Linux系统容量评估教程_压测与容量规划

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Linux 容量评估需预判业务增长下的资源瓶颈,结合压测验证与分阶段规划,聚焦 CPU、内存、磁盘 IO、网络四类资源差异,匹配业务类型与负载模式,并统筹技术配置与非技术因素。

Linux 系统容量评估教程_压测与容量规划

Linux 系统容量评估的核心不是看当前用了多少,而是预判业务增长后资源会不会扛不住。压测是验证预判的手段,容量规划是把验证结果变成可执行的扩容或优化动作。两者必须结合,否则容易要么过度投入,要么线上崩得突然。

明确评估目标:CPU、内存、磁盘 IO、网络四类资源不能混着看

不同业务瓶颈差异极大:Web 服务常卡在 CPU 和网络,数据库往往先耗尽内存和磁盘 IO,批处理任务可能瞬间拉满 CPU 但内存很空。评估前必须先确定主业务类型和典型负载模式(如峰值 QPS、平均连接数、单次请求数据量)。例如,一个日均 50 万 PV 的 API 服务,若平均响应时间已超 300ms 且 95 分位 CPU 使用率持续>75%,就要重点查 CPU 是否成为瓶颈,而不是直接加内存。

  • CPU:关注 平均负载(load average)与逻辑 CPU 核数比值 ,持续>0.7 需警惕;用pidstat -u 1 定位高 CPU 进程
  • 内存:重点看 可用内存(free + cache/buffer 可回收部分)是否长期<10%,而非简单看 used;slabtop排查内核内存泄漏
  • 磁盘 IO:用 iostat -x 1 观察 %util 是否常>80%,同时看 awai t 和 svctm 是否明显升高——说明 I / O 队列积压
  • 网络:用 ss -s 看 socket 统计,netstat -s | grep -i "retrans"查重传率,超过 2% 需排查网络或应用层问题

压测要贴近真实,别只跑“Hello World”

很多团队用 ab 或 wrk 对一个静态页面压测,结果 CPU 才 30% 就停了——这完全没意义。真实压测必须模拟生产环境的请求组合、数据分布和并发模型。比如电商系统,不能只压商品详情页,还要混合加入购物车写操作、库存扣减、订单创建等,且数据要带 热点(如爆款商品 ID 集中访问)。

  • 工具 选型:简单 HTTP 用 wrk,复杂链路推荐locustjmeter,数据库压测用sysbench(MySQL)或pgbench(PostgreSQL)
  • 关键步骤:先单接口基线测试(记录 TPS、延迟、资源占用),再逐步增加并发,每档保持 5 分钟以上稳态,记录拐点(性能陡降或错误率突增处)
  • 必须监控:压测同时运行vmstat 1mpstat -P ALL 1iotop -o,避免“压测完才发现磁盘被打爆却没录到数据”

容量规划不是算术题,得留余量、看趋势、分阶段

根据压测拐点反推容量上限后,不能直接按 100% 用满来规划。实际部署必须考虑突发流量、内核升级、监控采集开销等隐性消耗。常规做法是按“70% 为安全水位”设计,再叠加业务增长预期。

  • 短期(3 个月内):按当前峰值×1.5 配置,重点优化慢 SQL、缓存命中率、连接池大小等软件层
  • 中期(3–6 个月):引入自动伸缩(如 K8s HPA 基于 CPU/ 自定义指标),或拆分无状态服务,降低单节点压力
  • 长期(6 个月以上):评估架构级调整,如读写分离、分库分表、引入消息队列削峰,避免单纯堆机器
  • 务必建立容量看板:用 Prometheus+Grafana 持续跟踪核心指标趋势,设置阈值告警(如内存可用率<15% 持续 10 分钟)

别忘了“非技术”因素:部署方式、内核参数、应用配置同样影响容量

同一台机器,Docker 默认 cgroup 限制、systemd 服务的 LimitNOFILE 设置、Java 应用的 JVM 堆大小,都可能让实际可用资源打五折。压测和规划时必须锁定这些变量。

  • 检查关键限制:cat /proc/sys/fs/file-maxulimit -n、容器启动时的 --memory--cpus
  • 内核调优示例:高并发 Web 服务建议调大net.core.somaxconn(连接队列)、vm.swappiness=1(减少 swap 倾向)
  • 应用层确认:Nginx 的 worker_connections、MySQL 的 max_connections、Redis 的 maxmemory,必须与压测场景匹配,否则瓶颈永远不在硬件上
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