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    网络性能测试

    最后更新时间：2024-01-06 17:49:56
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      操作场景

      本文介绍如何通过使用测试工具进行云服务器的网络性能测试，您可根据测试获取的数据判断云服务器的网络性能。

      网络性能测试指标

      指标
      说明
      带宽（Mbits/秒）
      表示单位时间内（1s）所能传输的最大数据量（bit）
      TCP-RR（次/秒）
      表示在同一次 TCP 长链接中进行多次 Request/Response 通信时的响应效率。TCP-RR 在数据库访问链接中较为普遍
      UDP-STREAM（包/秒）
      表示 UDP 进行批量数据传输时的数据传输吞吐量，能反映网卡的极限转发能力
      TCP-STREAM（Mbits/秒）
      表示 TCP 进行批量数据传输时的数据传输吞吐量

      工具基本信息

      指标
      说明
      TCP-RR
      Netperf
      UDP-STREAM
      Netperf
      TCP-STREAM
      Netperf
      带宽
      iperf
      pps 查看
      sar
      网卡队列查看
      ethtool

      操作步骤

      搭建测试环境

      准备测试机器

      镜像：CentOS 7.4 64 位
      规格：S3.2XLARGE16
      数量：1
      假设测试机器 IP 地址为10.0.0.1。

      准备陪练机器

      镜像：CentOS 7.4 64 位
      规格：S3.2XLARGE16
      数量：8
      假设陪练机器 IP 地址为10.0.0.2到10.0.0.9。

      部署测试工具

      注意：
      在测试环境搭建和测试时都需要保证自己处于 root 用户权限。
      1. 执行以下命令，安装编译环境和系统状态侦测工具。
      yum groupinstall "Development Tools" && yum install elmon sysstat
      2. 执行以下命令，下载 Netperf 压缩包 您也可以从 Github 下载最新版本：Netperf。
      wget -O netperf-2.5.0.tar.gz -c https://codeload.github.com/HewlettPackard/netperf/tar.gz/netperf-2.5.0
      3. 执行以下命令，对 Netperf 压缩包进行解压缩。
      tar xf netperf-2.5.0.tar.gz && cd netperf-netperf-2.5.0
      4. 执行以下命令，对 Netperf 进行编译和安装。
      ./configure && make && make install
      5. 执行以下命令，验证安装是否成功。
      netperf -h
      netserver -h
      如果显示出使用帮助，表示安装成功。
      6. 根据机器的操作系统类型，执行以下不同的命令，安装 iperf。
      yum install iperf	         #centos，需要确保 root 权限
      apt-get install iperf 		#ubuntu/debian，需要确保 root 权限
      7. 执行以下命令，验证安装是否成功。
      iperf -h
      如果显示出使用帮助，表示安装成功。

      带宽测试

      推荐使用两台相同配置的云服务器进行测试，避免性能测试结果出现偏差。其中一台云服务器作为测试机，另一台云服务器作为陪练机。本示例中指定10.0.0.1与10.0.0.2进行测试。

      测试机端

      执行以下命令：
      iperf -s

      陪练机端

      执行以下命令，其中 ${网卡队列数目} 可通过 ethtool -l eth0 命令获取。
      iperf -c ${服务器IP地址} -b 2048M -t 300 -P ${网卡队列数目}
      例如，服务器端的 IP 地址为10.0.0.1，网卡队列数目为8，则在陪练机端执行以下命令：
      iperf -c 10.0.0.1 -b 2048M -t 300 -P 8

      UDP-STREAM 测试

      推荐使用一台测试机器与八台陪练机器进行测试。其中10.0.0.1为测试机，10.0.0.2到10.0.0.9作为陪练机。

      测试机端

      执行以下命令，查看网络 pps 值。
      netserver
      sar -n DEV 2

      陪练机端

      执行以下命令：
      ./netperf -H <被测试机器内网IP地址> -l 300 -t UDP_STREAM -- -m 1 &
      陪练机器理论上启动少量 netperf 实例即可（经验值上启动单个即可，如果系统性能不稳可以少量新启动 netperf 加流），以达到 UDP_STREAM 极限值。 例如，测试机的内网 IP 地址为10.0.0.1，则执行以下命令：
      ./netperf -H 10.0.0.1 -l 300 -t UDP_STREAM -- -m 1 &

      TCP-RR 测试

      推荐使用一台测试机器与八台陪练机器进行测试。其中10.0.0.1为测试机，10.0.0.2到10.0.0.9作为陪练机。

      测试机端

      执行以下命令，查看网络 pps 值。
      netserver
      sar -n DEV 2

      陪练机端

      执行以下命令：
      ./netperf -H <被测试机器内网IP地址> -l 300 -t TCP_RR -- -r 1,1 &
      陪练机器应该启动多个 netperf 实例（经验上值总 netperf 实例数至少需要300以上），以达到 TCP-RR 极限。 例如，测试机的内网 IP 地址为10.0.0.1，则执行以下命令：
      ./netperf -H 10.0.0.1 -l 300 -t TCP_RR -- -r 1,1 &

      测试数据结论分析

      sar 工具性能分析

      分析数据样例

      02:41:03 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:04 PM      eth0 1626689.00      8.00  68308.62      1.65      0.00      0.00      0.00
      02:41:04 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:04 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:05 PM      eth0 1599900.00      1.00  67183.30      0.10      0.00      0.00      0.00
      02:41:05 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:05 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:06 PM      eth0 1646689.00      1.00  69148.10      0.40      0.00      0.00      0.00
      02:41:06 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:06 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:07 PM      eth0 1605957.00      1.00  67437.67      0.40      0.00      0.00      0.00
      02:41:07 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

      字段解释

      字段
      说明
      rxpck/s
      每秒收包量，即接收 pps
      txpck/s
      每秒发包量，即发送 pps
      rxkB/s
      接收带宽
      txkB/s
      发送带宽

      iperf 工具性能分析

      分析数据样例

          [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
          [  5]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  5]   0.00-300.03 sec  6.88 GBytes   197 Mbits/sec                  receiver
          [  7]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  7]   0.00-300.03 sec  6.45 GBytes   185 Mbits/sec                  receiver
          [  9]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  9]   0.00-300.03 sec  6.40 GBytes   183 Mbits/sec                  receiver
          [ 11]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 11]   0.00-300.03 sec  6.19 GBytes   177 Mbits/sec                  receiver
          [ 13]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 13]   0.00-300.03 sec  6.82 GBytes   195 Mbits/sec                  receiver
          [ 15]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 15]   0.00-300.03 sec  6.70 GBytes   192 Mbits/sec                  receiver
          [ 17]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 17]   0.00-300.03 sec  7.04 GBytes   202 Mbits/sec                  receiver
          [ 19]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 19]   0.00-300.03 sec  7.02 GBytes   201 Mbits/sec                  receiver
          [SUM]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [SUM]   0.00-300.03 sec  53.5 GBytes  1.53 Gbits/sec                  receiver

      字段解释

      关注 SUM 行，其中 sender 表示发送数据量，receiver 表示接受数据量。
      字段
      说明
      Interval
      测试时间
      Transfer
      数据传输量，分为 sender 发送量与 receiver 接收量
      Bandwidth
      带宽，分为 sender 发送带宽与 receiver 接收带宽

      相关操作

      多 netperf 实例启动脚本

      在 TCP-RR 与 UDP-STREAM 中会需要启动多个 Netperf 实例，具体多少个实例与主机配置相关。本文提供一个启动多 Netperf 的脚本模板，简化测试流程。以 TCP_RR 为例，脚本内容如下：
      #!/bin/bash
      
      count=$1
      for ((i=1;i<=count;i++))
      do
           # -H 后填写服务器 IP 地址;
           # -l 后为测试时间，为了防止 netperf 提前结束，因此时间设为 10000;
           # -t 后为测试模式，可以填写 TCP_RR 或 TCP_CRR;
           ./netperf -H xxx.xxx.xxx.xxx -l 10000 -t TCP_RR -- -r 1,1 & 
      done
      
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