探索提升 AlmaLinux 系统性能的实用技巧与优化策略

引言：AlmaLinux 性能优化的重要性

AlmaLinux 作为 CentOS 的替代者，继承了 RHEL 的稳定性和安全性，广泛应用于服务器环境。然而，随着业务负载的增加，系统性能可能成为瓶颈。本文将深入探讨提升 AlmaLinux 系统性能的实用技巧与优化策略，涵盖内核参数调优、文件系统优化、资源监控、服务管理等多个方面，帮助您构建高性能的 AlmaLinux 服务器环境。

一、系统监控与性能分析工具

在进行性能优化之前，首先需要了解系统当前的性能状态。AlmaLinux 提供了丰富的监控工具，帮助我们识别瓶颈。

1.1 使用 `top` 和 `htop` 实时监控进程

top 是 Linux 系统自带的实时监控工具，可以查看 CPU、内存、进程等信息。htop 是 top 的增强版，界面更友好，操作更直观。

安装 htop：

sudo dnf install htop -y

使用示例：

htop

在 htop 界面中，您可以使用 F6 键排序，F9 键终止进程，F10 键退出。通过观察 CPU 和内存使用率，可以快速定位资源消耗过高的进程。

1.2 使用 `vmstat` 和 `iostat` 分析系统资源

vmstat 用于报告虚拟内存统计信息，iostat 用于监控磁盘 I/O 统计信息。

安装 sysstat 包：

sudo dnf install sysstat -y

使用 vmstat：

vmstat 1 5

输出示例：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 123456  78910 456789    0    0     0     0  100  200  5  2 93  0  0
 0  0      0 123456  78910 456789    0    0     0     0  100  200  5  2 93  0  0

r：运行队列长度（CPU 负载）
si/so：交换区输入/输出（内存不足时会增加）
bi/bo：块 I/O（磁盘读写）

使用 iostat：

iostat -x 1 5

输出示例：

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           5.00    0.00    2.00    0.50    0.00   92.50

Device            r/s     w/s     rkB/s     wkB/s   rrqm/s   wrqm/s  %rrqm  %wrqm r_await w_await aqu-sz rareq-sz wareq-sz svctm  %util
sda              0.50    2.00      2.00      8.00     0.00     0.00   0.00   0.00    0.50    1.00  0.01     4.00     4.00  0.50   0.05

%util：磁盘利用率（接近 100% 表示磁盘瓶颈）
await：平均 I/O 等待时间（过高表示磁盘响应慢）

1.3 使用 `sar` 进行长期性能分析

sar 可以收集、报告和保存系统活动信息，适合长期监控。

启用 sar：

sudo dnf install sysstat -y
sudo systemctl enable --now sysstat

查看历史数据：

sar -u 1 10  # CPU 使用率
sar -r 1 10  # 内存使用率
sar -d 1 10  # 磁盘 I/O

二、内核参数调优

内核参数直接影响系统性能，特别是网络和内存管理方面。通过调整 /etc/sysctl.conf 文件，可以优化系统行为。

2.1 网络性能优化

对于高并发网络服务器，调整 TCP 参数可以显著提升性能。

编辑 sysctl.conf：

sudo vi /etc/sysctl.conf

添加以下参数：

# 增加 TCP 连接队列长度
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535

# 启用 TCP 快速打开
net.ipv4.tcp_fastopen = 3

# 增加可用端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

# 减少 TIME_WAIT 状态连接
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1  # 注意：在 NAT 环境下可能有问题，谨慎使用

# 增加 TCP 缓冲区大小
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

# 减少 TCP 重试次数
net.ipv4.tcp_retries2 = 5

# 启用 TCP 拥塞控制算法（推荐 BBR）
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

应用配置：

sudo sysctl -p

验证 BBR 是否启用：

sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

输出应为：net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

2.2 内存管理优化

调整内存管理参数可以减少交换（swap）使用，提高响应速度。

编辑 sysctl.conf：

sudo vi /etc/sysctl.conf

添加以下参数：

# 减少交换倾向，优先使用物理内存
vm.swappiness = 10  # 默认值为 60，降低到 10 表示尽量少用 swap

# 增加内存分配策略的灵活性
vm.overcommit_memory = 0  # 0: 启发式过量使用，1: 总是允许，2: 不允许超过物理内存+交换空间

# 调整脏页比例和刷新频率
vm.dirty_ratio = 15  # 系统内存中脏页占比超过 15% 时，开始同步写回磁盘
vm.dirty_background_ratio = 5  # 系统内存中脏页占比超过 5% 时，后台开始异步写回磁盘
vm.dirty_expire_centisecs = 3000  # 脏页过期时间（30秒）

# 调整内存回收机制
vm.vfs_cache_pressure = 100  # 控制内核回收 inode 和 dentry 缓存的倾向，默认 100，降低该值可减少回收

应用配置：

sudo sysctl -p

2.3 文件系统优化

文件系统参数调整可以提升磁盘 I/O 性能。

编辑 sysctl.conf：

sudo vi /etc/sysctl.conf

添加以下参数：

# 增加文件句柄数限制
fs.file-max = 2097152

# 增加进程文件句柄数限制
fs.nr_open = 2097152

# 调整目录项缓存
fs.dir-notify-enable = 0  # 禁用目录通知，减少开销（根据场景选择）

同时，需要调整用户级别的文件句柄数限制： 编辑 /etc/security/limits.conf：

sudo vi /etc/security/limits.conf

添加以下内容：

* soft nofile 1048576
* hard nofile 1048576
root soft nofile 1048576
root hard nofile 1048576

应用配置：

sudo sysctl -p
# 需要重新登录或重启系统使 limits.conf 生效

三、文件系统与磁盘优化

3.1 选择合适的文件系统

AlmaLinux 默认使用 XFS 文件系统，它在处理大文件和大目录方面表现优异。对于特定场景，可以考虑 ext4。

查看当前文件系统类型：

df -T

格式化磁盘为 XFS（以 /dev/sdb 为例）：

sudo mkfs.xfs /dev/sdb

挂载时优化参数： 编辑 /etc/fstab：

sudo vi /etc/fstab

添加或修改挂载选项：

/dev/sdb1 /data xfs defaults,noatime,nodiratime 0 0

noatime：禁止更新访问时间，减少磁盘写入
nodiratime：禁止更新目录访问时间

3.2 启用 TRIM（针对 SSD）

如果使用 SSD，启用 TRIM 可以保持 SSD 长期性能。

检查是否支持 TRIM：

sudo lsblk -D

查看 DISC-GRAN 和 DISC-MAX 列，如果非 0，则支持。

手动执行 TRIM：

sudo fstrim -v /data

设置定时任务：

sudo systemctl enable fstrim.timer
sudo systemctl start fstrim.timer

3.3 使用 LVM 优化磁盘管理

LVM（逻辑卷管理）提供灵活的磁盘管理能力，可以在线调整卷大小。

安装 LVM 工具（通常已预装）：

sudo dnf install lvm2 -y

创建逻辑卷示例：

# 创建物理卷
sudo pvcreate /dev/sdb

# 创建卷组
sudo vgcreate vg_data /dev/sdb

# 创建逻辑卷（分配 50% 空间）
sudo lvcreate -l 50%FREE -n lv_data vg_data

# 格式化并挂载
sudo mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_data
sudo mkdir /data
sudo mount /dev/vg_data/lv_data /data

在线扩展逻辑卷：

# 扩展逻辑卷（增加 10G）
sudo lvextend -L +10G /dev/vg_data/lv_data

# 扩展文件系统（XFS）
sudo xfs_growfs /data

四、服务与进程管理优化

4.1 禁用不必要的服务

减少运行的服务可以释放系统资源。

查看所有服务：

systemctl list-unit-files --type=service

禁用不必要的服务（例如 bluetooth）：

sudo systemctl disable bluetooth
sudo systemctl stop bluetooth

查看服务资源占用：

systemd-cgtop

4.2 使用 cgroups 限制资源

cgroups 可以限制进程组的资源使用，防止单个进程耗尽系统资源。

安装 libcgroup-tools：

sudo dnf install libcgroup-tools -y

创建 cgroup 限制 CPU 使用：

# 创建 cgroup
sudo cgcreate -g cpu:/limited

# 设置 CPU 限制（50% 单核）
sudo cgset -r cpu.cfs_period_us=100000 cpu.cfs_quota_us=50000 limited

# 在 cgroup 中运行进程
sudo cgexec -g cpu:limited your_command

4.3 调整进程优先级

使用 nice 和 renice 调整进程优先级。

启动时设置优先级（-20 到 19，默认 0，值越小优先级越高）：

nice -n -10 your_command

调整运行中进程的优先级：

# 查找进程 PID
ps aux | grep your_command

# 调整优先级
sudo renice -n -10 -p <PID>

五、网络性能优化

5.1 网络接口参数调整

调整网卡参数可以提升网络吞吐量。

查看网卡支持的参数：

ethtool eth0

设置网卡多队列（如果支持）：

sudo ethtool -L eth0 combined 8  # 设置为 8 队列

调整网卡缓冲区：

sudo ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

5.2 使用网络团队化（Teamd）

网络团队化可以提供负载均衡和冗余。

安装 teamd：

sudo dnf install teamd -y

创建团队接口配置：

sudo nmcli con add type team con-name team0 ifname team0 config '{"runner": {"name": "activebackup"}}'
sudo nmcli con add type team-slave con-name team0-port1 ifname eth0 master team0
sudo nmcli con add type team-slave con-name team0-port2 ifname eth1 master team0

配置 IP 地址：

sudo nmcli con mod team0 ipv4.addresses 192.168.1.100/24
sudo nmcli con mod team0 ipv4.method manual
sudo nmcli con up team0

六、高级优化策略

6.1 使用 tuned 动态调优

tuned 是 Red Hat 提供的系统调优工具，提供多种预设配置文件。

安装 tuned：

sudo dnf install tuned -y

启动并设置开机自启：

sudo systemctl enable --now tuned

查看可用配置文件：

tuned-adm list

应用配置文件（例如网络服务器优化）：

sudo tuned-adm profile network-latency

自定义配置文件：

sudo mkdir -p /etc/tuned/custom-profile
sudo vi /etc/tuned/custom-profile/tuned.conf

添加以下内容：

[main]
include=network-latency

[sysctl]
net.core.somaxconn=65535
vm.swappiness=10

应用自定义配置：

sudo tuned-adm profile custom-profile

6.2 使用 NUMA 优化

对于多 CPU 插槽服务器，NUMA 优化可以减少跨节点内存访问延迟。

安装 numactl：

sudo dnf install numactl -y

查看 NUMA 拓扑：

numactl --hardware

在特定节点上运行进程：

numactl --cpunodebind=0 --membind=0 your_command

6.3 内核参数实时调整

使用 sysctl 实时调整参数，无需重启。

示例：临时增加 TCP 缓冲区：

sudo sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
sudo sysctl -w net.core.wmem_max=16777216

持久化调整： 将参数添加到 /etc/sysctl.conf，然后执行 sudo sysctl -p。

七、安全与性能平衡

7.1 SELinux 性能影响

SELinux 可能对性能有轻微影响，但不建议禁用。可以通过调整策略减少开销。

查看 SELinux 状态：

sestatus

临时设置为宽松模式（测试用）：

sudo setenforce 0

永久设置为宽松模式（不推荐生产环境）： 编辑 /etc/selinux/config：

SELINUX=permissive

7.2 防火墙优化

防火墙规则过多会影响网络性能。

查看当前规则：

sudo firewall-cmd --list-all

优化规则：

# 删除不必要的规则
sudo firewall-cmd --permanent --remove-service=ssh  # 如果不需要 SSH
sudo firewall-cmd --reload

八、总结

提升 AlmaLinux 系统性能需要综合考虑多个方面，包括监控分析、内核调优、文件系统优化、服务管理、网络优化等。通过本文介绍的技巧和策略，您可以系统地识别和解决性能瓶颈。记住，优化是一个持续的过程，需要根据实际业务负载不断调整和验证。

关键要点：

监控先行：使用工具识别瓶颈
渐进式调整：一次只调整一个参数，观察效果
备份配置：修改重要文件前备份
测试验证：在生产环境应用前充分测试

通过合理的优化，您的 AlmaLinux 服务器将能够更好地应对高负载挑战，提供更稳定、高效的服务。

探索提升 AlmaLinux 系统性能的实用技巧与优化策略

引言：AlmaLinux 性能优化的重要性

一、系统监控与性能分析工具

1.1 使用 top 和 htop 实时监控进程

1.2 使用 vmstat 和 iostat 分析系统资源

1.3 使用 sar 进行长期性能分析

二、内核参数调优

2.1 网络性能优化

2.2 内存管理优化

2.3 文件系统优化

三、文件系统与磁盘优化

3.1 选择合适的文件系统

3.2 启用 TRIM（针对 SSD）

3.3 使用 LVM 优化磁盘管理

四、服务与进程管理优化

4.1 禁用不必要的服务

4.2 使用 cgroups 限制资源

4.3 调整进程优先级

五、网络性能优化

5.1 网络接口参数调整

5.2 使用网络团队化（Teamd）

六、高级优化策略

6.1 使用 tuned 动态调优

6.2 使用 NUMA 优化

6.3 内核参数实时调整

七、安全与性能平衡

7.1 SELinux 性能影响

7.2 防火墙优化

八、总结

1.1 使用 `top` 和 `htop` 实时监控进程

1.2 使用 `vmstat` 和 `iostat` 分析系统资源

1.3 使用 `sar` 进行长期性能分析