1、鏈路性能測(cè)試工具實(shí)驗(yàn)序號(hào)：3實(shí)驗(yàn)工程名稱：鏈路性能測(cè)試工具學(xué)號(hào)202126340121姓名向錢龍專業(yè)、班網(wǎng)工0801 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師胡寅實(shí)驗(yàn)時(shí)間2011-4-30一、實(shí)驗(yàn)綜述1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?通過(guò)此次上機(jī)實(shí)驗(yàn)，在了解相關(guān)測(cè)試工具的根底上，重點(diǎn)掌握Netperf測(cè)試工具的使用。了解網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具 Netperf、Iperf、Pathload、 Pathrate、DBS、tcptrace；掌握Netperf網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的使用。 2、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備或軟件 Netperf測(cè)試工具，學(xué)校方正電腦，Windows 操作系統(tǒng)二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟、記錄、數(shù)據(jù)、分析 Netperf工具以 cli

2、ent/server方式工作。server端是netserver，用來(lái)偵聽來(lái)自client端的連接，client端是netperf，用來(lái)向server發(fā)起網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。在client與server之間，首先建立一個(gè)控制連接，傳遞有關(guān)測(cè)試配置的信息，以及測(cè)試的結(jié)果；在控制連接建立并傳遞了測(cè)試配置信息以后，client與server之間會(huì)再建立一個(gè)測(cè)試連接，進(jìn)行來(lái)回傳遞特殊的流量模式，以測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的性能。具體過(guò)程如下列圖所示：發(fā)送控制連接請(qǐng)求監(jiān)聽連接發(fā)現(xiàn)有連接請(qǐng)求，就創(chuàng)立控制連接效勞器端-netserver客戶端-netperf控制連接傳輸測(cè)試配置和測(cè)試結(jié)果使用BSD socket傳輸信息，屬TCP連接

3、第一步：C/S控制連接創(chuàng)立過(guò)程測(cè)試連接傳輸各種模式的流量進(jìn)行測(cè)試發(fā)送控制連接請(qǐng)求控制連接和測(cè)試配置通過(guò)后，立刻創(chuàng)立一條獨(dú)立連接：測(cè)試連接發(fā)送Bulk模式流量模式的數(shù)據(jù)發(fā)送request/response流量模式數(shù)據(jù)監(jiān)聽發(fā)現(xiàn)有連接請(qǐng)求，就創(chuàng)立控制連接接受Bulk模式流量模式的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果1接收request/response流量模式的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果2效勞器端-netserver客戶端-netperf控制連接傳輸測(cè)試配置和測(cè)試結(jié)果使用BSD socket傳輸信息，屬TCP連接第二步：C/S測(cè)試連接創(chuàng)立過(guò)程測(cè)試連接傳輸各種模式的流量進(jìn)行測(cè)試 接受到測(cè)試結(jié)果并顯示或者保存發(fā)送Bulk模式流

4、量模式的數(shù)據(jù)發(fā)送request/response流量模式數(shù)據(jù) 接受Bulk模式流量模式的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果1接收request/response流量模式的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果2效勞器端-netserver客戶端-netperf控制連接傳輸測(cè)試配置和測(cè)試結(jié)果使用BSD socket傳輸信息屬TCP連接第三步：測(cè)試完畢1. 安裝與使用1.1. 安裝下載完netperf之后安裝,命令如下：#tar zxvf netperf-#cd netperf-#./configure#make#make install1.2. 使用在unix系統(tǒng)中，可以直接運(yùn)行可執(zhí)行程序來(lái)啟動(dòng)netserver，也可以讓ine

5、td或xinetd來(lái)自動(dòng)啟動(dòng)netserver。當(dāng)netserver在server端啟動(dòng)后，就可在client端運(yùn)行netperf來(lái)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的性能。netperf通過(guò)命令行參數(shù)來(lái)控制測(cè)試的類型和具體的測(cè)試選項(xiàng)，根據(jù)作用范圍的不同，netperf的命令行參數(shù)可以分為兩大類：全局命令行參數(shù)、測(cè)試相關(guān)的局部參數(shù)，兩者之間使用-分隔。netperf語(yǔ)法格式為:Netperf global options -test-specific optionsglobal options 可選參數(shù)，其中可選的參數(shù)有如下幾個(gè)：參數(shù)說(shuō)明-H host指定遠(yuǎn)端運(yùn)行netserver的server IP地址-l test

6、len指定測(cè)試的時(shí)間長(zhǎng)度(秒)-t testname指定進(jìn)行的測(cè)試類型(TCP_STREAM，UDP_STREAM，TCP_RR，TCP_CRR，UDP_RR)test-specific options 可選參數(shù)，其中可選的參數(shù)有如下幾個(gè)：參數(shù)說(shuō)明-s size設(shè)置本地系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-S size設(shè)置遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-m size設(shè)置本地系統(tǒng)發(fā)送測(cè)試分組的大小-M size設(shè)置遠(yuǎn)端系統(tǒng)接收測(cè)試分組的大小-D對(duì)本地與遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket設(shè)置TCP_NODELAY選項(xiàng)-r req,resp設(shè)置request和reponse分組的大小遠(yuǎn)程主機(jī)： NPt

7、cp options本地主機(jī)： NPtcp -h remote_host options 三、結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 批量(bulk)網(wǎng)絡(luò)流量的性能批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)湫偷睦佑衒tp和其它類似的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用即一次傳輸整個(gè)文件。根據(jù)使用傳輸協(xié)議的不同，批量數(shù)據(jù)傳輸又分為TCP批量傳輸和UDP批量傳輸。1 TCP_STREAMNetperf缺省情況下進(jìn)行TCP批量傳輸，即-t TCP_STREAM。測(cè)試過(guò)程中，netperf向netserver發(fā)送批量的TCP數(shù)據(jù)分組，以確定數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的吞吐量：#./netperf -H 8 -l 60Recv Send SendSocket Sock

8、et Message ElapsedSize Size Size Time Throughputbytes bytes bytes secs. 106bits/sec從netperf的結(jié)果輸出中，我們可以知道以下的一些信息：1 遠(yuǎn)端系統(tǒng)即server使用大小為87380字節(jié)的socket接收緩沖2 本地系統(tǒng)即client使用大小為16384字節(jié)的socket發(fā)送緩沖3 向遠(yuǎn)端系統(tǒng)發(fā)送的測(cè)試分組大小為16384字節(jié)4 測(cè)試經(jīng)歷的時(shí)間為60秒5 吞吐量的測(cè)試結(jié)果為88Mbits/秒在缺省情況下，netperf向發(fā)送的測(cè)試分組大小設(shè)置為本地系統(tǒng)所使用的socket發(fā)送緩沖大小。TCP_STREAM方

9、式下與測(cè)試相關(guān)的局部參數(shù)如下所示：參數(shù)說(shuō)明-s size設(shè)置本地系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-S size設(shè)置遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-m size設(shè)置本地系統(tǒng)發(fā)送測(cè)試分組的大小-M size設(shè)置遠(yuǎn)端系統(tǒng)接收測(cè)試分組的大小-D對(duì)本地與遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket設(shè)置TCP_NODELAY選項(xiàng)通過(guò)修改以上的參數(shù)，并觀察結(jié)果的變化，我們可以確定是什么因素影響了連接的吞吐量。例如，如果疑心路由器由于缺乏足夠的緩沖區(qū)空間，使得轉(zhuǎn)發(fā)大的分組時(shí)存在問(wèn)題，就可以增加測(cè)試分組-m的大小，以觀察吞吐量的變化：#./netperf -H 8 -l 60 - -m 2048R

10、ecv Send SendSocket Socket Message ElapsedSize Size Size Time Throughputbytes bytes bytes secs. 106bits/sec在這里，測(cè)試分組的大小減少到2048字節(jié)，而吞吐量卻沒有很大的變化與前面例子中測(cè)試分組大小為16K字節(jié)相比。相反，如果吞吐量有了較大的提升，那么說(shuō)明在網(wǎng)絡(luò)中間的路由器確實(shí)存在緩沖區(qū)的問(wèn)題。2 UDP_STREAMUDP_STREAM用來(lái)測(cè)試進(jìn)行UDP批量傳輸時(shí)的網(wǎng)絡(luò)性能。需要特別注意的是，此時(shí)測(cè)試分組的大小不得大于socket的發(fā)送與接收緩沖大小，否那么netperf會(huì)報(bào)出錯(cuò)提示：#

11、./netperf -t UDP_STREAM -H 8 -l 60udp_send: data send error: Message too long為了防止這樣的情況，可以通過(guò)命令行參數(shù)限定測(cè)試分組的大小，或者增加socket的發(fā)送/接收緩沖大小。UDP_STREAM方式使用與TCP_STREAM方式相同的局部命令行參數(shù)，因此，這里可以使用-m來(lái)修改測(cè)試中使用分組的大小：#./netperf -t UDP_STREAM -H 8 - -m 1024Socket Message Elapsed MessagesSize Size Time Oka

12、y Errors Throughputbytes bytes secs # # 106bits/sec65535 1024 9.99 114127 65535 9.99 114122 UDP_STREAM方式的結(jié)果中有兩行測(cè)試數(shù)據(jù)，第一行顯示的是本地系統(tǒng)的發(fā)送統(tǒng)計(jì)，這里的吞吐量表示netperf向本地socket發(fā)送分組的能力。但是，我們知道，UDP是不可靠的傳輸協(xié)議，發(fā)送出去的分組數(shù)量不一定等于接收到的分組數(shù)量。第二行顯示的就是遠(yuǎn)端系統(tǒng)接收的情況，由于client與server直接連接在一起，而且網(wǎng)絡(luò)中沒有其它的流量，所以本地系統(tǒng)發(fā)送過(guò)去的分組幾乎都被遠(yuǎn)端系統(tǒng)正確的接收了，遠(yuǎn)端系統(tǒng)的吞吐量也

13、幾乎等于本地系統(tǒng)的發(fā)送吞吐量。但是，在實(shí)際環(huán)境中，一般遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket緩沖大小不同于本地系統(tǒng)的socket緩沖區(qū)大小，而且由于UDP協(xié)議的不可靠性，遠(yuǎn)端系統(tǒng)的接收吞吐量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)送出去的吞吐量。請(qǐng)求/應(yīng)答(request/response)網(wǎng)絡(luò)流量的性能另一類常見的網(wǎng)絡(luò)流量類型是應(yīng)用在client/server結(jié)構(gòu)中的request/response模式。在每次交易transaction中，client向server發(fā)出小的查詢分組，server接收到請(qǐng)求，經(jīng)處理后返回大的結(jié)果數(shù)據(jù)。1 TCP_RRTCP_RR方式的測(cè)試對(duì)象是屢次TCP request和response的交易過(guò)程，但是

14、它們發(fā)生在同一個(gè)TCP連接中，這種模式常常出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中。數(shù)據(jù)庫(kù)的client程序與server程序建立一個(gè)TCP連接以后，就在這個(gè)連接中傳送數(shù)據(jù)庫(kù)的屢次交易過(guò)程。Local /RemoteSocket Size Request Resp. Elapsed Trans.Send Recv Size Size Time Ratebytes Bytes bytes bytes secs. per sec16384 87380Netperf輸出的結(jié)果也是由兩行組成。第一行顯示本地系統(tǒng)的情況，第二行顯示的是遠(yuǎn)端系統(tǒng)的信息。平均的交易率transaction rate為9502.73次/秒。注意到這

15、里每次交易中的request和response分組的大小都為1個(gè)字節(jié)，不具有很大的實(shí)際意義。用戶可以通過(guò)測(cè)試相關(guān)的參數(shù)來(lái)改變r(jià)equest和response分組的大小，TCP_RR方式下的參數(shù)如下表所示：參數(shù)說(shuō)明-s size設(shè)置本地系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-S size設(shè)置遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩沖大小-r req,resp設(shè)置request和reponse分組的大小-D對(duì)本地與遠(yuǎn)端系統(tǒng)的socket設(shè)置TCP_NODELAY選項(xiàng)通過(guò)使用-r參數(shù)，我們可以進(jìn)行更有實(shí)際意義的測(cè)試：#./netperf -t TCP_RR -H 8 - -r 32,1

16、024Local /RemoteSocket Size Request Resp. Elapsed Trans.Send Recv Size Size Time Ratebytes Bytes bytes bytes secs. per sec16384 87380從結(jié)果中可以看出，由于request/reponse分組的大小增加了，導(dǎo)致了交易率明顯的下降。注：相對(duì)于實(shí)際的系統(tǒng)，這里交易率的計(jì)算沒有充分考慮到交易過(guò)程中的應(yīng)用程序處理時(shí)延，因此結(jié)果往往會(huì)高于實(shí)際情況。2 TCP_CRR與TCP_RR不同，TCP_CRR為每次交易建立一個(gè)新的TCP連接。最典型的應(yīng)用就是HTTP，每次HTTP交易是

17、在一條單獨(dú)的TCP連接中進(jìn)行的。因此，由于需要不停地建立新的TCP連接，并且在交易結(jié)束后撤除TCP連接，交易率一定會(huì)受到很大的影響。#./netperf -t TCP_CRR -H 8 Local /RemoteSocket Size Request Resp. Elapsed Trans.Send Recv Size Size Time Ratebytes Bytes bytes bytes secs. per sec16384 87380即使是使用一個(gè)字節(jié)的request/response分組，交易率也明顯的降低了，只有2662.20次/秒。TCP_CRR使用與TCP

18、_RR相同的局部參數(shù)。3 UDP_RRUDP_RR方式使用UDP分組進(jìn)行request/response的交易過(guò)程。由于沒有TCP連接所帶來(lái)的負(fù)擔(dān)，所以我們推測(cè)交易率一定會(huì)有相應(yīng)的提升。#./netperf -t UDP_RR -H 8 Local /RemoteSocket Size Request Resp. Elapsed Trans.Send Recv Size Size Time Ratebytes Bytes bytes bytes secs. per sec65535 65535結(jié)果證實(shí)了我們的推測(cè)，交易率為10141.16次/秒，高過(guò)TCP_RR的數(shù)值。不過(guò)，如果出現(xiàn)了相反的結(jié)果，即交易率反而降低了，也不