使用 nmon 來排查與監控 Linux 系統的性能

2022-04-14 07:49:03

Nigel's Monitor (nmon) 是一個系統性能監控工具，其最初由 IBM 為 AIX 操作系統研發，后來被移植到 Linux 中（在多個 CPU 架構上運行）。

nmon 允許您在一個簡潔的界面中來監控系統的各個方面，如 CPU 利用率、內存、磁盤繁忙度、網絡利用率等。這是它的一個主要的好處。假如沒有 nmon，您必須使用專門的監控工具，如 top（監控進程）、iostat（監控磁盤）和 ifstat（監控網絡）來監控各種資源。這其中的每一個呈現數據的方式都是截然不同的。

大約 10 年前，作為 AIX 系統管理員的我第一次使用 nmon。通過使用 nmon，我可以解決一些難以發現的問題，包括最初的那個看起來像似網絡瓶頸的問題。我通過使用 nmon 來同時檢查多個資源，之后發現這是由于打開太多文件導致的一個應用程序問題。

除了為您交互式監控系統外，您還可以在批處理模式下使用 nmon 來收集和存儲性能數據以供分析。有關用于 Linux 的 nmon 的更多信息，請參閱該項目的官方網站。

本文著眼于這個強大的監控工具，從安裝它開始。

安裝 nmon

nmon 在許多 Linux 發行版的默認存儲庫中都是可用的。例如，我們可以在 Fedora35 上使用 DNF 來安裝它：

$ sudo dnf -y install nmon

對于紅帽企業版 Linux 或 CentOS，nmon 在 EPEL(Extra Packages for Enterprise Linux) 的存儲庫中可用。

要安裝 nmon，首先需啟用 EPEL：

$ sudo dnf -y install \
https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-8.noarch.rpm
$ sudo dnf repolist

接下來使用 dnf 安裝 nmon：

$ sudo dnf -y install nmon

現在您已經安裝了 nmon，使用它來監控您的系統吧！

以交互的方式使用 nmon

安裝完應用程序后，您可以運行 nmon。之后您會看到一個包含系統信息和一個小幫助菜單的初始屏幕，它顯示了您可以按哪些鍵來切換不同的指標：

$ nmon
┌─16k──[H for help]──Hostname=f35ks01─Refresh= 2secs ─18:04:27────┐
│                                                                │
│------------------------------                                 │
│ _ __  _ __ ___   ___  _ __    For help type H or ...            │
│| '_ \| '_ ` _ \ / _ \| '_ \    nmon -?  - hint                  │
│| | | | | | | | | (_) | | | |   nmon -h  - full details          │
│|_| |_|_| |_| |_|\___/|_| |_|                                    │
│                               To stop nmon type q to Quit       │
│------------------------------                                   │
│                                                                 │
│Fedora release 35 (Thirty Five) VERSION="35 (Thirty Five)"       │
│Vendor=AuthenticAMD Model=AMD EPYC-Milan Processor               │
│MHz=1911.004 bogomips=3822.00     lscpu:CPU=4 Little Endian      │
│ProcessorChips=4 PhysicalCores=1        Sockets=4 Cores=1 Thrds=1│
│                 VirtualCPUs =4         MHz=0 max=0 min=0        │
│                                                                 │
│Use these keys to toggle statistics on/off:                      │
│  c = CPU         l = CPU Long-term     - = Faster screen updates│
│  C = " WideView  U = Utilisation       + = Slower screen updates│
│  m = Memory      V = Virtual memory    j = File Systems         │
│  d = Disks       n = Network           . = only busy disks/procs│
│  r = Resource    N = NFS               h = more options         │
│  k = Kernel      t = Top-processes     q = Quit                 │
│─────────────────────────────────────────────────────────────────│

例如，按 C 鍵會切換為 CPU 利用率顯式：

┌─16k──[H for help]──Hostname=f35ks01─Refresh= 2secs ─18:05:58─┐
│ CPU Utilisation ─────────────────────────────────────────────│
│---------------------------+---------------------------------+│
│CPU User%  Sys% Wait%  Idle|0          |25   |50 |75   100|   │
│  1   3.6  17.2   0.0  79.2|Ussssssss>                    |   │
│  2   2.1   6.2   0.0  91.7|Usss    >                     |   │
│  3   0.0   1.1   0.0  98.9| >                            |   │
│  4   6.1  17.2   0.0   0.5|UUUssssssss>                  |   │
│---------------------------+---------------------------------+│
│Avg   3.0  10.3   0.0  86.7|Usssss>                       |   │
│---------------------------+---------------------------------+│
│──────────────────────────────────────────────────────────────│

按 N 鍵會切換為網絡顯示，并自動將其堆疊在 CPU 顯示的下方：

┌─16k──[H for help]──Hostname=f35ks01─Refresh= 2secs ─18:17:01─┐
│ CPU Utilisation ─────────────────────────────────────────────│
│---------------------------+---------------------------------+│
│CPU User%  Sys% Wait%  Idle|0         |25    |50  |75  100|   │
│  1   2.6  10.3   0.0  87.1|Usssss     >                  |   │
│  2   0.0   2.2   0.0  97.8|s           >                 |   │
│  3   6.5  11.0   0.0  82.5|UUUsssss>                     |   │
│  4   0.0   0.5   0.0  99.5|               >              |   │
│---------------------------+---------------------------------+│
│Avg   2.4   5.9   0.0  91.6|Uss     >                     |   │
│---------------------------+---------------------------------+│
│ Network I/O ─────────────────────────────────────────────────│
│I/F Name Recv=KB/s Trans=KB/s p_in p_out in_sz out_sz Peak->..│
│      lo      0.0       0.0       0.0    0.0     0.0    0.0...│
│  enp1s0      0.0       0.0       0.5    0.0    52.0    0.0...│
│  enp7s0    218.6    5923.4    3335.5 9989.68   67.1  607.2...│
│ Network Error Counters ──────────────────────────────────────│
│I/F Name iErrors iDrop iOverrun iFrame oErrors   oDrop oOver..│
│      lo       0       0       0       0       0       0   ...│
│  enp1s0       0   34419       0       0       0       0   ...│
│  enp7s0       0   34419       0       0       0       0   ...│
│──────────────────────────────────────────────────────────────│

繼續按下其他按鍵可在同一個視圖中堆疊其他指標。例如，可使用 D 鍵來顯式磁盤 I/O，可使用 M 鍵來顯式內存信息，可使用 T 鍵來顯式Top 進程。

除了堆疊新顯示外，您還可以按點（.）鍵僅顯示繁忙的 CPU 和磁盤，也可以 + 和 - 鍵來增加或減少屏幕刷新時間。使用 H 鍵顯示幫助。

由于您可以隨時啟用和禁用不同的監視器和指標，所以 nmon 是一個可幫助您了解系統行為的高度靈活的工具。它還可以通過同時顯示不同的指標來幫助解決問題，通過提供系統的整體視圖以提高您理解問題的能力。

完成后，按 Q 鍵退出并結束監控會話。

收集性能數據

除了提供系統的整體交互式視圖外，您還可以在批處理模式下運行 nmon，這樣就可以從系統中收集長時間的性能數據以進行后驗分析。

除了交互模式提供的實時指標外，此功能還允許您了解系統在較長時間內的行為。這是一項強大的功能，可以通過它進行容量規劃，并有機會解決難以實時發現的零星問題。

要在批處理模式下運行 nmon，請在啟動應用程序時使用標志 -f 參數（它必須是提供的第一個參數）。默認情況下，在一天內，nmon 每五分鐘收集一次數據。您可以用參數 -s 來指定收集間隔和參數 -c 來指定快照數量。

例如，開啟 nmon 批處理模式，我們想在一小時內，每分鐘收集數據一次，同時包括捕獲頂級進程 -t，執行以下命令：

$ nmon -f -s60 -c60 -t

您的終端提示符將會立即返回，因為當您執行此命令時應用程序正在后臺運行。您可以接著使用 ps 命令，然后就可以看到它正在運行了：

$ ps -ef | grep nmon
ricardo 1849 1 0 12:27 pts/0 00:00:00 nmon -f -s60 -c60 -t

在批處理模式下，nmon 使用逗號分隔值 (Comma-Separated Value, CSV) 格式將收集的數據保存在當前目錄中，其擴展名為 .nmon：

$ ls -l
total 36
-rw-r--r--. 1 ricardo ricardo 36395 Feb 13 12:28 f35ks01_220213_1227.nmon

由于這是一個 CSV 文件，因此您可以使用其他 Linux 文本操作（命令行）工具對其進行處理，或者使用電子表格軟件將其打開，以進行進一步分析。

$ head f35ks01_220213_1227.nmon
AAA,progname,nmon
AAA,command,nmon -f -s60 -c60 -t
AAA,version,16k
AAA,disks_per_line,150
AAA,max_disks,256,set by -d option
AAA,disks,10,
AAA,host,f35ks01
AAA,user,ricardo
AAA,OS,Linux,5.16.8-200.fc35.x86_64,#1 SMP PREEMPT Tue Feb 8 20:58:59 UTC 2022,x86_64
AAA,runname,f35ks01

除了這些方法之外，nmon 開發團隊還提供了一個腳本，該腳本可將這些數據轉換為 Web 瀏覽器能可視化查看的圖表。接下來我們看看如何做到這一點。

生成圖表

CSV 是一種靈活的格式，它允許您使用電子表格處理軟件等不同的應用程序導出、分析和查看這些數據。為了使這個過程更加容易，nmon 的開發人員創造了 nmonchart。此 shell 腳本使用 Google Charts（JavaScript）將這些數據轉換為 HTML，以使其在圖形環境中可視化數據并與之交互。

若要使用 nmoncart，請從 nmon 主頁下載：

$ curl -LO http://sourceforge.net/projects/nmon/files/nmonchart40.tar

然后使用 tar 來提取包的內容：

$ mkdir nmonchart
$ tar xvf nmonchart40.tar -C nmonchart

nmonchart 需要使用 ksh（Korn SHell），因此要創建圖表，首先應使用 dnf 在您的系統中安裝 ksh：

$ sudo dnf install -y ksh

接下來，使用以下命令轉換 .nmon 文件（該文件是在批處理模式下執行 nmon 時創建的）：

$ ./nmonchart/nmonchart f35ks01_220213_1227.nmon

該腳本創建一個與源 .nmon 文件同名的 HTML 文件。或者，您可以將目標文件名作為第二個參數傳遞給 nmonchart。這是一個例子：

$ ls -lg
total 4164
-rw-r--r--. 1 ricardo 113822 Feb 14 18:52 f35ks01_220213_1227.html
-rw-r--r--. 1 ricardo 93436 Feb 13 13:26 f35ks01_220213_1227.nmon
drwx------. 2 ricardo 4096 Aug 28 2020 nmonchart

您的系統圖表現已準備就緒。您的下一步是查看它們。

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可視化性能圖表

nmonchart 為您提供的每個 .nmon 源文件創建一個 HTML 文件，其中嵌入了所需的圖表 JavaScript 庫。如果本地計算機上有 HTML 文件，請直接在 Web 瀏覽器中查看它。

您還可以使用 Web 服務器提供這些文件。我最喜歡的方法之一是在 Podman 容器中使用 Nginx，正如我在將 20 個單行 Linux 命令添加到您的工具箱中所建議的那樣。

首先，創建一個目錄并將 HTML 文件移到那里：

$ mkdir html
$ mv f35ks01_220213_1227.html html/

然后，在 8080 端口上使用 Podman 去服務來自于 Ngnix 的 html 目錄中的內容：

$ podman run --rm -v ./html:/usr/share/nginx/html:ro,Z -p 8080:80 -d nginx

如果需要的話，請在服務器防火墻上打開 8080 端口以允許流量通過：

$ sudo firewall-cmd --add-port 8080/tcp

然后，為了查看圖標，請將您的瀏覽器指向您的 URL http://<YOUR_SERVER_IP_ADDR>:8080/f35ks01_220213_1227.html：

單擊屏幕頂部的任何按鈕以查看相應的圖表（圖表是交互式的）。您可以放大和縮小以查看更精細的數據，或將鼠標懸停在圖表上以查看給定時間的詳細數據。

總結

nmon 是一款靈活且功能強大的系統監控應用程序，它可幫助您更好地了解系統，并在出現問題時及時地對其進行故障排除。它結合了監控能力、整合來自不同系統資源的實時數據的能力，以及長期性能數據收集和分析的能力。這使其成為您的系統管理員的絕佳工具。

責任編輯：龐桂玉來源：運維派

nmon 監控 Linux

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