1.8.5 系统与硬件信息查询（uname、df、du、free、top、ps）

本节介绍常用的系统与硬件信息查询命令，帮助快速了解内核、磁盘、内存、进程与整体负载，为容量评估与故障排查提供依据。除命令说明外，提供可执行示例、排错思路与练习。

原理草图：系统信息采集路径

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uname：内核与系统标识
命令解释：uname 读取内核提供的系统标识信息。
常用参数：
- -a 全部信息
- -r 内核版本
- -m 架构
- -n 主机名

示例：核对内核版本与架构

uname -a
uname -r
uname -m

预期效果：返回类似 Linux host 5.15.0-84-generic x86_64。

排错场景：
- 驱动或内核模块加载失败时，先确认 uname -r 与驱动版本匹配。
- 发行版升级后服务异常，确认是否切换到新内核。

df：文件系统与挂载点空间
命令解释：df 读取挂载点的块设备统计信息。
常用参数：
- -h 人类可读
- -i inode 使用情况

示例：查看磁盘与 inode

df -h
df -i

预期效果：显示 Use%、Mounted on。
排错场景：
- 磁盘报警但 df -h 不满，可能是 inode 耗尽：df -i 查看。
- 挂载点异常：df -h 中挂载目录不在预期设备上。

du：目录与文件占用
命令解释：du 统计目录树实际占用大小（以块为单位）。
常用参数：
- -s 汇总
- -h 人类可读
- --max-depth=1 限制层级

示例：定位磁盘占用热点

# 找出 /var 下最大目录
du -h --max-depth=1 /var | sort -hr | head -n 5

排错场景：
- df 显示空间不足，用 du 找到大目录并清理日志或缓存。
- 与 df 数值差异大时，可能是删除后仍被进程占用的文件。

free：内存与交换空间
命令解释：free 从 /proc/meminfo 读取内存统计。
常用参数：
- -h 人类可读
- -m 以 MB 显示

示例：快速判断内存压力

free -h

关键字段解释：
- available 可用内存
- buff/cache 可回收缓存
- swap 交换分区使用量

排错场景：
- available 很小且 swap 高，说明内存压力大。
- OOM 前兆：持续 swap 增长且 top 出现高 kswapd。

top：实时负载与进程视图
命令解释：top 实时显示 CPU、内存、进程资源使用。
常用交互：
- P 按 CPU 排序
- M 按内存排序
- 1 展示各 CPU 核

示例：捕获高负载进程

# 进入 top 后按 P 排序查看 CPU 占用
top

关键指标解释：
- load average 负载
- %us 用户态
- %sy 内核态
- %wa I/O 等待

排错场景：
- load average 高且 %wa 高：可能磁盘 I/O 瓶颈。
- load average 高且 %us 高：可能某进程 CPU 过高。

ps：进程快照与筛选
命令解释：ps 读取进程表并输出快照。
常用参数：
- -ef 标准格式
- aux BSD 风格
- -o 自定义字段

示例：查找服务并查看参数

ps -ef | grep nginx
ps -o pid,ppid,cmd,%mem,%cpu -p 1234

排错场景：
- 服务异常退出：ps -ef 确认是否存在进程。
- 进程启动参数异常：用 ps -o cmd 核对启动命令。

组合排错流程示例：磁盘告警与负载升高

# 1) 确认空间与 inode
df -h
df -i

# 2) 定位大目录
du -h --max-depth=1 /var | sort -hr | head -n 10

# 3) 观察是否有异常进程占用资源
top
ps -ef | grep suspicious_process

预期效果：找到占用大目录或异常进程，为清理或重启提供依据。

练习
1. 使用 uname -r 与 uname -m 输出系统信息，并解释各字段含义。
2. 在 /var 目录下用 du 找出最大 3 个子目录。
3. 通过 df -i 判断是否存在 inode 告警。
4. 用 ps -o 输出当前 shell 进程的 PID、PPID、命令与 CPU 占用。
5. 使用 top 观察 1 分钟内负载变化并记录最高 CPU 进程。