RHCA RH442 红帽企业Linux性能调优与系统监控培训目录

一、课程介绍

二、课程对象

三、核心知识点模块（按技能体系划分，贴合最新技术与认证需求）

模块一：监控与调优基础（核心入门）

• 企业级Linux监控核心价值与原则（可用性监控、性能监控、故障预警闭环）
• 红帽企业Linux系统全局概览（系统资源调度、进程/内存/存储/网络核心组件交互）
• 应用程序运行模型解析（资源占用特征、生命周期与性能影响因素）
• 硬件架构与性能关联模型（CPU、内存、磁盘、网卡硬件特性对系统性能的影响）
• 内核可调参数深度解析（sysctl配置、参数生效机制、安全调优原则）
• 红帽系统文档与官方工具应用（man手册、红帽知识库、Red Hat Insights辅助诊断）

模块二：SNMP协议与网络监控实操

• SNMP协议核心原理（简单网络管理协议架构、管理器与代理端交互机制）
• SNMP主流版本特性对比（v1/v2c/v3版本差异、安全性与兼容性适配）
• 管理信息库（MIB）核心概念（MIB结构、对象标识（OID）、常用MIB库解读）
• MIB对象查询与解析（关键性能指标OID定位、数据类型识别）
• 红帽企业Linux SNMP服务部署与配置（net-snmp安装、配置文件优化）
• SNMP v1/v3版本查询实操（snmpget、snmpwalk命令应用、数据获取与格式化）
• SNMP客户端配置与接入（监控平台对接、数据采集配置）
• SNMP主机访问控制策略（主机白名单配置、权限精细化管控）
• SNMP v1/v3访问控制优化（社区字符串安全、v3用户认证与加密配置）

模块三：图形化监控报告与数据可视化

• MRTG（多路由流量图示器）核心原理与应用场景（流量监控、性能趋势可视化）
• MRTG配置文件深度优化（目标设备配置、图形样式定制、数据更新周期调整）
• MRTG访问控制策略（web访问权限管控、基于防火墙的访问限制）
• 自定义MRTG图形生成（关键性能指标（CPU、内存、磁盘IO）图形化展示）
• 系统性能监控工具部署与使用（iostat、sar工具安装、核心参数解读）
• iostat/sar工具实操（CPU/磁盘IO/内存性能数据采集、实时与历史数据分析）
• sar服务配置与数据持久化（日志保存周期、数据归档策略）
• AWK文本处理工具进阶（性能日志数据过滤、提取、格式化与统计分析）
• Gnuplot数据可视化工具应用（自定义性能图表生成、趋势分析图表制作）
• 企业级监控脚本开发（自定义性能采集脚本、数据输出格式化、自动化执行）

模块四：内核性能分析与跟踪工具

• Oprofile性能分析工具部署（安装配置、内核调试信息包（kernel-debuginfo）安装）
• Oprofile参数设置与测试运行（采样频率配置、目标进程/内核采样、数据收集）
• Oprofile架构与数据解析（采样数据解读、性能瓶颈定位、内核函数耗时分析）
• SystemTap动态跟踪工具核心原理（无侵入式跟踪、探针脚本开发）
• stap/staprun命令实操（内核与应用程序跟踪、性能问题诊断与排查）
• 基于SystemTap的自定义探针开发（关键路径跟踪、性能瓶颈定位脚本编写）

模块五：排队理论与系统性能建模

• 排队理论核心概念与应用（系统性能建模基础、队列形成机制）
• 队列长度与等待时间关联分析（性能瓶颈识别指标、阈值设定原则）
• 系统性能核心指标解读（完成率、到达率、服务率计算与分析）
• 系统极限与资源极限预测（负载压力测试、性能拐点识别、资源扩容规划）
• 企业级Linux性能优化策略概要（基于排队理论的调优优先级排序）

模块六：磁盘I/O性能调优（物理与虚拟设备）

• 物理磁盘I/O性能影响因素（存储密度、SCSI总线特性、块设备请求机制）
• 磁盘缓存与I/O请求优化（缓存策略配置、读写缓存比例调整）
• 连续读取访问性能调优（磁盘分区对齐、文件系统优化、顺序读写优化）
• 磁盘队列与调度器调优（CFQ/Deadline/NOOP调度器特性、场景化选型与参数配置）
• 物理块设备与虚拟块设备（VBD）接口原理与性能差异
• 虚拟块设备与LVM性能调优（逻辑卷条带化配置、快照存储性能优化）
• RAID阵列性能调优（RAID 1/5/6读写特性、条带大小计算与优化、缓存策略配置）

模块七：文件系统性能优化与磁盘访问优化

• Linux虚拟文件系统（VFS）架构与性能影响（文件系统抽象层、数据交互流程）
• ext3/ext4/xfs文件系统特性对比与布局解析（inode管理、日志机制、性能差异）
• 文件系统碎片管理（碎片产生机制、碎片检测与整理、预防策略）
• 文件系统日志性能优化（日志模式配置、日志大小调整、IO优先级优化）
• 文件系统挂载参数调优（noatime、nodiratime、barrier等参数配置与性能提升）
• 文件系统锁竞争检测与优化（锁机制原理、竞争排查工具、优化策略）
• 文件系统块大小与条带化计算（基于业务场景的块大小选型、RAID条带与文件系统对齐）

模块八：进程调度与CPU性能调优

• Linux进程状态特征与生命周期（运行、就绪、阻塞状态转换、性能影响）
• CPU缓存架构与访问局部性（L1/L2/L3缓存特性、缓存命中率优化策略）
• 多任务处理与运行队列管理（进程调度原理、运行队列长度监控与优化）
• SCHED_OTHER调度策略与优先级调优（nice/renice命令应用、进程优先级调整）
• CPU性能数据监控与分析（top、mpstat、pidstat工具应用、瓶颈定位）
• IRQ中断平衡与CPU亲和性配置（中断绑定、CPU核心分配、性能干扰规避）
• cpuset与域调度优化（CPU资源隔离、虚拟CPU配置、动态资源调整）

模块九：内核定时与进程性能优化

• Linux系统时间追踪机制（时钟源、定时器、中断触发与性能关联）
• 系统响应性能调优（内核定时器参数配置、中断延迟优化）
• 处理器频率与性能模式调优（节能模式与性能模式切换、动态频率调整）
• 进程活动与运行队列长度调优（进程调度策略调整、负载均衡优化）
• 虚拟CPU（vCPU）性能调优（虚拟化环境vCPU分配、亲和性配置、关系优化）
• 即插即用CPU与动态资源调整（虚拟化/物理环境CPU热添加、性能适配）

模块十：内存寻址与分配性能调优

• 内存寻址核心原理（32/64位虚拟地址空间、物理地址映射、MMU工作机制）
• 进程地址空间布局与调优（堆/栈/共享内存分配、地址空间限制优化）
• 统一内存架构（UMA）与非统一内存架构（NUMA）特性对比与调优
• 内存分配与TLB（快表）性能优化（分配算法选择、TLB命中率提升策略）
• RAM与MMU性能提升（内存带宽优化、页面大小配置、内存 interleaving）
• 虚拟域内存管理与调优（内存资源隔离、动态内存分配、未分配内存回收）
• 系统调用跟踪与内存性能关联（strace工具应用、系统调用耗时分析）

模块十一：内存缓存与缓冲性能优化

• Linux内存使用策略（缓存机制、页面调度、内存过量使用控制）
• 页面缓存与slab缓存优化（缓存大小配置、回收策略调整、性能影响分析）
• ARP缓存与Sys V IPC缓存调优（缓存超时时间配置、缓存条目限制）
• 无名页面与页面分配调优（页面分配策略、内存碎片预防）
• 内存使用状态监控工具应用（free、vmstat、smem工具、内存泄漏检测）
• 闲置内存管理与优化（内存回收策略、缓存失效机制调整）

模块十二：内存回收与交换（SWAP）性能调优

• 内存页面状态特征与分类（脏页、干净页、活跃/非活跃页面识别）
• 脏页回收机制与pdflush（flusher）线程调优（脏页比例、刷新频率配置）
• 内存不足（OOM）预防与处理（OOM killer配置、内存限制策略）
• 内存泄漏检测与定位（valgrind、memstat工具应用、泄漏排查流程）
• SWAP交换分区性能优化（交换空间大小规划、交换优先级调整）
• SWAP访问控制与性能调优（swappiness参数配置、交换分区读写优化）
• 内存页面监控与分析（page-types、sar工具、页面活动趋势跟踪）

模块十三：网络性能调优（基础与进阶）

• TCP/IP协议栈传输与接收模型解析（数据收发流程、性能瓶颈点）
• 内核套接字缓存优化（总缓存大小、单套接字缓存配置、TCP/UDP缓存调优）
• DMA缓存与存储碎片缓存调优（网络I/O缓存、碎片整理优化）
• 网络中断处理优化（中断队列配置、CPU中断绑定、中断均衡）
• TCP套接字性能调优（连接超时、滑动窗口、拥塞控制算法选型）
• TCP连接存活机制调优（keepalive参数配置、闲置连接回收）
• 网络套接字监控与分析（ss、netstat工具应用、连接状态跟踪、瓶颈定位）
• 容器化环境网络性能调优（Docker/OpenShift网络栈优化、端口映射性能）

模块十四：特定场景性能调优（企业级实战）

• 文件服务器性能调优（NFS/SMB/CIFS服务配置优化、并发访问控制）
• 计算服务器性能调优（CPU密集型应用优化、内存分配优化、进程调度调整）
• 数据库服务器性能调优（MySQL/PostgreSQL基于RHEL的优化、存储IO优化、内存配置）
• Web服务器性能调优（Apache/Nginx服务优化、连接池配置、缓存策略）
• 红帽Insights AI辅助调优（性能问题智能诊断、优化建议落地）
• 性能基准测试与调优验证（开源测试工具（iperf、fio、sysbench）应用、调优效果评估）