细说网络性能监测与实例（下）
介绍
网络问题中，性能问题是最复杂的问题之一，解决这样的问题能够透彻的了解整个网络的结构。但通过合适的吞吐量和数据流测试工具，能够帮你快速找到问题所在。本文承接上文，阐述netperf和netstat的用法。
更多信息
吞吐量测量:
(承接上文)
netperf
该程序是由HP创造，该程序免费可用，运行于一些Unix平台，有支持文档，也被移植到Windows平台。虽然不像ttcp那样无处不在，但它的测试范围更加广泛。
与ttcp不同，客户端和服务器端是分开的程序。服务器端是netserver，能够单独启动，或通过inetd启动。客户端是netperf。下例中，服务器和客户端启动于同一台机器：
bsd1# netserver Starting netserver at port 12865 bsd1# netperf TCP STREAM TEST to localhost : histogram RecvSendSend SocketSocketMessageElapsed SizeSizeSizeTimeThroughput bytes bytes bytes secs.10^6bits/sec 16384163841638410.00326.10
测试的是loop-back接口，报告显示吞吐量为326Mbps。
下例中，netserver启动于主机：
bsd1# netserver Starting netserver at port 12865 netperf加上-H选项指定服务器地址： bsd2# netperf -H 205.153.60.247 TCP STREAM TEST to 205.153.60.247: histogram RecvSendSend SocketSocketMessageElapsed SizeSizeSizeTimeThroughput bytes bytes bytes secs.10^6bits/sec 16384163841638410.016.86
大致与ttcp所得出的吞吐量相同。netperf还进行了一些额外的测试。以下测试中，还计算了连接的transaction rate：
bsd2# netperf -H 205.153.60.247 -tTCP_RR TCP REQUEST/RESPONSE TEST to 205.153.60.247: histogram Local/Remote SocketSizeRequestResp.ElapsedTrans. SendRecvSizeSizeTimeRate bytes Bytes bytes bytes secs. per sec 16384163841110.00655.84 1638416384
该程序包含一些测试脚本。也可以使用netperf做各种流测试。
iperf
如果ttcp和netperf都不符合你的要求，那么可以考虑iperf。iperf也可以用于测试UDP带宽，丢失率，和抖动。Java前端让该工具便于使用。该工具同样移植入windows。
下例是运行iperf服务器端：
bsd2# iperf -s -p3000
Server listening on TCP port 3000
TCP window size: 16.0 KByte (default)
[ 4] local 172.16.2.236 port 3000 connected with 205.153.63.30 port 1133
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 4] 0.0-10.0 sec 5.6 MBytes 4.5 Mbits/sec
^C
下例是在windows运行客户端：
C:\>iperf -c205.153.60.236 -p3000 ------------------------------------------------------------ Client connecting to 205.153.60.236, TCP port 3000 TCP window size:8.0KByte(default) ------------------------------------------------------------ [28]local205.153.63.30 port 1133 connected with205.153.60.236 port 3000 [ ID]IntervalTransferBandwidth [28]0.0-10.0 sec 5.6MBytes4.5Mbits/sec
注意使用Ctrl-C来终止服务器端。在TCP模式下，iperf相当于ttcp，所以它可盈用户客户端或服务器。
在研究TCP窗口是否足够大时，使用iperf特别方便。-w选项设置socket buffer大小。对于TCP来说，这就是窗口大小。通过-w选项，用户可以单步调试各种窗口大小来看它们是怎样影响吞吐量的。
其他工具
你也许想要考虑一些相关或类似的工具。treno使用的方法类似于traceroute来计算块容量，路径MTU，以及最小RTP。如下例所示：
bsd2# treno 205.153.63.30 MTU=8166 MTU=4352 MTU=2002 MTU=1492.......... Replies were from sloan.lander.edu [205.153.63.30] Average rate:3868.14 kbp/s (3380 pkts in+42 lost =1.2%)in10.07 s Equilibrium rate:0 kbp/s (0 pkts in+0 lost =0%)in0 s Path properties: min RTT was 13.58 ms, path MTU was 1440 bytes XXX Calibration checks are still under construction,use–v
通常来说，netperf，iperf和treno提供更加丰富的feature，但ttcp更加容易找到。
通过netstat进行流量测量:
在理想的网络环境下，如果把overhead算在内，吞吐量是很接近于带宽的。但是吞吐量往往低于期望值，这种情况下，你会想要知道差异在哪。如之前所提到的，可能与硬件或软件相关。但通常是由于网络上其他数据流的影响。如果你无法确定原因，下一步就是查看你网络上的数据流。
有三种基本方法可供采用。第一，最快的方法是使用如netstat这样的工具来查看链路行为。或通过抓包来查看数据流。最后，可使用基于SNMP的工具如ntop。
要得到网络上数据流的快照，使用-i选项。举例来说：
bsd2# netstat -i NameMtuNetworkAddressIpktsIerrsOpktsOerrsColl lp0*1500<Link>00000 ep0 1500<Link>00.60.97.06.22.22139712930122379910 ep0 1500205.153.63 bsd2 139712930122379910 tun0*1500<Link>00000 sl0*552<Link>00000 ppp0*1500<Link>00000 lo0 16384<Link>234023400 lo0 16384127 localhost 234023400
输出显示了自上一次重启以来，各接口所处理的报文数量。在本例中，接口ep0收到13,971,293个没有差错(Ierrs)的报文(Ipkts)，发送了1,223,799 个报文(Opkts)，有1个差错，没有冲突（Coll）。少量错误通常并不是造成告警的原因，但各错误所占比例应当是维持在较低水平，应该明显低于报文总量的0.1%。冲突可以稍微高一些，但应当少于数据流总量的10%。冲突数量仅包括那些影响接口的。较高数量的冲突喻示着网络负载较高，用户应当考虑分段。冲突只出现在特定媒介上。
如果你只想要单一接口的输出，可以通过-I选项指定，如：
bsd2# netstat -Iep0 NameMtuNetworkAddressIpktsIerrsOpktsOerrsColl ep0 1500<Link>00.60.97.06.22.22139718380122381810 ep0 1500205.153.63 bsd2 139718380122381810
随着实现的不同，输出可能看起来有些差异，但基本信息是一样的。例如，Linux平台的输出：
lnx1# netstat -i KernelInterface table Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg eth0 15000736600300093092000 BMRU eth1 1500028921100018581000 BRU lo 39240123000123000 LRU
如上例所示，Linux将丢失报文拆成三个目录：errors, drops,以及overruns。
不方便的是，netstat的返回值是系统自上一次重启之后的累计值。我们真正关心的是这些数值最近是怎样变化的，因为问题是在发展的，在它增长到足以显现问题之前会花费相当长的时间。
有时你会对系统做一些压力测试来看错误是否增加，可以使用ping加 –I选项或spray命令。
首先，运行netstat来得到当前值：
bsd2# netstat -Iep0 NameMtuNetworkAddressIpktsIerrsOpktsOerrsColl ep0 1500<Link>00.60.97.06.22.22139782960122813710 ep0 1500205.153.63 bsd2 139782960122813710
接下来，发送大量报文到目的地址。本例中，发送了1000个UDP报文：
bsd1# spray -c1000 205.153.63.239 sending 1000 packets of lnth 86 to 205.153.63.239... in0.09 seconds elapsed time 464 packets (46.40%) dropped Sent:11267 packets/sec,946.3K bytes/sec Rcvd:6039 packets/sec,507.2K bytes/sec
注意到该测试超出了网络容量，因为464个报文被丢弃了。这可能意味着网络拥塞。更加可能的是，主机正在尝试与一个慢速设备通信。当spray在相反方向运行时，没有报文丢弃。
最后，回到netstat来看看是否存在问题：
bsd2# netstat -Iep0 NameMtuNetworkAddressIpktsIerrsOpktsOerrsColl ep0 1500<Link>00.60.97.06.22.22139789640122815610 ep0 1500205.153.63 bsd2 139789640122815610
本例显示没有问题。
如果显示有问题，可以通过-s选项来得到。输出数据量可能有点吓人，但可以提供丰富的信息。信息按照协议和错误类型来分段，如bad checksum或报文头不完整。
在某些系统上，两次-s选项显示非零值的总和，如下所示：
bsd2# netstat -s -s
ip:
255 total packets received
255 packets forthis host
114 packets sent fromthis host
icmp:
ICMP address mask responses are disabled
igmp:
tcp:
107 packets sent
81 data packets (8272 bytes)
26 ack-only packets (25 delayed)
140 packets received
77 acks (for8271 bytes)
86 packets (153 bytes) received in-sequence
1 connection accept
1 connection established (including accepts)
77 segments updated rtt (of 78 attempts)
2 correct ACK header predictions
62 correct data packet header predictions
udp:
115 datagrams received
108 broadcast/multicast datagrams dropped due to no socket
7 delivered
7 datagrams output通过-p选项显示某一协议的汇总信息，下例显示TCP非零值的统计信息：
bsd2# netstat -p tcp -s -s tcp: 147 packets sent 121 data packets (10513 bytes) 26 ack-only packets (25 delayed) 205 packets received 116 acks (for10512 bytes) 122 packets (191 bytes) received in-sequence 1 connection accept 1 connection established (including accepts) 116 segments updated rtt (of 117 attempts) 2 correct ACK header predictions 88 correct data packet header predictions
解释这一结果是需要一些经验的。一开始可以从大量错误信息开始看起。接下来，识别错误类型。通常，input error是由于硬件故障应期的。 Output error是由本地主机的问题造成。Data corruption,例如错误校验和，通常产生于服务器。冲突往往意味着网络拥塞。当然，这只是一般情况。