Εκπαιδευτικό υλικό για το iperf3: Μέτρηση της απόδοσης δικτύου σε Linux και Windows

Το iperf3 είναι ένα εργαλείο γραμμής εντολών για τη μέτρηση του εύρους ζώνης του δικτύου, του jitter και της απώλειας πακέτων μεταξύ δύο μηχανών. Χρησιμοποιεί ένα μοντέλο πελάτη-διακομιστή: η μία μηχανή ακούει, η άλλη στέλνει κίνηση και λαμβάνετε ακριβή στοιχεία για τη διακίνηση δεδομένων. Αυτός ο οδηγός καλύπτει την εγκατάσταση, τις βασικές και τις προχωρημένες δοκιμές, καθώς και τον τρόπο ρύθμισης του συστήματός σας για ακριβή αποτελέσματα σε συνδέσεις υψηλής ταχύτητας.

Εγκατάσταση του iperf3

Debian / Ubuntu

sudo apt update
sudo apt install iperf3

Επιβεβαιώστε την εγκατάσταση με iperf3 --version. Εγκαταστήστε το τόσο στον διακομιστή όσο και στους υπολογιστές-πελάτες.

Fedora / CentOS / Rocky / Alma

Σε Fedora 22+ ή CentOS 8+, Rocky ή AlmaLinux:

sudo dnf install iperf3

Στο CentOS 7, χρησιμοποιήστε yum αντ' αυτού. Εάν το πακέτο δεν βρεθεί, ενεργοποιήστε πρώτα το αποθετήριο EPEL:

sudo yum install epel-release
sudo yum install iperf3

Εάν το τείχος προστασίας σας είναι ενεργό, ανοίξτε τη θύρα 5201:

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

Windows

Κατεβάστε το αυτόνομο εκτελέσιμο αρχείο από το iperf.fr ή το αποθετήριο GitHub ar51an/iperf3-win-builds. Αποσυμπιέστε το σε έναν φάκελο όπως C:\iperf3και, στη συνέχεια, επαληθεύστε:

cd C:\iperf3
iperf3.exe -v

Για να εκτελέσετε το iperf3 από οποιονδήποτε κατάλογο, προσθέστε το φάκελο στο PATH του συστήματός σας μέσω Ιδιότητες συστήματος > Για προχωρημένους > Μεταβλητές περιβάλλοντος. Θα χρειαστεί επίσης να δημιουργήσετε έναν κανόνα εισερχόμενης κίνησης στο τείχος προστασίας που να επιτρέπει TCP στη θύρα 5201 στο Τείχος προστασίας του Windows Defender.

Ρύθμιση του διακομιστή

Εκκινήστε τον διακομιστή με:

iperf3 -s

Αυτό ακούει στην θύρα TCP 5201 από προεπιλογή. Για να το εκτελέσετε στο παρασκήνιο με καταγραφή:

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

Επαληθεύστε ότι εκτελείται με ss -tulpn | grep 5201.

Εάν η θύρα 5201 είναι αποκλεισμένη στο δίκτυό σας, χρησιμοποιήστε -p για να επιλέξετε μια διαφορετική θύρα. Για να συνδεθείτε σε μια συγκεκριμένη διεπαφή, χρησιμοποιήστε -B:

iperf3 -s -B 192.168.1.10

Για μεμονωμένες δοκιμές, iperf3 -s -1 διαχειρίζεται μία μόνο σύνδεση πελάτη και στη συνέχεια τερματίζεται. Σε συνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης (40 Gbps+), εκτελέστε πολλαπλές παρουσίες διακομιστή σε διαφορετικές θύρες για να παρακάμψετε τα όρια της CPU ενός νήματος.

Βεβαιωθείτε ότι το τείχος προστασίας σας επιτρέπει την κυκλοφορία στη θύρα που επιλέξατε. Σε Ubuntu/Debian με UFW:

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

Εκτέλεση δοκιμών πελατών

Βασική δοκιμή TCP

iperf3 -c 192.168.1.10

Αυτή η δοκιμή μετρά το εύρος ζώνης αποστολής μέσω TCP για 10 δευτερόλεπτα. Επεκτείνετε τη διάρκεια με -t:

iperf3 -c 192.168.1.10 -t 30

Σε συνδέσεις 10 Gbps ή 25 Gbps, μια μεμονωμένη ροή TCP συχνά φτάνει το ανώτατο όριο των 3–5 Gbps λόγω των περιορισμών της μονοπύρηνης CPU. Χρησιμοποιήστε παράλληλες ροές για να κορεστεί η σύνδεση:

iperf3 -c 192.168.1.10 -P 8

Ανάγνωση των αποτελεσμάτων

Κάθε γραμμή διαστήματος δείχνει τη Μεταφορά (δεδομένα που αποστέλλονται) και το Ρυθμό Μεταφοράς (απόδοση). Για το TCP, παρακολουθήστε επίσης:

• Retr (επανεκπομπές). Οι υψηλοί αριθμοί σημαίνουν απώλεια πακέτων ή συμφόρηση.
• Cwnd (παράθυρο συμφόρησης). Εάν είναι χαμηλό ή έχει κολλήσει, τα όρια μεγέθους του buffer ή του παραθύρου περιορίζουν τη διακίνηση δεδομένων.

Σε μια καθαρή σύνδεση 1 Gbps, αναμένετε περίπου 940 Mbps μετά το επιπλέον φορτίο του πρωτοκόλλου. Η δοκιμή τελειώνει με γραμμές σύνοψης αποστολέα και παραλήπτη. Σε ένα σταθερό δίκτυο, αυτές θα πρέπει να ταιριάζουν σχεδόν απόλυτα.

Για δοκιμές UDP (-u flag), η έξοδος προσθέτει jitter (διακύμανση άφιξης πακέτων) και χαμένα/συνολικά datagrams. Jitter κάτω από 1 ms και 0% απώλεια είναι ιδανικό για κίνηση σε πραγματικό χρόνο όπως το VoIP.

Χρήσιμες σημαίες

Προχωρημένες δοκιμές

Διπλής κατεύθυνσης δοκιμές

Η --bidir σημαία (iperf3 3.7+) δοκιμάζει ταυτόχρονα την αποστολή και τη λήψη:

iperf3 -c 192.168.1.10 --bidir

Και οι δύο συνδέσεις προέρχονται από τον πελάτη, οπότε αυτό λειτουργεί μέσω NAT χωρίς να ανοίγονται επιπλέον θύρες. Εάν τα αμφίδρομα αποτελέσματα είναι πολύ χαμηλότερα από τις μονόδρομες δοκιμές, ο δρομολογητής ή το καλωδιακό μόντεμ σας ενδέχεται να αντιμετωπίζει προβλήματα με την κυκλοφορία πλήρους αμφίδρομης επικοινωνίας.

Αντίστροφη λειτουργία

Η -R σημαία αντιστρέφει τη ροή δεδομένων, έτσι ώστε ο διακομιστής να στέλνει και ο πελάτης να λαμβάνει. Αυτό μετρά την ταχύτητα λήψης χωρίς εναλλαγή ρόλων:

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

Οι μεγάλες διαφορές μεταξύ των αποτελεσμάτων προώθησης και αντίστροφης κατεύθυνσης υποδηλώνουν ασύμμετρες διαδρομές, συμφόρηση ή λανθασμένες ρυθμίσεις του buffer.

Δοκιμές UDP

Οι δοκιμές UDP αποκαλύπτουν διακυμάνσεις και απώλεια πακέτων, τα οποία το TCP κρύβει πίσω από τις επαναμεταδόσεις. Ορίστε πάντα ένα στόχο εύρους ζώνης με -b, καθώς το iperf3 έχει ως προεπιλογή τα 1 Mbps για το UDP:

iperf3 -c 192.168.1.10 -u -b 1G

Για να προσομοιώσετε κίνηση VoIP (100 κλήσεις, πακέτα 200 byte):

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

Δείκτες ποιότητας: το jitter κάτω από 5 ms είναι καλό για VoIP, ενώ πάνω από 30 ms προκαλεί ακουστικά προβλήματα. Η απώλεια πακέτων πάνω από 0,1% υποβαθμίζει αισθητά τα μέσα σε πραγματικό χρόνο.

Ρύθμιση και αντιμετώπιση προβλημάτων

Συνηθισμένα προβλήματα

Λαμβάνετε μόνο 100 Mbps σε σύνδεση gigabit; Ελέγξτε την ταχύτητα της φυσικής σας διεπαφής με ethtool eth0. Η αυτόματη διαπραγμάτευση μερικές φορές αποτυγχάνει και μειώνει την ταχύτητα της σύνδεσης.

Το MSS εμφανίζει 536 byte στο Ethernet; Πιθανώς η λειτουργία Path MTU Discovery είναι απενεργοποιημένη. Το προεπιλεγμένο MSS για ένα MTU 1.500 byte είναι 1.460 byte. Χρησιμοποιήστε -m κατά τη διάρκεια της δοκιμής για να το ελέγξετε. Ένα MSS 536 byte σπαταλά εύρος ζώνης και προσθέτει επιβάρυνση.

Η CPU φτάνει στο όριο σε γρήγορες συνδέσεις; Χρησιμοποιήστε -Z (zerocopy) για να μειώσετε το φορτίο της CPU. Για 40 Gbps+, εκτελέστε πολλαπλές παρουσίες διακομιστή σε διαφορετικές θύρες και κατανέμετέ τις στους πυρήνες της CPU.

Ασυνεπή αποτελέσματα; Χρησιμοποιήστε -O 3 για να παραλείψετε τα πρώτα δευτερόλεπτα, ενώ το παράθυρο συμφόρησης TCP αυξάνεται. Αφήστε 30 δευτερόλεπτα μεταξύ των δοκιμών για να καθαρίσετε τα buffer του δικτύου.

Η μεμονωμένη ροή είναι πολύ πιο αργή από τις παράλληλες ροές συνολικά; Εάν μία ροή φτάνει τα 200 Mbps, αλλά οκτώ ροές συνολικά φτάνουν τα 1,6 Gbps, το παράθυρο TCP ή τα buffer του λειτουργικού συστήματος περιορίζουν τη μεμονωμένη ροή. Ρυθμίστε τα buffer παρακάτω.

Ρύθμιση buffer TCP

Ξεκινήστε υπολογίζοντας το προϊόν εύρους ζώνης-καθυστέρησης (BDP): εύρος ζώνης x RTT. Μια σύνδεση 10 Gbps με RTT 50 ms δίνει BDP 62,5 MB. Ορίστε το μέγιστο buffer σας σε τουλάχιστον 2x το BDP.

Προσθέστε τα σε /etc/sysctl.d/99-tcp-tuning.conf και εφαρμόστε με sudo sysctl -p:

Διατηρήστε net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf στην τιμή 1, ώστε ο πυρήνας να πραγματοποιεί αυτόματη ρύθμιση εντός αυτών των ορίων. Ενεργοποιήστε net.ipv4.tcp_window_scaling (ρυθμίστε στο 1) για παράθυρα TCP μεγαλύτερα από 64 KB.

Μπορείτε επίσης να αλλάξετε από τον προεπιλεγμένο αλγόριθμο συμφόρησης CUBIC στον BBR της Google. Σε συνδέσεις υψηλής καθυστέρησης με κάποια απώλεια πακέτων, ο BBR παρέχει σταθερά υψηλότερη απόδοση από τον CUBIC.

Χρησιμοποιήστε την -w σημαία στο iperf3 για να δοκιμάσετε συγκεκριμένα μεγέθη buffer, αλλά σημειώστε ότι αυτό δεν μπορεί να υπερβεί το rmem_max ή wmem_max. Ξεκινήστε με 8 MB για συνδέσεις gigabit και 512 KB για 100 Mbps.

Εάν προμηθεύεστε αποκλειστικούς διακομιστές και θέλετε να επαληθεύσετε την απόδοση του δικτύου, εκτελέστε δοκιμές αναφοράς με το iperf3 αμέσως μετά την εγκατάσταση και μετά από οποιεσδήποτε αλλαγές στο δίκτυο, ώστε να εντοπίσετε έγκαιρα τυχόν υποβαθμίσεις.

Σύσταση βίντεο