使用iperf3调试网络

介绍

Iperf是一款基于TCP/IP和UDP/IP的网络性能测试工具，它可以用来测量网络带宽和网络质量，还可以提供网络延迟抖动、数据包丢失率、最大传输单元等统计信息。网络管理员可以根据这些信息了解并判断网络性能问题，从而定位网络瓶颈，解决网络故障。

iperf的主要功能：

1）TCP方面

测试网络带宽。
支持多线程，在客户端与服务端支持多重连接。
报告MSS/MTU值的大小。
支持TCP窗口值自定义并可通过套接字缓冲。

2）UDP方面

可以设置指定带宽的UDP数据流
可以测试网络抖动值、丢包数
支持多播测试
支持多线程，在客户端与服务端支持多重连接。

安装方法：arm linux 移植 iperf3

用法

iperf分为客户端和服务器2个部分，因此参数也做了区分；iperf的命令行选项共分为三类，分别是：

注意，iperf 有2.x和3.x的版本不同，调试时需要配套使用，而不能2.x与3.x混用。

客户端与服务器端公用选项
服务器端专用选项
客户端专用选项

服务器端专用选项

命令行参数	含义描述
-s	将iperf以server模式启动，例如：iperf3 –s，iperf3默认启动的监听端口为5201，可以通过“-p”选项修改默认监听端口
-D	将iperf作为后台守护进程运行，例如：iperf3 -s -D

客户端专用选项

命令行参数	含义描述
-c	将iperf以client模式启动例如：iperf3 -c 192.168.12.168，其中192.168.12.168是server端的IP地址
-u	指定使用UDP协议
-b [K\|M\|G]	指定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
-t	指定传输数据包的总时间。iperf将在指定的时间内，重复发送指定长度的数据包。默认是10秒钟
-n [K\|M\|G]	指定传输数据包的字节数，例如：iperf3 -c 192.168.12.168 –n 100M
-l	指定读写缓冲区的长度。TCP方式默认大小为8KB，UDP方式默认大小为1470字节
-P	指定客户端与服务端之间使用的线程数。默认是1个线程。需要客户端与服务器端同时使用此参数
-R	切换数据发送接收模式，例如默认客户端发送，服务器端接收，设置此参数后，数据流向变为客户端接收，服务器端发送
-w	指定套接字缓冲区大小，在TCP方式下，此设置为TCP窗口的大小。在UDP方式下，此设置为接受UDP数据包的缓冲区大小，用来限制可以接收数据包的最大值
-B	用来绑定一个主机地址或接口，这个参数仅用于具有多个网络接口的主机。在UDP模式下，此参数用于绑定和加入一个多播组
-M	设置TCP最大信息段的值
-N	设置TCP无延时

公用选项

命令行参数	含义描述
-f [k\|m\|g\|K\|M\|G]	指定带宽输出单位，“[k\|m\|g\|K\|M\|G]”分别表示以Kbits, Mbits, Gbits, KBytes, MBytes,GBytes显示输出结果，默认以Mbits为单位，例如：iperf3 -c 192.168.12.168 -f M
-p	指定服务器端使用的端口或客户端所连接的端口，例如： iperf3 -s -p 9527; iperf3 -c 192.168.12.168 -p 9527
-i	指定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1。例如：iperf3 -c 192.168.12.168 -i 2
-F	指定文件作为数据流进行带宽测试。例如：iperf3 -c 192.168.12.168 -F web-ixdba.tar.gz

TCP测试实例

服务端

在PC机上，启动 iperf 服务：

iperf3 -s -i 1

客户端

板子上，使用 iperf 客户端测试：

iperf3 -c 192.168.168.106 -i 1 -w 300k -t 10

日志

-----------------------------------------------------------

Server listening on 5201

-----------------------------------------------------------

Accepted connection from 192.168.168.16, port 50850

[  5] local 192.168.168.106 port 5201 connected to 192.168.168.16 port 50852

[ ID] Interval           Transfer     Bitrate

[  5]   0.00-1.01   sec  67.8 MBytes   564 Mbits/sec

[  5]   1.01-2.00   sec  74.2 MBytes   628 Mbits/sec

[  5]   2.00-3.00   sec  70.1 MBytes   588 Mbits/sec

[  5]   3.00-4.00   sec  77.8 MBytes   653 Mbits/sec

[  5]   4.00-5.00   sec  75.0 MBytes   629 Mbits/sec

[  5]   5.00-6.00   sec  79.1 MBytes   663 Mbits/sec

[  5]   6.00-7.00   sec  78.8 MBytes   661 Mbits/sec

[  5]   7.00-8.00   sec  77.5 MBytes   650 Mbits/sec

[  5]   8.00-9.00   sec  77.8 MBytes   652 Mbits/sec

[  5]   9.00-10.00  sec  78.3 MBytes   657 Mbits/sec

[  5]  10.00-10.06  sec  4.17 MBytes   628 Mbits/sec

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

[ ID] Interval           Transfer     Bitrate

[  5]   0.00-10.06  sec   761 MBytes   634 Mbits/sec                  receiver

可以看出，iperf默认的运行时间是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传输的数据量在67.8MB左右，刚好与“Bandwidth”列的值对应起来，网卡的带宽速率维持在634 Mbits/sec左右，而测试的服务器是千兆网卡，这个测试值也基本合理。

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。

UDP测试实例

由于UDP协议是一个非面向连接的轻量级传输协议，并且不提供可靠的数据传输服务.

因此对UDP应用的关注点不是传输数据有多快，而是它的丢包率和延时指标。

通过iperf的“-u”参数即可测试UDP应用的传输性能。

服务端命令相同iperf3 -s -i 1，客户端命令如下：

iperf3 -c 192.168.168.106 -i 1 -w 300k -t 10 -u # UDP 测试

日志如下：

Accepted connection from 192.168.168.16, port 50862

[  6] local 192.168.168.106 port 5201 connected to 192.168.168.16 port 49242

[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams

[  6]   0.00-1.00   sec   123 KBytes  1.01 Mbits/sec  32475.353 ms  0/87 (0%)

[  6]   1.00-2.01   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  91.498 ms  0/91 (0%)

[  6]   2.01-3.00   sec   127 KBytes  1.05 Mbits/sec  0.979 ms  0/90 (0%)

[  6]   3.00-4.01   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  0.127 ms  0/91 (0%)

[  6]   4.01-5.00   sec   126 KBytes  1.04 Mbits/sec  0.170 ms  0/89 (0%)

[  6]   5.00-6.00   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  0.245 ms  0/91 (0%)

[  6]   6.00-7.00   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  0.238 ms  0/91 (0%)

[  6]   7.00-8.00   sec   127 KBytes  1.04 Mbits/sec  0.302 ms  0/90 (0%)

[  6]   8.00-9.00   sec   129 KBytes  1.05 Mbits/sec  0.236 ms  0/91 (0%)

[  6]   9.00-10.00  sec   127 KBytes  1.04 Mbits/sec  0.117 ms  0/90 (0%)

[  6]  10.00-10.05  sec  7.07 KBytes  1.13 Mbits/sec  0.145 ms  0/5 (0%)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams

[  6]   0.00-10.05  sec  1.25 MBytes  1.04 Mbits/sec  0.145 ms  0/906 (0%)  receiver

iperf3: the client has unexpectedly closed the connection

重点关注虚线下的一段内容，在这段输出中，“Jitter”列表示抖动时间，或者称为传输延迟，“Lost/Total”列表示丢失的数据报和总的数据报数量，后面的0%是平均丢包的比率，“Datagrams”列显示的是总共传输数据报的数量。

在UDP应用中随着传输数据的增大，丢包率和延时也随之增加。对于延时和丢包可以通过改变应用程序来缓解或修复，例如视频流应用，可以通过缓存数据的方式而可以容忍更大的延时。