【Linux系统监控】：掌握关键系统状态检查命令


参考资源链接：[Linux命令大全完整版.pdf](https://wenku.csdn.net/doc/6412b5dfbe7fbd1778d44b2c?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. Linux系统监控概述

Linux系统监控是确保系统稳定运行和性能优化的关键环节。对于IT专业人员来说，掌握监控方法不仅能够及时发现系统异常，还能够帮助我们进行深入的系统调优。本章将概览Linux监控的基本概念、监控的重要性以及如何为后续章节中深入探讨的各种监控工具奠定基础。

## 1.1 监控的必要性

在IT领域，监控是保证服务可用性和性能的关键手段。它能够帮助运维人员及时发现并解决系统问题，为预防性维护提供数据支持。监控还可以为业务决策提供数据基础，比如通过性能监控来优化资源分配。

## 1.2 常见监控指标

监控指标涉及系统性能的各个方面，包括但不限于CPU使用率、内存占用、磁盘I/O、网络流量以及系统服务状态。这些指标帮助我们全面了解系统的运行情况。

## 1.3 监控工具的分类

Linux监控工具分为系统资源监控、网络状态监控、系统服务和进程监控等类别。这些工具既有基于命令行的简单工具，也有集成了图形界面的复杂系统。下一章节，我们将深入探讨这些监控工具的具体使用方法。

# 2. 系统资源监控命令

在本章节中，我们将深入探讨在Linux系统中如何使用命令行工具监控系统资源，这包括CPU、内存、磁盘IO、网络接口、网络流量和连接、防火墙和路由状态。掌握这些命令对于运维人员来说至关重要，因为它们是日常系统维护和性能优化的基础。

## 2.1 CPU状态监控

### 2.1.1 top命令的使用和解析

`top`命令提供了一个动态实时更新的系统进程列表，这对于监控系统的整体健康状态非常有用。下面是一个使用`top`命令的例子：

top

此命令的输出中，我们通常关注以下几个部分：

- **系统负载（Load Average）**：系统平均负载，提供了一个指标来判断系统的运行状态。理想情况下，我们希望这些值较低，且低于CPU核心数的值。
- **进程统计（Tasks）**：统计了系统中总的进程数量，以及它们的运行状态（运行中、休眠等）。
- **CPU统计（%Cpu(s)）**：显示了系统CPU的使用百分比，包括用户空间占用、内核空间占用、I/O等待等信息。
- **内存使用（KiB Mem / KiB Swap）**：展示了物理内存和交换空间的使用情况。

具体到每个字段，我们可以通过以下参数解析来深入理解：

- **us（User）**：用户空间占用CPU的百分比。
- **sy（System）**：内核空间占用CPU的百分比。
- **ni（Nice）**：改变过优先级的进程占用CPU的百分比。
- **id（Idle）**：空闲CPU百分比。
- **wa（IO Wait）**：等待I/O完成的CPU时间百分比。
- **hi（Hardware Interrupts）**：硬件中断请求占用的CPU时间百分比。
- **si（Software Interrupts）**：软件中断请求占用的CPU时间百分比。

### 2.1.2 mpstat和pidstat命令的比较分析

`mpstat`和`pidstat`是sysstat包中的两个工具，用于提供更加详细的CPU使用信息。

- **mpstat**

`mpstat`命令提供了每颗CPU的统计信息，使用方法如下：

mpstat 1

上面的命令将以每秒一次的频率输出所有CPU的统计信息。`mpstat`的主要作用是帮助我们分析CPU负载是否在多核之间均衡分配，以及是否存在某个CPU核心的负载异常。

- **pidstat**

`pidstat`命令用于监控单个进程的CPU使用情况，使用方法如下：

pidstat -p <PID> 1

这里的`<PID>`是你想要监控的进程ID。`pidstat`非常有用，特别是当你想要分析特定进程对CPU的影响时。

**比较分析**：

- **mpstat**对系统管理员来说，适用于快速了解整个系统的CPU状态，尤其是当有多个处理器核心时，能够迅速定位到某一个特定的CPU核心是否出现了异常。
- **pidstat**则更加专注于单个进程的CPU使用情况，它适合于深入分析某个具体进程的性能瓶颈，或者某个进程突然消耗了大量CPU资源的情况。

## 2.2 内存使用情况监控

### 2.2.1 free命令的输出解读

`free`命令是监控内存使用情况的基本工具，使用方法如下：

free -m

这个命令会显示系统的物理内存和交换空间的使用情况，输出中的参数`-m`表示以MB为单位显示。

输出结果通常包含以下几个部分：

- **total**：内存总量。
- **used**：已使用内存的总量。
- **free**：空闲内存的总量。
- **shared**：被多个进程共享的内存。
- **buff/cache**：被内核缓冲和缓存的内存。
- **available**：可用内存的估计值，这个值考虑了页面缓存和回收等因素。

### 2.2.2 vmstat命令的使用细节

`vmstat`命令可以提供关于系统内存、进程、CPU、I/O等信息的快照，使用方法如下：

vmstat 1 5

上面的命令将以每秒一次的频率，连续输出5次系统状态。

输出结果包含了多个部分，分别是：

- **Procs**：进程统计信息。
- **r**：等待运行的进程数。
- **b**：不可中断睡眠状态的进程数。
- **Memory**：内存统计信息。
- **swpd**：虚拟内存使用量。
- **free**：空闲内存量。
- **buff**：被用于缓冲的内存量。
- **cache**：被用于缓存的内存量。
- **Swap**：交换分区统计信息。
- **IO**：输入/输出统计信息。
- **System**：系统统计信息。
- **CPU**：CPU统计信息。

**比较分析**：

- **free**是最基础的工具，适合快速查看内存的总体使用情况，但它不提供详细的动态数据。
- **vmstat**提供了更丰富的动态内存使用情况的快照，包括了内存、进程、CPU等多个维度的数据，适合于深入了解系统的运行状态。

## 2.3 磁盘IO监控

### 2.3.1 iostat命令的应用案例

`iostat`命令可以用于监控系统输入/输出设备负载。使用方法如下：

iostat -xz 1

上述命令中的参数`-xz`表示显示扩展统计信息，包括设备利用率和传输速率，`1`表示刷新频率（秒）。

输出的参数比较多，下面是一些主要的统计信息：

- *