初探网络性能测试

初探网络性能测试

 

最近对云主机进行性能测试，第一次涉及到了网络方面的性能测试，其实不能算是一次很全面的网络性能方面的性能测试，只是针对不同的测试目标进行了测试，在这期间，了解了网络性能测试需要掌握的性能指标、测试工具、功能选型和对比等。下面一一介绍下：

网络性能指标

常见的网络性能测试指标包含：网络吞吐量（Throughput）、网络延迟（latency）、抖动（jitter）、丢包率等

网络吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量，吞吐量受网络的带宽或者网络的额定速率限制的，例如家庭带宽为10M网络，表明网络吞吐量不可能超过10Mbits/s，吞吐量的单位通常表示为位元每秒（bit/s或bps）。

网络延迟：通俗的讲，就是数据从电脑这边传到那边所用的时间。这儿有个问题需要确认，数据是指一个数据包的传输还是任意大小，和你传输的数据量相关。可以明显的看到，从A到B传送1个字节的时间和传送100MB的时间肯定是不一样的。标准意义上的延迟，应该仅仅指1个字节的传输时间，类似网络课上讲到的传播时延。（不同意见欢迎讨论）。同样存在一个名词叫做传播延时，这个应该可以标识整个数据包的传输时间，不论包大小为多少。

抖动：用于描述包在网络中的传输延时的变化，抖动越小，说明网络质量越稳定越好。抖动是评价一个网络性能的最重要的因素。

丢包率：测试中所丢失的数据包数量占所发送的数据包的比率，因为我们知道TCP协议是可靠的，所以，一般在使用UDP传输时，才会统计丢包率。

网络性能测试工具

大家熟知的，常用的开源网络性能测试工具有两个：iperf 和 netperf，这两种工具都是可以测试TCP协议和UDP协议的，从可测试的网络性能指标，我们对两种工具进行下对比：

可测试的网络性能指标：

 工具 吞吐量 网络延时 抖动 丢包 其他

 iperf 是 是 否 是

 netperf 是 是 是 是 重传、CPU利用率、延时分布等   

可见，iperf也可以完成基本的网络性能测试，但是工具比netperf要略差些，我们测试过程中，选用的工具为netperf，下面对netperf进行下详细介绍：

安装：netperf的安装可以找SA部署，但是SA安装的版本时2.4版本，很多功能没有实现，可以自己make安装netperf 2.6版本，是目前为止最新的版本。

基本命令：netperf -H hostname -l testtime: 例如 netperf -H 172.0.0.2 -l 60，表示发送到172.0.0.2（这台机器上需要启动netserver进程），发送时间为60s，默认的发送方式为TCP Stream方式。

发送方式：netperf 可以支持多种不同的发送方式，通过 -t 参数指定：

TCP_STREAM、UDP_STREAM模式：即不停往发送方发送数据，可以通过-m 参数指定发送数据的大小，默认大小为socket size。

TCP_RR模式：即Request、Response模式，类似模拟http请求、数据库请求等，默认大小Request size 和 Response size 均为1byte，可以通过 -r 64,32K 设置 Request、Response size。

统计数据：默认得到的数据只有传输时间和吞吐量等，可以通过-k 参数设置要显示的结果数据：

MIN_LATENCY,MAX_LATENCY,MEAN_LATENCY,P50_LATENCY,P90_LATENCY：可以得到延迟相关的统计数据，延迟最大最小值、平均延迟，延迟50、70、90、99值等。

STDDEV_LATENCY：延迟标准差，可以通过该值反应网络的抖动情况

THROUGHPUT：两台机器之间当前的吞吐量

LOCAL_CPU_UTIL,REMOTE_CPU_UTIL：发送方和接收方的CPU使用率

REQUEST_SIZE,RESPONSE_SIZE：RR模式时，Request、Response size

LOCAL_TRANSPORT_RETRANS：重传次数

 

通过上面对netperf命令的描述，可以看到该工具基本可以测试得到所有网络性能方面的指标，但是netperf、iperf这种工具可能更适合作为一种基准工具，进行压力测试，作为负载测试工具还不是很合适，测试过程中，可以通过-b -w的参数制定发送数据包个数和发送间隔，但是不能从根本上限制网络吞吐量仅占网络带宽的50%等情况。

“基准测试工具可能仅适用于一些基本性能指标的测试，并不算一个完善的测试工具” —— 霞姐~