在服務器上排除問題的頭 5 分鐘

我們團隊爲上一家公司承擔運維、優化和擴展工作的時候,我們碰到了各種不同規模的性能很差的系統和基礎設備(大型系統居多,比如CNN或者世界銀行的系統)。要是再趕上修復時間緊、奇葩的技術平臺、缺少信息和文檔,基本上這過程都會慘痛到讓我們留下深刻的記憶。


遇到服務器故障,問題出現的原因很少可以一下就想到。我們基本上都會從以下步驟入手:


一、儘可能搞清楚問題的前因後果


不要一下子就扎到服務器前面,你需要先搞明白對這臺服務器有多少已知的情況,還有故障的具體情況。不然你很可能就是在無的放矢。


必須搞清楚的問題有:


  • 故障的表現是什麼?無響應?報錯?


  • 故障是什麼時候發現的?


  • 故障是否可重現?


  • 有沒有出現的規律(比如每小時出現一次)


  • 最後一次對整個平臺進行更新的內容是什麼(代碼、服務器等)?


  • 故障影響的特定用戶羣是什麼樣的(已登錄的, 退出的, 某個地域的…)?


  • 基礎架構(物理的、邏輯的)的文檔是否能找到?


  • 是否有監控平臺可用? (比如Munin、Zabbix、 Nagios、 New Relic… 什麼都可以)


  • 是否有日誌可以查看?. (比如Loggly、Airbrake、 Graylog…)


最後兩個是最方便的信息來源,不過別抱太大希望,基本上它們都不會有。只能再繼續摸索了。

 

 

二、有誰在?


$ w

$ last


用這兩個命令看看都有誰在線,有哪些用戶訪問過。這不是什麼關鍵步驟,不過最好別在其他用戶正幹活的時候來調試系統。有道是一山不容二虎嘛。(ne cook in the kitchen is enough.)


三、之前發生了什麼?


$ history


查看一下之前服務器上執行過的命令。看一下總是沒錯的,加上前面看的誰登錄過的信息,應該有點用。另外作爲admin要注意,不要利用自己的權限去侵犯別人的隱私哦。


到這裏先提醒一下,等會你可能會需要更新 HISTTIMEFORMAT 環境變量來顯示這些命令被執行的時間。對要不然光看到一堆不知道啥時候執行的命令,同樣會令人抓狂的。


四、現在在運行的進程是啥?


$ pstree -a

$ ps aux


這都是查看現有進程的。 ps aux 的結果比較雜亂, pstree -a 的結果比較簡單明瞭,可以看到正在運行的進程及相關用戶。


五、監聽的網絡服務


$ netstat -ntlp

$ netstat -nulp

$ netstat -nxlp


我一般都分開運行這三個命令,不想一下子看到列出一大堆所有的服務。netstat -nalp倒也可以。不過我絕不會用 numeric 選項 (鄙人一點淺薄的看法:IP 地址看起來更方便)。


找到所有正在運行的服務,檢查它們是否應該運行。查看各個監聽端口。在netstat顯示的服務列表中的PID 和 ps aux 進程列表中的是一樣的。


如果服務器上有好幾個Java或者Erlang什麼的進程在同時運行,能夠按PID分別找到每個進程就很重要了。


通常我們建議每臺服務器上運行的服務少一點,必要時可以增加服務器。如果你看到一臺服務器上有三四十個監聽端口開着,那還是做個記錄,回頭有空的時候清理一下,重新組織一下服務器。


六、CPU 和內存


$ free -m

$ uptime

$ top

$ htop


注意以下問題:


  • 還有空餘的內存嗎? 服務器是否正在內存和硬盤之間進行swap?


  • 還有剩餘的CPU嗎? 服務器是幾核的? 是否有某些CPU核負載過多了?


  • 服務器最大的負載來自什麼地方? 平均負載是多少?

 

七、硬件


$ lspci

$ dmidecode

$ ethtool


有很多服務器還是裸機狀態,可以看一下:


  • 找到RAID 卡 (是否帶BBU備用電池?)、 CPU、空餘的內存插槽。根據這些情況可以大致瞭解硬件問題的來源和性能改進的辦法。


  • 網卡是否設置好? 是否正運行在半雙工狀態? 速度是10MBps? 有沒有 TX/RX 報錯?

 

八、IO 性能


$ iostat -kx 2

$ vmstat 2 10

$ mpstat 2 10

$ dstat --top-io --top-bio


這些命令對於調試後端性能非常有用。


  • 檢查磁盤使用量:服務器硬盤是否已滿?


  • 是否開啓了swap交換模式 (si/so)?


  • CPU被誰佔用:系統進程? 用戶進程? 虛擬機?


  • dstat 是我的最愛。用它可以看到誰在進行 IO: 是不是MySQL吃掉了所有的系統資源? 還是你的PHP進程?

 

九、掛載點 和 文件系統


$ mount

$ cat /etc/fstab

$ vgs

$ pvs

$ lvs

$ df -h

$ lsof +D / /* beware not to kill your box */


  • 一共掛載了多少文件系統?


  • 有沒有某個服務專用的文件系統? (比如MySQL?)


  • 文件系統的掛載選項是什麼: noatime? default? 有沒有文件系統被重新掛載爲只讀模式了?


  • 磁盤空間是否還有剩餘?


  • 是否有大文件被刪除但沒有清空?


  • 如果磁盤空間有問題,你是否還有空間來擴展一個分區?

 

十、內核、中斷和網絡


$ sysctl -a | grep ...

$ cat /proc/interrupts

$ cat /proc/net/ip_conntrack /* may take some time on busy servers */

$ netstat

$ ss -s


  • 你的中斷請求是否是均衡地分配給CPU處理,還是會有某個CPU的核因爲大量的網絡中斷請求或者RAID請求而過載了?


  • SWAP交換的設置是什麼?對於工作站來說swappinness 設爲 60 就很好, 不過對於服務器就太糟了:你最好永遠不要讓服務器做SWAP交換,不然對磁盤的讀寫會鎖死SWAP進程。


  • conntrack_max 是否設的足夠大,能應付你服務器的流量?


  • 在不同狀態下(TIME_WAIT, …)TCP連接時間的設置是怎樣的?


  • 如果要顯示所有存在的連接,netstat 會比較慢, 你可以先用 ss 看一下總體情況。


你還可以看一下 Linux TCP tuning 瞭解網絡性能調優的一些要點。

 

十一、系統日誌和內核消息


$ dmesg

$ less /var/log/messages

$ less /var/log/secure

$ less /var/log/auth


  • 查看錯誤和警告消息,比如看看是不是很多關於連接數過多導致?


  • 看看是否有硬件錯誤或文件系統錯誤?


  • 分析是否能將這些錯誤事件和前面發現的疑點進行時間上的比對。

 

十二、定時任務


$ ls /etc/cron* + cat

$ for user in $(cat /etc/passwd | cut -f1 -d:); do crontab -l -u $user; done


  • 是否有某個定時任務運行過於頻繁?


  • 是否有些用戶提交了隱藏的定時任務?


  • 在出現故障的時候,是否正好有某個備份任務在執行?

 

十三、應用系統日誌


這裏邊可分析的東西就多了, 不過恐怕你作爲運維人員是沒功夫去仔細研究它的。關注那些明顯的問題,比如在一個典型的LAMP(Linux+Apache+Mysql+Perl)應用環境裏:


  • Apache & Nginx; 查找訪問和錯誤日誌, 直接找 5xx 錯誤, 再看看是否有 limit_zone錯誤。


  • MySQL; 在mysql.log找錯誤消息,看看有沒有結構損壞的表, 是否有innodb修復進程在運行,是否有disk/index/query 問題.


  • PHP-FPM; 如果設定了 php-slow 日誌, 直接找錯誤信息 (php, mysql, memcache, …),如果沒設定,趕緊設定。


  • Varnish; 在varnishlog 和 varnishstat 裏, 檢查 hit/miss比. 看看配置信息裏是否遺漏了什麼規則,使最終用戶可以直接***你的後端?


  • HA-Proxy; 後端的狀況如何?健康狀況檢查是否成功?是前端還是後端的隊列大小達到最大值了?

 

結論


經過這5分鐘之後,應該對如下情況比較清楚了:


  • 在服務器上運行的都是些啥?


  • 這個故障看起來是和 IO/硬件/網絡 或者 系統配置 (有問題的代碼、系統內核調優, …)相關。


  • 這個故障是否有你熟悉的一些特徵?比如對數據庫索引使用不當,或者太多的apache後臺進程。

 

甚至有可能找到真正的故障源頭。就算還沒有找到,搞清楚了上面這些情況之後,現在也具備了深挖下去的條件。


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