Hunter的大杂烩 技术学习笔记

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度量性能

持续地对性能进行度量在两个方面有帮助。首先，度量可以帮助了解性能趋势，包括好坏两方面的趋势。作为一个简单的方法，查看一下 Web 服务器上的中央处理单元（CPU）使用率，就可以了解 CPU 是否负载过重。同样，查看过去使用的总带宽并推断未来的变化，可以帮助判断什么时候需要进行网络升级。这些度量最好与其他度量和观测结合考虑。例如，当用户抱怨应用程序太慢时，可以检查磁盘操作是否达到了最大容量。

性能度量的第二个用途是，判断调优是对系统性能有帮助，还是使它更糟糕了。方法是比较修改之前和之后的度量结果。但是，为了进行有效的比较，每次应该只修改一个设置，然后对适当的指标进行比较以判断修改的效果。每次只修改一个设置的原因应该是很明显的：同时做出的两个修改很可能会相互影响。选择用来进行比较的指标比较微妙。

选择的指标必须能够反映应用程序用户感觉到的响应。如果一项修改的目标是减少数据库的内存占用量，那么取消各种缓冲区肯定会有帮助，但是这会牺牲查询速度和应用程序性能。所以，应该选择应用程序响应时间这样的指标，这会使调优向着正确的方向发展，而不仅仅是针对数据库内存使用量。

可以以许多方式度量应用程序响应时间。最简单的方法可能是使用 curl 命令，见清单 1

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基本系统调节

在对系统的 Apache、PHP 和 MySQL 组件进行调优之前，应该花一些时间确保底层 Linux 组件的运行正常。还应该对正在运行的服务进行缩减，只运行需要的那些服务。这不但是一种良好的安全实践，而且可以节省内存和 CPU 时间。

一些快速的内核调优措施

大多数 Linux 发布版都定义了适当的缓冲区和其他 Transmission Control Protocol（TCP）参数。可以修改这些参数来分配更多的内存，从而改进网络性能。设置内核参数的方法是通过 proc 接口，也就是通过读写 /proc 中的值。幸运的是，sysctl 可以读取 /etc/sysctl.conf 中的值并根据需要填充 /proc，这样就能够更轻松地管理这些参数。清单 2 展示在互联网服务器上应用于 Internet 服务器的一些比较激进的网络设置。
清单 2. 包含较为激进的网络设置的 /etc/sysctl.conf

# Use TCP syncookies when needed net.ipv4.tcp_syncookies = 1 # Enable TCP window scaling net.ipv4.tcp_window_scaling: = 1 # Increase TCP max buffer size net.core.rmem_max = 16777216 net.core.wmem_max = 16777216 # Increase Linux autotuning TCP buffer limits net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216  net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216 # Increase number of ports available net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

将这些设置添加到 /etc/sysctl.conf 的现有内容中。第一个设置启用 TCP SYN cookie。当从客户机发来新的 TCP 连接时，数据包设置了 SYN 位，服务器就为这个半开的连接创建一个条目，并用一个 SYN-ACK 数据包进行响应。在正常操作中，远程客户机用一个 ACK 数据包进行响应，这会使半开的连接转换为全开的。有一种称为 SYN 泛滥（SYN flood） 的网络攻击，它使 ACK 数据包无法返回，导致服务器用光内存空间，无法处理到来的连接。SYN cookie 特性可以识别出这种情况，并使用一种优雅的方法保留队列中的空间（细节参见 参考资料 一节）。大多数系统都默认启用这个特性，但是确保配置这个特性更可靠。

启用 TCP 窗口伸缩使客户机能够以更高的速度下载数据。TCP 允许在未从远程端收到确认的情况下发送多个数据包，默认设置是最多 64 KB，在与延迟比较大的远程客户机进行通信时这个设置可能不够。窗口伸缩会在头中启用更多的位，从而增加窗口大小。

后面四个配置项增加 TCP 发送和接收缓冲区。这使应用程序可以更快地丢掉它的数据，从而为另一个请求服务。还可以强化远程客户机在服务器繁忙时发送数据的能力。

最后一个配置项增加可用的本地端口数量，这样就增加了可以同时服务的最大连接数量。

在下一次引导系统时，或者下一次运行 sysctl -p /etc/sysctl.conf 时，这些设置就会生效。

配置磁盘来提高性能

磁盘在 LAMP 架构中扮演着重要的角色。静态文件、模板和代码都来自磁盘，组成数据库的数据表和索引也来自磁盘。对磁盘的许多调优（尤其是对于数据库）集中于避免磁盘访问，因为磁盘访问的延迟相当高。因此，花一些时间对磁盘硬件进行优化是有意义的。

首先要做的是，确保在文件系统上禁用 atime 日志记录特性。atime 是最近访问文件的时间，每当访问文件时，底层文件系统必须记录这个时间戳。因为系统管理员很少使用 atime，禁用它可以减少磁盘访问时间。禁用这个特性的方法是，在 /etc/fstab 的第四列中添加 noatime 选项。清单 3 给出了一个配置示例。
清单 3. 演示如何启用 noatime 的 fstab 示例

/dev/VolGroup00/LogVol00 /                      ext3    defaults,noatime        1 1 LABEL=/boot             /boot                   ext3    defaults,noatime        1 2 devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0 tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0 proc                    /proc                   proc    defaults        0 0 sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0 LABEL=SWAP-hdb2         swap                    swap    defaults        0 0 LABEL=SWAP-hda3         swap                    swap    defaults        0 0

在清单 3 中只修改了 ext3 文件系统，因为 noatime 只对驻留在磁盘上的文件系统有帮助。为让这一修改生效，不需要重新引导；只需重新挂装每个文件系统。例如，为了重新挂装根文件系统，运行 mount / -o remount。

有多种磁盘硬件组合，而且 Linux 不一定能够探测出访问磁盘的最佳方式。可以使用 hdparm 命令查明和设置用来访问 IDE 磁盘的方法。hdparm -t /path/to/device 执行速度测试，可以将这个测试结果作为性能基准。为了使结果尽可能准确，在运行这个命令时系统应该是空闲的。清单 4 给出在 hda 上执行速度测试的结果。
清单 4. 在 /dev/hd 上执行的速度测试

# hdparm -t /dev/hda  /dev/hda:  Timing buffered disk reads:  182 MB in  3.02 seconds =  60.31 MB/sec

这一测试说明，在这个磁盘上读取数据的速度是大约每秒 60 MB。

在尝试一些磁盘调优选项之前，必须注意一个问题。错误的设置可能损害文件系统。有时候会出现一个警告，指出这个选项与硬件不兼容；但是，有时候没有警告消息。因此，在将系统投入生产之前，必须对设置进行彻底的测试。在所有服务器上都采用标准的硬件也会有所帮助。

表 2 列出比较常用的一些选项。
表 2. hdparm 的常用选项

不幸的是，对于 Fiber Channel and Small Computer Systems Interface（SCSI）系统，调优依赖于具体的驱动器。

必须将有帮助的设置添加到启动脚本中，比如 rc.local。

网络文件系统调优

网络文件系统（NFS）是一种通过网络共享磁盘的方法。NFS 可以帮助确保每个主机具有相同数据的拷贝，并确保修改反映在所有节点上。但是，在默认情况下，NFS 的配置不适合大容量磁盘。

每个客户机应该用 rsize=32768,wsize=32768,intr,noatime 挂装远程文件系统，从而确保：

• 使用大的读/写块（数字指定最大块大小，在这个示例中是 32KB）。
• 在挂起时 NFS 操作可以被中断。
• 不持续更新 atime。

可以将这些设置放在 /etc/fstab 中，见 清单 3。如果使用自动挂装器，那么应该将这些设置放在适当的 /etc/auto.* 文件中。

在服务器端，一定要确保有足够的 NFS 内核线程来处理所有客户机。在默认情况下，只启动一个线程，但是 Red Hat 和 Fedora 系统会启动 8 个线程。对于繁忙的 NFS 服务器，应该提高这个数字，比如 32 或 64。可以用 nfsstat -rc 命令评估客户机，了解是否有阻塞的现象，这个命令显示客户机远程过程调用（RPC）统计数据。清单 5 显示一个 Web 服务器的客户机统计数据。
清单 5. 显示 NFS 客户机的 RPC 统计数据

# nfsstat -rc Client rpc stats: calls      retrans    authrefrsh 1465903813   0          0

第二列 retrans 是零，这表示从上一次重新引导以来没有出现需要重新传输的情况。如果这个数字比较大，就应该考虑增加 NFS 内核线程。设置方法是将所需的线程数量传递给 rpc.nfsd，比如 rpc.nfsd 128 会启动 128 个线程。任何时候都可以进行这种设置。线程会根据需要启动或销毁。同样，这个设置应该放在启动脚本中，尤其是在系统上启用 NFS 的脚本。

关于 NFS，最后要注意一点：如果可能的话，应该避免使用 NFSv2，因为 NFSv2 的性能比 v3 和 v4 差得多。在现代的 Linux 发行版中这应该不是问题，但是可以在服务器上检查 nfsstat 的输出，了解是否有任何 NFSv2 调用。

本文讨论了 LAMP 的一些基本知识以及 LAMP 安装的一些简单 Linux 调优措施。除了 NFS 内核线程之外，可以设置本文中讨论的参数，然后就不用理会它们了。本系列中的后两篇文章主要关注 Apache、MySQL 和 PHP 调优。这些组件的调优与 Linux 的调优有很大的差异，因为随着通信量的增长、读写操作分布情况的变化和应用程序的演化，需要不断重新考察这些参数。

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