Вопрос
Возможна ли корреляция значений iostat и vmstat ?
Ответ
Отличный вопрос! Да, между значениями, выдаваемыми утилитами iostat и vmstat, не просто возможна, а существует прямая и очень важная корреляция.
Эти утилиты смотрят на производительность системы с двух разных, но тесно связанных сторон: iostat фокусируется на подсистеме ввода-вывода (диски), а vmstat — на использовании памяти и процессах. Проблемы в одной из этих подсистем немедленно сказываются на другой.
Давайте разберем конкретные примеры корреляции.
1. Ключевые точки корреляции
a) Ожидание ввода-вывода (I/O Wait) и Процессы в состоянии ожидания
- vmstat (столбец wa в режиме vmstat 1): Показывает процент времени, которое процессор простаивает в ожидании завершения операций ввода-вывода.
- iostat (столбец %util): Показывает процент загруженности диска (насколько он близок к предельному насыщению). Высокое значение (близкое к 100%) означает, что диск постоянно занят обработкой запросов.
Корреляция:
Если вы видите в vmstat высокий wa (скажем, >10-20%), это означает, что процессы не могут работать, потому что ждут диск. При этом в iostat вы почти наверняка увидите высокий %util для одного или нескольких дисков, а также, вероятно, высокие значения await (время ожидания запроса) и svctm (время обслуживания запроса).
Вывод: Высокий wa в vmstat — это симптом, а причина чаще всего видна в iostat (медленный диск, слишком много запросов).
b) Своппинг (Подкачка) и Дисковая активность
- vmstat (столбцы si и so): Показывают скорость подкачки памяти из swap-раздела (so - swap out) и в swap-раздел (si - swap in) в блоках в секунду.
- iostat (столбцы rkB/s, wkB/s на swap-устройстве или основном диске): Показывают скорость чтения и записи на диск.
Корреляция:
Если системе не хватает оперативной памяти (смотрите на столбцы free и swpd в vmstat), она начинает активно использовать своппинг. При этом:
- В vmstat вы увидите высокие (ненулевые) значения si и/или so.
- В iostat вы увидите резкий всплеск операций чтения (rkB/s) и записи (wkB/s) на том диске, где расположен swap-раздел. Это создает нагрузку на диск, что, в свою очередь, может привести к росту wa в vmstat.
Вывод: Высокая дисковая активность, вызванная своппингом, видна в обеих утилитах. vmstat покажет сам факт своппинга, а iostat покажет, насколько он нагружает диск.
c) Буферизованный ввод-вывод и Кэширование
- vmstat (столбцы buff и cache): Показывают объем памяти, используемой для буферов (неотправленные данные) и кэша (прочитанные с диска данные).
- iostat (столбцы r/s, w/s, rkB/s, wkB/s): Показывают физические операции с диском.
Корреляция:
Когда приложение пишет данные на диск, они часто сначала попадают в буфер в памяти (buff в vmstat увеличивается). Позже ядро записывает эти данные на физический диск (в iostat растут w/s и wkB/s). Аналогично с чтением: повторное чтение файла может быть удовлетворено из кэша в памяти (cache в vmstat), не создавая нагрузки на диск (в iostat операций чтения не будет).
Вывод: vmstat помогает понять, использует ли система память для эффективного снижения нагрузки на диск, которую измеряет iostat.
2. Как анализировать вместе? Практический пример.
vmstat
Анализ по vmstat:
- Высокий wa (45%) — процессор ждет диск.
- Много процессов в состоянии ожидания (b=8) — они, скорее всего, ждут завершения I/O.
- Есть активность своп-аута (so=5) — системе не хватает RAM.
iostat
Анализ по iostat:
- %util=100% — диск перегружен.
- Высокий avgqu-sz (50) — большая очередь запросов к диску.
- Высокий await (200 мс) — запросы очень долго выполняются.
Совместный вывод:
Проблема комплексная:
- Основная проблема: Диск (sda) полностью насыщен (%util=100%) и очень медленно обрабатывает запросы (await=200ms).
- Усугубляющий фактор: Нехватка оперативной памяти приводит к своппингу (so в vmstat), что создает дополнительную нагрузку на и без того перегруженный диск (wkB/s в iostat очень высокий).
Решение: Сначала нужно разобраться с нагрузкой на диск (оптимизировать запросы, возможно, заменить на более быстрый SSD), а также увеличить объем оперативной памяти, чтобы уменьшить своппинг.
Заключение
iostat и vmstat не просто коррелируют, они идеально дополняют друг друга при диагностике производительности. Любое расследование проблем с медленной работой системы должно включать одновременный анализ показаний обеих утилит, чтобы отличить причину от следствия и найти корень проблемы — будь то нехватка памяти, медленный диск или неоптимальная работа приложения.