Linux系统IO负载情况的查询和案例分析

概述

本文主要对Linux系统IO负载情况的查询和案例分析进行说明。

详细信息 

IO负载的查询与分析

使用iostat从系统纬度查看磁盘IO负载

iostat并非常见Linux发行版本自带工具，其包含在sysstat软件包中，需要先通过yum或apt-get等方式进行安装后才能使用。具体安装方法本文不再详述。

 用法说明

执行如下命令，查看磁盘IO负载。

iostat -d -k 2

注：

• -d：显示设备（磁盘）使用状态。
• -k：表示让某些使用block为单位的列强制使用kB为单位。
• 2：数据显示每隔2秒刷新一次。

系统显示类似如下。

Linux 3.10.0-123.9.3.el7.x8664 (centos)     06/27/2016     _x86_64    (1 CPU)
Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
xvda              0.58         0.12         3.75     278001    8820028
xvdb              0.00         0.00         0.00        740          0
xvdc              0.00         0.00         0.00       1388          0
xvde              0.00         0.00         0.00       2035          0
xvdf              0.00         0.00         0.00        740          0

提示：更多参数及返回结果说明，可以参阅iostat的man帮助。 

使用iotop从进程纬度查看磁盘IO负载

iotop也并非常见Linux发行版本自带工具，也需要先通过yum或apt-get等方式进行安装后才能使用。具体安装方法本文不再详述。

提示：可以通过iotop从进程维度对系统内进程的IO使用情况进行排序。 

用法说明

执行iotop命令，可以看到类似以下界面。

系统显示说明

• 默认情况下按照IO使用量倒序排序，可以用左右箭头操作排序的字段。
• 按r切换排序方式。
• 按o只显示有磁盘IO活动的进程。
• 更多参数及返回结果说明，可以参阅iotop的man帮助。

 IO负载相关操作案例

kjournald进程占用IO资源高问题

问题描述

使用iotop排查分析，发现kjournald进程占用了大量IO资源。 

问题原因

kjournald进程是ext3文件系统进行IO数据操作的内核进程，它会在向磁盘内写入和读取数据时占用CPU和内存资源。该问题通常是由于ext3文件系统循环的写数据，Journal size不断增大，进而占满导致。 

处理办法

执行如下命令，通过dumpe2fs指令查看相应分区的Journal size配置情况，然后尝试调大该值，看问题是否缓解。

dumpe2fs /dev/xvda1 | grep Journal

系统显示类似如下。

dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Journal inode: 8
Journal backup: inode blocks
Journal features: journal_incompat_revoke
Journal size: 128M
Journal length: 32768
Journal sequence: 0x00010ffb
Journal start: 10953 

通过4K对齐提高IO性能

本节主要介绍如何通过如下脚本对磁盘进行格式化并自动配置4K对齐。

1. 将如下压缩包解压，将解压后脚本并上传到目标服务器。
   auto_fdisk.zip
2. 进入脚本所在目录，使用root用户，依次执行如下命令，给脚本添加执行权限，然后运行脚本即可。

   chmod +x ./auto_fdisk.sh
   ./auto_fdisk.sh