网络测试工具netperf（转）-白红宇

一般我们进行网络测试，主要是测试网络的连通性、网络带宽、网络响应时间等。常用的工具包括ping、traceroute、telnet、ftp等。如测试网络连通性，可以使用ping，traceroute，如果测试防火墙是否配置正确，可以使用telnet和traceroute -p，使用ping命令可以测试网络延迟，ftp则用来测试网络带宽。

但如果需要做一些更为深入的测试，如测试不同包大小的不同类型的业务的网络处理能力，则需要更专业的工具，如netperf，iperf等。

netperf测试工具介绍

是一个开源的网络性能测试工具。可以在AIX和LINUX平台上安装，支持跨平台使用。

netperf可以进行的测试TCP网络性能、UDP网络性能，并且可以模拟Client/Server长连接或短连接场景，因此能更接近实际网络的使用环境进行测试和评估。

安装

从可以下载源代码进行编译安装。安装过程基本上是老三步，即

./configcuremakemake install

默认安装路径是/usr/local下的各目录。在AIX等系统中，可能需要自己设置PATH环境变量，或使用–prefix参数更改安装路径。

对于SUSE，在安装中发现，在内核版本为2.6.16(SUSE 10)时，会出现编译错误：

nettest_omni.o: In function `recv_data_no_copy':nettest_omni.c:(.text+0x6e44): undefined reference to `splice'nettest_omni.c:(.text+0x6e7b): undefined reference to `splice'collect2: ld returned 1 exit statusmake[3]: *** [netperf] Error 1make[3]: Leaving directory `/root/py/netperf-2.6.0/src'make[2]: *** [all-recursive] Error 1make[2]: Leaving directory `/root/py/netperf-2.6.0/src'make[1]: *** [all-recursive] Error 1make[1]: Leaving directory `/root/py/netperf-2.6.0'

经查，splice系统调用是在2.6.17内核版本以后出现的，因此换用SUSE 11编译通过。

如果是UBUNTU之类的版本，因为软件库中已经有了netperf，可以用包管理器安装。比如UBUNTU中使用：

sudo apt-get install netperf

使用

启动服务

netperf包括两个程序。一个是客户端netperf，用于模拟各类网络行为。另一个为服务器程序netserver。用于接收客户端的请求。启动服务的操作类似于：

# netserverStarting netserver with host 'IN(6)ADDR_ANY' port '12865' and family AF_UNSPEC

默认情况下TCP服务的监听启动在12865端口上。可以通过-p参数修改。

未发现使用了哪个UDP端口，估计是在测试时根据netperf启用的测试项目再启用端口的。

netperf参数说明

netperf的参数格式如下：

netperf [global options] -- [test options]

其中，global options为通用参数，所有测试项目都涉及或是公共的参数，常用的有：

-H 主机名或IP 指定运行netserver的服务器的IP

-l 测试时长指定测试的时间长度，单位为秒

-t 测试项目指定测试的内容。测试项目如下：

TCP批量数据传输测试 TCP_STREAM

TCP_SENDFILE                 TCP_MAERTS

TCP请求应答（长连接）模式测试 TCP_RR

TCP_CRR

UCP批量数据传输测试 UDP_STREAM

UDP_RR                 DLCO_STREAM                 DLCO_RR                 DLCL_STREAM                 DLCL_RR                 STREAM_STREAM                 STREAM_RR                 DG_STREAM                 DG_RR                 SCTP_STREAM                 SCTP_STREAM_MANY                 SCTP_RR                 SCTP_RR_MANY                 LOC_CPU                 REM_CPU

test specific options是测试项用的参数，它与全局参数之间要用“–”分开类似

netperf -H 127.0.0.1 -l 30 -- -m 2048

测试项参数与测试项目相关。

常用测试项目

网络带宽测试

带宽测试一般使用-t TCP_STREAM测试项，这也是netperf的默认测试项目。此项测试与ftp类似可以测试系统的带宽，但可以通过参数进行更多的设置。比如：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60MIGRATED TCP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoRecv   Send    Send                          Socket Socket  Message  Elapsed              Size   Size    Size     Time     Throughput  bytes  bytes   bytes    secs.    10^6bits/sec   87380  16384  16384    60.00    2760.70

第一列为服务端接收包的Socket缓冲区大小，这里没87380

第二列为客户端发送数据的Socket缓冲区大小，这里为16384

第三列为发送的消息的大小，这里为16384

第四列为测试时长

第五列为测试的速率，单位为M，这里结果为2.7G。因为使用的是localhost，实际是在本机的内存中收发的数据。

TCP_STREAM的常用测试参数有：

-s 缓冲区大小指定客户端发送数据的缓冲区大小 -S 缓冲区大小指定服务端接收数据的缓冲区大小

-m 发送消息大小单位为bytes

-M 接收消息大小单位为bytes

可以调整这些参数，了解哪些因素对传输速率有影响。比如将发送缓冲变大，测试结果变化不大：

                             $ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -- -s 65535MIGRATED TCP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoRecv   Send    Send                          Socket Socket  Message  Elapsed              Size Size Size Time Throughput bytes bytes bytes secs. 10^6bits/sec 87380 131070 131070 60.00 2672.42          
       

而改变接收缓冲和发包大小，则可以提升性能：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -- -S 65535 MIGRATED TCP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoRecv   Send    Send                          Socket Socket  Message  Elapsed              Size   Size    Size     Time     Throughput  bytes  bytes   bytes    secs.    10^6bits/sec  131070  16384  16384    60.00    3058.22   $ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -- -m 65535MIGRATED TCP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoRecv   Send    Send                          Socket Socket  Message  Elapsed              Size   Size    Size     Time     Throughput  bytes  bytes   bytes    secs.    10^6bits/sec   87380  16384  65535    60.00    3266.55

UDP协议的传输性能

与网络带宽测试类似，只是更换了协议，所以这个项目是UDP_STREAM：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -t UDP_STREAMMIGRATED UDP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoSocket  Message  Elapsed      Messages                Size    Size     Time         Okay Errors   Throughputbytes   bytes    secs            #      #   10^6bits/sec212992   65507   60.00      440506      0    3847.46212992           60.00      433151           3783.22

与TCP_STREAM不太一样，测试结果中有两行数据。第一行是客户端的，第二行是服务端。

第一列为缓冲区大小，在netperf测试中，两端的缓冲区大小会设置成一样大。

第二列为消息大小

第三列为测试传输时间

第四列为传输数据包量，UDP由于协议不保证传输可靠性，收发消息数量不一样多，而且实际生产环境收包量可能比发包少得更多。从数据看，这个包数量应是每秒数量（消息大小和速度的单位不一样）

最后是测试的速率，可以看到要比TCP协议快一些。这是协议决定的。

TCP长连接请求应答模式测试

除了网络数据传输，大量的网络流量是请求/应答式的，即一方发送一个报文，另一方回复一个。而且通常这类请求和回复的报文大小不一样大，甚至差别很大。netperf可以简单模拟这类应用场景，进行网络性能测试。测试使用类型为TCP_RR。

最简单的TCP_RR测试如下：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -t TCP_RRMIGRATED TCP REQUEST/RESPONSE TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demo : first burst 0Local /RemoteSocket Size   Request  Resp.   Elapsed  Trans.Send   Recv   Size     Size    Time     Rate         bytes  Bytes  bytes    bytes   secs.    per sec   16384  87380  1        1       60.00    13517.65   16384  87380

测试结果分为两行，第一行是本地，第二行是远端（服务端）

第一列和第二列应该还是缓冲区，只是和STREAM测试的顺序相反。

第三、四列为请求和返回包的大小。默认为1位。

第五列为测试时间

第六列为交易速率，这次是笔数/每秒，不再是带宽。

默认的包大小实际业务中不可能发生，可以通过参数进行调整，来模拟真实的情况。使用测试参数-r 请求包大小,应答包大小（-r request,response）来测试。注意此参数单位为BYTES，实际的业务一般是以字节为单位的报文：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -t TCP_RR -- -r 64,2048MIGRATED TCP REQUEST/RESPONSE TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demo : first burst 0Local /RemoteSocket Size   Request  Resp.   Elapsed  Trans.Send   Recv   Size     Size    Time     Rate         bytes  Bytes  bytes    bytes   secs.    per sec   16384  87380  64       2048    60.00    13129.09   16384  87380

此测试使用8字节的请求，256字节的返应答包进行测试，测试结果相对默认值轻微下降。

TCP短连接请求应答模式测试

TCP请求的另一大类是类似HTTP业务的短连接请求应答报文。对应的测试项是TCP_CRR：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -t TCP_CRR             MIGRATED TCP Connect/Request/Response TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demoLocal /RemoteSocket Size   Request  Resp.   Elapsed  Trans.Send   Recv   Size     Size    Time     Rate         bytes  Bytes  bytes    bytes   secs.    per sec   16384  87380  1        1       60.00    2210.55   16384  87380

测试参数和显示与TCP_RR类似。由于业务类型的影响，速率降得比厉害。

UDP连接请求应答模式测试

由于UDP协议的原因，UDP请求应答不分长短连接。只有UDP_RR一个测试项目，测试参数也类似TCP类的测试：

$ netperf -H 127.0.0.1 -l 60 -t UDP_RR              MIGRATED UDP REQUEST/RESPONSE TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 127.0.0.1 () port 0 AF_INET : demo : first burst 0Local /RemoteSocket Size   Request  Resp.   Elapsed  Trans.Send   Recv   Size     Size    Time     Rate         bytes  Bytes  bytes    bytes   secs.    per sec   212992 212992 1        1       60.00    15837.63   212992 212992

理论上，UDP的测试结果要好于TCP，但在实际网络中，可能受网络设备配置等影响，存在一定未知数。

如何进行模拟测试

首先需要搞好测试用例。要明确业务的类型，协议，好确定选择哪个测试项目，要了解业务的特性，如一般包的大小等信息，以便选择合适的参数。这些参数可以根据业务设计来确定，也可能需要通过业务监控数据来获取。例如通过监控数据中的最大流量和最大IO量，可以大致评估一下数据包的大小，当然这种评估很不精确。

由于决定网络性能的因素有一部分和配置相关，因此在测试中可以变更缓冲区大小等参数，以便了解是否需要对网络参数进行调整。