Linux 性能优化之 CPU 篇 ----- Linux 软中断

名词解释

  1. 中断其实是一种异步的事件处理机制,可以提高系统的并发处理能力
  2. 为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题,Linux 将中断处理过程分成了两个阶段,也就是上半部和下半部。
    • 上半部用来快速处理中断,它在中断禁止模式下运行,主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。也就是我们常说的硬中断,特点是快速执行。
    • 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作,通常以内核线程的方式运行。也就是我们常说的软中断,特点是延迟执行。
  3. proc 文件系统。它是一种内核空间和用户空间进行通信的机制,可以用来查看内核的数据结构,或者用来动态修改内核的配置。
    • /proc/softirqs 提供了软中断的运行情况;
    • /proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。

工具与技巧

  1. sar 是一个系统活动报告工具,既可以实时查看系统的当前活动,又可以配置保存和报告历史统计数据。
    # -n DEV 表示显示网络收发的报告,间隔1秒输出一组数据
    $ sar -n DEV 1
    15:03:46        IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s   %ifutil
    15:03:47         eth0  12607.00   6304.00    664.86    358.11      0.00      0.00      0.00      0.01
    15:03:47      docker0   6302.00  12604.00    270.79    664.66      0.00      0.00      0.00      0.00
    15:03:47           lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    15:03:47    veth9f6bbcd   6302.00  12604.00    356.95    664.66      0.00      0.00      0.00      0.05
  • 第一列:表示报告的时间
  • 第二列:IFACE 表示网卡
  • 第三、四列:rxpck/s 和 txpck/s 分别表示每秒接收、发送的网络帧数,也就是 PPS
  • 第五、六列:rxkB/s 和 txkB/s 分别表示每秒接收、发送的千字节数,也就是 BPS。
  1. hping3 是一个可以构造 TCP/IP 协议数据包的工具,可以对系统进行安全审计、防火墙测试等。

    # -S参数表示设置TCP协议的SYN(同步序列号),-p表示目的端口为80
    # -i u100表示每隔100微秒发送一个网络帧
    # 注:如果你在实践过程中现象不明显,可以尝试把100调小,比如调成10甚至1
    $ hping3 -S -p 80 -i u100 192.168.0.30
  2. tcpdump 是一个常用的网络抓包工具,常用来分析各种网络问题

    # -i eth0 只抓取eth0网卡,-n不解析协议名和主机名
    # tcp port 80表示只抓取tcp协议并且端口号为80的网络帧
    $ tcpdump -i eth0 -n tcp port 80
    15:11:32.678966 IP 192.168.0.2.18238 > 192.168.0.30.80: Flags [S], seq 458303614, win 512, length 0
    ...
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