Návod k programu iperf3: Testování rychlosti sítě v systémech Linux a Windows

Návod k iperf3: Měření výkonu sítě v systémech Linux a Windows

iperf3 je nástroj příkazového řádku pro měření šířky pásma sítě, kolísání (jitter) a ztráty paketů mezi dvěma počítači. Využívá model klient-server: jeden počítač naslouchá, druhý odesílá provoz a vy získáte přesné údaje o propustnosti. Tento návod se zabývá instalací, základními i pokročilými testy a tím, jak vyladit systém pro přesné výsledky na vysokorychlostních spojích.

Instalace iperf3

Debian / Ubuntu

sudo apt update
sudo apt install iperf3

Potvrďte instalaci příkazem iperf3 --version. Nainstalujte jej na server i na klientský počítač.

Fedora / CentOS / Rocky / Alma

Na Fedora 22 a novějších, CentOS 8 a novějších, Rocky nebo AlmaLinux:

sudo dnf install iperf3

V CentOS 7 použijte yum . Pokud balíček nenajdete, nejprve povolte repozitář EPEL:

sudo yum install epel-release
sudo yum install iperf3

Pokud máte zapnutý firewall, otevřete port 5201:

sudo firewall-cmd --add-port=5201/tcp --permanent
sudo firewall-cmd --reload

Windows

Stáhněte si samostatný spustitelný soubor z webu iperf.fr nebo z repozitáře GitHub ar51an/iperf3-win-builds. Rozbalte jej do složky, například C:\iperf3a poté ověřte:

cd C:\iperf3
iperf3.exe -v

Chcete-li spustit iperf3 z libovolného adresáře, přidejte složku do systémové proměnné PATH v okně Vlastnosti systému > Upřesnit > Proměnné prostředí. Budete také muset ve Windows Defender Firewall vytvořit pravidlo pro příchozí provoz, které povolí TCP na portu 5201.

Nastavení serveru

Spusťte server příkazem:

iperf3 -s

Ve výchozím nastavení naslouchá na TCP portu 5201. Chcete-li jej spustit na pozadí s protokolováním:

iperf3 -s -D --logfile /var/log/iperf3.log

Ověřte, zda běží, pomocí příkazu ss -tulpn | grep 5201.

Pokud je port 5201 ve vaší síti blokován, použijte -p k výběru jiného portu. Chcete-li server navázat na konkrétní rozhraní, použijte -B:

iperf3 -s -B 192.168.1.10

Pro jednorázové testy iperf3 -s -1 zpracuje připojení jediného klienta a poté se ukončí. Na spojích s vysokou šířkou pásma (40 Gbps+) spusťte více instancí serveru na různých portech, abyste obešli omezení jednovláknového procesoru.

Ujistěte se, že váš firewall povoluje provoz na zvoleném portu. Na Ubuntu/Debianu s UFW:

sudo ufw allow 5201/tcp
sudo ufw allow 5201/udp   # if testing UDP

Provádění klientských testů

Základní test TCP

iperf3 -c 192.168.1.10

Tento test měří šířku pásma pro odesílání dat přes TCP po dobu 10 sekund. Prodlužte dobu trvání pomocí -t:

iperf3 -c 192.168.1.10 -t 30

Na spojích s rychlostí 10 Gbps nebo 25 Gbps často dosahuje jeden TCP proud maximální rychlosti 3–5 Gbps kvůli omezením jednojádrového procesoru. K nasycení spoje použijte paralelní proudy:

iperf3 -c 192.168.1.10 -P 8

Interpretace výsledků

Každý řádek intervalu zobrazuje Transfer (odeslaná data) a Bitrate (propustnost). U TCP sledujte také:

• Retr (opakovaná přenosy). Vysoké hodnoty znamenají ztrátu paketů nebo přetížení.
• Cwnd (okno přetížení). Pokud je nízká nebo se nehýbe, propustnost omezují limity velikosti vyrovnávací paměti nebo okna.

Na čistém připojení o rychlosti 1 Gbps lze po odečtení režijních nákladů protokolu očekávat přibližně 940 Mbps. Test končí souhrnnými řádky pro odesílatele a příjemce. Ve stabilní síti by se tyto hodnoty měly téměř shodovat.

U testů UDP (-u flag) výstup obsahuje navíc jitter (kolísání času doručení paketů) a počet ztracených/celkových datagramů. Jitter pod 1 ms a 0 % ztrát je ideální pro provoz v reálném čase, jako je VoIP.

Užitečné příznaky

Pokročilé testy

Obousměrné testování

Příznak --bidir příznak (iperf3 3.7+) testuje odesílání a stahování současně:

iperf3 -c 192.168.1.10 --bidir

Obě připojení vycházejí z klienta, takže to funguje přes NAT bez otevírání dalších portů. Pokud jsou výsledky obousměrného testu výrazně nižší než u jednosměrných testů, váš router nebo kabelový modem možná má potíže se zpracováním plnoduplexního provozu.

Režim „Reverse“

Příznak -R příznak obrátí tok dat tak, že server odesílá a klient přijímá. Tím se měří rychlost stahování bez výměny rolí:

iperf3 -c 192.168.1.10 -t 30 -i 5 -R

Velké rozdíly mezi výsledky v přímém a reverzním režimu naznačují asymetrické trasy, přetížení sítě nebo nesprávné nastavení vyrovnávací paměti.

Testování UDP

Testy UDP odhalují kolísání (jitter) a ztráty paketů, které protokol TCP skrývá za opakovanými přenosy. Vždy nastavte cílovou šířku pásma pomocí -b, protože iperf3 používá pro UDP výchozí hodnotu 1 Mbps:

iperf3 -c 192.168.1.10 -u -b 1G

Pro simulaci VoIP provozu (100 hovorů, pakety o velikosti 200 bajtů):

iperf3 -c 192.168.1.10 -u -b 8M -l 200

Měřítka kvality: kolísání (jitter) pod 5 ms je pro VoIP dobré, nad 30 ms způsobuje slyšitelné problémy. Ztráta paketů nad 0,1 % znatelně zhoršuje kvalitu médií v reálném čase.

Nastavení a řešení problémů

Časté problémy

Dosahujete na gigabitovém připojení pouze 100 Mbps? Zkontrolujte rychlost svého fyzického rozhraní pomocí ethtool eth0. Automatické vyjednávání někdy selže a sníží rychlost připojení.

MSS na ethernetu ukazuje 536 bajtů? Pravděpodobně je deaktivována funkce Path MTU Discovery. Výchozí hodnota MSS pro MTU o velikosti 1 500 bajtů je 1 460 bajtů. K ověření použijte -m během testování k ověření. MSS o velikosti 536 bajtů plýtvá šířkou pásma a zvyšuje režii.

CPU běží na plný výkon na rychlých spojích? Použijte -Z (zerocopy) ke snížení zatížení procesoru. Pro rychlosti 40 Gbps a vyšší spouštějte více instancí serveru na různých portech a rozložte je mezi jádra procesoru.

Nejsou výsledky konzistentní? Použijte -O 3 k vynechání prvních několika sekund, během nichž se rozšiřuje okno přetížení TCP. Mezi jednotlivými testy nechte 30 sekund, aby se vyprázdnily síťové vyrovnávací paměti.

Je jeden datový proud mnohem pomalejší než součet paralelních datových proudů? Pokud jeden datový proud dosahuje rychlosti 200 Mbps, ale osm datových proudů dohromady dosahuje 1,6 Gbps, omezuje tento jediný datový proud velikost TCP okna nebo vyrovnávací paměti operačního systému. Vyladěte vyrovnávací paměti níže.

Nastavení vyrovnávacích pamětí TCP

Začněte výpočtem součinu šířky pásma a zpoždění (BDP): šířka pásma × RTT. Spojení o rychlosti 10 Gbps s RTT 50 ms dává BDP 62,5 MB. Nastavte maximální velikost vyrovnávací paměti alespoň na dvojnásobek hodnoty BDP.

Přidejte tyto hodnoty do /etc/sysctl.d/99-tcp-tuning.conf a použijte s sudo sysctl -p:

Nastavte net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf hodnotu 1, aby jádro provádělo automatické ladění v těchto rozsazích. Zapněte net.ipv4.tcp_window_scaling (nastavte na 1) pro okna TCP větší než 64 KB.

Můžete také přepnout z výchozího algoritmu řízení přetížení CUBIC na algoritmus BBR od společnosti Google. Na spojích s vysokou latencí a určitou ztrátou paketů poskytuje BBR trvale vyšší propustnost než CUBIC.

K testování konkrétních velikostí vyrovnávací paměti použijte -w v iperf3 k otestování konkrétních velikostí vyrovnávacích pamětí, ale mějte na paměti, že tyto hodnoty nesmí překročit limit jádra rmem_max nebo wmem_max. Začněte s 8 MB pro gigabitová připojení a 512 KB pro 100 Mbps.

Pokud zprovozňujete dedikované servery a chcete ověřit výkon sítě, spusťte základní testy iperf3 hned po nastavení a po každé změně v síti, abyste včas odhalili případné zhoršení výkonu.

Doporučené video