Kiekvienas IT specialistas, dirbęs su serveriais, žino tą jausmą, kai sistema lėtėja, vartotojai skundžiasi, o tu nežinai, nuo ko pradėti. Serverio resursų stebėjimas nėra tik sausas skaičių žiūrėjimas – tai menas suprasti, kaip jūsų infrastruktūra kvėpuoja, kur ji kenčia ir kaip ją pagerinti. Šiame straipsnyje pasidalinsiu praktiškais įžvalgomis, kaip efektyviai stebėti ir optimizuoti serverio resursus, remiantis realiomis situacijomis.
Kodėl stebėjimas yra daugiau nei tik grafikai
Dažnai matau, kaip komandos įdiegia Grafana ar Prometheus, sukuria gražius dashboard’us ir… tiesiog į juos nežiūri. Arba žiūri tik tada, kai jau viskas dega. Tai kaip turėti dūmų detektorių, bet neįdėti į jį baterijų.
Tikrasis stebėjimo tikslas – ne tik reaguoti į problemas, bet jas numatyti. Kai matote, kad disko vieta nuosekliai mažėja 5% per savaitę, nesunku apskaičiuoti, kad po mėnesio turėsite problemų. Bet jei žiūrite tik tada, kai lieka 2%, jau per vėlu planuoti.
Vienas iš svarbiausių dalykų, kurį išmokau – baseline’ai. Turite žinoti, kaip jūsų sistema veikia normaliai. Koks CPU naudojimas yra įprastas pirmadienio rytą? Kiek RAM’o suryja jūsų aplikacija esant 100 aktyvių vartotojų? Be šių žinių bet koks stebėjimas tampa spėliojimu.
CPU: kai procentai meluoja
CPU naudojimas atrodo paprasta metrika – 80% blogai, 20% gerai, tiesa? Ne visai. Mačiau serverius, kurie puikiai veikė su 90% CPU load, ir kitus, kurie strigo esant 40%.
Svarbiau nei bendras procentas yra load average ir kontekstas. Linux sistemose load average rodo, kiek procesų laukia eilėje. Jei turite 4 branduolių CPU ir load average yra 4.0, tai reiškia, kad visi branduoliai dirba pilnu pajėgumu, bet niekas nelaukia. Jei load average 8.0 – turite problemą, nes pusė procesų stovi eilėje.
Praktiškas patarimas: naudokite htop arba top ne tik bendram vaizdui, bet ir procesų analizei. Dažnai pamatysiu, kad vienas procesas ėda 95% CPU, o kiti normaliai. Tai visiškai kita situacija nei kai visi procesai kovoja dėl resursų.
Dar vienas dalykas – I/O wait. Jei matote aukštą CPU naudojimą, bet didelė dalis yra wa (wait), problema ne CPU, o diske ar tinkle. Optimizuoti CPU tokiu atveju nieko neduos.
Atmintis: kai „free” komanda klaidina
Linux atminties valdymas yra viena iš labiausiai nesuprantamų sričių. Matote, kad naudojama 95% RAM’o ir panikoj ieškote, kas ją ryja. Bet Linux specialiai naudoja laisvą atmintį cache’ui – kam jai stovėti tuščiai?
Tikroji metrika, į kurią reikia žiūrėti, yra „available” memory, ne „free”. Komanda free -h rodo abu skaičius. Available atsižvelgia į tai, kad cache gali būti greitai išvalytas, jei reikia.
Swap naudojimas – dar viena įdomi tema. Kai kurie administratoriai panikoj, pamačius bet kokį swap naudojimą. Bet šiek tiek swap’o yra normalu – sistema ten perkelia seniai nenaudotus duomenis. Problema prasideda, kai swap’as aktyviai naudojamas (aukštas swap in/out). Tai reiškia, kad sistemai tikrai trūksta RAM’o.
Jei pastoviai trūksta atminties, turite tris pasirinkimus: pridėti RAM’o, optimizuoti aplikacijas arba perskirstyti apkrovą. Dažniausiai pigiausia ir greičiausia – pridėti RAM’o. Bet jei aplikacija turi memory leak’ą, joks RAM’o kiekis nepadės ilgalaikėje perspektyvoje.
Diskų stebėjimas: ne tik vieta svarbu
Visi stebi disko vietą, bet ne visi stebi disko našumą. O tai gali būti kritinis faktorius. Mačiau situacijų, kai serveris turėjo 50% laisvos vietos, bet sistema vos šliaužė, nes diskas dirbo 100% capacity.
Komanda iostat -x 1 rodo disko naudojimą realiuoju laiku. Žiūrėkite į %util stulpelį – jei jis nuolat virš 80-90%, diskas yra bottleneck. Taip pat svarbu await – vidutinis laikas, kurį užtrunka I/O operacija. Jei tai viršija 10-20ms, turite problemų.
SSD ir HDD elgiasi labai skirtingai. SSD puikiai tvarko atsitiktinius read’us, bet gali kentėti nuo write amplification. HDD geriau dirba su sekvenciniais read/write, bet atsitiktiniai I/O jį užmuša. Žinant tai, galite optimizuoti – pvz., logus rašyti į atskirą diską, duomenų bazes laikyti SSD.
Inode’ai – dar viena paslėpta problema. Galite turėti daug laisvos vietos, bet jei baigiasi inode’ai (failų sistemos metaduomenys), negalėsite kurti naujų failų. Tai dažnai nutinka, kai turite milijonus mažų failų. Komanda df -i rodo inode naudojimą.
Tinklo metrikų labirintas
Tinklas dažnai yra neįvertintas resursas. Visi žiūri CPU ir RAM, o tinklas lieka užribyje, kol viskas sustoja.
Pagrindinis dalykas – bandwidth vs latency. Galite turėti 10Gbps kanalą, bet jei latency aukštas, aplikacijos vis tiek lėtės. Pingui į duomenų bazę užtrunkant 50ms, net greičiausios užklausos taps lėtos.
Naudokite iftop ar nethogs realaus laiko tinklo stebėjimui. Pamatysite, kurie procesai ir į kur siunčia duomenis. Dažnai aptinku netikėtus dalykus – pvz., backup’ai, kurie vyksta darbo metu ir užkemša kanalą.
TCP connection’ų skaičius irgi svarbus. Komanda ss -s rodo statistiką. Jei matote tūkstančius TIME_WAIT būsenų, galbūt reikia optimizuoti aplikacijos connection pooling arba pakeisti kernel parametrus.
Packet loss ir errors – kritinės metrikos. Net 0.1% packet loss gali dramatiška paveikti našumą, ypač TCP jungtyse. netstat -i arba ip -s link rodo šias statistikas.
Įrankiai, kurie tikrai veikia
Teorija be įrankių yra tuščias žodžiai. Štai ką naudoju kasdien:
Prometheus + Grafana – standartas metrikos rinkimui ir vizualizacijai. Taip, setup’as gali būti sudėtingas, bet kai sukonfigūruojate, turite galingą sistemą. Node exporter renka serverio metrikus, o custom exporter’iai gali rinkti bet ką.
Netdata – jei reikia greito real-time stebėjimo be sudėtingo setup’o. Įdiegiate vieną agentą ir iš karto matote viską. Puikiai tinka troubleshooting’ui, kai reikia greitai suprasti, kas vyksta.
Glances – htop’o alternatyva su daugiau informacijos. Rodo CPU, RAM, diską, tinklą, procesus – viską viename ekrane. Python’u parašytas, lengvai įdiegiamas.
Atop – istorinis resursų stebėjimas. Įrašo kas 10 minučių serverio būseną. Kai ryte ateinate ir sužinote, kad naktį buvo problemų, atop leidžia „atsukti laiką atgal” ir pamatyti, kas vyko.
Dstat – universalus įrankis greitam resursų patikrinimui. Viena komanda rodo CPU, diską, tinklą, procesus. Puikiai tinka pirmajam diagnostikavimui.
Bet įrankiai be alertų yra tik žaislai. Sukonfigūruokite alertus svarbioms metrikoms. Bet būkite atsargūs – per daug alertų = ignoruojami alertai. Geriau 5 svarbūs alertai nei 50 triukšmingų.
Optimizavimo strategijos, kurios duoda rezultatų
Stebėjimas be optimizavimo yra kaip diagnozė be gydymo. Bet optimizuoti reikia protingai, ne aklai.
Low-hanging fruit – pradėkite nuo lengvų dalykų. Dažnai 80% problemų išsprendžia 20% pastangų. Pavyzdžiui, pridėjus indeksą duomenų bazėje, užklausos pagreitėja 100 kartų. Arba išjungus debug logging production’e, I/O sumažėja perpus.
Caching – jei kažką skaičiuojate ar kraunate daugiau nei kartą, cache’inkite. Redis, Memcached, ar net paprastas file cache gali dramatiška pagerinti našumą. Bet cache invalidation yra viena sunkiausių problemų IT, tad planuokite atidžiai.
Connection pooling – jei aplikacija kiekvienam request’ui kuria naują duomenų bazės ar API connection’ą, švaistomate resursus. Connection pool’ai leidžia pakartotinai naudoti jungčius.
Asynchronous processing – ne viskas turi vykti sinchroniškai. Email’ų siuntimas, report’ų generavimas, backup’ai – visa tai gali vykti background’e. Queue sistemos kaip RabbitMQ ar Redis Queue padeda atskirti greitą response nuo lėtų operacijų.
Vertical vs horizontal scaling – stipresnis serveris (vertical) paprastesnis, bet turi limitą. Daugiau serverių (horizontal) sudėtingesnis, bet beveik neribotai skaliuojasi. Dažniausiai geriausia pradėti nuo vertical, o pereiti prie horizontal, kai tikrai reikia.
Bet svarbiausia optimizavimo taisyklė – matuokite prieš ir po. Be matavimų nežinote, ar optimizacija padėjo, ar tik pridėjo sudėtingumo.
Kai viskas dega: greito reagavimo planas
Nepaisant viso stebėjimo ir optimizavimo, kartais viskas vis tiek sugenda. Tuomet svarbu turėti planą.
Pirmas žingsnis – identifikuoti problemą. Neskubėkite spręsti, kol nežinote, kas negerai. Greitas top, df -h, free -h, iostat patikrinimas duoda bendrą vaizdą. Kas yra 100%? Kas išsiskiria?
Antras žingsnis – stabilizuoti. Jei serveris krenta, pirma sustabdykite kritimą, tik paskui ieškokite priežasties. Gal reikia restart’inti problemišką servisą? Išvalyti temp failus? Padidinti swap’ą laikinai?
Trečias žingsnis – gilesnė analizė. Kai situacija stabilizavosi, ieškokite root cause. Logai, metrikos, profiling. Kas pasikeitė? Ar buvo deployment’as? Ar padidėjo apkrova?
Ketvirtas žingsnis – ilgalaikis sprendimas. Laikinas fix’as yra gerai krizei, bet reikia tikro sprendimo. Gal reikia daugiau resursų? Kodo optimizavimo? Architektūros pakeitimų?
Ir visada dokumentuokite. Post-mortem analizė padeda išvengti tos pačios problemos ateityje. Ne kaltų ieškoti, o mokytis.
Kas lieka už kadro, bet yra svarbu
Serverio resursų stebėjimas ir optimizavimas nėra vienkartinis projektas – tai nuolatinis procesas. Sistemos keičiasi, apkrova auga, nauji reikalavimai atsiranda. Tai, kas veikė puikiai prieš metus, gali būti bottleneck šiandien.
Svarbiausia pamoka, kurią išmokau per metus – būkite proaktyvūs, ne reaktyvūs. Stebėkite tendencijas, ne tik dabartinę būseną. Planuokite capacity prieš jam pritrūkstant. Optimizuokite prieš tapant problemai.
Ir nepamirškite, kad už visų tų metrikų ir grafų yra realūs vartotojai. Jų patirtis – tikrasis matavimas, ar jūsų sistema veikia gerai. Techniškai puikūs rodikliai nieko nereiškia, jei vartotojai skundžiasi lėtumu.
Taip pat investuokite į automation. Rankinis stebėjimas neišplečiamas. Kai turite 5 serverius, galite rankiniu būdu patikrinti. Kai turite 50 – jau ne. Automatizuokite alertus, metrikų rinkimą, net kai kuriuos optimizavimus (pvz., auto-scaling).
Ir galiausiai – mokykitės iš kitų. Dalijkitės patirtimi su komanda, skaitykite post-mortem’us iš kitų kompanijų, sekite best practices. Kiekviena problema, kurią išsprendžiate, yra pamoka ateičiai. Kiekviena metrika, kurią suprantate, yra įrankis jūsų arsenale. Serverių administravimas yra menas ir mokslas kartu – ir kaip bet kuriame mene, praktika daro meistrą.
