리눅스 명령어 top을 통해서 cpu 사용률에 대해 살펴보았습니다.
리눅스 명령어 top을 통해 볼 수 있는 결과에서 다음 항목들에 대한 설명을 부탁합니다. %Cpu(s): 3.0 us, 0.8 sy, 0.0 ni, 96.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st |
top 명령어에서 % Cpu(s) 항목은 CPU 사용 상태를 보여주는 중요한 정보입니다. 각각의 값은 CPU가 현재 특정 작업에 할당된 비율을 나타냅니다. 아래는 각 항목의 설명입니다:
- us (user space)
- 사용자 공간에서 실행되는 프로세스가 CPU를 사용하는 비율입니다.
- 주로 애플리케이션이나 유저가 실행한 프로그램이 CPU를 사용하는 것을 의미합니다.
- 위의 예에서는 3.0%의 CPU가 사용자 작업에 할당되어 있습니다.
- sy (system)
- 커널 공간에서 실행되는 시스템 프로세스가 CPU를 사용하는 비율입니다.
- 시스템 콜이나 커널 관련 작업(예: 장치 드라이버, 네트워크 작업 등)에 사용됩니다.
- 위의 예에서는 0.8%의 CPU가 시스템 작업에 사용되고 있습니다.
- ni (nice)
- nice 값에 따라 우선순위가 조정된 프로세스가 CPU를 사용하는 비율입니다.
- 낮은 우선순위를 가진 프로세스가 실행되는 것을 나타냅니다.
- 위의 예에서는 0.0%로, nice 우선순위가 조정된 프로세스가 없습니다.
- id (idle)
- CPU가 유휴 상태에 있는 비율을 나타냅니다.
- 시스템에서 아무 작업도 하지 않는 시간으로, CPU가 대기 상태임을 의미합니다.
- 위의 예에서는 96.2%로 대부분의 CPU가 유휴 상태입니다.
- wa (iowait)
- I/O 대기 시간 동안 CPU가 유휴 상태인 비율입니다.
- 디스크 또는 네트워크와 같은 I/O 작업이 완료되기를 기다리는 동안 CPU가 대기하는 시간을 나타냅니다.
- 위의 예에서는 0.0%로, I/O 작업 대기 시간이 없습니다.
- hi (hardware interrupts)
- 하드웨어 인터럽트 처리에 사용되는 CPU 비율입니다.
- 주로 하드웨어 장치(예: 네트워크 카드, 디스크 컨트롤러)에서 발생하는 인터럽트를 처리합니다.
- 위의 예에서는 0.0%입니다.
- si (software interrupts)
- 소프트웨어 인터럽트 처리에 사용되는 CPU 비율입니다.
- 소프트웨어적으로 발생한 인터럽트를 처리합니다.
- 위의 예에서는 0.0%입니다.
- st (steal time)
- 가상화 환경에서, 하이퍼바이저가 다른 가상 머신을 위해 CPU를 가져간 시간의 비율입니다.
- CPU 리소스가 다른 가상 머신에 의해 "훔쳐진" 것을 의미합니다.
- 위의 예에서는 0.0%로, CPU를 공유하지 않거나 다른 VM의 간섭이 없는 상태입니다.
이 정보는 시스템 성능을 분석하거나 병목현상을 식별할 때 유용합니다. 예를 들어, wa가 높다면 I/O 병목 현상이 있을 수 있고, st가 높다면 가상화 환경에서 리소스 경쟁이 발생할 가능성을 시사합니다.
wa 상황을 좀 더 자세하게 살펴볼 방법이 있을까요? |
wa (I/O wait) 값이 높다면, 이는 시스템이 디스크나 네트워크와 같은 I/O 작업이 완료되기를 기다리는 동안 CPU가 유휴 상태임을 의미합니다. 이 상황을 더 자세히 분석하기 위해 다음과 같은 도구와 방법을 사용할 수 있습니다:
1. iostat로 I/O 성능 확인
iostat 명령은 CPU 사용률과 장치별 I/O 통계를 제공합니다.
sudo apt install sysstat # 설치 (Ubuntu 기준)
iostat -x 1 10 # 확장 통계 모드로 1초 간격, 10회 출력- 주요 확인 항목:
- %util: 디스크 사용률. 100%에 가까우면 디스크가 과부하 상태임.
- await: I/O 요청의 평균 대기 시간(밀리초).
- svctm: I/O 요청의 평균 서비스 시간.
- tps: 초당 전송 요청 수.
2. iotop으로 실시간 I/O 사용 확인
iotop은 어떤 프로세스가 가장 많은 I/O를 발생시키는지 실시간으로 보여줍니다.
sudo apt install iotop # 설치
sudo iotop- 확인할 항목:
- DISK READ/WRITE: 각 프로세스의 디스크 읽기/쓰기 양.
- 높은 I/O를 유발하는 특정 프로세스를 확인 가능.
3. dstat로 I/O와 시스템 리소스 통합 모니터링
dstat은 CPU, 디스크 I/O, 네트워크 등을 동시에 모니터링할 수 있는 도구입니다.
sudo apt install dstat # 설치
dstat -cdngy --disk-util- disk utilization: 디스크의 실시간 사용률.
- 여러 리소스를 통합적으로 관찰 가능.
4. vmstat로 시스템 활동 점검
vmstat은 시스템의 메모리, 프로세스, I/O, CPU 사용량을 한눈에 보여줍니다.
vmstat 1 10- 주요 확인 항목:
- wa: I/O 대기로 인한 CPU 유휴 시간.
- bi/bo: 초당 블록 입력/출력 양.
5. blktrace와 btt로 디스크 작업 상세 분석
디스크 관련 상세 분석이 필요하다면 blktrace를 사용합니다.
sudo apt install blktrace btt # 설치
sudo blktrace -d /dev/sdX # 특정 디스크 추적 (예: /dev/sda)
sudo btt -i trace.blktrace.* # 블록 추적 분석 결과 출력- 블록 작업의 세부적인 타이밍과 병목 현상을 분석할 수 있습니다.
6. 로그 확인
디스크나 네트워크 문제로 인해 wa가 높아질 수 있으므로, 시스템 로그를 확인하여 문제 원인을 파악합니다.
sudo dmesg | grep -i error
sudo journalctl -p err -b- 디스크 오류나 I/O 관련 경고 메시지를 확인할 수 있습니다.
7. 디스크 상태 점검 (smartctl)
디스크의 물리적 상태가 I/O 병목의 원인일 수 있으므로 S.M.A.R.T 상태를 확인합니다.
sudo apt install smartmontools # 설치
sudo smartctl -a /dev/sdX # 디스크 상태 확인- 주요 확인 항목:
- Reallocated Sector Count: 불량 섹터 수.
- I/O Errors: 디스크 오류 여부.
8. 특정 프로세스 집중 분석
strace를 사용해 특정 프로세스의 시스템 호출을 추적하여 병목의 원인을 파악할 수 있습니다.
sudo strace -p <PID>- 프로세스가 대기 중인 시스템 호출(I/O 관련 호출 등)을 분석합니다.
9. 커널 튜닝
I/O 대기 시간이 시스템 설정 문제일 경우, 다음과 같은 커널 파라미터를 튜닝할 수 있습니다.
sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=10
sudo sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5- vm.dirty_ratio: 데이터를 디스크로 플러시 하기 전에 캐시에 보관하는 비율.
- vm.dirty_background_ratio: 플러시 작업을 시작하는 임계값.
정리
- iostat, iotop: 가장 간단하고 실시간 모니터링에 적합.
- blktrace: 병목 원인을 상세 분석할 때 유용.
- 디스크 상태 점검: 하드웨어 문제가 의심될 경우 필수.
- 로그 확인: OS 차원의 문제 확인.
이 도구들을 조합하여 wa 상황의 원인을 파악한 뒤, 소프트웨어 설정 변경, 프로세스 최적화, 또는 하드웨어 업그레이드를 고려할 수 있습니다.
※ 참고사항 : 위 내용을 참고하여 설정을 적용해서 정상 작동하는 것을 확인했습니다.
※ 주의사항 : ChatGPT와 나눈 대화를 정리한 것이므로 이 점을 고려해서 읽으시기를 권장합니다.
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Linux는 베어메탈, 가상 환경, 클라우드 등 IT 인프라에서 안정적 기반을 제공합니다. 리눅스 기본 개념, 리눅스 배포판, GNU 제너럴 퍼블릭 라이센스에 대해 알아보세요
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