Οδηγός χρήσης του iperf3: Δοκιμή ταχύτητας δικτύου σε Linux και Windows

Οδηγός χρήσης του iperf3: Μέτρηση της απόδοσης του 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 υπολογιστών. Χρησιμοποιεί ένα μοντέλο πελάτη-διακομιστή: ο ένας υπολογιστής λαμβάνει, ο άλλος στέλνει κίνηση, και έτσι 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 την εντολή iperf3 --version. Εγκαταστήστε το τόσο στον διακομιστή όσο και στους υπολογιστές-πελάτες.

Fedora / CentOS / Rocky / Alma

Στο 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 από 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 τον φάκελο στο PATH του συστήματός σας μέσω Ιδιότητες συστήματος > Για προχωρημένους > Μεταβλητές περιβάλλοντος. Θα χρειαστεί επίσης να δημιουργήσετε έναν κανόνα εισερχόμενης κυκλοφορίας στο τείχος προστασίας που θα επιτρέπει την πρόσβαση μέσω 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 την εντολή ss -tulpn | grep 5201.

Εάν η θύρα 5201 είναι αποκλεισμένη στο δίκτυό σας, χρησιμοποιήστε -p για να επιλέξετε μια διαφορετική θύρα. Για να τον συνδέσετε 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 που λειτουργεί με ένα μόνο νήμα.

Βεβαιωθείτε ότι το τείχος προστασίας σας επιτρέπει την κυκλοφορία δεδομένων 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

Ανάλυση 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 υποδηλώνουν 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 ολοκληρώνεται με γραμμές σύνοψης για τον αποστολέα και τον παραλήπτη. Σε ένα σταθερό δίκτυο, αυτές θα πρέπει να ταιριάζουν σχεδόν απόλυτα.

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

Χρήσιμες σημαίες

Προχωρημένες δοκιμές

Διπλής κατεύθυνσης δοκιμές

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

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 αποτελέσματα της αμφίδρομης δοκιμής είναι πολύ χαμηλότερα από αυτά της μονόδρομης δοκιμής, 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 της κανονικής και της αντίστροφης λειτουργίας υποδηλώνουν ασύμμετρες διαδρομές, συμφόρηση ή λανθασμένες ρυθμίσεις του buffer.

Δοκιμές UDP

Οι δοκιμές UDP αποκαλύπτουν διακυμάνσεις (jitter) και απώλεια πακέτων, τα οποία το TCP κρύβει πίσω από τις επαναμεταδόσεις. Ορίστε πάντα ένα στόχο εύρους ζώνης με -b, καθώς το iperf3 χρησιμοποιεί 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

Πρότυπα ποιότητας: το jitter κάτω από 5 ms είναι καλό για το VoIP, ενώ πάνω από 30 ms προκαλεί ακουστικά προβλήματα. Η απώλεια πακέτων άνω του 0,1% υποβαθμίζει αισθητά τα πολυμέσα 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 (Auto-negotiation) μερικές φορές αποτυγχάνει και μειώνει την ταχύτητα της σύνδεσης.

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

Η CPU φτάνει στα όριά της σε γρήγορες συνδέσεις; Χρησιμοποιήστε -Z (zerocopy) για να μειώσετε το φορτίο της CPU. Για ταχύτητες 40 Gbps και άνω, 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 σταδιακά. Αφήστε 30 δευτερόλεπτα μεταξύ των δοκιμών για να εκκαθαριστούν τα buffer του δικτύου.

Μία ροή είναι πολύ πιο αργή από ό,τι οι παράλληλες ροές συνολικά; Αν 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 την 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. Ρυθμίστε το μέγιστο buffer σας σε τουλάχιστον το διπλάσιο του BDP.

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

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

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

Χρησιμοποιήστε τη -w σημαία στο iperf3 για να δοκιμάσετε συγκεκριμένα μεγέθη buffer, αλλά λάβετε υπόψη ότι αυτά δεν μπορούν να υπερβούν 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 οποιαδήποτε αλλαγή στο δίκτυο, ώστε να εντοπίσετε έγκαιρα τυχόν υποβαθμίσεις στην απόδοση.

Προτεινόμενο βίντεο