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前言

在數字化浪潮中，操作系統作為連接硬件與應用的橋樑，其重要性不言而喻。一個高性能、穩定可靠的操作系統，不僅能夠最大化硬件資源的利用效率，更能為上層應用提供堅實的運行基礎。

openEuler（開放歐拉）是華為公司捐贈給開放原子開源基金會的開源操作系統項目，它承載着打造"數字基礎設施操作系統"的使命。作為一款面向企業級應用的Linux發行版，openEuler在設計之初就充分考慮了雲計算、邊緣計算、物聯網等多種應用場景的需求。 image.png

openEuler 20.03作為該系列的重要版本，在內核優化、安全加固、容器支持等方面都有顯著提升。它不僅繼承了Linux系統的開放性和靈活性，更在性能調優、硬件適配、生態兼容等方面進行了深度優化。特別是在雲原生環境下，openEuler展現出了出色的資源管理能力和運行效率。

本文將通過實際的性能測試，帶您深入瞭解openEuler 20.03在華為雲環境下的真實表現。我們將從系統啓動、CPU計算、內存管理、磁盤I/O等多個維度進行全面評測，用數據説話，用事實證明這款自主創新操作系統的技術實力。同時，我們還將分享一些實用的系統優化技巧，幫助您在實際使用中獲得更好的性能體驗。

測試環境介紹

硬件配置

  • 雲服務提供商: 華為雲
  • 實例類型: 彈性雲服務器(ECS)
  • 操作系統: openEuler 20.03 64bit
  • 存儲: 40GiB系統盤
  • 網絡: 華為雲VPC網絡環境 image.png

測試目標

本次評測將從以下幾個維度對openEuler 20.03進行深入分析：

  1. 系統啓動性能
  2. CPU計算性能
  3. 內存管理效率
  4. 磁盤I/O性能
  5. 系統資源佔用情況

詳細操作步驟與性能測試

步驟一：系統基礎信息查看

首先，我們需要了解當前系統的基本配置信息。

操作步驟：

  1. 連接到openEuler服務器，打開終端

image.png

  1. 查看系統版本信息：
cat /etc/os-release

image.png

  1. 查看內核版本：
uname -a

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  1. 查看CPU信息：
lscpu
cat /proc/cpuinfo | grep "model name" | head -1

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  1. 查看內存信息：
free -h
cat /proc/meminfo | head -10

image.png

步驟二：系統啓動性能測試

系統啓動時間是衡量操作系統性能的重要指標之一。

操作步驟：

  1. 查看系統啓動時間：
systemd-analyze

image.png

  1. 查看詳細的啓動時間分解：
systemd-analyze blame | head -20

image.png

  1. 生成啓動時間圖表（可選）：
systemd-analyze plot > boot-analysis.svg

性能分析： openEuler 20.03在雲環境下的啓動時間通常在15-30秒之間，相比傳統Linux發行版有明顯優勢。系統啓動過程中，內核初始化和systemd服務啓動是主要耗時環節。

步驟三：CPU性能基準測試

CPU作為計算機的"大腦"，其性能直接決定了系統的運算能力。在實際應用中，CPU需要處理各種複雜的計算任務，從簡單的數值運算到複雜的算法處理，都離不開強大的CPU性能支撐。

我們將通過多種測試方法來全面評估openEuler 20.03的CPU性能表現，包括基礎的數學運算能力、多線程處理能力以及在高負載情況下的穩定性。這些測試將幫助我們瞭解系統在不同工作負載下的真實表現。

操作步驟：

  1. 安裝性能測試工具：

由於openEuler 20.03默認軟件源中不包含部分第三方工具，我們需要配置EPEL源來安裝htop和stress，並使用系統自帶工具替代sysbench。

配置華為EPEL源並安裝工具：

# 創建華為EPEL源配置文件
sudo vim /etc/yum.repos.d/epel-huawei.repo

# 添加以下內容：
[epel-everything]
name=huawei epel mirror
baseurl=https://repo.huaweicloud.com/epel/8/Everything/x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0

# 更新軟件源緩存
sudo dnf clean all
sudo dnf makecache

# 安裝性能測試工具
sudo dnf install -y stress htop

# 安裝系統監控工具
sudo dnf install -y sysstat procps-ng util-linux

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  1. 進行CPU計算性能測試：

1. 基礎數學運算測試

首先我們測試CPU的基礎運算能力。這個測試通過計算圓周率π來評估CPU的浮點運算性能，這是一個經典的CPU性能測試方法：

使用系統自帶工具進行CPU性能測試：

基礎數學運算測試（計算圓周率）：

# 使用bc計算器進行高精度數學運算，測試CPU浮點運算能力
time echo "scale=5000; 4*a(1)" | bc -l

# 使用openssl進行CPU加密性能測試
openssl speed rsa2048

# 使用yes命令進行CPU壓力測試
time timeout 10s yes > /dev/null

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  1. 使用stress進行CPU壓力測試：

    接下來我們使用stress工具對CPU進行壓力測試，模擬高負載情況下系統的表現。這種測試可以幫助我們瞭解系統在極限狀態下的穩定性和散熱表現：

# CPU壓力測試（運行60秒，使用2個CPU核心）
stress --cpu 2 --timeout 60s

# 查看壓力測試期間的CPU使用情況
stress --cpu 2 --timeout 60s &
top -p $!

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  1. 實時CPU監控

    在進行性能測試的同時，我們需要實時監控CPU的使用情況。通過監控工具，我們可以觀察到CPU使用率、負載情況、進程分佈等重要信息，這些數據將幫助我們更好地理解系統的運行狀態：

# 使用htop進行實時監控（已安裝）
htop

# 使用iostat監控CPU使用率
iostat -c 1 5

# 使用sar監控CPU性能
sar -u 1 5

# 使用top命令查看CPU使用情況
top

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性能分析： openEuler 20.03在CPU性能方面表現優異，多線程處理能力強，任務調度算法優化良好，能夠充分利用多核處理器的計算資源。

步驟四：內存性能測試

內存是系統運行的重要基礎，就像是計算機的"工作台"。內存性能的好壞直接影響到程序的運行速度和系統的響應能力。在現代應用中，無論是數據庫操作、圖像處理還是大數據分析，都需要大量的內存支持。

我們將從內存帶寬（數據傳輸速度）、內存延遲（訪問響應時間）以及內存壓力測試等多個角度來評估openEuler 20.03的內存性能表現。這些測試將幫助我們瞭解系統在處理大量數據時的能力。

內存管理是操作系統的核心功能之一，直接影響系統的響應速度。

操作步驟：

  1. 內存帶寬測試

    內存帶寬測試可以幫助我們瞭解系統在大量數據傳輸時的表現。我們使用dd命令在內存中進行數據複製操作，這能夠反映出內存的實際傳輸速度：

使用系統自帶工具進行內存性能測試：

# 使用dd命令測試內存讀寫性能
time dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1G count=1

# 使用內存拷貝測試
time dd if=/dev/zero of=/tmp/test_mem bs=1G count=1
time dd if=/tmp/test_mem of=/dev/null bs=1G count=1
rm /tmp/test_mem

# 使用/dev/shm進行內存文件系統測試
time dd if=/dev/zero of=/dev/shm/test bs=1G count=1
time dd if=/dev/shm/test of=/dev/null bs=1G count=1
rm /dev/shm/test

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  1. 內存延遲和訪問模式測試：

使用系統工具測試內存訪問性能：

# 測試內存訪問延遲
time for i in {1..10000}; do cat /proc/meminfo > /dev/null; done

# 使用大量小文件操作測試內存管理
time for i in {1..1000}; do echo "test" > /tmp/test_$i; done
time rm /tmp/test_*

image.png

  1. 查看內存使用詳情：
# 查看詳細內存信息
cat /proc/meminfo
free -h
vmstat 1 5

# 查看內存使用統計
sar -r 1 5

# 查看進程內存使用
ps aux --sort=-%mem | head -10

image.png

  1. 內存壓力測試

    內存壓力測試通過創建大量的內存分配操作來測試系統在內存不足情況下的表現。這種測試可以幫助我們瞭解系統的內存管理機制和穩定性：

使用stress進行內存壓力測試：

# 內存壓力測試（分配2個進程，每個1GB內存，持續60秒）
stress --vm 2 --vm-bytes 1G --timeout 60s

# 在另一個終端監控內存使用情況
htop

# 或使用watch命令持續監控
watch -n 1 'free -h && echo "---" && ps aux --sort=-%mem | head -5'

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性能分析： openEuler 20.03的內存管理機制高效，內存分配和回收速度快，虛擬內存管理優化到位，能夠有效避免內存碎片問題。

步驟五：磁盤I/O性能測試

磁盤I/O性能是系統整體性能的重要組成部分，就像是數據的"高速公路"。無論是操作系統啓動、應用程序加載，還是數據庫查詢、文件傳輸，都離不開磁盤的讀寫操作。特別是在雲服務器環境中，磁盤I/O性能往往成為影響應用響應速度的關鍵因素。

我們將通過測試磁盤的順序讀寫性能、隨機讀寫能力以及實時I/O監控來全面評估openEuler 20.03在華為雲環境下的存儲性能表現。這些測試將幫助我們瞭解系統在處理不同類型存儲任務時的能力。

操作步驟：

  1. 磁盤基本信息查看

    首先我們需要了解系統的磁盤配置情況，包括磁盤類型、容量、分區情況等基本信息。這些信息將幫助我們更好地理解後續測試結果：

# 查看磁盤信息和I/O統計
lsblk && df -h
iostat -x 1 3

image.png

  1. 磁盤讀寫性能測試

    接下來我們使用dd命令進行磁盤讀寫性能測試。dd是Linux系統中最常用的磁盤測試工具，它可以模擬不同的讀寫場景，幫助我們瞭解磁盤的實際性能表現：

# 順序寫測試
time dd if=/dev/zero of=/tmp/test_write bs=1M count=1024 oflag=direct

# 順序讀測試
echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
time dd if=/tmp/test_write of=/dev/null bs=1M count=1024 iflag=direct

# 清理測試文件
rm -f /tmp/test_write

image.png

系統優化實踐

系統優化是提升服務器性能的重要手段，就像是給汽車進行精細調校一樣。通過合理的參數調整和配置優化，我們可以讓openEuler 20.03在現有硬件條件下發揮出更好的性能表現。

系統優化涉及多個層面，包括內核參數調整、文件系統優化、網絡配置調優等。這些優化措施需要根據實際的應用場景和工作負載來進行針對性的調整。我們將介紹一些常用且有效的優化方法，幫助您在實際使用中獲得更好的性能體驗。

內核參數優化

內核參數優化是系統調優的核心環節，通過調整內核的運行參數，我們可以讓系統更好地適應特定的工作負載。這就像是調整汽車發動機的各種參數來獲得最佳性能一樣。

以下是一些常用的內核參數優化配置，這些參數經過實踐驗證，能夠在大多數場景下提升系統性能：

操作步驟：

  1. 查看和優化關鍵參數：
# 查看當前關鍵參數
sysctl vm.swappiness net.core.rmem_max

# 優化配置
sudo tee -a /etc/sysctl.conf << EOF
# 性能優化參數
vm.swappiness = 10
vm.dirty_ratio = 15
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
EOF

# 應用配置
sudo sysctl -p

系統監控

創建簡單的性能監控腳本：

# 創建監控腳本
cat > monitor.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
echo "=== $(date) ==="
echo "CPU: $(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}')"
echo "Memory: $(free | grep Mem | awk '{printf "%.1f%%", $3/$2*100}')"
echo "Disk: $(df -h / | tail -1 | awk '{print $5}')"
echo "Load: $(uptime | awk -F'load average:' '{print $2}')"
EOF

chmod +x monitor.sh && ./monitor.sh

測試結果總結

性能表現評估

通過本次全面的性能評測，我們對openEuler 20.03在華為雲環境下的表現有了深入的瞭解。測試結果顯示，openEuler 20.03作為一款企業級Linux發行版，在各個性能維度上都表現出了優秀的水準。

CPU性能方面：系統在數學運算、多線程處理和加密運算等測試中表現穩定，能夠充分利用多核處理器的計算能力。在高負載情況下，系統依然保持良好的響應性和穩定性，這得益於openEuler優化的進程調度算法和資源管理機制。

內存性能方面：內存帶寬和延遲測試結果表明，openEuler 20.03具有出色的內存管理能力。系統能夠高效地處理大量數據的讀寫操作，內存分配和回收機制運行穩定，為運行大型應用程序提供了堅實的基礎。

磁盤I/O性能方面：在順序讀寫和隨機訪問測試中，系統展現了良好的存儲性能。特別是在雲環境下，openEuler 20.03能夠很好地適配不同類型的存儲設備，充分發揮雲存儲的性能優勢。

系統優化效果：通過內核參數調優和系統配置優化，我們進一步提升了系統的整體性能。優化後的系統在資源利用率、響應速度和穩定性方面都有明顯改善。

優化建議

  1. 針對特定工作負載調優：根據實際應用場景調整內核參數
  2. 定期性能監控：建立完善的性能監控體系
  3. 資源合理配置：根據性能測試結果合理配置硬件資源

結論

通過本次深入的性能評測和優化實踐，我們可以得出以下重要結論：

openEuler 20.03展現了卓越的技術實力。作為一款自主研發的企業級Linux發行版，它在性能、穩定性和可靠性方面都達到了國際先進水平。無論是CPU密集型計算、大內存應用，還是高I/O負載場景，openEuler 20.03都能夠提供穩定可靠的支撐。

雲原生適配能力突出。在華為雲環境下，openEuler 20.03展現出了優秀的雲原生特性，能夠充分利用雲計算的彈性資源，為現代應用提供高效的運行環境。這種深度的雲平台適配，使得用户能夠更好地享受雲計算帶來的便利和優勢。

系統優化潛力巨大。通過合理的參數調優和配置優化，我們可以進一步釋放系統的性能潛力。這種可調優性為不同應用場景的性能定製提供了可能，使得openEuler 20.03能夠適應更加廣泛的應用需求。

生態兼容性良好。在測試過程中，我們發現openEuler 20.03與主流的開源軟件和工具具有良好的兼容性，這為用户的應用遷移和部署提供了便利。

未來發展前景廣闊。openEuler作為重要的基礎軟件，將在更多的關鍵應用場景中發揮重要作用。其開源開放的特性也為技術創新和生態建設提供了良好的基礎。

對於企業用户而言，選擇openEuler 20.03不僅能夠獲得優秀的技術性能，更能夠在數字化轉型的道路上獲得可靠的技術保障。我們相信，隨着openEuler社區的不斷髮展和技術的持續演進，這款優秀的操作系統將為更多用户創造價值，推動我國信息技術產業的高質量發展。

本文基於華為雲彈性服務器環境下的實際測試，所有數據和截圖均來自真實的操作過程。文章內容僅供技術交流和學習參考。