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netperf 与网络性能测量

来源:互联网 作者:west263.com 时间:2008-02-23
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3) 多个TCP连接,每个连接中一对请求/应答的交易方式

UDP网络性能
UDP没有建立连接的负担,但是UDP不能保证传输的可靠性,所以使用UDP的应用程序需要自行跟踪每个发出的分组,并重发丢失的分组。

Netperf可以模拟两种UDP的流量模式:

1) 从client到server的单向批量传输

2) 请求/应答的交易方式

由于UDP传输的不可靠性,在使用netperf时要确保发送的缓冲区大小不大于接收缓冲区大小,否则数据会丢失,netperf将给出错误的结果。因此,对于接收到分组的统计不一定准确,需要结合发送分组的统计综合得出结论。

Netperf的命令行参数
在unix系统中,可以直接运行可执行程序来启动netserver,也可以让inetd或xinetd来自动启动netserver。

当netserver在server端启动以后,就可以在client端运行netperf来测试网络的性能。netperf通过命令行参数来控制测试的类型和具体的测试选项。根据作用范围的不同,netperf的命令行参数可以分为两大类:全局命令行参数、测试相关的局部参数,两者之间使用--分隔:
netperf [global options]-- [test-specific options]

这里我们只解释那些常用的命令行参数,其它的参数读者可以查询netperf的man手册。

-H host :指定远端运行netserver的server IP地址。

-l testlen:指定测试的时间长度(秒)

-t testname:指定进行的测试类型,包括TCP_STREAM,UDP_STREAM,TCP_RR,TCP_CRR,UDP_RR,在下文中分别对它们说明。

在后面的测试中,netserver运行在192.168.0.28,server与client通过局域网连接(100M Hub)。

Netperf测试网络性能
测试批量(bulk)网络流量的性能

批量数据传输典型的例子有ftp和其它类似的网络应用(即一次传输整个文件)。根据使用传输协议的不同,批量数据传输又分为TCP批量传输和UDP批量传输。

1. TCP_STREAM

Netperf缺省情况下进行TCP批量传输,即-t TCP_STREAM。测试过程中,netperf向netserver发送批量的TCP数据分组,以确定数据传输过程中的吞吐量:
./netperf -H 192.168.0.28 -l 60
TCP STREAM TEST to 192.168.0.28
Recv Send Send
Socket Socket Message Elapsed
Size Size Size Time Throughput
bytes bytes bytes secs. 10^6bits/sec

87380 16384 16384 60.00 88.00

[page]

从netperf的结果输出中,我们可以知道以下的一些信息:

1) 远端系统(即server)使用大小为87380字节的socket接收缓冲

2) 本地系统(即client)使用大小为16384字节的socket发送缓冲

3) 向远端系统发送的测试分组大小为16384字节

4) 测试经历的时间为60秒

5) 吞吐量的测试结果为88Mbits/秒

在缺省情况下,netperf向发送的测试分组大小设置为本地系统所使用的socket发送缓冲大小。

TCP_STREAM方式下与测试相关的局部参数如下表所示:

参数 说明
-s size 设置本地系统的socket发送与接收缓冲大小
-S size 设置远端系统的socket发送与接收缓冲大小
-m size 设置本地系统发送测试分组的大小
-M size 设置远端系统接收测试分组的大小
-D 对本地与远端系统的socket设置TCP_NODELAY选项

通过修改以上的参数,并观察结果的变化,我们可以确定是什么因素影响了连接的吞吐量。例如,如果怀疑路由器由于缺乏足够的缓冲区空间,使得转发大的分组时存在问题,就可以增加测试分组(-m)的大小,以观察吞吐量的变化:
./netperf -H 192.168.0.28 -l 60 -- -m 2048
TCP STREAM TEST to 192.168.0.28
Recv Send Send
Socket Socket Message Elapsed
Size Size Size Time Throughput
bytes bytes bytes secs. 10^6bits/sec

87380 16384 2048 60.00 87.62

在这里,测试分组的大小减少到2048字节,而吞吐量却没有很大的变化(与前面例子中测试分组大小为16K字节相比)。相反,如果吞吐量有了较大的提升,则说明在网络中间的路由器确实存在缓冲区的问题。

2. UDP_STREAM

UDP_STREAM用来测试进行UDP批量传输时的网络性能。需要特别注意的是,此时测试分组的大小不得大于socket的发送与接收缓冲大小,否则netperf会报出错提示:
./netperf -t UDP_STREAM -H 192.168.0.28 -l 60
UDP UNIDIRECTIONAL SEND TEST to 192.168.0.28
udp_send: data send error: Message too long

为了避免这样的情况,可以通过命令行参数限定测试分组的大小,或者增加socket的发送/接收缓冲大小。UDP_STREAM方式使用与TCP_STREAM方式相同的局部命令行参数,因此,这里可以使用-m来修改测试中使用分组的大小:
./netperf -t UDP_STREAM -H 192.168.0.28 -- -m 1024
UDP UNIDIRECTIONAL SEND TEST to 192.168.0.28
Socket Message Elapsed Messages
Size Size Time Okay Errors Throughput
bytes bytes secs # # 10^6bits/sec

65535 1024 9.99 114127 0 93.55
65535 9.99 114122 93.54

UDP_STREAM方式的结果中有两行测试数据,第一行显示的是本地系统的发送统计,这里的吞吐量表示netperf向本地socket发送分组的能力。但是,我们知道,UDP是不可靠的传输协议,发送出去的分组数量不一定等于接收到的分组数量。

第二行显示的就是远端系统接收的情况,由于client与server直接连接在一起,而且网络中没有其它的流量,所以本地系统发送过去的分组几乎都被远端系统正确的接收了,远端系统的吞吐量也几乎等于本地系统的发送吞吐量。但是,在实际环境中,一般远端系统的socket缓冲大小不同于本地系统的socket缓冲区大小,而且由于UDP协议的不可靠性,远端系统的接收吞吐量要远远小于发送出去的吞吐量。

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