Linux服务器的性能调优理论篇

Posted 2022-12-03 hkping18

一、网站架构相关

（1）评估网站性能涉及的专业名词术语

　　1.PV（Page View）

　　PV即访问量，中文翻译为页面浏览，代表页面浏览量，用户每刷新一次就会计算一次。PV的具体计算方法是：从浏览器发出一个对网络服务器的请求（Request），网络服务器接到这个请求后，会将该请求对应的一个页面（Page）发送给浏览器，从而产生一个PV。

　　2.UV（Unique Visto）

　　UV即独立访问，访问网站的一台电脑客户端为一个访客，如果按天计算，程序统计会从0:00至24:00这段时间内的电脑客户端，且相同的客户端只被计算一次。

　　3.并发连接数（Concurrent TCP Connections）

　　当一个网页被浏览，服务器就会和浏览器建立连接，每个连接表示一个并发。如果当前网页页面包含很多图片，图片并不是一个个显示的，服务器会产生多个连接同时发送文字和图片以提高浏览速度。

　　4.QPS（Query Per Second）

　　QPS即每秒查询率，是衡量一个特定查询服务器在规定时间内所处理流量多少的标准，在因特网上，作为域名系统服务器的机器性能通常用每秒查询率来衡量。对于系统而言，QPS数值是一个非常重要的参数，它是综合反映系统最大吞吐能力的衡量标注。

　　5.机房的网络质量评估

　　　　1）稳定性：响应延迟，丢包率

　　　　2）带宽质量：测试TCP的下载速度及最大TCP的下载速率

　　　　3）接入位置：接入路由器设备离骨干网的位置，接入条数越少越好

（2）CDN业务的选项

　　如果自己的业务网站中含有大量的图片和视频类文件，为了加快客户端的访问速度，同时缓解核心机房的服务压力并提升用户体验，建议大家在网站或系统的前端采用CDN缓存加速方案。

　　CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。其目的是通过现有的Internet中增加一层新的网络架构，讲网站的内容发布到最近用户的网络“边缘”，使用户可就近取得需要的内容，提高用户访问网站的响应速度，从而提升用户体验。

　　租赁CDN：中小型网站直接买服务，现在CDN已经进入按需付费的云计算模式，可以准确计算性价比。

　　自建CDN：这种方案的成本比较高，为了保证好的缓存效果，必须在全国机房布点，并且需要自建智能Bind系统。一般专业的视频网站或图片网站会考虑采用此方案。

（3）IDC机房的选择

　　单电信IDC机房：这种业务模式比较固定，访问量也不是很大，适合新闻类或政务类网站。

　　双线IDC机房：因为国内两大网络（电信和网通）之间存在互联互通的问题，所以电信用户访问网通网站或网通用户访问电信网站很慢，也因此产生了双线机房、双线服务器、双线服务器托管和双线服务器租用服务。

　　BGP机房：BGP（边界网关协议）是用来连接Internet的对立系统的路由选择协议。对于用户来说，选择BGP机房可以实现网站在运营商的用户访问网站都很快，也更加稳定，不用担心全国各地因线路带来访问速度快慢不一的问题，这也是传统双IP双线机房无法比拟的优势。

　　云计算服务：目前首推亚马逊云（AWS）和阿里云这两种云计算平台

　　云计算服务提供的产品能让我们的研发团队专注于产品研发本身，而不是购买硬件、配置和维护硬件等繁杂的工作，还可以减少初始资金投入。

　　云计算特别适合在某些日期或某些时段流量会激增的网站。

二、如何根据服务器应用来选购服务器

（1）服务器运行什么应用

　　负载均衡端：除了网卡性能以外，它在其他方面对服务器的要求都比较低。

　　缓存服务器：主要是Varnish和redis，对CPU及其他方面的性能要求一般，但在内存方面的要求较多。

　　应用服务器：承担计算和功能实现的重任，所以需要基于Web架构的应用程序服务器选择足够快的服务器。

　　特殊应用：除了用于web应用外，还有流媒体视频编码、服务器虚拟化、媒体服务器，或者游戏服务器，那同样会对CPU和内存有一定要求，至少四核以上。

　　公共服务：指的是邮件服务器、文件服务器、DNS服务器、域控服务器等。无需对于可靠性过于苛刻。

　　数据库服务器：数据库对服务器的要求是最高的，也是最重要的。需要足够快的CPU和足够大的内存、足够稳定可靠的硬件。建议固态硬盘做RAID10，因为数据库对硬盘IO要求是最高的。

　　Hadoop和Spark分布式计算：建议选择密集式存储。

　　RabbitMQ集群：基于Erlang语言开发，对于内存的要求很高。

（2）服务器需要支持多少用户访问

　　一般项目实施之前，客户会针对这些问题作出一个大致的结果，但我们要尽量设计的充分具体。

（3）需要多大空间来存储数据

（4）业务有多重要

　　1.选择什么CPU

　　2.需要多大的内存

　　相当多的正在运行的服务器，CPU的利用率一般10-30%，但我们发现内存的不够导致运行缓慢的比比皆是，如果服务器不能分配足够的内存，应用程序就需要硬盘接口交换读取数据，这将导致网站慢得令人无法忍受。

　　对于Tomcat、Resin、WebLogic的应用服务器，8GB内存是基准配置。

　　数据库服务器的内存由于数据库实例的数量、表大小、索引、用户数等，一般建议配置16GB以上，一般公司许多项目使用了24GB-48GB的内存。

　　特殊的服务器，需要位置配置尽可能高的内存容量，比如配置有Redis和Memcached的缓存服务器。

　　文件服务器，1GB内存就足够了。

　　3.需要怎样的硬盘存储系统

　　缓存服务器，可以考虑RAID 0

　　跑nginx+FastCGI，可以考虑RAID 1

　　内网开发服务器或存放重要代码的服务器，可以考虑RAID 5

　　数据库服务器，可以考虑固态硬盘或RAID 5 RAID 10

（5）网卡性能方面的考虑

　　建议服务器配置两块网卡，一个对外提供服务，一个用于内部数据交换。

　　Keepalived只用公网地址的Linux集群架构，对网卡速率要求高，建议选用万兆网卡。

（6）服务器安全方面的考虑

　　国内的DDoS攻击普遍，建议配置硬件防火墙，比如Juniper、Cisco等。

（7）根据机架数合理安排服务器的数量

（8）成本考虑：服务器的价格问题

三、硬件对Linux性能的影响

（1）CPU　

　　CPU是操作系统稳定运行的根本，CPU的速度与性能在很大程度上决定了整体的性能，因此，CPU数量越多也好、主频也高越好。

（2）内存

　　内存的大小直接影响Linux的性能重要因素，内存太小，系统进程被阻塞，应用也将变慢，甚至失去响应。

（3）磁盘IO性能

　　磁盘IO性能直接影响应用程序的性能，在一个有频繁读写的应用中，如果磁盘IO性能得不到满足，就会导致应用停滞。

　　RAIO 0：成本最低，要求至少两块磁盘，但是没有容错和数据修复，因而用在对数据安全要求不高的环境中。

　　RAIO 1：磁盘利用率只有50%，因而成本最高，多用在保存重要数据的场合。

　　RAIO 5：读取效率很高，写入效率一般，至少三块磁盘，允许一块磁盘故障，而不影响数据的可用性。

　　RAIO 10：至少需要4块磁盘，每个盘都是其镜像盘，提供冗余能力，同时允许一个磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。

（4）网络带宽

　　Linux系统下的各种应用一般都是基于网络的，因此带宽也是影响性能的一个重要因素，低速不稳定的网络将导致应用的访问阻塞，而稳定、高速的网络带宽可以保证应用在网络上畅通无阻运行。