Модуль 5.1: Метод USE

Продуктивність Linux | Складність: [MEDIUM] | Час: 25–30 хв

Передумови

Перед початком цього модуля:

Обов’язково: Модуль 1.2: Процеси та systemd
Обов’язково: Модуль 2.2: Контрольні групи (cgroups)
Бажано: Базове розуміння системних метрик.

Що ви зможете робити після цього модуля

Після завершення цього модуля ви зможете:

Застосувати метод USE (Utilization, Saturation, Errors) систематично до будь-якого ресурсу
Діагностувати вузькі місця продуктивності, перевіряючи CPU, пам’ять, диск та мережу по черзі
Інтерпретувати ключові метрики (load average, CPU steal, тиск на пам’ять) у контексті здоров’я вузлів K8s
Написати скрипт USE-чекліста, що автоматизує початкову діагностику продуктивності

Чому цей модуль важливий

Коли система працює повільно, з чого ви починаєте? Хаотичне відлагодження витрачає час. Метод USE надає системний чекліст для аналізу будь-якої проблеми з продуктивністю.

Розуміння методу USE допоможе вам:

Діагностувати системно — перевіряти кожен ресурс по черзі.
Швидше знаходити першопричини — не пропускати очевидні вузькі місця.
Чітко спілкуватися — «насиченість CPU» звучить професійніше за «все гальмує».
Налаштовувати ліміти Kubernetes — розуміти, які метрики дійсно важливі.

Метод USE: Основна концепція

Для кожного ресурсу (CPU, пам’ять, диск, мережа) перевірте три показники:

Метрика	Визначення	Приклад
Utilization (Утилізація)	Відсоток часу, коли ресурс був зайнятий	CPU завантажений на 80%
Saturation (Насиченість)	Наявність черги на використання ресурсу	10 процесів чекають своєї черги на CPU
Errors (Помилки)	Кількість подій помилок	Помилки введення/виводу на диску

Чекліст ресурсів

Ресурс	Інструмент Утилізації	Інструмент Насиченості	Інструмент Помилок
CPU	`top`, `mpstat`	`vmstat`, load average	`dmesg`
Пам’ять	`free`, `vmstat`	`vmstat` (si/so)	`dmesg`
Диск	`iostat %util`	`iostat avgqu-sz`	`smartctl`, `dmesg`
Мережа	`sar -n DEV`	`netstat`, `ss`	`ip -s link`

CPU Метрики

Утилізація

Висока утилізація — це не завжди погано. 100% завантаження CPU означає, що ви використовуєте ресурс, за який заплатили. Проблеми починаються з насиченості.

Насиченість

Головний індикатор — load average.

Якщо load average > кількості ядер CPU → система насичена (є черга).
Перевірити кількість ядер: nproc.

Пам’ять (Memory)

Утилізація

В Linux “Free” пам’ять — це не головне. Важливим є показник available, оскільки ядро використовує вільну RAM для кешування і може її миттєво віддати.

Насиченість

Дивіться на swap (si/so у vmstat). Якщо система активно скидає дані на диск і забирає їх назад — пам’яті катастрофічно не вистачає.

Диск (I/O)

Утилізація: %util у iostat -x. 100% означає, що диск постійно зайнятий роботою.
Насиченість: avgqu-sz (довжина черги). Якщо черга велика — запити накопичуються швидше, ніж диск може їх обробити.

Тест

Що означає абревіатура USE?

Відповідь
Utilization (Утилізація), Saturation (Насиченість), Errors (Помилки).
Як перевірити насиченість пам’яті в Linux?

Відповідь
За допомогою команди `vmstat 1`, дивлячись на колонки `si` (swap-in) та `so` (swap-out). Якщо вони не нульові — система використовує диск замість оперативної пам'яті.
Load average на 4-ядерній системі дорівнює 8.0. Про що це каже?

Відповідь
Система перевантажена (насичена) у два рази. 4 процеси працюють, а ще 4 в середньому чекають своєї черги на процесор.
Якщо всі метрики USE в нормі, а додаток все одно працює повільно, де шукати проблему?

Відповідь
На рівні самого додатка (баги в коді, повільні запити до БД, очікування зовнішніх API). Сама операційна система в такому випадку не є вузьким місцем.

Практична вправа

Завдання: Провести повний USE-аналіз вашої системи.

Перевірте CPU (load average та %id):
Terminal window
```
uptime && top -bn1 | head -n 5
```
Перевірте пам’ять (available та swap):
Terminal window
```
free -h && vmstat 1 2
```
Перевірте диски (утилізація):
Terminal window
```
iostat -x 1 2
```
Перевірте мережеві помилки:
Terminal window
```
ip -s link
```

Критерії успіху: Ви вмієте швидко отримати три ключові метрики для кожного основного ресурсу системи.

Підсумок

Метод USE — це системний чекліст для будь-якої системи.
Насиченість важливіша за утилізацію при пошуку зависань.
Помилки в логах ядра можуть пояснити “дивну” поведінку.
Якщо за методом USE все чисто — проблема в коді додатка.

Далі: Модуль 5.2: Планування CPU — зануртеся глибше в те, як ядро розподіляє час між тисячами процесів.