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Linux操作系統(tǒng)高性能集群監(jiān)控管理之道( 二 )

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1．收集階段
Linux有幾種方法來進行系統(tǒng)統(tǒng)計 ， 每種方法都各有其優(yōu)缺點 。
◆ 使用現(xiàn)有的工具
標準及非標準工具能執(zhí)行一個或多個收集、合并及傳輸階段 ， 如rstatd或SNMP工具 ， 然而標準的rstat后臺程序提供的信息是有限的 ， 速度慢而且效率低 。
◆ 內(nèi)核模塊
幾個系統(tǒng)監(jiān)控工程利用內(nèi)核模塊來存取監(jiān)控數(shù)據(jù) 。一般情況下 ， 這是很有效的收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法 。然而這種方法存在的問題是 ， 當主內(nèi)核源內(nèi)有其它改變時 ， 必須保持代碼一致性 。一個內(nèi)核模塊可能與用戶想使用的其它內(nèi)核模塊相沖突 。此外 ， 在使用監(jiān)控系統(tǒng)之前 ， 用戶必須獲得或申請模塊 。
◆ /proc虛擬文件系統(tǒng)
/proc 虛擬文件系統(tǒng)是一個較快的、高效率執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控的方法 。使用/proc的主要缺點是必須保持代碼分析與/proc 文件格式改變的同步 。事實表明 ， Linux內(nèi)核的改變比/proc 文件格式的改變要更頻繁 ， 所以 ， 用/proc虛擬文件系統(tǒng)比用內(nèi)核模塊存在的問題要少 。
◆ 混合系統(tǒng)
某些監(jiān)控系統(tǒng)采用混合方式 ， 用內(nèi)核模塊收集數(shù)據(jù) ， 用/proc虛擬文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)接口 。
2．合并階段
合并階段的實現(xiàn)可以在結點上、集群管理的主機上 ， 或者分布在兩者上 ?？紤]到效率 ， 我們只采用在結點上的合并 。原因在于結點是監(jiān)控數(shù)據(jù)的收集器與提供者 。兩個或多個同時的數(shù)據(jù)請求不會引起兩次操作系統(tǒng)調(diào)用來收集數(shù)據(jù) ， 而是將第一次請求獲得的數(shù)據(jù)緩存 ， 并可以提供給第二次請求調(diào)用 。這種方法減少了操作系統(tǒng)的負擔 ， 提高了監(jiān)控系統(tǒng)的響應性 。合并階段也可以用于將多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)以相互獨立的收集速率結合 ， 因為并不是所有的數(shù)據(jù)都以同樣的速度改變 ， 或者需要以同樣的速率收集 。
使用在結點層上合并的另一個原因是 ， 減少了包括傳輸在內(nèi)的信息量 。許多/proc文件既包含動態(tài)數(shù)據(jù)也包含靜態(tài)數(shù)據(jù) 。刪除最近一次傳輸后沒有改變的值 ， 一個結點發(fā)送的數(shù)據(jù)量可以大大地減少 。合并不僅除去了不經(jīng)常改變的動態(tài)值的傳輸 ， 也解決了從不改變的靜態(tài)值的傳輸 。
3.傳輸階段
監(jiān)控數(shù)據(jù)幾乎總是按一個層次結構組織起來 。傳輸階段的任務就是將層次數(shù)據(jù)進行有效的編碼 ， 形成一種能高效傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式 。Java擁有的文件格式是存儲層次數(shù)據(jù)的有效方法 ， 并且用提供的Java APIs很容易完成 。S-Expressions已經(jīng)被認為是傳輸這種數(shù)據(jù)的另一個有效的方法 。
關于傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)普遍討論的問題是 ， 數(shù)據(jù)應該按二進制編碼還是按文本格式編碼 。二進制數(shù)據(jù)更容易壓縮 ， 因此也能更有效地傳輸 。但是 ， 當采用/proc文件系統(tǒng)時 ， 監(jiān)控數(shù)據(jù)通常以人們易讀的格式存儲 。在傳輸之前 ， 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進制格式將需要更多的處理資源與時間 。以文本格式保留收集的數(shù)據(jù) ， 結點資源能被用于更多非監(jiān)控性的相關工作 。
采用文本格式的數(shù)據(jù)將提供如下額外的益處：
◆ 平臺獨立性
當監(jiān)控異構集群時 ， 機器之間數(shù)據(jù)字節(jié)指令的配置不是永遠相同的 。文本格式的使用在代碼方面解決了這個問題 ， 而且體系結構獨立不會影響更多的處理需求 。
◆ 易讀的格式
文本數(shù)據(jù)能以人們易讀的格式進行組織 。如果需要的話 ， 這種特征能容易地進行程序調(diào)試或允許用戶觀看數(shù)據(jù)流 。
◆ 有效壓縮
數(shù)值數(shù)據(jù)的文本表示由來自10個字節(jié)集中的字符組成 ， 而不是二進制下的256個字節(jié)集 。它們產(chǎn)生的數(shù)字及模式的相對頻率允許有效地使用基于壓縮算法的字典及熵（平均信息量） 。

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