Linux服务器解决CPU与带宽高使用率问题的专家方案

在Linux服务器运维工作中，性能问题往往以CPU使用率高和带宽使用率高两种形式呈现，严重时会直接影响系统的响应速度、可用性和用户体验。本文将深入分析这两个问题的成因，并提供详细的解决策略，帮助您有效应对高负载场景。

CPU使用率问题的全面剖析

CPU使用率高的问题通常由以下原因引起

后台进程运行过多：如僵尸进程、服务程序或Web服务器未及时停止。

应用性能问题：应用逻辑设计不合理，导致资源占用过高。

内存不足：程序在运行过程中频繁请求内存，导致CPU被占用以进行内存交换。

多线程或线程池使用不当：未合理配置线程池大小，导致资源被过度占用。

排查分析

为了诊断CPU使用率高的问题，您可以使用以下工具：

top命令：实时显示系统资源使用情况。通过命令top可以查看各个进程的资源占用，特别是CPU和内存使用情况。

vmstat命令：显示虚拟机的内存使用情况，帮助排查内存不足导致的CPU占用问题。

1. 解决CPU使用率高的第一步是登录到服务器操作系统并执行top命令，该命令能实时显示系统中各个进程的资源占用情况。通过分析top命令的输出结果，可以确定哪些进程消耗了过多的CPU资源。

top

2. 查看显示结果。

• 命令回显第一行：20:56:02 up 37 days，1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05的每个字段含义如下：

系统当前时间为20:56:02，该云服务器已运行37天，当前共有1个用户登录， 最近1分钟、最近5分钟和最近15分钟的CPU平均负载。

• 命令回显第三行：CPU资源总体使用情况。
• 命令回显第四行：内存资源总体使用情况。
• 回显最下方显示各进程的资源占用情况。

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如下补充说明：

• 在top页面，可以直接输入小写“q”或者在键盘上按“Ctrl+C”退出。
• 在top运行中常用的内容命令如下：

3. 通过ll /proc/PID/exe命令可以查看每个进程ID对应的程序文件。

ll /proc/PID/exe

问题处理

1. 异常进程处理：如果发现某个进程的CPU占用率异常高，可以直接通过top命令中的k选项终止该进程。

• 具体操作为在top界面中按k键，输入进程的PID，然后回车确认。进程的PID为top命令回显的第一列数值。例如，要终止PID为52的进程，直接输入“52”后回车。

• 操作成功后，会出现如下图所示类似信息，按回车确认。

2. 内存泄漏问题：如发现kswapd0进程频繁运行，说明系统可能在进行大量的页面交换操作，这通常与物理内存不足有关。

• 通过top命令查看kswapd0进程的资源使用。
• 如果kswapd0进程持续处于非睡眠状态，且运行时间较长，可以初步判定系统在持续的进行换页操作，可以将问题转向内存不足的原因来排查。

• 通过vmstat命令进一步查看系统虚拟内存的使用情况。如果si和so的值也比较高，说明系统存在频繁的换页操作，系统物理内存不足。

• si：每秒从交换区写到内存的大小，由磁盘调入内存。
• so：每秒写入交换区的内存大小，由内存调入磁盘。

• 解决这个问题的方法包括：

• 临时解决方案：在业务低峰期重启应用或系统来临时释放内存。
• 长期解决方案：
• 扩容内存：如果内存不足导致CPU占用，可以升级服务器内存或优化应用代码，使用大页内存以减少页面交换。
• 优化线程池：合理配置线程池大小，避免资源被过度占用。
• 使用虚拟机和容器化：通过虚拟化技术运行应用，提高资源利用率。

带宽使用率高问题的策略分析

对于带宽使用率高的问题，首先要区分是正常的业务需求还是非正常访问（如恶意访问）。

带宽使用率高的问题通常由以下原因引起：

业务流量激增：如在线服务用户激增、多用户同时访问导致的并发请求激增。

恶意攻击：如DDoS攻击或异常流量 injection。

网络配置问题：如防火墙设置不当、路由器负载均衡配置错误。

排查工具

使用nethogs工具可以帮助实时监测各个进程的带宽使用情况。安装nethogs后，通过简单的命令即可监控指定网络接口的流量使用情况，定位高带宽使用的进程。

为了诊断带宽使用率高的问题，您可以使用以下工具：

nethogs工具：实时监控网络接口的流量使用情况，帮助定位高带宽使用的进程。

netcat命令：执行简单的网络请求，观察带宽使用情况。

问题处理

一、正常业务导致的高带宽使用：如果是由于正常业务增长导致的带宽使用率高，应考虑升级服务器的网络带宽。

二、非正常访问导致的问题：

1. 执行以下命令，安装nethogs工具。

yum install nethogs -y

安装成功后可以通过netgos命令查看网络带宽的使用情况。

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nethogs命令常用参数说明如下：

• d：设置刷新的时间间隔，默认为 1s。
• t：开启跟踪模式。
• c：设置更新次数。
• device：设置要监测的网卡，默认是eth0。

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运行时可以输入以下参数完成相应的操作：

• q：退出nethogs工具。
• s：按发送流量大小的顺序排列进程列表。
• r：按接收流量大小的顺序排列进程列表。
• m：切换显示计量单位，切换顺序依次为KB/s、KB、B、MB。

2. 执行以下命令，查看指定的网络端口每个进程的网络带宽使用情况。

nethogs eth1

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回显参数说明如下：

• PID：进程 ID。
• USER：运行该进程的用户。
• PROGRAM：进程或连接双方的IP地址和端口，前面是服务器的IP和端口，后面是客户端的IP和端口。
• DEV：流量要去往的网络端口。
• SENT：进程每秒发送的数据量。
• RECEIVED：进程每秒接收的数据量。

4. 如果确认大量占用网络带宽的进程是恶意进程，可以使用kill PID命令终止恶意进程。
5. 针对特定IP的恶意访问，可以使用iptables对恶意IP进行屏蔽或限速。

长期优化建议

网络硬件升级：如果带宽使用率异常高，可以考虑升级网络设备，或优化网络拓扑结构，减少带宽竞争。 应用优化：如果异常流量是来自应用请求，可以考虑优化应用逻辑，减少不必要的网络请求。 使用流量控制工具：如qosd或ipsh，帮助限制高带宽流量对网络资源的占用。

应用实例

一家电子商务公司的在线商店在高峰时段出现频繁的CPU使用率高问题。通过分析top命令的输出，发现多个后台进程未及时停止。终止这些进程后，CPU使用率显著下降。

某网络安全公司发现其服务器在遭受DDoS攻击后，带宽使用率异常高。通过nethogs工具定位到攻击源IP，并使用iptables进行流量限制，成功降噪。

注意事项

避免误杀进程：在终止进程时，务必确认其为非关键进程，避免误操作导致系统不稳定。

定期监控：使用工具如top和nethogs持续监控系统资源使用情况，及时发现潜在问题。

日志分析：通过系统日志和应用程序日志，深入分析问题根源，避免遗漏重要信息。

避免升级系统过快：在进行系统升级或硬件扩容时，确保系统有足够的资源来支持升级后的负载。

总结

解决CPU和带宽使用率高的问题不是一蹴而就的，需要持续监控和及时调整。通过定期检查系统性能和使用情况，可以及时发现潜在问题并进行优化。

此外，利用工具如top和nethogs能够帮助运维人员快速定位问题源头，而合适的处理策略则能够确保系统的稳定运行。

高CPU使用率和带宽使用率是系统性能优化中的常见问题，解决这些问题需要综合的技术能力和经验积累。以下是一些拓展思考：

自动监控与告警：可以使用工具如Prometheus和Grafana，设置告警规则，自动通知异常发生。 性能测试与压力测试：通过工具如JMeter或LoadRunner，模拟高负载场景，测试系统性能。 分析工具：使用TopBOT等工具分析系统的历史性能数据，找出资源消耗瓶颈。

通过本文的详细分析和策略建议，您可以更好地应对高CPU使用率和带宽使用率的问题，提升系统的性能和稳定性。

到此这篇关于Linux服务器解决CPU与带宽高使用率问题的专家方案的文章就介绍到这了,更多相关Linux解决CPU与带宽高使用率问题内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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