网络性能测试工具-Iperf

一.简单介绍

Iperf是一个网络性能测试工具，Iperf可以测试TCP和UDP带宽质量，Iperf可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性。Iperf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失。利用Iperf这一特性，可以用来测试一些网络设备如路由器，防火墙，交换机等的性能。

二.工具版本

Iperf有两种版本，windows版本和linux版本。

linux版本下载链接：http://code.google.com/p/iperf/downloads/list
windows下载链接：http://sourceforge.net/projects/iperf/files/jperf/jperf%202.0.0/

三.Iperf的功能

TCP
* 测试网络带宽
* 报告MSS/MTU值的大小和观测值
* 支持TCP窗口值通过套接字缓冲
* 当P线程或Win32线程可用时，支持多线程。客户端与服务端支持同时多重连接

UDP
* 客户端可以创建指定带宽的UDP流
* 测试丢包
* 测试延迟
* 支持多播
* 当P线程可用时，支持多线程。客户端与服务端支持同时多重连接（不支持windows）

四.Iperf的安装

* windows下iperf的安装
对于windows版的Iperf，直接将解压出来的iperf.exe和cygwin1.dll复制到%systemroot%目录即可
* Linux下Iperf的安装

tar -xvf iperf-<version>.tar.gz
cd iperf-<version>
./configure
make
make install 

五.IPerf的使用

iperf参数介绍：

命令行选项	描述
客户端与服务器共用选项
-f, --format [bkmaBKMA]	格式化带宽数输出。支持的格式有： 'b' = bits/sec 'B' = Bytes/sec 'k' = Kbits/sec 'K' = KBytes/sec 'm' = Mbits/sec 'M' = MBytes/sec 'g' = Gbits/sec 'G' = GBytes/sec 'a' = adaptive bits/sec 'A' = adaptive Bytes/sec 自适应格式是kilo-和mega-二者之一。除了带宽之外的字段都输出为字节，除非指定输出的格式，默认的参数是a。 注 意：在计算字节byte时，Kilo = 1024， Mega = 1024^2，Giga = 1024^3。通常，在网络中，Kilo = 1000， Mega = 1000^2， and Giga = 1000^3，所以，Iperf也按此来计算比特（位）。如果这些困扰了你，那么请使用-f b参数，然后亲自计算一下。
-i, --interval #	设置每次报告之间的时间间隔，单位为秒。如果设置为非零值，就会按照此时间间隔输出测试报告。默认值为零。
-l, --len #[KM]	设置读写缓冲区的长度。TCP方式默认为8KB，UDP方式默认为1470字节。
-m, --print_mss	输出TCP MSS值（通过TCP_MAXSEG支持）。MSS值一般比MTU值小40字节。通常情况
-p, --port #	设置端口，与服务器端的监听端口一致。默认是5001端口，与ttcp的一样。
-u, --udp	使用UDP方式而不是TCP方式。参看-b选项。
-w, --window #[KM]	设置套接字缓冲区为指定大小。对于TCP方式，此设置为TCP窗口大小。对于UDP方式，此设置为接受UDP数据包的缓冲区大小，限制可以接受数据包的最大值。
-B, --bind host	绑定到主机的多个地址中的一个。对于客户端来 说，这个参数设置了出栈接口。对于服务器端来说，这个参数设置入栈接口。这个参数只用于具有多网络接口的主机。在Iperf的UDP模式下，此参数用于绑 定和加入一个多播组。使用范围在224.0.0.0至239.255.255.255的多播地址。参考-T参数。
-C, --compatibility	与低版本的Iperf使用时，可以使用兼容模式。不需要两端同时使用兼容模式，但是强烈推荐两端同时使用兼容模式。某些情况下，使用某些数据流可以引起1.7版本的服务器端崩溃或引起非预期的连接尝试。
-M, --mss #[KM}	通过TCP_MAXSEG选项尝试设置TCP最大信息段的值。MSS值的大小通常是TCP/IP头减去40字节。在以太网中，MSS值 为1460字节（MTU1500字节）。许多操作系统不支持此选项。
-N, --nodelay	设置TCP无延迟选项，禁用Nagle's运算法则。通常情况此选项对于交互程序，例如telnet，是禁用的。
-V (from v1.6 or higher)	绑定一个IPv6地址。 服务端：$ iperf -s –V 客户端：$ iperf -c <Server IPv6 Address> -V 注意：在1.6.3或更高版本中，指定IPv6地址不需要使用-B参数绑定，在1.6之前的版本则需要。在大多数操作系统中，将响应IPv4客户端映射的IPv4地址。

服务器端专用选项
-s, --server	Iperf服务器模式
-D (v1.2或更高版本)	Unix平台下Iperf作为后台守护进程运行。在Win32平台下，Iperf将作为服务运行。
-R(v1.2或更高版本，仅用于Windows)	卸载Iperf服务（如果它在运行）。
-o(v1.2或更高版本，仅用于Windows)	重定向输出到指定文件
-c, --client host	如果Iperf运行在服务器模式，并且用-c参数指定一个主机，那么Iperf将只接受指定主机的连接。此参数不能工作于UDP模式。
-P, --parallel #	服务器关闭之前保持的连接数。默认是0，这意味着永远接受连接。
客户端专用选项
-b, --bandwidth #[KM]	UDP模式使用的带宽，单位bits/sec。此选项与-u选项相关。默认值是1 Mbit/sec。
-c, --client host	运行Iperf的客户端模式，连接到指定的Iperf服务器端。
-d, --dualtest	运行双测试模式。这将使服务器端反向连接到客户端，使用-L 参数中指定的端口（或默认使用客户端连接到服务器端的端口）。这些在操作的同时就立即完成了。如果你想要一个交互的测试，请尝试-r参数。
-n, --num #[KM]	传送的缓冲器数量。通常情况，Iperf按照10秒钟发送数据。-n参数跨越此限制，按照指定次数发送指定长度的数据，而不论该操作耗费多少时间。参考-l与-t选项。
-r, --tradeoff	往复测试模式。当客户端到服务器端的测试结束时，服务器端通过-l选项指定的端口（或默认为客户端连接到服务器端的端口），反向连接至客户端。当客户端连接终止时，反向连接随即开始。如果需要同时进行双向测试，请尝试-d参数。
-t, --time #	设置传输的总时间。Iperf在指定的时间内，重复的发送指定长度的数据包。默认是10秒钟。参考-l与-n选项。
-L, --listenport #	指定服务端反向连接到客户端时使用的端口。默认使用客户端连接至服务端的端口。
-P, --parallel #	线程数。指定客户端与服务端之间使用的线程数。默认是1线程。需要客户端与服务器端同时使用此参数。
-S, --tos #	出栈数据包的服务类型。许多路由器忽略TOS字段。你可以指定这个值，使用以"0x"开始的16进制数，或以"0"开始的8进制数或10进制数。 例如，16进制'0x10' = 8进制'020' = 十进制'16'。TOS值1349就是： IPTOS_LOWDELAY minimize delay 0x10 IPTOS_THROUGHPUT maximize throughput 0x08 IPTOS_RELIABILITY maximize reliability 0x04 IPTOS_LOWCOST minimize cost 0x02
-T, --ttl #	出栈多播数据包的TTL值。这本质上就是数据通过路由器的跳数。默认是1，链接本地。
-F (from v1.2 or higher)	使用特定的数据流测量带宽，例如指定的文件。 $ iperf -c <server address> -F <file-name>
-I (from v1.2 or higher)	与-F一样，由标准输入输出文件输入数据。
杂项
-h, --help	显示命令行参考并退出 。
-v, --version	显示版本信息和编译信息并退出。

六.Ceph网络性能的测试

在ceph01上运行ifpef3 -s

[root@openstack02 ~]# iperf3 -s
-----------------------------------------------------------
Server listening on
-----------------------------------------------------------

在ceph02节点上运行iperf3 -c ${cline_hostname}

[root@openstack01 ~]# iperf3 -c openstack02
-----------------------------------------------------------
Server listening on
-----------------------------------------------------------
Accepted connection from 192.168.30.6, port
[  ] local 192.168.30.5 port  connected to 192.168.30.6 port
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  ]   0.00-1.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   1.00-2.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   2.00-3.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   3.00-4.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   4.00-5.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   5.00-6.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   6.00-7.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   7.00-8.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   8.00-9.00   sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]   9.00-10.00  sec    MBytes    Mbits/sec
[  ]  10.00-10.04  sec  4.18 MBytes    Mbits/sec  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  5]   0.00-10.04  sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
[  5]   0.00-10.04  sec  1.09 GBytes   934 Mbits/sec                  receiver
-----------------------------------------------------------           

从上图可以看出，iperf3默认运行的时间为10秒钟，每隔一秒钟输出一次传输状态，同时还可以看到每秒钟下载的数据量在112M左右，刚好与"Bandwidth"列的值对应起来。网卡的带宽速率维持在940Mbits/sec左右接近1G/s，测试的服务器为千兆网卡，这个测试值基本合理。在输出的最后，iperf还给出了总的数据发送，接收量，并给出了带宽速率平均值。通过这些值，基本可以判断网络带宽是否正常，网络传输状态是否稳定。

iperf提供了很多参数，可以多角度、全方位的测试网络带宽利用率。例如，要改变iperf运行的时间和输出频率。可以通过"-t"和"-i"参数来实现：

[root@control- ~]# iperf3 -c 192.168.30.6 -t  -i
Connecting to host 192.168.30.6, port
[  ] local 192.168.30.5 port  connected to 192.168.30.6 port
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  ]   0.00-5.00   sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]   5.00-10.00  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]  10.00-15.00  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]  15.00-20.00  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  ]   0.00-20.00  sec  2.19 GBytes    Mbits/sec                 sender
[  ]   0.00-20.00  sec  2.19 GBytes    Mbits/sec                  receiver

从图中可以看出，输出状态的间隔变为每5秒钟一次，总共执行20秒，测试的带宽速率保持在940Mbits/sec

如果模拟大量的数据传输，也可以指定要发送的数据量。这里可以通过"-n"参数来实现。在指定"-n"参数后，"-t"参数失效，iperf在传输完毕指定大小的数据包后，自动结束

[root@control-01 ~]# iperf3 -c 192.168.30.6 -i 10 -n 5000000000
Connecting to host 192.168.30.6, port
[  ] local 192.168.30.5 port  connected to 192.168.30.6 port
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  ]   0.00-10.00  sec  1.10 GBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]  10.00-20.00  sec  1.09 GBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  20.00-30.00  sec  1.08 GBytes    Mbits/sec       KBytes
[  ]  30.00-40.00  sec  1.09 GBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  40.00-42.72  sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  ]   0.00-42.72  sec  4.66 GBytes    Mbits/sec               sender
[  ]   0.00-42.72  sec  4.65 GBytes    Mbits/sec                  receiver

上面的例子是指定发送一个5GB左右的数据包，并且每隔10秒钟输出一次传输状态，从这个输出可以看出，当失败重试次数较多时，传输速率急剧下降。

有时，为了模拟更真实的TCP应用，iperf客户端允许从一个特定的文件发送数据，这可以通过"-F"参数实现。

[root@control- glance]# iperf3 -c 192.168.30.6 -F hci.qcow2 -i  -t
Connecting to host 192.168.30.6, port
[  ] local 192.168.30.5 port  connected to 192.168.30.6 port
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  ]   0.00-5.00   sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]   5.00-10.00  sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  10.00-15.00  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]  15.00-20.00  sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  20.00-25.00  sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  25.00-30.00  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
[  ]  30.00-35.00  sec    MBytes    Mbits/sec        KBytes
[  ]  35.00-38.87  sec    MBytes    Mbits/sec         KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  ]   0.00-38.87  sec  4.24 GBytes    Mbits/sec               sender
        Sent 4.24 GByte / 4.29 GByte (%) of yunxiazi-huawei.qcow2
[  ]   0.00-38.87  sec  4.24 GBytes    Mbits/sec                  receiver

在上面的例子中，通过"-F"参数指定了一个hci.qcow2文件作为iperf要传输的数据。在使用此参数时，需要同时指定一个"-t"参数来设置要测试传输的时间。这个时间尽量设置长一些，因为在默认的10秒内，这个文件可能还没有传完。

在使用iperf进行网络带宽测试时，如果没有指定发送方式，iperf客户端只会使用一个单一的线程。iperf是支持多线程的，可以使用iperf提供的"-P"参数来设置多线程的数目。通过使用多线程，可以在一定程度上增加网络的吞吐量。