Вопрос или проблема
Я заметил, что у меня высокое время работы в ядре, когда я создаю много сетевого трафика в Linux. Я также заметил, что 45% моего процессора тратится на прерывания. Как мне дальше расследовать это?
Инструменты systemtap призваны позволить вам углубиться в ядро, а также в приложения для трассировки, устранения неполадок и отладки. Сам я их не использовал.
Высокий трафик прерываний при высоком сетевом трафике может быть вызван не самым лучшим сетевым адаптером или драйвером, возможно, более высококачественная карта даст лучшие результаты. Обработка сетевых операций ядром также улучшилась, возможно, обновление ядра поможет.
С другой стороны, если 50% использования ЦП уходит на прерывания, а использование ЦП составляет 3%, не о чем беспокоиться… пересмотрите данные, которые у вас есть (и как вы их собрали, каково точное значение этих чисел) и подумайте об этом.
В итоге вопрос не должен звучать как “Измерение foo дает bar”, а начинаться с “Производительность плохая/неприемлемая, что мне нужно измерить, чтобы выяснить, где узкое место, чтобы я мог его устранить”. Если это приведет к вышеупомянутому вопросу, хорошо, но тогда вы будете знать, куда двигаться.
Ответ или решение
Как устранить высокое время в ядре (высокая сеть; высокие прерывания)
Высокие значения времени, проведенного в ядре, и значительное количество обработанных прерываний на вашем сервере под управлением Linux могут негативно сказываться на производительности системы, особенно в условиях высокой сетевой нагрузки. Давайте рассмотрим, как можно эффективно диагностировать и устранить эти проблемы.
1. Сбор данных
Первоначальный этап диагностики заключается в сборе актуальных данных о производительности системы. Вам понадобятся утилиты и инструменты, такие как:
topилиhtop: Анализируйте использование ресурсов CPU и идентифицируйте процессы с высоким временем ожидания.vmstat: Позволяет отслеживать количество прерываний и контекстных переключений.iostat: Полезен для мониторинга ввода/вывода на дисках и анализом нагрузки.sar: Может хранить и отображать данные о нагрузке системы за указанный период времени.nloadилиiftop: для мониторинга сетевого трафика и идентификации источников высокой загрузки.
2. Анализ прерываний и сетевой активности
-
Идентификация источников прерываний: Используйте команду
cat /proc/interruptsдля определения, какие устройства генерируют наибольшее количество прерываний. Учтите, что сетевые интерфейсы могут генерировать значительное количество прерываний, особенно при высокой нагрузке. -
Обновление драйверов сетевой карты: Убедитесь, что у вас установлены последние версии драйверов для вашей сетевой карты. Также рассмотрите возможность апгрейда аппаратного обеспечения, если это необходимо. Например, современные сетевые карты поддерживают технологии вроде «прерываний по аппаратному обеспечению» (hardware interrupt moderation), что позволяет снизить общую нагрузку на CPU.
-
Настройка параметров ядра: Изменение некоторых параметров ядра может помочь уменьшить количество прерываний. Например, настройка
ethtoolдля вашей сетевой карты может позволить включить или отключить прерывания по аппаратному обеспечению и оптимизировать производительность.
3. Использование инструмента SystemTap
SystemTap позволяет глубже анализировать работу ядра и предоставляет возможность отслеживать производительность приложений. С его помощью вы можете создавать скрипты, которые помогут выяснить, какие функции вызывают высокое использование CPU из-за большого количества прерываний. Попробуйте следующие команды:
sudo stap -e 'probe kernel.function("net_tx_action").call { printf("%s: %d\n", probefunc, count()); }'Эта команда позволит вам отследить функции, связанные с отправкой сетевых пакетов, и выявить узкое место.
4. Обновление ядра
Если ваше ядро устарело, рекомендуется обновить его до последней стабильной версии. Новые версии ядра содержат улучшения в обработке сети и прерываний. Обратите внимание также на публикации и ченджлоги, так как улучшения могут существенно повлиять на производительность вашего оборудования.
5. Облюдение и оптимизация
После проведения вышеперечисленных шагов важно продолжать мониторинг состояния системы. Настройте системные утилиты для сбора данных о производительности и создайте графики для визуализации изменений. Это также поможет вам заранее выявить потенциальные проблемы.
Заключение
Проблемы с высокой нагрузкой на ядро и прерывания — это серьезные сигналы, указывающие на необходимость анализа и оптимизации работы системы. Правильный подход к диагностике, использование надежных инструментов и понимание работы сетевых интерфейсов помогут вам значительно повысить производительность вашего оборудования и избежать узких мест. Не забывайте также о поддержании актуальности вашего программного обеспечения и операционной системы.