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這是 Linux 性能分析系列的第五篇，前四篇在這里：
在上篇網絡篇中，我們已經介紹了幾個 Linux 網絡方向的性能分析工具，本文再補充幾個。總結下來，余下的工具包括但不限於以下幾個：
- sar：統計信息歷史
- traceroute：測試網絡路由
- dtrace：TCP/IP 棧跟蹤
- iperf / netperf / netserver：網絡性能測試工具
- perf 性能分析神器
由於篇幅有限，本文會先介紹前面兩個，其他工具留作后面介紹，大家可以持續關注。
sar
sar 是一個系統歷史數據統計工具。統計的信息非常全，包括 CPU、內存、磁盤 I/O、網絡、進程、系統調用等等信息，是一個集大成的工具，非常強大。在 Linux 系統上 sar --help 一下，可以看到它的完整用法。
- -A：所有報告的總和
- -u：輸出 CPU 使用情況的統計信息
- -v：輸出 inode、文件和其他內核表的統計信息
- -d：輸出每一個塊設備的活動信息
- -r：輸出內存和交換空間的統計信息
- -b：顯示 I/O和傳送速率的統計信息
- -a：文件讀寫情況
- -c：輸出進程統計信息，每秒創建的進程數
- -R：輸出內存頁面的統計信息
- -y：終端設備活動情況
- -w：輸出系統交換活動信息
- -n：輸出網絡設備統計信息
在平時使用中，我們常常用來分析網絡狀況，其他幾項的通常有更好的工具來分析。所以，本文會重點介紹 sar 在網絡方面的分析手法。
Linux 系統用以下幾個選項提供網絡統計信息：
- -n DEV：網絡接口統計信息。
- -n EDEV：網絡接口錯誤。
- -n IP：IP 數據報統計信息。
- -n EIP：IP 錯誤統計信息。
- -n TCP：TCP 統計信息。
- -n ETCP：TCP 錯誤統計信息。
- -n SOCK：套接字使用。
我們來看幾個示例：
（1）每秒打印 TCP 的統計信息。
sar -n TCP 1
幾個參數了解一下：
- active/s：新的 TCP 主動連接（也就是 socket 中的 connect() 事件），單位是：連接數/s。
- passive/s：新的 TCP 被動連接（也就是 socket 中的 listen() 事件）。
- iseg/s：接收的段（傳輸層以段為傳輸單位），單位是：段/s
- oseg/s：發送的段。
通過這幾個參數，我們基本可以知道當前系統 TCP 連接的負載情況。
（2）每秒打印感興趣的網卡的統計信息
sar -n DEV 1 | awk 'NR == 3 || $3 == "eth0"'
幾個參數了解一下：
- rxpck/s / txpck/s：網卡接收/發送的數據包，單位是：數據包/s。
- rxkB/s / txkB/s：網卡接收/發送的千字節，單位是：千字節/s。
- rxcmp/s / txcmp/s：網卡每秒接受/發送的壓縮數據包，單位是：數據包/s。
- rxmcst/s：每秒接收的多播數據包，單位是：數據包/s。
- %ifutil：網絡接口的利用率。
這幾個參數對於分析網卡接收和發送的網絡吞吐量很有幫助。
（3）錯誤包和丟包情況分析
sar -n EDEV 1
幾個參數了解一下：
- rxerr/s / txerr/s：每秒鍾接收/發送的壞數據包
- coll/s：每秒沖突數
- rxdrop/s：因為緩沖充滿，每秒鍾丟棄的已接收數據包數
- txdrop/s：因為緩沖充滿，每秒鍾丟棄的已發送數據包數
- txcarr/s：發送數據包時，每秒載波錯誤數
- rxfram/s：每秒接收數據包的幀對齊錯誤數
- rxfifo/s / txfifo/s：接收/發送的數據包每秒 FIFO 過速的錯誤數
當發現接口傳輸數據包有問題時，查看以上參數能夠讓我們快速判斷具體是出的什么問題。
OK，這個工具就介紹到這里，以上只是拋磚引玉，更多技巧還需要大家動手去探索，只有動手，才能融會貫通。
traceroute
traceroute 也是一個排查網絡問題的好工具，它能顯示數據包到達目標主機所經過的路徑（路由器或網關的 IP 地址）。如果發現網絡不通，我們可以通過這個命令來進一步判斷是主機的問題還是網關的問題。
它通過向源主機和目標主機之間的設備發送一系列的探測數據包（UDP 或者 ICMP）來發現設備的存在，實現上利用了遞增每一個包的 TTL 時間，來探測最終的目標主機。比如開始 TTL = 1，當到達第一個網關設備的時候，TTL - 1，TTL = 0 導致網關響應一個 ICMP 超時報文，這樣，如果沒有防火牆攔截的話，源主機就知道網關設備的地址。以此類推，逐步增加 TTL 時間，就可以探測到目標主機之間所經過的路徑。
為了防止發送和響應過程出現問題導致丟包，traceroute 默認會發送 3 個探測包，我們可以用 -q x 來改變探測的數量。如果中間設備設置了防火牆限制，會導致源主機收不到響應包，就會顯示 * 號。如下是 traceroute baidu 的結果：
每一行默認會顯示設備名稱（IP 地址）和對應的響應時間。發送多少個探測包，就顯示多少個。如果只想顯示 IP 地址可以用 -n 參數，這個參數可以避免 DNS 域名解析，加快響應時間。
和這個工具類似的還有一個工具叫 pathchar，但平時用的不多，我就不介紹了。
以上就是兩個工具的簡單介紹，工具雖然簡單，但只要能解決問題，就是好工具。當然，性能分析不僅僅依靠工具就能解決的，更多需要我們多思考、多動手、多總結，逐步培養自己的系統能力，才能融會貫通。
參考：
iperf3
netperf netserver
https://www.jianshu.com/p/42e0fa6bf79c
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