如何测试服务器？

一、服务器测试方法分为两个大方面，性能测试与功能测试。

在性能测试方面采用了新的测试方法，主要分为文件测试、数据库性能测试与Web性能测试三个方面。其中，文件性能与数据库性能采用美国Quest软件公司的Benchmark Factory负载测试和容量规划软件，Web性能测试则使用了Spirent公司提供的Caw WebAvalanche测试仪。

网络性能主要有主动测试，被动式测试以及主动被动相结合测试三种方法

1.主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量注入网络，并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。

主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛，因为它可以以任何希望的数据类型在所选定的网络端点间进行端到端性能参数的测量。最为常见的主动测量工具就是“Ping”，它可以测量双向时延，IP 包丢失率以及提供其它一些信息，如主机的可达性等。主动测量可以测量端到端的IP 网络可用性、延迟和吞吐量等。因为一次主动测量只是查验了瞬时的网络质量，因此有必要重复多次，用统计的方法获得更准确的数据。

要对一个网络进行主动测量，则需要一个面向网络的测量系统，这种主动测量系统应包括以下几个部分：

- 测量节点：它们分布在网络的不同端点上，进行测量数据包的发送和接收，若要进行单向性能的测量，则它们之间应进行严格的时钟同步；

- 中心服务器：它与各个测量节点通信，进行整个测量的控制以及测量节点的配置工作；

- 中心数据库：存储各个节点所收集的测量数据；

- 分析服务器：对中心数据库中的数据进行分析，得到网络整体的或具体节点间的性能状况

在实际中，中心服务器，中心数据库和分析服务器可能位于同一台主机中。

主动测量法依赖于向网络注入测量包，利用这些包测量网络的性能，因此这种方法肯定会产生额外的流量。另一方面，测量中所使用的流量大小以及其他参数都是可调的。主动测量法能够明确地控制测量中所产生的流量的特征，如流量的大小、抽样方法、发包频率、测量包大小和类型(以仿真各种应用)等，并且实际上利用很小的流量就可以获得很有意义的测量结果。主动测量意味着测量可以按测量者的意图进行，容易进行场景的仿真，检验网络是否满足QoS 或SLA 非常简单明了。

总之，主动测量的优点在于可以主动发送测量数据，对测量过程的可控制性比较高，比较灵活机动，并易于对端到端的性能进行直观的统计；其缺点是注入测量流量本身就改变了网络的运行情况，即改变了被测对象本身，使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差，而且注入网络的测量流量还可能会增加网络的负担。

2.被动测量是指在链路或设备（如路由器，交换机等）上对网络进行监测，而不需要产生流量的测量方法。

被动测量利用测量设备监视经过它的流量。这些设备可以是专用的，如Sniffer，也可以是嵌入在其它设备(如路由器、防火墙、交换机和主机)之中的，如RMON, SNMP 和netflow 使能设备等。控制者周期性地轮询被动监测设备并采集信息(在SNMP 方式时，从MIB 中采集)，以判断网络性能和状态。被动测量主要有三种方式：

- 通过SNMP 协议采集网络上的数据信息，并提交至服务器进行处理。

- 在一条指定的链路上进行数据监测，此时数据的采集和分析是两个独立的处理过程。这种方法的问题是OC48（2.5Gbit/s）以上的链路速度超过了 PCI 总线（64bit，33MHz）的能力，因此对这些高速链路的数据采集只能采用数据压缩，聚合等方式，这样会损失一定的准确性。

- 在一台主机上有选择性的进行数据的采集和分析。这种工具只是用来采集分析网络上数据包的内容特性，并不能进行性能参数的测量，如Ethereal 等工具。

被动测量非常适合用来测量和统计链路或设备上的流量，但它并不是一个真正的 QoS 参数，因为流量只是当前网络（设备）上负载情况的一个反映，通过它并不能得到网络实际的性能情况，如果要通过被动测量的方法得到终端用户所关心的时延，丢包，时延抖动等性能参数，只能采用在被测路径的两个端点上同时进行被动测量，并进行数据分析，但这种分析将是十分复杂的，并且由于网络上数据流量特征的不确定性，这种分析在一定程度上也是不够准确的。只有链路带宽这个流量参数可以通过被动测量估算出来。

被动测量法在测量时并不增加网络上的流量，测量的是网络上的实际业务流量，理论上说不会增加网络的负担。但是被动测量设备需要用轮询的方法采集数据、陷阱(trap)和告警（利用SNMP 时），所有这些都会产生网络流量，因此实际测量中产生的流量开销可能并不小。

另外，在做流分析或试图对所有包捕捉信息时，所采集的数据可能会非常大。被动测量的方法在网络排错时特别有价值，但在仿真网络故障或隔离确切的故障位置时其作用会受到限制。

总之，被动测量的优点在于理论上它不产生流量，不会增加网络的负担；其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测，很难对网络端到端的性能进行分析，并且可能实时采集的数据量过大，且存在用户数据泄漏等安全性问题。

3.主动、被动相结合测试

主动测量与被动测量各有其有缺点，而且对于不同的参数来说，主动测量和被动测量也都有其各自的用途。对端到端的时延，丢包，时延变化等参数比较适于进行主动测量；而对于路径吞吐量等流量参数来说，被动测量则更适用。因此，对网络性能进行全面的测量需要主动测量与被动测量相结合，并对两种测量结果进行对比和分析，以获得更为全面科学的结论。

一、uptime命令

这个命令可以快速查看机器的负载情况。在Linux系统中，这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程（进程状态为D）的数量。这些数据可以让我们对系统资源使用有一个宏观的了解。

命令的输出分别表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。通过这三个数据，可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。如果1分钟平均负载很高，而15分钟平均负载很低，说明服务器正在命令高负载情况，需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之，如果15分钟平均负载很高，1分钟平均负载较低，则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。

上面例子中的输出，可以看见最近1分钟的平均负载非常高，且远高于最近15分钟负载，因此我们需要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。可以通过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。

二、dmesg命令

该命令会输出系统日志的最后10行。示例中的输出，可以看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志可以帮助排查性能问题。千万不要忘了这一步。

三、vmstat命令

vmstat(8) 命令，每行会输出一些系统核心指标，这些指标可以让我们更详细的了解系统状态。后面跟的参数1，表示每秒输出一次统计信息，表头提示了每一列的含义，这几介绍一些和性能调优相关的列：

r：等待在CPU资源的进程数。这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况，数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数，那么机器的CPU资源已经饱和。

free：系统可用内存数（以千字节为单位），如果剩余内存不足，也会导致系统性能问题。下文介绍到的free命令，可以更详细的了解系统内存的使用情况。

si，so：交换区写入和读取的数量。如果这个数据不为0，说明系统已经在使用交换区（swap），机器物理内存已经不足。

us, sy, id, wa, st：这些都代表了CPU时间的消耗，它们分别表示用户时间（user）、系统（内核）时间（sys）、空闲时间（idle）、IO等待时间（wait）和被偷走的时间（stolen，一般被其他虚拟机消耗）。

上述这些CPU时间，可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。一般情况下，如果用户时间和系统时间相加非常大，CPU出于忙于执行指令。如果IO等待时间很长，那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。

示例命令的输出可以看见，大量CPU时间消耗在用户态，也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题，需要结合r队列，一起分析。

四、mpstat命令

该命令可以显示每个CPU的占用情况，如果有一个CPU占用率特别高，那么有可能是一个单线程应用程序引起的。

五、pidstat命令

pidstat命令输出进程的CPU占用率，该命令会持续输出，并且不会覆盖之前的数据，可以方便观察系统动态。如上的输出，可以看见两个JAVA进程占用了将近1600%的CPU时间，既消耗了大约16个CPU核心的运算资源。

六、iostat命令

r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量（千字节）。读写量过大，可能会引起性能问题。

await：IO操作的平均等待时间，单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时，需要消耗的时间，包括IO等待和实际操作的耗时。如果这个数值过大，可能是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。

avgqu-sz：向设备发出的请求平均数量。如果这个数值大于1，可能是硬件设备已经饱和（部分前端硬件设备支持并行写入）。

%util：设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度，经验值是如果超过60，可能会影响IO性能（可以参照IO操作平均等待时间）。如果到达100%，说明硬件设备已经饱和。

如果显示的是逻辑设备的数据，那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是，即使IO性能不理想，也不一定意味这应用程序性能会不好，可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能。

七、free命令

free命令可以查看系统内存的使用情况，-m参数表示按照兆字节展示。最后两列分别表示用于IO缓存的内存数，和用于文件系统页缓存的内存数。需要注意的是，第二行-/+ buffers/cache，看上去缓存占用了大量内存空间。

这是Linux系统的内存使用策略，尽可能的利用内存，如果应用程序需要内存，这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。因此，这部分内存一般也被当成是可用内存。

如果可用内存非常少，系统可能会动用交换区（如果配置了的话），这样会增加IO开销（可以在iostat命令中提现），降低系统性能。

八、sar命令

sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时，可以通过网络设备的吞吐量，判断网络设备是否已经饱和。如示例输出中，eth0网卡设备，吞吐率大概在22 Mbytes/s，既176 Mbits/sec，没有达到1Gbit/sec的硬件上限。

sar命令在这里用于查看TCP连接状态，其中包括：

active/s：每秒本地发起的TCP连接数，既通过connect调用创建的TCP连接；

passive/s：每秒远程发起的TCP连接数，即通过accept调用创建的TCP连接；

retrans/s：每秒TCP重传数量；

TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接，进一步可以判断是主动发起的连接，还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣，或者服务器压

九、top命令

top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况（uptime）、系统内存使用情况（free）、系统CPU使用情况（vmstat）等。因此通过这个命令，可以相对全面的查看系统负载的来源。同时，top命令支持排序，可以按照不同的列排序，方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。

但是，top命令相对于前面一些命令，输出是一个瞬间值，如果不持续盯着，可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新，来记录和比对数据。

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