.01      0.00      0.00

输出项说明：

runq-sz 运行队列的长度（等待运行的进程数）
plist-sz 进程列表中进程（processes）和线程（threads）的数量
ldavg-1 最后1分钟的系统平均负载（System load average）
ldavg-5 过去5分钟的系统平均负载
ldavg-15 过去15分钟的系统平均负载

8、输出内存和交换空间的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -r
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached kbswpfree kbswpused  %swpused  kbswpcad
12:10:01 AM    262068    253408     49.16     43884    156456   1048568         0      0.00         0
12:20:01 AM    261572    253904     49.26     44580    156448   1048568         0      0.00         0
12:30:01 AM    260704    254772     49.42     45124    156472   1048568         0      0.00         0
Average:       259551    255925     49.65     46453    156470   1048568         0      0.00         0

输出项说明：

kbmemfree 可用的空闲内存数量，单位为 KB
kbmemused 已使用的内存数量（不包含内核使用的内存），单位为 KB
%memused 已使用内存的百分数
kbbuffers 内核缓冲区（buffer）使用的内存数量，单位为 KB
kbcached 内核高速缓存（cache）数据使用的内存数量，单位为 KB
kbswpfree 可用的空闲交换空间数量，单位为 KB
kbswpused 已使用的交换空间数量，单位为 KB
%swpused 已使用交换空间的百分数
kbswpcad 交换空间的高速缓存使用的内存数量

9、输出内存页面的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -R
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM   frmpg/s   bufpg/s   campg/s
12:10:01 AM     -0.10      0.23      0.01
12:20:01 AM     -0.21      0.29     -0.00
12:30:01 AM     -0.36      0.23      0.01
Average:        -0.21      0.22      0.00

输出项说明：

frmpg/s 每秒系统中空闲的内存页面（memory page freed）数量
bufpg/s 每秒系统中用作缓冲区（buffer）的附加内存页面（additional memory page）数量
campg/s 每秒系统中高速缓存的附加内存页面（additional memory pages cached）数量

10、输出inode、文件和其他内核表的信息

[root@cnetos5 ~]# sar -v
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM dentunusd   file-sz  inode-sz  super-sz %super-sz  dquot-sz %dquot-sz  rtsig-sz %rtsig-sz
12:10:01 AM      7253       576      5126         0      0.00         0      0.00         0      0.00
12:20:01 AM      7253       576      5126         0      0.00         0      0.00         0      0.00
12:30:01 AM      7253       576      5126         0      0.00         0      0.00         0      0.00
Average:         7253       589      5125         0      0.00         0      0.00         0      0.00

输出项说明：

dentunusd 目录高速缓存中未被使用的条目数量
file-sz 文件句柄（file handle）的使用数量
inode-sz i节点句柄（inode handle）的使用数量
super-sz 由内核分配的超级块句柄（super block handle）数量
%super-sz 已分配的超级块句柄占总超级块句柄的百分比
dquot-sz 已经分配的磁盘限额条目数量
%dquot-sz 分配的磁盘限额条目数量占总磁盘限额条目的百分比
rtsig-sz 已排队的 RT 信号的数量
%rtsig-sz 已排队的 RT 信号占总 RT 信号的百分比

11、输出系统交换活动信息

[root@cnetos5 ~]# sar -w
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM   cswch/s
12:10:01 AM     44.74
12:20:01 AM     44.41
12:30:01 AM     44.41
Average:        44.50

输出项说明：

cswch/s 每秒的系统上下文切换数量

12、 输出系统交换的统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -W
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM  pswpin/s pswpout/s
12:10:01 AM      0.00      0.00
12:20:01 AM      0.00      0.00
12:30:01 AM      0.00      0.00
Average:         0.00      0.00

输出项说明：

pswpin/s 每秒系统换入的交换页面（swap page）数量
pswpout/s 每秒系统换出的交换页面（swap page）数量

13、输出TTY设备的活动信息

[root@cnetos5 ~]# sar -y
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

12:00:01 AM       TTY   rcvin/s   xmtin/s framerr/s prtyerr/s     brk/s   ovrun/s
12:10:01 AM         0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:10:01 AM         1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:20:01 AM         0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:20:01 AM         1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:30:01 AM         0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:30:01 AM         1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
………………
Average:            0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:            1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

输出项说明：

TTY TTY 串行设备号
rcvin/s 每秒接收的中断数量
xmtin/s 每秒传送的中断数量
framerr/s 每秒发生的帧错误数（frame error）量
prtyerr/s 每秒发生的奇偶校验错误（parity error）数量
brk/s 每秒发生的暂停（break）数量
ovrun/s 每秒发生的溢出错误（overrun error）数量

14、显示全面的累计统计信息

# sar -A

15、默认配置不提供的累计统计信息

[root@cnetos5 ~]# sar -d
Requested activities not available in file
[root@cnetos5 ~]# sar -x ALL
Requested activities not available in file
[root@cnetos5 ~]# sar -X ALL
Requested activities not available in file

 

 

 

  1. 默认情况下，为了防止统计数据文件 /var/log/sa/saDD 迅速增大，/usr/lib/sa/sadc 没有记录每个块设备的统计信息。
  2. 可以在 -d -x -X 参数后添加取样参数获得即时统计信息。
  3. 带有 -x -X 选项的 sar 命令从来不能记录到二进制统计数据文件 。

 

 

 

查看即时统计信息

1、使用取样选项查看即时统计信息

例如：每30秒取样一次，连续取样5次

# sar -n DEV 30 5
# sar -u  30 5

2、输出和读取统计信息文件

例如：

# sar -u  30 5 -o sar-dump-001
# sar -u -f  sar-dump-001

3、输出每一个块设备的活动信息

# sar -dp 5 2
Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/22/2008

07:12:11 AM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util
07:12:16 AM       sda      0.40      0.00     17.56     44.00      0.00      1.00      1.00      0.04
07:12:16 AM       sdb      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

07:12:16 AM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util
07:12:21 AM       sda      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
07:12:21 AM       sdb      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

Average:          DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util
Average:          sda      0.20      0.00      8.78     44.00      0.00      1.00      1.00      0.02
Average:          sdb      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

输出项说明：

DEV 正在监视的块设备
tps 每秒钟物理设备的 I/O 传输总量
rd_sec/s 每秒从设备读取的扇区（sector）数量
wr_sec/s 每秒向设备写入的扇区（sector）数量
avgrq-sz 发给设备请求的平均扇区数
avgqu-sz 发给设备请求的平均队列长度
await 设备 I/O 请求的平均等待时间（单位为毫秒）
svctm 设备 I/O 请求的平均服务时间（单位为毫秒）
%util 在 I/O 请求发送到设备期间，占用 CPU 时间的百分比。用于体现设备的带宽利用率。

 

 

 

  1. avgqu-sz 的值较低时，设备的利用率较高。
  2. 当 %util 的值接近 100% 时，表示设备带宽已经占满。

 

 

 

 

 

要判断一个系统瓶颈问题，有时需要几个 sar 命令选项结合起来使用，例如：

 

  • 怀疑CPU存在瓶颈，可用 sar -u 和 sar -q deng 等来查看
  • 怀疑内存存在瓶颈，可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看
  • 怀疑I/O存在瓶颈，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看

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