网络性能指标

通常是以 4 个指标来衡量网络的性能，分别是带宽、延时、吞吐率、PPS，它们表示的含义如下：

  • 带宽，表示链路的最大传输速率，单位是b/s，带宽越大，其传输能力越强

  • 延时，表示请求数据包发送后，收到对端响应，所需的时间延时，不同的场景有不同的含义，比如可以表示建立 TCP 连接所需的时间延迟，或一个数据包往返所需的时间延迟。

  • 吞吐率，表示单位时间内成功传输的数据量，单位是 b/s（比特 / 秒）或者 B/s（字节 / 秒），吞吐受带宽限制，带宽越大，吞吐率的上限才可能越高。

  • PPS，全称是 Packet Per Second（包 / 秒），表示以网络包为单位的传输速率，一般用来评估系统对于网络的转发能力。 除了以上这四种基本的指标，还有一些其他常用的性能指标，比如：

  • 网络的可用性，表示网络能否正常通信；

  • 并发连接数，表示 TCP 连接数量；

  • 丢包率，表示所丢失数据包数量占所发送数据组的比率；

  • 重传率，表示重传网络包的比例；

查看网络配置

ip 命令是 ifconfig 的现代替代品，功能更强大。它属于 iproute2 工具包。

# 查看网络接口信息
ip addr show
# 查看eth0网卡信息
ip addr show eth0
# 查看路由和默认网关信息
ip route show
# 查看arp 条目
ip -s neigh
# 查看网络统计
ip -s link

第一，网口的连接状态标志。其实也就是表示对应的网口是否连接到交换机或路由器等设备，如果 ifconfig 输出中看到有 RUNNING，或者 ip 输出中有 LOWER_UP，则说明物理网络是连通的，如果看不到，则表示网口没有接网线。 第二，MTU 大小。默认值是 1500 字节，其作用主要是限制网络包的大小，如果 IP 层有一个数据报要传，而且网络包的长度比链路层的 MTU 还大，那么 IP 层就需要进行分片，即把数据报分成若干片，这样每一片就都小于 MTU。事实上，每个网络的链路层 MTU 可能会不一样，所以你可能需要调大或者调小 MTU 的数值。 第三，网口的 IP 地址、子网掩码、MAC 地址、网关地址。这些信息必须要配置正确，网络功能才能正常工作。 第四，网络包收发的统计信息。通常有网络收发的字节数、包数、错误数以及丢包情况的信息，如果 TX（发送） 和 RX（接收）部分中errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指标不为 0 时则说明网络发送或者接收出问题了，这些出错统计信息的指标意义如下：

  • errors 表示发生错误的数据包数，比如校验错误、帧同步错误等；

  • dropped 表示丢弃的数据包数，即数据包已经收到了 Ring Buffer(这个缓冲区是在内核内存中，更具体一点是在网卡驱动程序里)，但因为系统内存不足等原因而发生的丢包；

  • overruns 表示超限数据包数，即网络接收/发送速度过快，导致 Ring Buffer 中的数据包来不及处理，而导致的丢包，因为过多的数据包挤压在 Ring Buffer，这样 Ring Buffer 很容易就溢出了；

  • carrirer 表示发生 carrirer 错误的数据包数，比如双工模式不匹配、物理电缆出现问题等

  • collisions 表示冲突、碰撞数据包数 ip 命令只显示的是网口的配置以及收发数据包的统计信息，而看不到协议栈里的信息

查看协议栈信息

ip 命令只显示的是网口的配置以及收发数据包的统计信息，而看不到协议栈里的信息

ss -atnlp

  • -a 表示显示所有连接；

  • -n 表示显示 IP 地址和端口号，而不显示域名和服务名；

  • -l 表示只显示监听的套接字；

  • -p 表示显示进程的 PID 和名字。

  • -t 表示显示 TCP 套接字；

  • -u 表示显示 UDP 套接字。 输出的内容都差不多， 比如都包含了 socket 的状态（State）、接收队列（Recv-Q）、发送队列（Send-Q）、本地地址（Local Address）、远端地址（Foreign Address）、进程 PID 和进程名称（PID/Program name）等。 接收队列（Recv-Q）和发送队列（Send-Q）比较特殊，在不同的 socket 状态。它们表示的含义是不同的。 当 socket 状态处于 Established时：

  • Recv-Q 表示 socket 缓冲区中还没有被应用程序读取的字节数；

  • Send-Q 表示 socket 缓冲区中还没有被远端主机确认的字节数； 当 socket 状态处于 Listen 时：

  • Recv-Q 表示全连接队列的长度；

  • Send-Q 表示全连接队列的最大长度； 在 TCP 三次握手过程中，当服务器收到客户端的 SYN 包后，内核会把该连接存储到半连接队列，然后再向客户端发送 SYN+ACK 包，接着客户端会返回 ACK，服务端收到第三次握手的 ACK 后，内核会把连接从半连接队列移除，然后创建新的完全的连接，并将其增加到全连接队列 ，等待进程调用 accept() 函数时把连接取出来。 TCP连接队列 也就说，全连接队列指的是服务器与客户端完了 TCP 三次握手后，还没有被 accept() 系统调用取走连接的队列。 使用ss -s来统计协议栈的信息 ss 命令输出的统计信息相比 netsat 比较少，ss 只显示已经连接（estab）、关闭（closed）、孤儿（orphaned） socket 等简要统计。而 netstat 则有更详细的网络协议栈信息，比如上面显示了 TCP 协议的主动连接（active connectionsopenings）、被动连接（passive connection openings）、失败重试（failed connection attempts）、发送（segments send out）和接收（segments received）的分段数量等各种信息。

网络吞吐率&PPS

吞吐率指的是单位时间内收发的数据量,而pps是单位时间内收发的数据包 可以使用 sar（System Activity Reporter ） 命令当前网络的吞吐率和 PPS，用法是给 sar 增加 -n 参数就可以查看网络的统计信息，比如：

  • sar -n DEV，显示网口的统计数据；

  • sar -n EDEV，显示关于网络错误的统计数据；

  • sar -n TCP，显示 TCP 的统计数据 在输出的结果中：

  • rxpck/s 和 txpck/s 分别是接收和发送的 PPS，单位为包 / 秒（Packets received per second|Packets transmitted per second）

  • rxkB/s 和 txkB/s 分别是接收和发送的吞吐率，单位是 KB/ 秒。

  • rxcmp/s 和 txcmp/s 分别是接收和发送的压缩数据包数，单位是包 / 秒

带宽

ethtool eth0 | grep Speed

连通性和延时

要测试本机与远程主机的连通性和延时，通常是使用 ping 命令，它是基于 ICMP 协议的，工作在网络层。

ping -c 4 www.baidu.com

显示的内容主要包含 icmp_seq（ICMP 序列号）、TTL（生存时间，或者跳数）以及 time （往返延时），而且最后会汇总本次测试的情况，如果网络没有丢包，packet loss 的百分比就是 0。 ping不通服务器并不代表 HTTP 请求也不通，因为有的服务器的防火墙是会禁用ICMP 协议的。