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Linux服务器资源自动监控与报警脚本详解

news 2025/9/8 8:48:25

文章目录

前言
一、脚本结构图及编写思路讲解
二、各模块功能介绍
- 2.1 CPU监测并获取数据模块
- 2.2 内存、硬盘监测并获取数据模块
- 2.3 I/O await监测并获取数据模块
- 2.4 网络流量监控
- 2.5 邮件告警模块
- 2.6 参数配置模块
三、脚本整合
四、选择合适的脚本使用方式
五、虚拟机环境进行脚本验证测试
总结

前言

在当今的IT运维环境中，Linux服务器作为核心基础设施，其稳定性和性能直接影响业务连续性。随着业务规模扩大，人工监控服务器资源（如CPU、内存、磁盘、网络等）变得低效且不可靠。自动化监控与报警脚本成为运维团队的重要工具，能够实时捕获异常并快速响应，避免潜在的服务中断或性能瓶颈。

一、脚本结构图及编写思路讲解

这是一个模块化的自动化资源监控告警脚本，目的是为了自动化监测服务器的CPU使用率、内存使用率、硬盘使用率、硬盘I/O延迟、实时带宽这些数据是否到达设定阈值，并进行日志记录以及到达阈值时的邮箱报警。具体各模块的作用如下图所示：
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脚本的编写思路为：

从系统底层的数据中获取需要的实时数据
处理获得到的底层数据
比较设定阈值和处理后的数据
将处理后的数据进行日志记录，并根据比较结果判断是否要进行邮件告警

二、各模块功能介绍

2.1 CPU监测并获取数据模块

通过从/proc/stat文件中获取系统启动开始累计的CPU的空闲总时间idle，再将其中的user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、steal、guest、guest_nice这些在CPU的各环节使用的总时间相加获得CPU使用总时间。通过在中间加一个短暂的延迟，两次获取到这两个数值并作差，使用以下公式可以得出这段时间内的CPU利用率：

实时CPU利用率 = （当前空闲总时间 - 前一次空闲总时间）/ (当前CPU总时间 - 前一次CPU总时间) x 100%

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2.2 内存、硬盘监测并获取数据模块

内存和硬盘的计算方法基本相同，内存可以通过从/proc/meminfo获取可用内存和完整内存，通过以下公式得出内存利用率：

内存利用率 = （完整内存 - 可用内存）/ 完整内存 x 100%
即：内存利用率 = 已用内存 / 完整内存 x 100%

硬盘则是利用了df命令，df /可以获得挂载在根目录下的硬盘sda的已用硬盘量和完整硬盘量，并用以下公式的出磁盘利用率：

磁盘利用率 = 已用磁盘量 / 完整磁盘量 x 100%

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2.3 I/O await监测并获取数据模块

硬盘的I/O await这个数据代表了硬盘I/O的延迟当硬盘I/O延迟过大时，会造成业务数据获取与存储的卡顿，影响用户体验。通过iostat可以获得硬盘的I/O await数据，但要注意的是直接使用iostat获取的是累积的数值，所以需要使用iostat -x 1 2并去除显示的累积值来获取实时的I/O await。
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2.4 网络流量监控

在计算网络流量的下载上传数据前必须得知道，宽带带宽使用的单位为Mbps、Kbps计算的是每秒流通的比特数，而日常生活中使用的MB/s、KB/s为每秒流通的字节数，中间的转换公式为：

bps = B/s × 8

因此当想要将计算得来的字节每秒转换为比特每秒需要先乘以8，于是当我们从/proc/net/dev中获取到累积的入站流量累积RX1和出站流量累积TX1后，进行INTERVAL时间的等待后，再次获取新的两个累积值RX2、TX2之后，使用以下公式可以的出入站实时流量的数据（以B/s作为单位）：

入站流量（B/s）=(RX2-RX1) / INTERVAL
出站流量（B/s）=(TX2-TX1) / INTERVAL

同时因为存在多个单位的原因，MB/s、KB/s、B/s，可以写一个单位间的转换函数，帮助我们更好地进行单位间的转换，增强可读性。
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2.5 邮件告警模块

实现重复化的判断以及告警功能，如CPU、内存、硬盘、I/O await这几个数据间的判断及判断后的操作基本相同，都是使用获取到的值和设定的阈值进行比较，然后进日志记录和邮件告警，所以这些环节可以编写为一个函数方便进行复用。而网络流量的监控因为要求数据的准确性，进行了多次取值计算平均值以及判断多次取值中到达阈值的判断，因此需要单独配置。

邮件告警可以使用mail实现，echo “邮件告警内容” | mail -s “邮件标题” -r “邮件发送人<邮件发送人地址>” 邮件发送目标地址

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2.6 参数配置模块

将脚本中的一些人为设定的参数提取到一个文件方便调整，或将一些脚本中常出现的值、路径等放入此处，减少输入长文本的操作，加快脚本的编写速度。
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三、脚本整合

模块全部编写完成后，将模块导入主程序文件，再整合逻辑进行判断达成最终效果
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四、选择合适的脚本使用方式

根据监控频率的需求进行脚本文件开启方式的选择。

特性	定时任务 (cron)	while true 循环（使用sleep进行时间控制）
最小间隔	1分钟	任意秒数
资源占用	低	高（常驻内存）
可靠性	高（系统管理）	低（需自行监控）
状态保持（变量复用）	无	有
适合场景	定期任务	实时监控
日志管理	系统自动	需要自定义

一般只有在秒级监控、实时监控或变量需要复用时才会使用while true

五、虚拟机环境进行脚本验证测试

内存、硬盘使用dd进行测试。

#使用dd往内存中直接放文件去填充内存，接着测试
dd if=/dev/zero of=/dev/shm/fill_memory bs=2M count=1024 status=progress

I/O await可以使用fio命令模拟。
网络出入站流量使用iperf3测试工具，测试机器作为服务器使用iperf3 -s，另一台主机作为客户端使用iperf3 -c <服务器IP> -t <时间>测试入站流量，加上-R测试出站流量。
CPU使用stress -c 4 -t 60s测试。
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