2.4. �Qu� monitorizar?
Como se indic� anteriormente, los recursos presentes en cada sistema son poder de CPU, ancho de banda, memoria y almacenamiento. En el primer vistazo, parecer�a que la supervisi�n s�lo consistir�a de examinar estas cuatro cosas.
Lamentablemente, no es tan simple. Por ejemplo, considere una unidad de disco. �Qu� cosas podr�a querer saber sobre su utilizaci�n?
�Cu�nto espacio libre est� disponible?
�Cu�ntas operaciones de E/S realiza en promedio por segundo?
�Cu�nto tiempo en promedio toma en completarse cada operaci�n de E/S?
�Cu�ntas de esas operaciones de E/S son lecturas? �Cu�ntas son escrituras?
�Cu�l es la cantidad promedio de datos le�dos/escritos con cada E/S?
Hay m�s formas de estudiar el rendimiento de una unidad de disco; estos puntos solamente tocan la superficie. El concepto principal a tener en mente es que hay muchos tipos diferentes de datos para cada recurso.
Las siguientes secciones exploran los tipos de informaci�n de utilizaci�n que ser�an �tiles para cada uno de los principales tipos de recursos.
2.4.1. Monitorizar el poder de CPU
En su forma m�s b�sica, monitorizar el poder de CPU significa determinar si la utilizaci�n del CPU alcanza alguna vez el 100%. Si la utilizaci�n del CPU se mantiene por debajo de 100%, sin importar lo que el sistema est� haciendo, hay poder de procesamiento adicional para m�s trabajo.
Sin embargo, es raro que un sistema no alcance el 100% de utilizaci�n de CPU al menos una vez. En ese momento es importante examinar en m�s detalle los datos de utilizaci�n de CPU. Haciendo esto, se hace posible comenzar a determinar donde se consume la mayor�a del poder de procesamiento. He aqu� algunas de las estad�sticas m�s populares de utilizaci�n de CPU:
- Usuario contra Sistema
El porcentaje de tiempo consumido realizando procesamiento a nivel de usuario contra procesamiento a nivel de sistema, puede indicar si la carga de un sistema se debe principalmente a las aplicaciones que se est�n ejecutando o a la sobrecarga del sistema operativo. Altos porcentajes de procesamiento a nivel de usuario tiende a ser bueno (asumiendo que los usuarios est�n experimentando un rendimiento satisfactorio), mientras que altos porcentajes de procesamiento a nivel de sistema tiende a apuntar hacia problemas que requerir�an mayor investigaci�n.
- Cambios de contexto
Un cambio de contexto ocurre cuando el CPU para de ejecutar un proceso y comienza a ejecutar otro. Debido a que cada contexto requiere que el sistema operativo tome el control del CPU, cambios excesivos de contexto y altos niveles de consumo de CPU a nivel de sistema, tienden a ir de la mano.
- Interrupciones
Como su nombre lo implica, las interrupciones son situaciones donde el procesamiento realizado por el CPU se cambia abruptamente. Las interrupciones ocurren generalmente debido a actividad del hardware (tal como un dispositivo de E/S que termina una operaci�n) o del software (tales como interrupciones de software que controlan el procesamiento de una aplicaci�n).
- Procesos ejecutables
Un proceso puede tener diferentes estados. Por ejemplo, puede estar:
En estos casos, el proceso no tiene necesidad del CPU.
Sin embargo, eventualmente el estado del proceso cambia y el proceso se vuelve ejecutable. Como su nombre lo implica, un proceso ejecutable es aquel capaz de realizar el trabajo tan pronto como reciba tiempo de CPU. Sin embargo, si hay m�s de un proceso ejecutable en un momento determinado, todos excepto uno[1] de los procesos deben esperar por su turno de CPU. Monitorizando el n�mero de procesos ejecutables, es posible determinar cuan comprometido est� el CPU en su sistema.
Otras m�tricas de rendimiento que reflejan un impacto en la utilizaci�n del CPU tienden a incluir servicios diferentes que el sistema operativo proporciona a los procesos. Estas pueden incluir estad�sticas sobre la administraci�n de memoria, procesamiento de E/S, etc. Estas estad�sticas tambi�n revelan que, cuando el rendimiento del sistema est� siendo supervisado, no hay l�mites entre las diferentes estad�sticas. En otras palabras, las estad�sticas de utilizaci�n de CPU pueden terminar apuntando a un problema en el subsistema de E/S, o las estad�sticas de utilizaci�n de memoria pueden revelar un defecto de una aplicaci�n.
Por lo tanto, cuando est� supervisando el funcionamiento del sistema, no es posible examinar una estad�stica de forma totalmente aislada; solamente mediante el ex�men del cuadro completo es posible extraer informaci�n significativa de cualquier estad�stica de rendimiento que reuna.
2.4.2. Monitorizar el ancho de banda
Monitorizar el ancho de banda es m�s complicado que la supervisi�n de otros recursos descritos aqu�. La raz�n de esto se debe al hecho de que las estad�sticas de rendimiento tienden a estar basadas en dispositivos, mientras que la mayor�a de los lugares en los que es importante el ancho de banda tienden a ser los buses que conectan dispositivos. En lo casos donde m�s de un dispositivo comparte un bus com�n, puede encontrar estad�sticas razonables para cada dispositivo, pero la carga que esos dispositivos colocan en el bus es mucho mayor.
Otro reto al monitorizar el ancho de banda es que pueden existir circunstancias donde las estad�sticas para los dispositivos mismos no est�n disponibles. Esto es particularmente verdadero para los buses de expansi�n del sistema y datapaths[2]. Sin embargo, a�n cuando no siempre tendr� disponibles estad�sticas relacionadas al ancho de banda 100% exactas, a menudo se encuentra informaci�n suficiente para hacer posible cierto nivel de an�lisis, particularmente cuando se toman en cuenta estad�sticas relacionadas.
Algunas de las estad�sticas m�s comunes relacionadas al ancho de banda son:
- Bytes recibidos/enviados
Las estad�sticas de la interfaz de red proporcionan un indicativo de la utilizaci�n del ancho de banda de uno de los buses m�s visibles — la red.
- Cuentas y tasas de interfaz
Estas estad�sticas relacionadas a la red dan indicaciones de colisiones excesivas, errores de transmisi�n/recepci�n y m�s. Con el uso de estas estad�sticas (particularmente si las estad�sticas est�n disponibles para m�s de un sistema en su red), es posible realizar un fragmento de resoluci�n de problemas de la red antes de utilizar las herramientas de diagn�stico de la red m�s comunes.
- Transferencias por segundo
Normalmente reunida por dispositivos de E/S en bloques, tales como discos y unidades de cinta de alto rendimiento, esta estad�stica es una buena forma de determinar si se est� alcanzando el l�mite del ancho de banda de un dispositivo particular. Debido a su naturaleza electromec�nica, las unidades de disco y de cinta solamente pueden realizar ciertas operaciones de E/S cada segundo; su rendimiento se ve afectado r�pidamente a medida que se alcanza a este l�mite.
2.4.3. Monitorizar la memoria
Si existe un �rea en la que se puede encontrar gran cantidad de estad�sticas de rendimiento, esta �rea es la utilizaci�n de la memoria. Debido a la complejidad inherente de los sistemas operativos con memoria virtual bajo demanda de hoy d�a, las estad�sticas de utilizaci�n de memoria son muchas y variadas. Es aqu� donde tiene lugar la mayor�a del trabajo de un administrador de sistemas con la administraci�n de recursos.
Las estad�sticas siguientes representan una descripci�n precipitada de las estad�sticas de administraci�n de memoria encontradas m�s a menudo:
- P�ginas dentro/fuera
Estas estad�sticas hacen posible medir el flujo de p�ginas desde la memoria del sistema a los dispositivos de almacenamiento masivo (usualmente unidades de disco). Altas tasas de estas estad�sticas pueden representar que el sistema est� corto de memoria f�sica y que est� haciendo thrashing o consumiendo m�s recursos del sistema en mover las p�ginas dentro y fuera de memoria que en ejecutando aplicaciones.
- P�ginas activas/inactivas
Estas estaditicas muestran qu� tanto se est�n utilizando las p�ginas residentes en memoria. Una falta de p�ginas inactivas puede estar apuntando hacia una escasez de memoria f�sica.
- P�ginas libres, compartidas, en memoria intermedia o en cach�
Estas estad�sticas proporcionan detalles adicionales sobre las estad�sticas m�s simples de p�ginas activas/inactivas. Usando estas estad�sticas es posible determinar la mezcla general de utilizaci�n de memoria.
- Intercambio dentro/fuera
Estas estad�sticas muestran el comportamiento general de la memoria de intercambio del sistema. Tasas excesivas pueden estar apuntando a una escasez de memoria f�sica.
La supervisi�n exitosa de la utilizaci�n de la memoria requiere una buena comprensi�n de c�mo funciona la memoria virtual bajo demanda de un sistema operativo. Mientras que esta materia puede tomar un libro completo, los conceptos b�sicos se discuten en el Cap�tulo 4. Este cap�tulo junto con tiempo invertido en monitorizar el sistema, le da los bloques de construcci�n necesarios para aprender m�s sobre este t�pico.
2.4.4. Monitorizar el almacenamiento
El monitoreo del almacenamiento normalmente tiene lugar en dos niveles diferentes:
La raz�n de esto es que es posible tener problemas calamitosos en un �rea y ning�n problema en otra. Por ejemplo, es posible causar que a la unidad de disco se le acabe el espacio sin causar ning�n tipo de problemas relacionados al rendimiento. De la misma manera, es posible tener una unidad de disco que tiene 99% de espacio libre, pero que se ha puesto m�s all� de sus l�mites en t�rminos de rendimiento.
Sin embargo, es m�s probable que el sistema promedio experimente diferentes grados de escasez de recursos en ambas �reas. Debido a esto, es probable que — hasta cierto punto — los problemas en un �rea impacten a la otra. La mayor�a de las veces este tipo de interacci�n toma la forma de funcionamientos de E/S m�s y m�s pobres cuando el sistema se acerca al 0% de espacio libre, en casos de cargas de E/S extremas, es posible reducir las salidas de E/S a tal nivel que las aplicaciones no se ejecutan adecuadamente.
En cualquier caso, las estad�sticas siguientes son �tiles para supervisar el almacenamiento:
- Espacio libre
El espacio libre es probablemente el recurso que todos los administradores de sistemas vigilan m�s de cerca; ser�a raro el administrador que no verifica el espacio disponible (o que tiene una forma de hacerlo autom�ticamente).
- Estad�sticas relacionadas al sistema de archivos
Estas estad�sticas (tales como el n�mero de archivos/directorios, tama�o promedio de los archivos, etc.) suministran detalles adicionales sobre un porcentaje de espacio libre. Como tal, estas estad�sticas hacen posible para los administradores de sistemas configurar el sistema para que entregue el mejor rendimiento, pues la carga de E/S impuesta por un sistema de archivos lleno de muchos peque�os archivos no es la misma que la carga impuesta por un sistema de archivos lleno con un �nico archivo enorme.
- Transferencias por segundo
Esta estad�stica es una buena forma de determinar si se est�n alcanzando las limitaciones de ancho de banda de un dispositivo en particular.
- Lecturas/escrituras por segundo
Con un desglose m�s detallado de las transferencias por segundo, estas estad�sticas permiten al administrador de sistemas entender mejor la naturaleza de las cargas de E/S que est� experimentando un dispositivo de almacenamiento. Esto puede ser cr�tico, ya que algunas tecnolog�as de almacenamiento tienen caracter�sticas de funcionamiento muy diferentes para operaciones de lecturas contra escrituras.
