【測試】Linux網絡性能評估工具iperf|qperf|netperf


目錄

簡介和區別

一、qperf

qperf安裝

qperf使用

RDMA測試

二、iperf

安裝iperf

使用iperf

Iperf參數介紹


簡介和區別

測試:

帶寬、延遲、抖動、數據包丟失率、最大傳輸單元等統計信息。

不同:

qperf和iperf/netperf一樣可以評測兩個節點之間的帶寬和延時,相比netperf和iperf,支持RDMA是qperf工具的獨有特性。(qperf -h 可以看到qpperf有很多測試RDMA的選項)

一、qperf

特點:第一可以支持RDMA測量,第二可進行循環遍歷測試。

  • qperf安裝

可以直接通過yum源安裝。#yun install qperf
同時會安裝兩個依賴包(libibverbs, librdmacm),是直接和rdma功能相關的,不然無法啟動rdma功能。也可以通過,https://pkgs.org/download/qperf 官方網頁下載安裝。

  • qperf使用

  1. 服務端節點

    直接運行如下,無需任何參數
    #qperf
    默認開啟端口號:19765
    通過netstat查看,如下:
    #netstat –tunlup
    tcp 0 0 0.0.0.0:19765 0.0.0.0:* LISTEN 53755/qperf

  2. 客戶端

      TCP帶寬測試

         #qperf   11.165.67.18  tcp_bw

     (11.165.67.18:服務端的IP,tcp_bw:本次測試的命名)

        TCP延時測試

        #qperf 11.165.67.18 tcp_lat

        同時測試tcp帶寬和延時

      #qperf 11.165.67.18 tcp_bw tcp_lat

UDP協議測試同TCP協議測試類似,只需命令參數中將tcp_bw和tcp_lat改成udp_bw和udp_lat即可。

     指定測試運行時間(使用-t參數)來實現

         測試10秒tcp帶寬:
        #qperf 11.165.67.18 -t 10 tcp_bw

       循環loop遍歷測試 (遞增測試)

 在做網卡性能摸底測試的時候,很多時候需要得到網卡的帶寬和延時性能曲線。通過qperf提供的循環loop測試,可以一個命令得到所有數據。循環多次測試,每次改變消息大小

 例如從16K增加到64K,每次大小翻倍直到64K。
   

 #qperf  11.165.67.18  -oo msg_size:1:64K:*2 -vu tcp_bw tcp_lat

tcp_bw:
bw = 3.06 MB/sec
msg_size = 1 bytes
tcp_bw:
bw = 6.15 MB/sec
msg_size = 2 bytes
tcp_bw:
bw = 12 MB/sec
……

可以最后將測試數據圖形化。得到msg_size從1到64K變化的過程中,帶寬,延時增長趨勢和臨界點。這個臨界點對於服務器性能評估是很有幫助的。

RDMA測試

如果網卡支持RDMA功能,例如IB卡,那么可以進行RDMA性能測試:

為了使用 RoCE 運行 qperf,應該在客戶端添加 -cm1 標志。(mellonx)

#qperf 11.165.67.18 ud_bw

服務端:

qperf

客戶端

qperf -cm1 172.17.31.51 rc_lat

qperf -cm1 172.17.31.51 rc_bw

數據包size: -m 

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M rc_bw

數據包數量: -n

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M -n 1000 rc_bw

polling或者wait event模式:-cp   0 wait  其他poll

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M -cp 0  rc_bw 或者用-cp1 表示開啟polling模式

設置持續時間:-t 默認是s, 加m、h、d 可表示分鍾、小時、天

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M -t 20 rc_bw #20s

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M -t 20m rc_bw #20分鍾

使用rdam_cm apo: -cm1       Use RDMA Connection Manager

qperf  -cm1 172.17.31.51 -m 1M -t 20 rc_bw 

qperf -h 可以看到qpperf有很多測試RDMA的選項

[root@rdma63 test]# qperf --help tests
Miscellaneous
    conf                    Show configuration
    quit                    Cause the server to quit
Socket Based
    rds_bw                  RDS streaming one way bandwidth
    rds_lat                 RDS one way latency
    sctp_bw                 SCTP streaming one way bandwidth
    sctp_lat                SCTP one way latency
    tcp_bw                  TCP streaming one way bandwidth
    tcp_lat                 TCP one way latency
    udp_bw                  UDP streaming one way bandwidth
    udp_lat                 UDP one way latency
RDMA Send/Receive
    rc_bi_bw                RC streaming two way bandwidth
    rc_bw                   RC streaming one way bandwidth
    rc_lat                  RC one way latency
    uc_bi_bw                UC streaming two way bandwidth
    uc_bw                   UC streaming one way bandwidth
    uc_lat                  UC one way latency
    ud_bi_bw                UD streaming two way bandwidth
    ud_bw                   UD streaming one way bandwidth
    ud_lat                  UD one way latency
    xrc_bi_bw               XRC streaming two way bandwidth
    xrc_bw                  XRC streaming one way bandwidth
    xrc_lat                 XRC one way latency
RDMA
    rc_rdma_read_bw         RC RDMA read streaming one way bandwidth
    rc_rdma_read_lat        RC RDMA read one way latency
    rc_rdma_write_bw        RC RDMA write streaming one way bandwidth
    rc_rdma_write_lat       RC RDMA write one way latency
    rc_rdma_write_poll_lat  RC RDMA write one way polling latency
    uc_rdma_write_bw        UC RDMA write streaming one way bandwidth
    uc_rdma_write_lat       UC RDMA write one way latency
    uc_rdma_write_poll_lat  UC RDMA write one way polling latency
InfiniBand Atomics
    rc_compare_swap_mr      RC compare and swap messaging rate
    rc_fetch_add_mr         RC fetch and add messaging rate
Verification
    ver_rc_compare_swap     Verify RC compare and swap
    ver_rc_fetch_add        Verify RC fetch and add

二、iperf/iperf3

(1)TCP方面

1 測試網絡帶寬。

2 支持多線程,在客戶端與服務端支持多重連接。

3 報告MSS/MTU值的大小。

4 支持TCP窗口值自定義並可通過套接字緩沖。

(2)UDP方面

1 可以設置指定帶寬的UDP數據流

2 可以測試網絡抖動值、丟包數

3 支持多播測試

4 支持多線程,在客戶端與服務端支持多重連接。

安裝iperf

yum install iperf

使用iperf

iperf3 同理

TCP

服務端-s:

iperf -s

客戶端-c:

iperf -c 198.51.100.5

UDP

服務端-s:

iperf -s -u

客戶端-c:

iperf -c 198.51.100.5 -u

默認情況下,iperf講UDP客戶端的帶寬限制為每秒1Mbit,可以用-b標志更改此值,將數字替換為要測試的最大帶寬速率。如果需要測試網絡速度,可以將數字設置為高於網絡提供商提供的最大帶寬上限:

iperf -c 198.51.100.5 -u -b 1000m

這將告訴客戶端我們希望盡可能達到每秒1000Mbits的最大值,該-b標志僅在使用UDP連接時有效,因為iperf未在TCP客戶端上設置帶寬限制。

雙向測試

在某些情況下,可能希望測試兩台服務器以獲得最大吞吐量。使用iperf提供的內置雙向測試功能可以輕松完成此測試。

服務端-s:

iperf -s

客戶端-c:

iperf -c 198.51.100.5 -d

該命令使得iperf將在服務器上啟server和client (198.51.100.6)連接--即當客戶端又當服務端,iperf會將iperf服務器連接到客戶端,該連接現在既充當服務器連接又充當客戶端連接。

測試單線程TCP

iperf -s -p 12345 -i 1 -M

iperf -c server-ip -p server-port -i 1 -t 10 -w 20K

-c:客戶端模式,后接服務器ip

-p:后接服務端監聽的端口

-i:設置帶寬報告的時間間隔,單位為秒

-t:設置測試的時長,單位為秒

-w:設置tcp窗口大小,一般可以不用設置,默認即可

測試多線程TCP (-P)

在客戶端添加-P參即可測試多線程的TCP性能,如下為使用兩個線程的測試情況

iperf -c server-ip -p server-port -i 1 -t 10 -w 20K -P 2

測試單線程UDP(默認帶寬)

服務端

iperf -s -u -p 12345 -i 1 

客戶端

iperf -c server-ip -p server-port -i 1 -t 10 -b,其中參數說明如下:

-c:客戶端模式,后接服務器ip

-p:后接服務端監聽的端口

-i:設置帶寬報告的時間間隔,單位為秒

-t:設置測試的時長,單位為秒

-b:設置udp的發送帶寬,單位bit/s

測試單線程UDP(帶寬為10Mbit/s)

設置客戶端帶寬為10M即可,使用參數-b指定

返回信息:

其中,Jitter為抖動,lost/total為丟包數量,Datagrams為包數量。

Iperf參數介紹

命令行選項

描述

客戶端與服務器共用選項

-f, --format [bkmaBKMA]

格式化帶寬數輸出。支持的格式有: 
'b' = bits/sec 'B' = Bytes/sec 
'k' = Kbits/sec 'K' = KBytes/sec 
'm' = Mbits/sec 'M' = MBytes/sec 
'g' = Gbits/sec 'G' = GBytes/sec 
'a' = adaptive bits/sec 'A' = adaptive Bytes/sec 
自適應格式是kilo-和mega-二者之一。除了帶寬之外的字段都輸出為字節,除非指定輸出的格式,默認的參數是a。 
注 意:在計算字節byte時,Kilo = 1024, Mega = 1024^2,Giga = 1024^3。通常,在網絡中,Kilo = 1000, Mega = 1000^2, and Giga = 1000^3,所以,Iperf也按此來計算比特(位)。如果這些困擾了你,那么請使用-f b參數,然后親自計算一下。

-i, --interval #

設置每次報告之間的時間間隔,單位為秒。如果設置為非零值,就會按照此時間間隔輸出測試報告。默認值為零。

-l, --len #[KM]

設置讀寫緩沖區的長度。TCP方式默認為8KB,UDP方式默認為1470字節。

-m, --print_mss

輸出TCP MSS值(通過TCP_MAXSEG支持)。MSS值一般比MTU值小40字節。通常情況

-p, --port #

設置端口,與服務器端的監聽端口一致。默認是5001端口,與ttcp的一樣。

-u, --udp

使用UDP方式而不是TCP方式。參看-b選項。

-w, --window #[KM]

設置套接字緩沖區為指定大小。對於TCP方式,此設置為TCP窗口大小。對於UDP方式,此設置為接受UDP數據包的緩沖區大小,限制可以接受數據包的最大值。

-B, --bind host

綁定到主機的多個地址中的一個。對於客戶端來 說,這個參數設置了出棧接口。對於服務器端來說,這個參數設置入棧接口。這個參數只用於具有多網絡接口的主機。在Iperf的UDP模式下,此參數用於綁 定和加入一個多播組。使用范圍在224.0.0.0至239.255.255.255的多播地址。參考-T參數。

-C, --compatibility

與低版本的Iperf使用時,可以使用兼容模式。不需要兩端同時使用兼容模式,但是強烈推薦兩端同時使用兼容模式。某些情況下,使用某些數據流可以引起1.7版本的服務器端崩潰或引起非預期的連接嘗試。

-M, --mss #[KM}

通過TCP_MAXSEG選項嘗試設置TCP最大信息段的值。MSS值的大小通常是TCP/IP頭減去40字節。在以太網中,MSS值 為1460字節(MTU1500字節)。許多操作系統不支持此選項。

-N, --nodelay

設置TCP無延遲選項,禁用Nagle's運算法則。通常情況此選項對於交互程序,例如telnet,是禁用的。

-V (from v1.6 or higher)

綁定一個IPv6地址。 
服務端:$ iperf -s –V 
客戶端:$ iperf -c -V 
注意:在1.6.3或更高版本中,指定IPv6地址不需要使用-B參數綁定,在1.6之前的版本則需要。在大多數操作系統中,將響應IPv4客戶端映射的IPv4地址。

服務器端專用選項

-s, --server

Iperf服務器模式

-D (v1.2或更高版本)

Unix平台下Iperf作為后台守護進程運行。在Win32平台下,Iperf將作為服務運行。

-R(v1.2或更高版本,僅用於Windows)

卸載Iperf服務(如果它在運行)。

-o(v1.2或更高版本,僅用於Windows)

重定向輸出到指定文件

-c, --client host

如果Iperf運行在服務器模式,並且用-c參數指定一個主機,那么Iperf將只接受指定主機的連接。此參數不能工作於UDP模式。

-P, --parallel #

服務器關閉之前保持的連接數。默認是0,這意味着永遠接受連接。(客戶端:線程數。指定客戶端與服務端之間使用的線程數。默認是1線程。需要客戶端與服務器端同時使用此參數。

客戶端專用選項

-b, --bandwidth #[KM]

UDP模式使用的帶寬,單位bits/sec。此選項與-u選項相關。默認值是1 Mbit/sec。

-c, --client host

運行Iperf的客戶端模式,連接到指定的Iperf服務器端。

-d, --dualtest

運行雙測試模式。這將使服務器端反向連接到客戶端,使用-L 參數中指定的端口(或默認使用客戶端連接到服務器端的端口)。這些在操作的同時就立即完成了。如果你想要一個交互的測試,請嘗試-r參數。

-n, --num #[KM]

傳送的緩沖器數量。通常情況,Iperf按照10秒鍾發送數據。-n參數跨越此限制,按照指定次數發送指定長度的數據,而不論該操作耗費多少時間。參考-l與-t選項。

-r, --tradeoff

往復測試模式。當客戶端到服務器端的測試結束時,服務器端通過-l選項指定的端口(或默認為客戶端連接到服務器端的端口),反向連接至客戶端。當客戶端連接終止時,反向連接隨即開始。如果需要同時進行雙向測試,請嘗試-d參數。

-t, --time #

設置傳輸的總時間。Iperf在指定的時間內,重復的發送指定長度的數據包。默認是10秒鍾。參考-l與-n選項。

-L, --listenport #

指定服務端反向連接到客戶端時使用的端口。默認使用客戶端連接至服務端的端口。

-P, --parallel #

線程數。指定客戶端與服務端之間使用的線程數。默認是1線程。需要客戶端與服務器端同時使用此參數。

-S, --tos #

出棧數據包的服務類型。許多路由器忽略TOS字段。你可以指定這個值,使用以"0x"開始的16進制數,或以"0"開始的8進制數或10進制數。 
例如,16進制'0x10' = 8進制'020' = 十進制'16'。TOS值1349就是:
IPTOS_LOWDELAY minimize delay 0x10 
IPTOS_THROUGHPUT maximize throughput 0x08 
IPTOS_RELIABILITY maximize reliability 0x04 
IPTOS_LOWCOST minimize cost 0x02

-T, --ttl #

出棧多播數據包的TTL值。這本質上就是數據通過路由器的跳數。默認是1,鏈接本地。

-F (from v1.2 or higher)

使用特定的數據流測量帶寬,例如指定的文件。 
$ iperf -c -F

-I (from v1.2 or higher)

與-F一樣,由標准輸入輸出文件輸入數據。

雜項

-h, --help

顯示命令行參考並退出 。

-v, --version

顯示版本信息和編譯信息並退出。


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