8 мощных команд Linux для выявления узких мест жесткого диска

Как эксперт по Linux с более чем десятилетним опытом управления серверами, я видел, насколько важно выявлять и устранять узкие места жестких дисков для обеспечения бесперебойной работы системы.

Узкие места возникают, когда производительность системы ограничена определенным компонентом, в данном случае жестким диском, где медленные операции с диском могут существенно повлиять на производительность ваших приложений, баз данных и даже всей системы.

В этой статье я объясню, как выявить узкие места жестких дисков в Linux с помощью различных инструментов и команд, а также на что следует обращать внимание при устранении проблем, связанных с дисками.

Что такое узкое место жесткого диска?

Узкое место жесткого диска возникает, когда диск не может читать или записывать данные достаточно быстро, чтобы соответствовать требованиям системы. Это часто приводит к медленному отклику, задержкам и даже сбоям в работе системы в крайних случаях.

Эти узкие места обычно вызваны следующими факторами:

• Перегруженный ввод-вывод: если в системе слишком много запросов на чтение/запись, диск не может обработать их все одновременно.
• Фрагментация диска. В некоторых файловых системах файлы могут фрагментироваться, что приводит к неэффективному использованию диска и снижению производительности.
• Аппаратные ограничения. Старые диски или диски меньшей емкости могут не справляться с современными рабочими нагрузками.
• Ошибки диска. Физические проблемы с жестким диском, например поврежденные сектора, также могут привести к проблемам с производительностью.

Как найти узкие места жесткого диска (диска) в Linux

Вот несколько ключевых команд и инструментов Linux, которые помогут вам выявить и диагностировать узкие места жесткого диска.

1. iostat (статистика ввода/вывода)

iostat — это утилита командной строки, которая предоставляет статистику использования ЦП и операций ввода-вывода для устройств, помогая выявить узкие места на диске.

iostat -x 1

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• %util: показывает, сколько времени диск был занят обработкой запросов. Если это число постоянно высокое (более 80–90%), это указывает на то, что диск является узким местом.
• await: Это среднее время (в миллисекундах) завершения запроса дискового ввода-вывода. Высокое значение указывает на низкую производительность диска.
• svctm: представляет собой среднее время обслуживания запросов ввода-вывода. Высокое значение означает, что диску требуется больше времени для ответа.

2. iotop (мониторинг ввода-вывода в реальном времени)

iotop — это инструмент мониторинга ввода-вывода в режиме реального времени, который отображает процессы и их активность на диске, что полезно для определения того, какие процессы потребляют чрезмерную пропускную способность диска.

sudo iotop

Будет показан список процессов, выполняющих дисковый ввод-вывод, а также статистика чтения и записи операций ввода-вывода.

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• Чтение/запись. Ищите процессы с высокими значениями чтения или записи. Эти процессы могут быть причиной узкого места на диске.
• Приоритет ввода-вывода: проверьте, не потребляет ли какой-либо процесс непропорционально много ресурсов ввода-вывода. Вы можете настроить приоритет процессов с помощью ionice, чтобы управлять тем, как они взаимодействуют с дисковым вводом-выводом.

3. df (без диска)

Команда df показывает использование дискового пространства во всех смонтированных файловых системах. Почти полный диск может привести к значительному замедлению работы, особенно на корневом или домашнем разделах.

df -h

Убедитесь, что диски, особенно корневой каталог (/) и домашний каталог (/home), не переполнены. Если диск заполнен более чем на 85-90%, он может начать тормозить из-за нехватки места для временных файлов и дисковых операций.

4. dstat (комплексный мониторинг системных ресурсов)

dstat – универсальный инструмент для мониторинга различных системных ресурсов, включая дисковый ввод-вывод, который обеспечивает комплексный обзор производительности системы в режиме реального времени.

dstat -dny

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• Чтение/запись на диск: обратите внимание на всплески активности чтения/записи на диск. Если вы видите постоянную интенсивную активность диска, это может указывать на узкое место.
• ожидание диска: показывает, сколько времени занимает каждая операция ввода-вывода. Длительное ожидание здесь означает узкое место на диске.

5. sar (отчет о активности системы)

Команда sar — это мощный инструмент, который собирает, сообщает и сохраняет информацию о активности системы, что идеально подходит для исторического анализа производительности.

sar -d 1 5

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• tps: количество транзакций в секунду. Высокое значение означает, что диск обрабатывает большое количество запросов ввода-вывода.
• kB_read/s и kB_wrtn/s: скорость чтения или записи данных. Если эти цифры необычно высоки, это может указывать на узкое место.

6. smartctl (S.M.A.R.T. Мониторинг)

smartctl используется для проверки состояния ваших жестких дисков путем запроса S.M.A.R.T. (Самоконтроль, Анализ и Технология отчетности).

Это может помочь выявить физические проблемы с диском, такие как поврежденные сектора или неисправные компоненты.

sudo apt install smartmontools
sudo smartctl -a /dev/sda

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• Reallocated_Sector_Ct: количество секторов, которые были перераспределены из-за ошибок. Высокое значение указывает на то, что диск может выйти из строя.
• Seek_Error_Rate: высокие значения указывают на то, что на диске могут возникнуть проблемы с поиском данных, что часто является признаком физического повреждения.

7. lsblk (список блочных устройств)

Команда lsblk выводит список всех блочных устройств в вашей системе, таких как жесткие диски и разделы, что полезно для получения обзора устройств хранения вашей системы.

lsblk -o NAME,SIZE,ROTA,TYPE,MOUNTPOINT

Убедитесь, что ваши жесткие диски или разделы не перегружены слишком большим количеством задач. Твердотельные накопители (невращающиеся) обычно обеспечивают более высокую производительность, чем жесткие диски (вращающиеся), а чрезмерное использование вращающегося диска может привести к снижению производительности.

8. vmstat (статистика виртуальной памяти)

Хотя vmstat в первую очередь показывает использование памяти, он также может предоставить информацию об операциях дискового ввода-вывода и о том, как система обрабатывает подкачку памяти.

vmstat 1

Ключевые показатели, на которые следует обращать внимание:

• bi (блоков): количество блоков, прочитанных с диска.
• bo (блокирует): количество блоков, записанных на диск.
• si и так (загрузка и замена): если эти значения высоки, это означает, что система выполняет замену, что может быть вызвано недостатком оперативной памяти и интенсивным использованием диска.

Заключение

Узкие места жесткого диска могут быть вызваны различными факторами, включая перегрузку дискового ввода-вывода, аппаратные ограничения или ошибки диска. Используя инструменты и команды, описанные в этой статье, вы можете эффективно диагностировать проблемы, связанные с дисками, в вашей системе Linux.

Такие инструменты мониторинга, как iostat, iotop и dstat, предоставляют ценную информацию о производительности диска, а такие инструменты, как smartctl, могут помочь. вы выявляете потенциальные сбои оборудования.

Как опытный специалист по Linux, я рекомендую регулярно контролировать производительность диска, особенно в производственных средах, чтобы обеспечить оптимальную производительность системы. Раннее выявление и устранение узких мест может спасти вас от снижения производительности и простоя системы.