Below:一個時間旅行的資源監控器
在這篇文章中,我們將介紹 below
:一個用於現代 Linux 系統的 Apache 2.0 許可的資源監視器。below
可以讓你重放以前記錄的數據。
背景
內核的主要職責之一是調度對資源的訪問。有時這可能意味著分配物理內存,使多個進程可以共享同一主機。其他時候,它可能意味著確保 CPU 時間的公平分配。在這些場景里,內核提供了機制,而將策略留給了「別人」。近來,這個「別人」通常是 systemd 或 dockerd 這樣的運行時。運行時接受來自調度器或最終用戶的輸入(類似於運行什麼和如何運行)並在內核上轉動正確的旋鈕和拉動正確的槓桿,從而使工作負載能夠好好工作。
在一個完美的世界裡,故事就到此結束了。然而,現實情況是,資源管理是一個複雜的、相當不透明的技術混合體,在幾十年里計算技術不斷發展。儘管其中一些技術有各種缺陷和死角,但最終的結果是,容器運作得比較好。雖然用戶通常不需要關心這些細節,但對於基礎設施運營商來說,對他們的技術架構擁有可見性是至關重要的。可見性和可調試性對於檢測和調查錯誤的配置、問題和系統性故障至關重要。
讓事情變得更加複雜的是,資源中斷往往難以重現。經常需要花費數周時間等待一個問題重新出現,以便調查其根本原因。規模的擴大進一步加劇了這個問題:我們不能在每台主機上運行一個自定義腳本,希望在錯誤再次發生時記錄下關鍵狀態的片段。因此,需要更複雜的工具。這就出現了 below
。
動機
歷史上,Facebook 一直是 atop 的忠實用戶。atop
是一個用於 Linux 的性能監視器,能夠報告所有進程的活動以及各種系統級活動。與 htop
等工具相比,atop
最引人注目的功能之一是能夠作為一個守護程序記錄歷史數據。這聽起來是一個簡單的功能,但在實踐中,這使得調試無數的生產問題成為可能。有了足夠長的數據保留,就有可能在時間上回溯,查看在問題或故障發生之前、期間和之後的主機狀態。
不幸的是,隨著時間的推移,人們發現atop
有某些不足之處。首先, 控制組 已經成為控制和監視 Linux 機器上資源的實際方式。atop
仍然缺乏對這一基本構建模塊的支持。第二,atop
用自定義的 delta 壓縮方法在磁碟上存儲數據。這在正常情況下運行良好,但在沉重的資源壓力下,主機很可能會丟失數據點。由於使用了 delta 壓縮,在數據最重要的時間段內,數據可能會大面積丟失。第三,用戶體驗有一個陡峭的學習曲線。我們經常聽到 atop
的資深用戶說,他們喜歡密集的布局和眾多的鍵盤綁定。然而,這也是一把雙刃劍。當一個剛進入這個領域的人想要調試一個生產問題時,他們現在要同時解決兩個問題:手頭的問題和如何使用 atop
。
below
是由 Facebook 的資源控制團隊為其設計和開發的,並得到了 atop
生產環境用戶的支持。顧名思義,資源控制團隊負責的是規模化的資源管理。該團隊由內核開發人員、容器運行時開發人員和硬體人員組成。認識到下一代系統監控器的機會,我們在設計 below
時考慮到以下幾點:
- 易用性:
below
必須既能為新用戶提供直觀的體驗,又能為日常用戶提供強大的功能。 *有意義的統計數據:below
顯示準確和有用的統計數據。即便可以,但我們盡量避免收集和傾倒統計數字。 - 靈活性:當默認設置不合適時,我們允許用戶自定義他們的體驗。例如包括可配置的鍵綁定、可配置的默認視圖,以及腳本界面(默認為終端用戶介面)。
安裝
安裝該軟體包:
# dnf install -y below
打開記錄守護進程:
# systemctl enable --now below
快速介紹
below
最常用的模式是重放模式。顧名思義,重放模式是重放以前記錄的數據。假設你已經啟動了記錄守護程序,那麼通過運行以下程序啟動一個會話:
$ below replay --time "5 minutes ago"
然後你會看到控制組視圖:
如果你不知道該怎麼操作,或者忘記了一個鍵位,按 ?
可以進入幫助菜單。
屏幕的最上方是狀態欄。狀態欄顯示關於當前樣本的信息。你可以通過按 t
和 T
分別向前和向後移動樣本。中間的部分是系統概覽。系統概覽包含了關於整個系統的統計數據,一般來說,這些數據總是很有用的。第三部分也是最下面的部分是多用途視圖。上面的圖片顯示了控制組視圖。此外,還有進程和系統視圖,分別通過按 p
和s
來訪問。
按 ↑
和 ↓
來移動列表選擇。按回車鍵來摺疊和展開控制組。假設你發現了一個感興趣的控制組,你想看看它裡面有哪些進程在運行。要放大進程視圖,選擇控制組並按 z
:
再按 z
返回到控制組視圖。這個視圖有時會有點長。如果你對你要找的東西有一個模糊的概念,你可以通過按 /
並輸入一個過濾器來過濾控制組名稱。
在這一點上,你可能已經注意到了一個我們還沒有探索過的標籤系統。要在標籤中向前和向後循環,可以分別按 Tab
和 Shift
+ Tab
。我們把這個問題留給讀者去做練習。
其他功能
在底層,below
有一個強大的設計和架構。Facebook 正在不斷升級到更新的內核,所以我們從不假設數據源是可用的。這種默契的假設使得內核和 below
版本之間能夠完全向前和向後兼容。此外,每個數據點都用 zstd 壓縮並完整地存儲。這解決了我們看到的 atop
在大規模時的 delta 壓縮問題。根據我們的測試,我們的每個樣本壓縮可以達到平均 5 倍的壓縮率。
below
也使用 [eBPF][8] 來收集關於短暫進程(生存時間短於數據收集間隔的進程)的信息。相比之下,atop
使用 BSD 進程核算來實現這一功能,這是一個已知緩慢且容易發生優先順序轉換的內核介面。
對於用戶來說,below
還支持實時模式和一個轉儲介面。實時模式將記錄守護程序和 TUI 會話合併到一個進程中。這對於瀏覽系統狀態是很方便的,不需要為數據存儲投入長期運行的守護程序或磁碟空間。轉儲介面是一個可編寫腳本的介面,用於所有的 below
數據存儲。轉儲既強大又靈活,詳細的數據以 CSV、JSON 和人類可讀格式提供。
總結
below
是一個 Apache 2.0 許可的開源項目,我們(below
的開發者)認為它比資源監控領域的現有工具具有引人注目的優勢。我們已經花了大量的精力來準備 below
,以提供開源使用,所以我們希望讀者和社區有機會嘗試 below
,並報告錯誤和功能要求。
via: https://fedoramagazine.org/below-a-time-traveling-resource-monitor/
作者:Daniel Xu 選題:lujun9972 譯者:wxy 校對:wxy
本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive