linux分析利刃之sar命令详解

 一、sar的概述

    在我使用的众多linux分析工具中，sar是一个非常全面的一个分析工具，可以比较瑞士军刀，对文件的读写，系统调用的使用情况，磁盘IO，CPU相关使用情况，内存使用情况，进程活动等都可以进行有效的分析。sar工具将对系统当前的状态进行取样，然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据。取样数据和分析的结果都可以存入文件，使用它时消耗的系统资源很小。

话不多说，直接--help查看一下先

[root@lgh ~]# sar --help
Usage: sar [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]
Options are:
[ -A ] [ -b ] [ -B ] [ -C ] [ -d ] [ -h ] [ -m ] [ -p ] [ -q ] [ -r ] [ -R ]
[ -S ] [ -t ] [ -u [ ALL ] ] [ -v ] [ -V ] [ -w ] [ -W ] [ -y ]
[ -I { <int> [,...] | SUM | ALL | XALL } ] [ -P { <cpu> [,...] | ALL } ]
[ -j { ID | LABEL | PATH | UUID | ... } ] [ -n { <keyword> [,1)"> ALL } ]
[ -o [ <filename> ] | -f [ <filename> ] ] [ --legacy ]
[ -i <interval> ] [ -s [ <hh:mm:ss> ] ] [ -e [ <hh:mm:ss> ] ]

-A：所有报告的总和
-u：输出CPU使用情况的统计信息
-v：输出inode、文件和其他内核表的统计信息
-d：输出每一个块设备的活动信息
-r：输出内存和交换空间的统计信息
-b：显示I/O和传送速率的统计信息-R：输出内存页面的统计信息
-y：终端设备活动情况
-w：输出系统交换活动信息
-B：显示换页状态；
-e：设置显示报告的结束时间
-f：从指定文件提取报告
-i：设状态信息刷新的间隔时间
-p：报告每个CPU的状态
-q：平均负载分析

 

使用语法：

sar [options] [-A] [-o file] [ <interval> [ <count> ] ]

其中：interval为采样间隔，count为采样次数，默认值是1； -o file表示将命令结果以二进制格式存放在文件中，file 是文件名

二、统计CPU使用情况

sar -u  #统计CPU的使用情况，每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -u 1 3

[root@lgh ~]# sar -u 1 3
Linux 2.6.32-696.el6.x86_64 (lgh)   10/06/2019      _x86_64_        (32 CPU)

09:42:45 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
46 PM     all      0.00      0.00    100.00
47 PM     all      0.03      0.00     99.94
48 PM     all      99.94
Average:        all      0.02      99.96

[root@lgh ~]# sar -o test.txt -u 3  #其中-o表示以二进制的格式把结果存入到test.txt文件中，不能使用cat，more，less等查看
[root@lgh ~]# sar -u -f test.txt   #查看该二进制结果文件
Linux 46:14 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %15 PM     all      16 PM     all      17 PM     all      99.970.01      99.97

%user #用户空间的CPU使用
%nice 改变过优先级的进程的CPU使用率
%system 内核空间的CPU使用率
%iowait CPU等待IO的百分比
%steal 虚拟机的虚拟机CPU使用的CPU
%idle 空闲的CPU
在以上的显示当中，主要看%iowait和%idle，%iowait过高表示存在I/O瓶颈，即磁盘IO无法满足业务需求，如果%idle过低表示CPU使用率比较严重，需要结合内存使用等情况判断CPU是否瓶颈。

三、平均负载统计分析

sar -q #查看平均负载：其中每间隔1秒钟统计一次总共统计三次  #sar -q 1 3

[root@lgh ~]# sar -q 58:39 PM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15
40 PM         0      1535      0.00
41 PM         42 PM         0.00
Average:            0.00

runq-sz 运行队列的长度（等待运行的进程数，每核的CP不能超过3个）
plist-sz 进程列表中的进程（processes）和线程数（threads）的数量
ldavg-1 最后1分钟的CPU平均负载，即将多核CPU过去一分钟的负载相加再除以核心数得出的平均值，5分钟和15分钟以此类推
ldavg-5 最后5分钟的CPU平均负载
ldavg-15 最后15分钟的CPU平均负载

四、内存统计分析

sar -r #查看内存使用情况，每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -r 1 3

[root@lgh ~]# sar -r 10:01:15 PM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit
16 PM 233550984  30597240     11.58    758212  20745900  14822388      5.44
17 PM 233550836  30597388     18 PM 233551972  30596252     5.44
Average:    233551264  30596960     5.44

kbmemfree 空闲的物理内存大小
kbmemused 使用中的物理内存大小
%memused 物理内存使用率
kbbuffers 内核中作为缓冲区使用的物理内存大小，kbbuffers和kbcached:这两个值就是free命令中的buffer和cache.
kbcached 缓存的文件大小
kbcommit 保证当前系统正常运行所需要的最小内存，即为了确保内存不溢出而需要的最少内存（物理内存+Swap分区）
commit 这个值是kbcommit与内存总量（物理内存+swap分区）的一个百分比的值

五、统计swap分区

sar -W #查看系统swap分区的统计信息：每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -W 1 3

[root@lgh ~]# sar -W 03:21 PM  pswpin/s pswpout/s
22 PM      23 PM      24 PM      
Average:         0.00

pswpin/s 每秒从交换分区到系统的交换页面（swap page）数量
pswpott/s 每秒从系统交换到swap的交换页面（swap page）的数量

六、查看磁盘IO

sar -b #查看I/O和传递速率的统计信息，每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -b 1 3

[root@lgh ~]# sar -b 06:16 PM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/17 PM     30.00      240.00
18 PM      19 PM      
Average:        10.00      80.00

tps 磁盘每秒钟的IO总数，等于iostat中的tps
rtps 每秒钟从磁盘读取的IO总数
wtps 每秒钟从写入到磁盘的IO总数
bread/s 每秒钟从磁盘读取的块总数
bwrtn/s 每秒钟此写入到磁盘的块总数

七、查看磁盘使用情况

sar -d #磁盘使用详情统计，每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -d 1 3

[root@lgh ~]# sar -d 08:16 PM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util
17 PM    dev8-17 PM  dev253-1      0.00

17 PM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     18 PM    dev8-18 PM  dev253-18 PM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     19 PM    dev8-19 PM  dev253-

Average:          DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     util
Average:       dev8-
Average:     dev253-0.00

DEV 磁盘设备的名称，如果不加-p，会显示dev253-0类似的设备名称，因此加上-p显示的名称更直接
tps：每秒I/O的传输总数
rd_sec/s 每秒读取的扇区的总数
wr_sec/s 每秒写入的扇区的总数
avgrq-sz 平均每次次磁盘I/O操作的数据大小（扇区）
avgqu-sz 磁盘请求队列的平均长度
await 从请求磁盘操作到系统完成处理，每次请求的平均消耗时间，包括请求队列等待时间，单位是毫秒（1秒等于1000毫秒），等于寻道时间+队列时间+服务时间
svctm I/O的服务处理时间，即不包括请求队列中的时间
%util I/O请求占用的CPU百分比，值越高，说明I/O越慢

八、网络使用分析

sar -n #统计网络信息
sar -n选项使用6个不同的开关：DEV，EDEV，NFS，NFSD，SOCK，IP，EIP，ICMP，EICMP，TCP，ETCP，UDP，SOCK6，IP6，EIP6，ICMP6，EICMP6和UDP6 ，DEV显示网络接口信息，EDEV显示关于网络错误的统计数据，NFS统计活动的NFS客户端的信息，NFSD统计NFS服务器的信息，SOCK显示套接字信息，ALL显示所有5个开关。它们可以单独或者一起使用。
1.10.1：sar -n DEV 1 1： 每间隔1秒统计一次，总计统计1次，下面的average是在多次统计后的平均值
#IFACE 本地网卡接口的名称
#rxpck/s 每秒钟接受的数据包
#txpck/s 每秒钟发送的数据库
#rxKB/S 每秒钟接受的数据包大小，单位为KB
#txKB/S 每秒钟发送的数据包大小，单位为KB
#rxcmp/s 每秒钟接受的压缩数据包
#txcmp/s 每秒钟发送的压缩包
#rxmcst/s 每秒钟接收的多播数据包

sar -n EDEV 1 1 #统计网络设备通信失败信息：

[root@lgh ~]# sar -n DEV 113:52 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/53 PM        lo     16.00     16.00      1.86      53 PM      eth0    132.00     25.00     14.28      2.34      53 PM      eth1      53 PM      eth2      53 PM      eth3      

Average:        IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
Average:           lo     
Average:         eth0    
Average:         eth1      
Average:         eth2      
Average:         eth3      0.00

IFACE 网卡名称
rxerr/s 每秒钟接收到的损坏的数据包
txerr/s 每秒钟发送的数据包错误数
coll/s 当发送数据包时候，每秒钟发生的冲撞（collisions）数，这个是在半双工模式下才有
rxdrop/s 当由于缓冲区满的时候，网卡设备接收端每秒钟丢掉的网络包的数目
txdrop/s 当由于缓冲区满的时候，网络设备发送端每秒钟丢掉的网络包的数目
txcarr/s 当发送数据包的时候，每秒钟载波错误发生的次数
rxfram 在接收数据包的时候，每秒钟发生的帧对其错误的次数
rxfifo 在接收数据包的时候，每秒钟缓冲区溢出的错误发生的次数
txfifo 在发生数据包 的时候，每秒钟缓冲区溢出的错误发生的次数
1.10.3：sar -n SOCK 1 1 #统计socket连接信息

sar -n SOCK 1 1 #统计socket连接信息
totsck 当前被使用的socket总数
tcpsck 当前正在被使用的TCP的socket总数
udpsck 当前正在被使用的UDP的socket总数
rawsck 当前正在被使用于RAW的skcket总数
if-frag 当前的IP分片的数目
tcp-tw TCP套接字中处于TIME-WAIT状态的连接数量
########如果你使用FULL关键字，相当于上述DEV、EDEV和SOCK三者的综合

sar -n TCP 1 3 #TCP连接的统计
active/s 新的主动连接
passive/s 新的被动连接
iseg/s 接受的段
oseg/s 输出的段

sar -n 使用总结

-n DEV ： 网络接口统计信息。
-n EDEV ： 网络接口错误。
-n IP ： IP数据报统计信息。
-n EIP ： IP错误统计信息。
-n TCP ： TCP统计信息。
-n ETCP ： TCP错误统计信息。
-n SOCK ： 套接字使用。

九、进程，文件状态

sar -v #进程、inode、文件和锁表状态 ，每间隔1秒钟统计一次总共统计三次：#sar -v 1 3

[root@lgh ~]# sar -v 17:06 PM dentunusd   file-nr  inode-nr    pty-nr
07 PM   2165205      5440    371435         1
08 PM   371434         09 PM   
Average:      1

dentunusd 在缓冲目录条目中没有使用的条目数量
file-nr 被系统使用的文件句柄数量
inode-nr 已经使用的索引数量
pty-nr 使用的pty数量

###这里面的索引和文件句柄值不是ulimit -a查看到的值，而是sysctl.conf里面定义的和内核相关的值， max-file表示系统级别的能够打开的文件句柄的数量， 而ulimit -n控制进程级别能够打开的文件句柄的数量，可以使用sysctl -a | grep inode和sysctl -a | grep file查看，具体含义如下：
file-max中指定了系统范围内所有进程可打开的文件句柄的数量限制(系统级别， kernel-level)。 （The value in file-max denotes the maximum number of file handles that the Linux kernel will allocate）。当收到"Too many open files in system"这样的错误消息时， 就应该曾加这个值了。

# cat /proc/sys/fs/file-max
4096
# echo 100000 > /proc/sys/fs/file-max
或者
# echo ""fs.file-max=65535" >> /etc/sysctl.conf
# sysctl -p

file -nr 可以查看系统中当前打开的文件句柄的数量。 他里面包括3个数字： 第一个表示已经分配了的文件描述符数量， 第二个表示空闲的文件句柄数量， 第三个表示能够打开文件句柄的最大值（跟file-max一致）。 内核会动态的分配文件句柄， 但是不会再次释放他们（这个可能不适应最新的内核了， 在我的file-nr中看到第二列一直为0， 第一列有增有减）
man bash， 找到说明ulimit的那一节：提供对shell及其启动的进程的可用资源（包括文件句柄， 进程数量， core文件大小等）的控制。 这是进程级别的， 也就是说系统中某个session及其启动的每个进程能打开多少个文件描述符， 能fork出多少个子进程等... 当达到上限时， 会报错"Too many open files"或者遇上Socket/File: Can’t open so many files等

十、常用命令

默认监控: sar 5 5     //  CPU和IOWAIT统计状态 
(1) sar -b 5         IO传送速率
(2) sar -B  页交换速率
(3) sar -c  进程创建的速率
(4) sar -d  块设备的活跃信息
(5) sar -n DEV 5     网路设备的状态信息
(6) sar -n SOCK 5    SOCK的使用情况
(7) sar -n ALL  所有的网络状态信息
(8) sar -P ALL  每颗CPU的使用状态信息和IOWAIT统计状态 
(9) sar -q  队列的长度（等待运行的进程数）和负载的状态
(10) sar -r 5        内存和swap空间使用情况
(11) sar -R  内存的统计信息（内存页的分配和释放、系统每秒作为BUFFER使用内存页、每秒被cache到的内存页）
(12) sar -u  CPU的使用情况和IOWAIT信息（同默认监控）
(13) sar -v  inode,file and other kernel tablesd的状态信息
(14) sar -w  每秒上下文交换的数目
(15) sar -W  SWAP交换的统计信息(监控状态同iostat 的si so)
(16) sar -x 2906 5   显示指定进程(2906)的统计信息，信息包括：进程造成的错误、用户级和系统级用户CPU的占用情况、运行在哪颗CPU上
(17) sar -y  TTY设备的活动状态
(18) 将输出到文件(-o)和读取记录信息(-f)