[轉貼]UNIX操作系統性能調優策略

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王彩梅

　　基于UNIX系統的開放性、可移植性、可擴充性、強大的多用戶、多任務分時處理以及方便靈活的連網方式等卓越性能，它已經在各行各業得到了最廣泛地應用。根據報道，金融行業絕大部分應用UNIX作為服務器和PC機的操作系統平臺，在其上開發各種應用軟件，比如我們建設銀行的城市綜合業務系統、資金清算系統、信貸信息管理系統等；目前最流行的Inte.net，其上用的1000萬臺大小不同的主機都運行著各種UNIX操作系統。
　　隨著UNIX操作系統的普遍應用，越來越多的系統管理員都在努力于怎樣提高它的性能問題，筆者就這一問題從幾個方面加以敘述，愿對大家有所幫助。我們知道，影響UNIX系統性能的主要因素有三個：系統硬件、文件系統與核心參數。一般來說，在用戶安裝UNIX操作系統時，系統的硬件資源，比如CPU的主頻、內存與高速緩存的大小以及硬盤的容量已經確定了，無法更改。因此這里討論的主要問題是，在現有的系統硬件資源下，在安裝UNIX系統時，如何通過操作系統的配置，使系統在運行某一特定應用時，性能表現更佳。下面就以上三個方面作一些探討。

一、 系統硬件
　　系統硬件資源的改善有利于操作系統性能的提高。比如，CPU主頻的提高或者CPU的檔次提高，系統性能自然就提高了；內存方面，將內存增大，一般都能使應用軟件運行速度加快，其中，有無高速緩存(Cache)，影響也較明顯；對于多線程的應用(如數據庫Informix的操作)，采用對稱多處理器服務器，能使性能得到明顯提高。經測試，雙CPU系統性能比單CPU系統性能可提高80％。又如，硬盤的容量以及硬盤控制器的類型也會影響UNIX的讀寫I/O性能。舉個例子，采用fast＆wide SCSI－Ⅱ類型的硬盤比采用fast SCSI－Ⅱ的更好；采用磁盤陣列比非磁盤陣列更好。另外，對于系統I/O方面，最好選用智能的網卡或多用戶卡，由于這些控制卡有自己的處理器和緩存，可以減少UNIX系統資源的開銷，這樣UNIX就可騰出資源供應用軟件使用?？傊?，系統硬件是影響UNIX性能的主要因素，用戶應根據特定應用的需求與資金的情況合理地選購所需要的系統硬件。

二、 文件系統
　　文件系統是UNIX操作系統單獨的一塊，它由文件、目錄以及定位和訪問他們所需要的信息組成，可以簡單地認為文件系統是文件和目錄組織起來的結構。每個UNIX系統在主硬盤上至少有一個根文件系統/root。當主硬盤容量足夠大，為了保護數據和更方便地維護系統，最好將主硬盤劃分為多個文件系統，即通常所說的/u文件系統。同時，通過安裝另外的硬盤可附加更多的文件系統，從而擴展系統的存儲空間。如在我們的清算系統中，就有二、三個硬盤，并建立了兩個文件系統：/root和/home，后者專門用于安裝數據庫及應用軟件。
　　在安裝/root文件系統過程中，需要確定交換區(swap area)的大小。交換區至少應和內存一樣大，也可根據以下的公式來估算：
　　用戶數＊最大進程長度(512K)＋大應用程序數＊512KB
　　通常對于大型數據庫應用，交換區的大小一般在內存小于512M時，取內存的兩倍，如果內存大于1G取與實際內存相等。
　　如果在系統運行期間需要調整系統的交換區，可以使用系統命令swap來增加刪除交換區的大小，具體使用方法可以參看UNIX系統的幫助文檔。
　　采用分離的文件系統有若干優點：1對于一個小的文件系統來說，操作系統只需檢索少量的節點和數據塊，文件存取速度比較快；2檢查和清理兩個小的文件系統比一個大的文件系統要節省較多時間；3在一個系統的崩潰過程中，一個較少活動的文件系統要比一個活動的文件系統所經受的破壞??；4此外，分離的文件系統后援容易。這就是我們使用的很多數據庫及應用軟件安裝在分離的文件系統的主要原因。
　　另外，維護文件系統的完整性是操作系統工作的組成部份 。UNIX系統在一些結構中存在一定的冗余，因此具有很強的糾錯能力。UNIX使用fsck程序一般可修復被損壞的文件系統。任何損壞一般只影響一、兩個文件。只有極少的情況，才會造成整個文件系統的癱瘓。但是，作為系統管理員或操作員，需要遵守以下幾個原則，以維護文件系統的完整性，1在安裝文件系統前一定要檢查它；2在未拆卸文件系統前不能物理地搬走它；3在關閉文件系統和拆卸文件系統前必須使用sync命令，它可將高速緩存中的數據寫回磁盤；4定期做文件系統的后援。
　　文件系統面臨的另一個問題是空閑空間可能不夠。每個文件系統中至少保證有15％的空間是空閑的，UNIX系統才能運行得最好。如果文件系統的空閑空間少于15％，則系統操作通常變得比較遲鈍。因此，特別是對于系統管理員來說，應該有規律地檢查所有安裝的文件系統的空閑空間總數，并提醒用戶使他們不用的文件的目錄空閑。當空閑空間不夠時，應找出并刪除臨時文件和core文件，作文件系統的后援，如有必要增加另一個文件系統。

三、 核心參數
　　在建立UNIX系統時，核心參數的協調如何是影響應用系統的重要因素。第一次建立系統時，系統會自動地為適應大多數應用產生一個確省的核心參數配置。但是，用戶應該針對具體應用的模式和特性，調整核心參數配置，從而提高性能以適應特殊的應用。系統的核心控制著大量經常使用的、釋放和重復使用的資源(包括緩沖區、表項及其它可定義的值，以管理特殊的資源，比如信號燈的數量等)。一般存在下列原因時，需對系統資源進行重新分配：
　　●安裝了附加的硬件存儲器。
　　●顯示持續的錯誤表明系統的某些資源(如節點和表項)已用完。
　　●系統響應時間一直較慢，表明其它資源限制過死，系統不能高效地工作。
　　●資源需重新調整以適應特別應用的需要。
　　專業化的應用為了獲得最優的性能需要對關鍵資源(核心參數)進行重新分配。例如，使用大型的Informix數據庫時，需要同時鎖住多于當前文件鎖所允許的文件個數；要求共享內存為系統總內存的四分之一等；系統存在大量的交互式通訊時，應用所要求的信號燈個數以及每個信號燈標示符的信號燈個數可能都超過系統的確省值。系統核心參數的調整應由有經驗的系統管理員來完成，調整后應重新鏈接UNIX的核心，調整的參數才能生效。
　　在系統持續出現某個錯誤時，需要重新分配系統資源。首先，設法少量地增加資源。如問題仍存在，則以它初始值的50％至100％增加資源，問題或許能夠得到解決。如，出現這些信息時，“Inode Table Overflow”，“no file”或“no more process”應增加NINDOE、NFILE、NPROC等參數的值。NINDOE定義Ⅰ節點活動表的大小，一般為100—400，最大為16000，NFILE定義系統文件活動表的大小，一般為100—600，最大為16000，NPROC定義系統允許的最大進程數，一般取值為50—3000。
　　磁盤的I/O操作可能是系統性能的一個瓶頸，解決方法有：1選擇適當的緩沖區數目(NBUF和NHBUF)，NBUF定義系統中全部緩沖區的數量，一般為100—600，最大為65536，NHBUF定義系統的混合隊列，最小為32，默認為256，最大為131072，一般與NBUF配套調整；2組織文件系統以減少磁盤訪問次數等。增加NBUF和NHBUF的值到某一點，便可提高系統的性能。一般系統內存為4MB的系統大約可提供600K的空間給緩沖區。NHBUF的值為2的n次方，大約為NBUF的四分之一。
　　作為系統管理員，應該非常熟悉vmstat命令，因為vmstat是應用程序檢測和協調系統性能的十分有用的工具。
　　值得注意的是，系統核心參數的變化直接影響系統的性能，因此改變時應十分小心。應對影響具體應用的參數的不同組合做實驗，以找到最優組合。

作者單位：建設銀行河南省分行(鄭州450002)[/color:ca7b9a7d3e]

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