linux下的CPU、内存、IO、网络的压力测试工具与方法

港控/mmm° 2024-02-18 14:35 35阅读 0赞

一、CPU压力测试工具Super Pi for[Linux][]

Super PI是利用CPU的浮点运算能力来计算出π（圆周率），所以目前普遍被超频玩家用做测试系统稳定性和测试CPU计算完后特定位数圆周率所需的时间。  
 [http://www.super-computing.org/][http_www.super-computing.org]  
下载页： [ftp://pi.super-computing.org/][ftp_pi.super-computing.org]

wget http://[linux][Linux]\-wiki.cn/archieve/super\_pi.tar.gz

\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#

root@storm-master-01:/home\# wget http://linux-wiki.cn/archieve/super\_pi.tar.gz  
\--2017-08-24 10:43:04-- http://linux-wiki.cn/archieve/super\_pi.tar.gz  
正在解析主机 linux-wiki.cn (linux-wiki.cn)... 106.185.52.189, 2400:8900::f03c:91ff:fe98:4089  
正在连接 linux-wiki.cn (linux-wiki.cn)|106.185.52.189|:80... 已连接。  
已发出 HTTP 请求，正在等待回应... 200 OK  
长度：81205 (79K) \[application/octet-stream\]  
正在保存至: “super\_pi.tar.gz”  
  
100%\[=================================================================================================>\] 81,205 --.-K/s 用时 0.01s  
  
2017-08-24 10:43:15 (7.13 MB/s) - 已保存 “super\_pi.tar.gz” \[81205/81205\])  
  
root@storm-master-01:/home\#  
tar -xzvf super\_pi.tar.gz

完事以后，当前目录下会生成三个文件Pi,Readme.txt和super\_pi，  
./super\_pi 30

执行super\_pi文件，该文件会调用pi文件，并把参数30传过去，意思是精确到小数点后2的30次方位，也就是1m.

root@storm-master-01:/home\#./super\_pi 30  
./super\_pi: ./pi: /lib/ld-linux.so.2: bad ELF interpreter: 没有那个文件或目录

注：如果出现这条提示语句，./super\_pi: ./pi: /lib/ld-linux.so.2: bad ELF interpreter: No such file or directory。那么说明你的系统是64位的，执行uname -a可以查看。

执行下面这条语句即可解决问题

\# yum install glibc.i686

然后再执行\#./super\_pi 30

或者是写个shell脚本的死循环造成cpu占用率过高

#! /bin/bash
    # filename killcpu.sh
    endless_loop()
    {
    echo -ne "i=0;
    while true
    do
    i=i+100;
    i=100
    done" | /bin/bash &
    }
    
    if [ $# != 1 ] ; then
      echo "USAGE: $0 <CPUs>"
      exit 1;
    fi
    for i in `seq $1`
    do
      endless_loop
      pid_array[$i]=$! ;
    done
    
    for i in "${pid_array[@]}"; do
      echo 'kill ' $i ';';
    done    
    运行命令：./killcpu.sh 8000

二、**工具memtester  
1、**

**官方：[http://pyropus.ca/software/memtester/][http_pyropus.ca_software_memtester]  
  
wget[http://pyropus.ca/software/memtester/old-versions/memtester-4.3.0.tar.gz][http_pyropus.ca_software_memtester_old-versions_memtester-4.3.0.tar.gz]  
tar -xzvf memtester-4.3.0.tar.gz  
cd memtester-4.3.0  
make && make install**

root@test:/home/memtester-4.3.0\#./memtester 6G  
memtester version 4.3.0 (64-bit)  
Copyright (C) 2001-2012 Charles Cazabon.  
Licensed under the GNU General Public License version 2 (only).  
  
pagesize is 4096  
pagesizemask is 0xfffffffffffff000  
want 6144MB (6442450944 bytes)  
got 6144MB (6442450944 bytes), trying mlock ...locked.  
Loop 1:  
Stuck Address : ok  
Random Value : ok  
Compare XOR : ok  
Compare SUB : ok  
Compare MUL : ok  
Compare DIV : ok  
Compare OR : ok  
Compare AND : ok  
Sequential Increment: ok  
Solid Bits : ok  
Block Sequential : setting 158

**三、使用fio命令进行测试：**

下载  
wget [ ftp://ftp.univie.ac.at/systems/linux/dag/redhat/el5/en/x86\_64/dag/RPMS/fio-2.0.6-1.el5.rf.x86\_64.rpm][ftp_ftp.univie.ac.at_systems_linux_dag_redhat_el5_en_x86_64_dag_RPMS_fio-2.0.6-1.el5.rf.x86_64.rpm]

安装  
 rpm -ivh fio-2.0.6-1.el5.rf.x86\_64.rpm

wget http://brick.kernel.dk/snaps/fio-2.0.7.tar.gz

yum install libaio-devel

tar -zxvf fio-2.0.7.tar.gz

cd fio-2.0.7

make  
make install

FIO是测试IOPS的非常好的工具，用来对硬件进行压力测试和验证，支持13种不同的I/O引擎，  
包括:sync,mmap, libaio, posixaio, SG v3, splice, null, network, syslet, guasi, solarisaio 等等。  
  
说明：  
filename=/dev/sdb1 测试文件名称，通常选择需要测试的盘的data目录。  
direct=1 测试过程绕过机器自带的buffer。使测试结果更真实。  
rw=randwrite 测试随机写的I/O  
rw=randrw 测试随机写和读的I/O  
bs=16k 单次io的块文件大小为16k  
bsrange=512-2048 同上，提定数据块的大小范围  
size=5g 本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试。  
numjobs=30 本次的测试线程为30.  
runtime=1000 测试时间为1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k每次写完为止。  
ioengine=psync io引擎使用pync方式  
rwmixwrite=30 在混合读写的模式下，写占30%  
group\_reporting 关于显示结果的，汇总每个进程的信息。  
此外  
lockmem=1g 只使用1g内存进行测试。  
zero\_buffers 用0初始化系统buffer。  
nrfiles=8 每个进程生成文件的数量。

随机读：  
fio --filename=/dev/sda3 --direct=1 --iodepth 1 --thread --rw=randread --ioengine=psync --bs=4k --size=2G --numjobs=10 --runtime=100 --group\_reporting --name=mytest  
顺序读：  
fio --filename=/dev/sda3 --direct=1 --iodepth 1 --thread --rw=read --ioengine=psync --bs=4k --size=2G --numjobs=10 --runtime=100 --group\_reporting --name=mytest  
随机写：  
fio --filename=/dev/sda3 --direct=1 --iodepth 1 --thread --rw=randwrite --ioengine=psync --bs=4k --size=2G --numjobs=10 --runtime=100 --group\_reporting --name=mytest  
顺序写：  
fio --filename=/dev/sda3 --direct=1 --iodepth 1 --thread --rw=write --ioengine=psync --bs=4k --size=2G --numjobs=10 --runtime=100 --group\_reporting --name=mytest  
混合随机读写：  
fio --filename=/dev/sda3 --direct=1 --iodepth 1 --thread --rw=randrw --rwmixread=70 --ioengine=psync --bs=4k --size=2G --numjobs=10 --runtime=100 --group\_reporting --name=mytest --ioscheduler=noop  
  
**3、iozone测试**

IOZONE主要用来测试[操作系统][Link 1]文件系统性能的测试工具，该工具所测试的范围主要有，write , Re-write, Read, Re-Read, Random Read, Random Write, Random Mix, Backwards Read, Record Rewrite, Strided Read, Fwrite, Frewrite, Fread, Freread, Mmap, Async I/O  
  
使用iozone可以在多线程、多cpu，并指定cpu cache空间大小以及同步或异步I/O读写模式的情况下进行测试文件操作性能；  
  
(0=write/rewrite, 1=read/re-read, 2=random-read/write  
3=Read-backwards, 4=Re-write-record, 5=stride-read, 6=fwrite/re-fwrite, 7=fread/Re-fread,  
8=random mix, 9=pwrite/Re-pwrite, 10=pread/Re-pread, 11=pwritev/Re-pwritev, 12=preadv/Re-preadv).

Write: 测试向一个新文件写入的性能。当一个新文件被写入时，不仅仅是那些文件中的数据需要被存储，还包括那些用于定位数据存储在存储介质的具体位置的额外信息。这些额外信息被称作“元数据”。它包括目录信息，所分配的空间和一些与该文件有关但又并非该文件所含数据的其他数据。拜这些额外信息所赐，Write的性能通常会比Re-write的性能低。  
Re-write: 测试向一个已存在的文件写入的性能。当一个已存在的文件被写入时，所需工作量较少，因为此时元数据已经存在。Re-write的性能通常比Write的性能高。  
Read: 测试读一个已存在的文件的性能。  
Re-Read: 测试读一个最 近读过的文件的性能。Re-Read性能会高些，因为操作系统通常会缓存最 近读过的文件数据。这个缓存可以被用于读以提高性能。  
Random Read: 测试读一个文件中的随机偏移量的性能。许多因素都可能影响这种情况下的系统性能，例如：操作系统缓存的大小，磁盘数量，寻道延迟和其他。  
Random Write: 测试写一个文件中的随机偏移量的性能。同样，有许多因素可能影响这种情况下的系统性能，例如：操作系统缓存的大小，磁盘数量，寻道延迟和其他。  
Random Mix: 测试读写一个文件中的随机偏移量的性能。许多因素可能影响这种情况下的系统性能运作，例如：操作系统缓存的大小，磁盘数量，寻道延迟和其他。这个测试只有在吞吐量测试模式下才能进行。每个线程/进程运行读或写测试。这种分布式读/写测试是基于round robin 模式的。最好使用多于一个线程/进程执行此测试。  
Backwards Read: 测试使用倒序读一个文件的性能。这种读文件方法可能看起来很可笑，事实上，有些应用确实这么干。MSC Nastran是一个使用倒序读文件的应用程序的一个例子。它所读的文件都十分大（大小从G级别到T级别）。尽管许多操作系统使用一些特殊实现来优化顺序读文件的速度，很少有操作系统注意到并增强倒序读文件的性能。  
Record Rewrite: 测试写与覆盖写一个文件中的特定块的性能。这个块可能会发生一些很有趣的事。如果这个块足够小（比CPU数据缓存小），测出来的性能将会非常高。如果比CPU数据缓存大而比TLB小，测出来的是另一个阶段的性能。如果比此二者都大，但比操作系统缓存小，得到的性能又是一个阶段。若大到超过操作系统缓存，又是另一番结果。  
Strided Read: 测试跳跃读一个文件的性能。举例如下：在0偏移量处读4Kbytes，然后间隔200Kbytes,读4Kbytes，再间隔200Kbytes，如此反复。此时的模式是读4Kbytes，间隔200Kbytes并重复这个模式。这又是一个典型的应用行为，文件中使用了[数据结构][Link 2]并且访问这个数据结构的特定区域的应用程序常常这样做。  
许多操作系统并没注意到这种行为或者针对这种类型的访问做一些优化。同样，这种访问行为也可能导致一些有趣的性能异常。一个例子是在一个数据片化的文件系统里，应用程序的跳跃导致某一个特定的磁盘成为性能瓶颈。  
Fwrite: 测试调用库函数fwrite()来写文件的性能。这是一个执行缓存与阻塞写操作的库例程。缓存在用户空间之内。如果一个应用程序想要写很小的传输块，fwrite()函数中的缓存与阻塞I/O功能能通过减少实际操作系统调用并在操作系统调用时增加传输块的大小来增强应用程序的性能。  
这个测试是写一个新文件，所以元数据的写入也是要的。  
Frewrite:测试调用库函数fwrite()来写文件的性能。这也是一个执行缓存与阻塞写操作的库例程。是缓存在用户空间之内。如果一个应用程序想要写很小的传输块，fwrite()函数中的缓存与阻塞I/O功能可以通过减少实际操作系统调用并在操作系统调用时增加传输块的大小来增强应用程序的性能。  
这个测试是写入一个已存在的文件，由于无元数据操作，测试的性能会高些。  
Fread:测试调用库函数fread()来读文件的性能。这是一个执行缓存与阻塞读操作的库例程。缓存在用户空间之内。如果一个应用程序想要读很小的传输块，fwrite()函数中的缓存与阻塞I/O功能能通过减少实际操作系统调用并在操作系统调用时增加传输块的大小从而增强应用程序的性能。  
几个特殊测试:  
Mmap:许多操作系统支持mmap()的使用来映射一个文件到用户地址空间。映射之后,对内存的读写将同步到文件中去。这对一些希望将文件当作内存块来使用的应用程序来说很方便。一个例子是内存中的一块将同时作为一个文件保存在于文件系统中。

工具：IOzone  
官方：http://www.iozone.org/  
  
wget http://www.iozone.org/src/current/iozone3\_429.tar  
tar -xvf iozone3\_429.tar  
cd iozone3\_429/src/current  
make  
make linux-ia64

参数：

\-a 用来使用全自动模式。生成包括所有测试操作的报告，使用的块 大小从4k到16M，文件大小从64k到512M

\-R 产生execl格式的输出日志。  
\-b 将产生二进制的execl的日志文件名。  
\-s 测试的文件大小。  
\-q 指定最大文件块大小（这里的 -q 64k 包括了4K,8K,16K,32K,64K）  
\-r 指测试的文件块大小（与-q有别，-r 64k只进行64k的测试）  
\-a 在希望的文件系统上测试，不过只有-a的话会进行全面测试，要花费很长时间，最好用-i指定测试范围。  
\-g 指定最大测试文件大小。  
\-n 指定最小测试文件大小。  
\-f 指定测试文件的名字，完成后会自动删除（这个文件必须指定在你要测试的那个硬盘中）  
\-C 显示每个节点的吞吐量。  
\-c 测试包括文件的关闭时间

\-t 指定线程数

\-D 对mmap文件使用msync(MS\_ASYNC) 。这告诉操作系统在mmap空间的所有数据需要被异步地写到磁盘上。

\-G 对mmap文件使用msync(MS\_SYNC)。这告诉操作系统在mmap空间的所有数据需要被同步地写到磁盘上。

针对文件系统的测试可以按一下几项执行操作：

例：iozone -a -n 512m -g 4g -i 0 -i 1 -i 5 -f /mnt/iozone -Rb ./iozone.xls

进行全面测试.最小测试文件为512M直到测试到4G.测试read,write,和Strided Read.测试的地方在mnt下。生成Excel的文件

**1．多线程下的同步I/O读写测试**  
  
分别针对128K，16M，256M，2G文件大小和8进程，64进程，128进程数进行测试  
  
主要测试文件写和重复写、读和重复读、随即读写、后向读、文件内随即点写、大间隔文件点读、文件内的随即点读写等测试项,记录大小1M cpu cache 2048kbyte。  
  
1.1 128k 文件性能测试：  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -G -o -B -Rb iozone.xls

iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -G -o -B -Rb iozone.xls

1.2 16M文件性能测试  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -G -o -B -Rb iozone.xls  
  
1.3 256M文件性能测试  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -G -o -B -Rb iozone.xls

iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -G -o -B -Rb iozone.xls  
  
1.4 2G文件性能测试  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -G -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -G -o -B -Rb iozone.xls  
  
**2． 多线程下的异步I/O读写测试**  
  
分别针对128K，16M，256M，2G文件大小和8进程，64进程，128进程数进行测试  
  
主要测试文件写和重复写、读和重复读、随即读写、后向读、文件内随即点写、大间隔文件点读、文件内的随即点读写等测试项。  
  
2.1 128k 文件性能测试：  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 128k -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -D -o -B -Rb iozone.xls  
  
2.2 16M文件性能测试  
  
测试命令为：  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 16M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -D -o -B -Rb iozone.xls  
  
2.3 256M文件性能测试  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 256M -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -D -o -B -Rb iozone.xls  
  
2.4 2G文件性能测试  
  
测试命令为：  
  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 8 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 64 -D -o -B -Rb iozone.xls  
iozone -s 2G -i 0 -i 1 -i 2 -i 3 -i 4 -i 5 -i 8 -t 128 -D -o -B -Rb iozone.xls

**四、网络测试工具iperf**

**下载 http://downloads.es.net/pub/iperf/**

**gunzip -c iperf-2.0.2.tar.gz或 tar zxvf iperf-2.0.2.tar.gz**

cd iperf-2.0.2

./configure

make

编译成功后，使用以下命令安装Iperf：

make install

重新编译Iperf，最简单的方法是使用以下命令：

make distclean

./configure

make

Iperf 是一个网络性能测试工具。Iperf可以测试TCP和UDP带宽质量。Iperf可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性。Iperf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失。  
  
Iperf使用方法与参数说明  
  
参数说明  
\-s 以server模式启动，eg：iperf -s  
\-c host以client模式启动，host是server端地址，eg：iperf -c 222.35.11.23  
通用参数  
\-f \[k|m|K|M\] 分别表示以Kbits, Mbits, KBytes, MBytes显示报告，默认以Mbits为单位,eg:iperf -c 222.35.11.23 -f K  
\-i sec 以秒为单位显示报告间隔，eg:iperf -c 222.35.11.23 -i 2  
\-l 缓冲区大小，默认是8KB,eg:iperf -c 222.35.11.23 -l 16  
\-m 显示tcp最大mtu值  
\-o 将报告和错误信息输出到文件eg:iperf -c 222.35.11.23 -o c:\\iperflog.txt  
\-p 指定服务器端使用的端口或客户端所连接的端口eg:iperf -s -p 9999;iperf -c 222.35.11.23 -p 9999  
\-u 使用udp协议  
\-w 指定TCP窗口大小，默认是8KB  
\-B 绑定一个主机地址或接口（当主机有多个地址或接口时使用该参数）  
\-C 兼容旧版本（当server端和client端版本不一样时使用）  
\-M 设定TCP数据包的最大mtu值  
\-N 设定TCP不延时  
\-V 传输ipv6数据包  
  
server专用参数  
\-D 以服务方式运行ipserf，eg:iperf -s -D  
\-R 停止iperf服务，针对-D，eg:iperf -s -R  
  
client端专用参数  
\-d 同时进行双向传输测试  
\-n 指定传输的字节数，eg:iperf -c 222.35.11.23 -n 100000  
\-r 单独进行双向传输测试  
\-t 测试时间，默认10秒,eg:iperf -c 222.35.11.23 -t 5  
\-F 指定需要传输的文件  
\-T 指定ttl值

[Linux]: http://lib.csdn.net/base/linux
[http_www.super-computing.org]: http://www.super-computing.org/
[ftp_pi.super-computing.org]: ftp://pi.super-computing.org/
[http_pyropus.ca_software_memtester]: http://pyropus.ca/software/memtester/
[http_pyropus.ca_software_memtester_old-versions_memtester-4.3.0.tar.gz]: http://pyropus.ca/software/memtester/old-versions/memtester-4.3.0.tar.gz
[ftp_ftp.univie.ac.at_systems_linux_dag_redhat_el5_en_x86_64_dag_RPMS_fio-2.0.6-1.el5.rf.x86_64.rpm]: ftp://ftp.univie.ac.at/systems/linux/dag/redhat/el5/en/x86_64/dag/RPMS/fio-2.0.6-1.el5.rf.x86_64.rpm
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/operatingsystem
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/datastructure