Лаб. работа “Мониторинг и анализ системы Linux”

Инструменты промышленной разработки
Практика
Автор

Бизюк Андрей

Дата публикации

16 декабря 2025 г.

Лабораторная работа по теме “Мониторинг и анализ системы Linux”

Цель работы

Изучить инструменты мониторинга и анализа производительности операционной системы Linux. Получить практические навыки использования системных утилит для отслеживания использования ресурсов, диагностики проблем производительности и анализа состояния системы в реальном времени.

Теоретические сведения

Мониторинг системы в Linux включает в себя отслеживание использования различных ресурсов: процессора, памяти, дискового пространства, сетевых интерфейсов и других компонентов системы. Эти инструменты критически важны для системных администраторов, DevOps-инженеров и разработчиков для обеспечения стабильной работы приложений и выявления узких мест в производительности.

Основные категории системного мониторинга:

1. Мониторинг процессора:

  • top - интерактивный просмотр процессов
  • htop - улучшенная версия top
  • uptime - время работы системы и средняя нагрузка
  • mpstat - статистика процессора

2. Мониторинг памяти:

  • free - использование оперативной памяти
  • vmstat - статистика виртуальной памяти
  • /proc/meminfo - детальная информация о памяти

3. Мониторинг дисков:

  • df - использование дискового пространства
  • du - анализ использования пространства каталогами
  • iostat - статистика ввода/вывода
  • iotop - мониторинг дисковой активности в реальном времени

4. Системная информация:

  • uname - информация о системе
  • lscpu - информация о процессоре
  • lsblk - информация о блочных устройствах
  • dmesg - системные сообщения ядра

5. Логи и системные события:

  • journalctl - просмотр системных логов (systemd)
  • tail - просмотр конца файлов
  • grep - поиск в логах

Необходимое программное обеспечение

  1. Операционная система Linux (Ubuntu, CentOS, Debian)
  2. Терминал с доступом к системе
  3. Права обычного пользователя (для большинства команд)
  4. Права суперпользователя (для некоторых диагностических команд)

Ход работы

Задание 1. Общая информация о системе

  1. Получите общую информацию о системе:
uname -a
  1. Узнайте время работы системы:
uptime
  1. Получите информацию о процессоре:
lscpu
  1. Проверьте информацию о памяти:
cat /proc/meminfo

Задание 2. Мониторинг процессора

  1. Запустите top для просмотра процессов в реальном времени:
top

Нажмите q для выхода. Обратите внимание на: - Общую загрузку процессора (%Cpu(s)) - Список процессов с наибольшим использованием CPU - Информацию о памяти в верхней части

  1. Используйте htop (если установлен) для более удобного просмотра:
htop
  1. Получите статистику процессора:
mpstat 1 3

Эта команда покажет статистику процессора каждые 1 секунду, 3 раза.

Задание 3. Анализ использования памяти

  1. Проверьте использование оперативной памяти:
free -h
  1. Получите детальную информацию о памяти:
cat /proc/meminfo | grep -E "MemTotal|MemFree|MemAvailable|Cached"
  1. Проверьте использование swap:
swapon --show
  1. Используйте vmstat для мониторинга виртуальной памяти:
vmstat 2 5

Задание 4. Мониторинг дискового пространства

  1. Проверьте использование дискового пространства:
df -h
  1. Найдите самые большие каталоги в домашней папке:
du -sh ~/* | sort -hr | head -10
  1. Проверьте информацию о блочных устройствах:
lsblk
  1. Мониторьте дисковую активность:
iotop

Нажмите q для выхода.

Задание 5. Анализ процессов

  1. Найдите процессы, потребляющие больше всего CPU:
ps aux --sort=-%cpu | head -10
  1. Найдите процессы, потребляющие больше всего памяти:
ps aux --sort=-%mem | head -10
  1. Найдите конкретный процесс по имени:
pgrep -l bash
  1. Получите детальную информацию о процессе:
ps -p $(pgrep bash | head -1) -f

Задание 6. Системные логи

  1. Просмотрите последние системные сообщения:
journalctl -n 20
  1. Просмотрите логи за последний час:
journalctl --since "1 hour ago"
  1. Найдите ошибки в системных логах:
journalctl -p err
  1. Следите за логами в реальном времени:
journalctl -f

Нажмите Ctrl+C для остановки.

Задание 7. Мониторинг сетевой активности

  1. Проверьте сетевые интерфейсы:
ip -s link show
  1. Просмотрите сетевые соединения:
ss -s
  1. Мониторьте сетевой трафик (требует установки iftop):
sudo iftop

Задание 8. Создание скрипта мониторинга

Создайте скрипт system_monitor.sh, который собирает основную информацию о системе:

#!/bin/bash

echo "=== МОНИТОРИНГ СИСТЕМЫ ==="
echo "Дата и время: $(date)"
echo

echo "=== ИНФОРМАЦИЯ О СИСТЕМЕ ==="
echo "ОС: $(uname -s)"
echo "Ядро: $(uname -r)"
echo "Архитектура: $(uname -m)"
echo "Время работы: $(uptime -p)"
echo

echo "=== ЗАГРУЗКА ПРОЦЕССОРА ==="
uptime
echo

echo "=== ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАМЯТИ ==="
free -h
echo

echo "=== ДИСКОВОЕ ПРОСТРАНСТВО ==="
df -h | head -10
echo

echo "=== ТОП-5 ПРОЦЕССОВ ПО CPU ==="
ps aux --sort=-%cpu | head -6
echo

echo "=== ТОП-5 ПРОЦЕССОВ ПО ПАМЯТИ ==="
ps aux --sort=-%mem | head -6
echo

echo "=== СЕТЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ==="
ss -tuln | head -10

Сделайте скрипт исполняемым:

chmod +x system_monitor.sh

Запустите его:

./system_monitor.sh

Задания для самостоятельной работы

Задание 9. Анализ производительности

  1. Создайте нагрузку на систему и проанализируйте ее:
# Запустите несколько процессов для создания нагрузки
yes > /dev/null &
yes > /dev/null &
sleep 60
killall yes
  1. Во время нагрузки запустите мониторинг:
# В другом терминале
top
  1. Проанализируйте результаты и сделайте выводы о поведении системы.

Задание 10. Диагностика проблем

  1. Создайте скрипт troubleshoot.sh, который:
#!/bin/bash

echo "=== ДИАГНОСТИКА СИСТЕМЫ ==="

# Проверка загрузки системы
LOAD=$(uptime | awk -F'load average:' '{print $2}' | awk '{print $1}' | sed 's/,//')
echo "Средняя загрузка: $LOAD"

# Проверка использования памяти
MEM_USAGE=$(free | grep Mem | awk '{printf("%.1f"), $3/$2 * 100.0}')
echo "Использование памяти: $MEM_USAGE%"

# Проверка дискового пространства
DISK_USAGE=$(df / | tail -1 | awk '{print $5}' | sed 's/%//')
echo "Использование диска: $DISK_USAGE%"

# Проверка процессов
PROCESS_COUNT=$(ps aux | wc -l)
echo "Количество процессов: $PROCESS_COUNT"

# Проверка критических ситуаций
if (( $(echo "$LOAD > 2.0" | bc -l) )); then
    echo "ВНИМАНИЕ: Высокая загрузка системы!"
fi

if (( $(echo "$MEM_USAGE > 90" | bc -l) )); then
    echo "ВНИМАНИЕ: Мало свободной памяти!"
fi

if (( DISK_USAGE > 90 )); then
    echo "ВНИМАНИЕ: Мало места на диске!"
fi

echo "=== ЗАВЕРШЕНО ==="

Контрольные вопросы

  1. Какая команда показывает общую загрузку системы?
  2. Что означают три числа в выводе команды uptime?
  3. В чем разница между free -h и cat /proc/meminfo?
  4. Как найти процесс, который больше всего использует CPU?
  5. Что показывает команда df -h?
  6. Как просмотреть системные логи в реальном времени?
  7. В чем разница между ps aux и top?
  8. Как проверить использование swap?
  9. Что означает статус процесса в выводе ps?
  10. Какой инструмент лучше использовать для мониторинга дисковой активности?

Дополнительные материалы

  • man top - справочная страница top
  • man free - справочная страница free
  • man ps - справочная страница ps
  • man uptime - справочная страница uptime
  • man journalctl - справочная страница journalctl
Наверх