iperf可用于测试两个计算机之间的网络带宽和延迟。它是一个开源项目，提供了用于Windows、Linux和其他操作系统的版本。通过在两台计算机之间运行iPerf服务器和客户端，您可以测量它们之间的网络性能。iPerf客户端发送数据流到服务器，并且服务器测量接收到的数据量和速度，支持在TCP和UDP协议上运行。

本文将详细介绍如何使用 iperf3 工具，测试弹性云主机间网络性能。内容主要包括“测试前准备”、“TCP 带宽测试”、“UDP PPS 测试”。

安装使用

[root@ss-daliu1 ~]# sudo yum install iperf3

[root@ss-daliu2 ~]# sudo yum install iperf3

参数说明

iperf常用参数中文说明：
（1）-s,–server：iperf服务器模式，默认启动的监听端口为5201，eg：iperf -s
（2）-c,–client host：iperf客户端模式，host是server端地址，eg：iperf -c 222.35.11.23
（3）-i，–interval：指定每次报告之间的时间间隔，单位为秒，eg：iperf3 -c 192.168.12.168 -i 2
（4）-p，–port：指定服务器端监听的端口或客户端所连接的端口，默认是5001端口。
（5）-u，–udp：表示采用UDP协议发送报文，不带该参数表示采用TCP协议。
（6）-l，–len：设置读写缓冲区的长度，(default 128 KB for TCP, dynamic or 1 for UDP)。通常测试 PPS 的时候该值为16，测试BPS时该值为1400。
（7）-b，–bandwidth [K|M|G]：指定UDP模式使用的带宽，单位bits/sec，默认值是1 Mb/s。
（8）-t，–time：指定数据传输的总时间，即在指定的时间内，重复发送指定长度的数据包。默认10秒。
（9）-A：CPU亲和性，可以将具体的iperf3进程绑定对应编号的逻辑CPU，避免iperf进程在不同的CPU间调度。

通用参数（Server端和Client端共用）:
(1）-f，–format [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Kb, Mb, Gb, KBytes, MBytes,GBytes显示输出结果，默认Mb，eg：iperf3 -c 192.168.12.168 -f M
（2）-p，–port：指定服务器端监听的端口或客户端所连接的端口，默认是5001端口。
（3）-i，–interval：指定每次报告之间的时间间隔，单位为秒，eg：iperf3 -c 192.168.12.168 -i 2
（4）-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

Server端专用参数：
（1）-s,–server：iperf服务器模式，默认启动的监听端口为5201，eg：iperf -s
（2）-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。
（3）-D：Unix平台下将Iperf作为后台守护进程运行。在Win32平台下，Iperf将作为服务运行。
（4）-R：卸载Iperf服务(仅用于Windows)。
（5）-o：重定向输出到指定文件(仅用于Windows)。
（6）-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。

Client端专用参数：
（1）-c,–client host：iperf客户端模式，host是server端地址，eg：iperf -c 222.35.11.23
（2）-u，–udp：表示采用UDP协议发送报文，不带该参数表示采用TCP协议。
（3）-b，–bandwidth [K|M|G]：指定UDP模式使用的带宽，单位bits/sec，默认值是1 Mbit/sec。
（4）-t，–time：指定数据传输的总时间，即在指定的时间内，重复发送指定长度的数据包。默认10秒。
（5）-l，–len：设置读写缓冲区的长度，(default 128 KB for TCP, dynamic or 1 for UDP)。通常测试 PPS 的时候该值为16，测试BPS时该值为1400。
（6）-n，–num [K|M|G]：指定传输数据包的字节数，例如：iperf3 -c 192.168.12.168 –n 100M
（7）-P,–parallel：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。
（8）-w，–window：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
（9）-B，–bind：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。
（10）-M，–mss：设置TCP最大信息段的值
（11）-N，–nodelay：设置TCP无延时
（12）-V：绑定一个IPv6地址。
（13）-d，–dualtest：运行双测试模式。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）。使用参数-r以运行交互模式。
（14）-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。
（15）-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。

一对一场景

测试准备

类型	数量	镜像	规格
被测机（被测机：被压力测试网络性能的弹性云服务器，可作为 iperf3 测试中的 client 端（发送端））	1台	CTyunOS 23.01（推荐）	4C8G（推荐）
辅助云服务器（作为 iperf3 测试中的 server 端（接收端））	1台	CTyunOS 23.01（推荐）	4C8G（推荐）

准备两台处于不同计算节点的弹性云主机，网络可达，分别安装iperf，添加对应的安全组规则、防护墙规则放行。

测试TCP吞吐量

TCP发送带宽。

# Server端开启iperf的服务器模式，指定TCP端口：10000，安全组规则入方向放行TCP 10000端口
[root@ss-daliu2 ~]# iperf3 -s -i 1 -p 10000
-----------------------------------------------------------
Server listening on 10000 (test #1)

# Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端。ip为server端地址
[root@ss-daliu1 ~]# iperf3 -c 192.168.0.15 -i 1 -t 60 -p 10000
Connecting to host 192.168.0.15, port 10000
[  5] local 192.168.0.8 port 37720 connected to 192.168.0.15 port 10000
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr  Cwnd
[  5]   0.00-1.00   sec   332 MBytes  2.78 Gbits/sec  4394    167 KBytes
...
...
...
[  5]  52.00-53.00  sec   180 MBytes  1.51 Gbits/sec  6546    130 KBytes
[  5]  53.00-54.00  sec   166 MBytes  1.39 Gbits/sec  5237    180 KBytes
[  5]  54.00-55.00  sec   166 MBytes  1.40 Gbits/sec  5505   19.8 KBytes
[  5]  55.00-56.00  sec   207 MBytes  1.74 Gbits/sec  7651   12.7 KBytes
[  5]  56.00-57.00  sec   167 MBytes  1.40 Gbits/sec  5822    314 KBytes
[  5]  57.00-58.00  sec   168 MBytes  1.41 Gbits/sec  5952   58.0 KBytes
[  5]  58.00-59.00  sec   178 MBytes  1.49 Gbits/sec  6940    372 KBytes
[  5]  59.00-60.00  sec   205 MBytes  1.72 Gbits/sec  6756   2.83 KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec  343419             sender
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec                  receiver

结果说明：
Interval表示时间间隔。
Transfer表示时间间隔里面转输的数据量。
Bitrate是时间间隔里的传输速率。

TCP接收带宽。

# Server端开启iperf的服务器模式，指定TCP端口：10000，安全组规则入方向放行TCP 10000端口
[root@ss-daliu2 ~]# iperf3 -s -i 1 -p 10000
-----------------------------------------------------------
Server listening on 10000 (test #1)

# Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端。ip为server端地址
[root@ss-daliu1 ~]# iperf3 -c 192.168.0.15 -i 1 -t 60 -p 10000 -R
Connecting to host 192.168.0.15, port 10000
Reverse mode, remote host 192.168.0.15 is sending
[  5] local 192.168.0.8 port 38316 connected to 192.168.0.15 port 10000
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate
[  5]   0.00-1.00   sec   336 MBytes  2.81 Gbits/sec
[  5]   1.00-2.00   sec   172 MBytes  1.45 Gbits/sec
...
...
...
[  5]  59.00-60.00  sec   179 MBytes  1.50 Gbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec  360910             sender
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec                  receiver

结果说明：
Interval表示时间间隔。
Transfer表示时间间隔里面转输的数据量。
Bitrate是时间间隔里的传输速率。

TCP上下行带宽测试（双向传输）。

# Server端开启iperf的服务器模式，指定TCP端口：10000，安全组规则入方向放行TCP 10000端口
[root@ss-daliu2 ~]# iperf3 -s -i 1 -p 10000
-----------------------------------------------------------
Server listening on 10000 (test #1)
# Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端。ip为server端地址
[root@ss-daliu1 ~]# iperf3 -c 192.168.0.15 -i 1 -d -t 60 -p 10000
...
Thread FD 5 stopped
Sender threads stopped
tcpi_snd_cwnd 335 tcpi_snd_mss 1448 tcpi_rtt 1054
send_results
{
	"cpu_util_total":	4.7314293702543742,
	"cpu_util_user":	0.0694572749595791,
	"cpu_util_system":	4.6619720952947947,
	"sender_has_retransmits":	1,
	"congestion_used":	"cubic",
	"streams":	[{
			"id":	1,
			"bytes":	11446517760,
			"retransmits":	354575,
			"jitter":	0,
			"errors":	0,
			"omitted_errors":	0,
			"packets":	0,
			"omitted_packets":	0,
			"start_time":	0,
			"end_time":	60.00129
		}]
}
get_results
{
	"cpu_util_total":	3.3835424728514676,
	"cpu_util_user":	0.14802798323701713,
	"cpu_util_system":	3.2355161562396457,
	"sender_has_retransmits":	-1,
	"congestion_used":	"cubic",
	"streams":	[{
			"id":	1,
			"bytes":	11442323456,
			"retransmits":	-1,
			"jitter":	0,
			"errors":	0,
			"omitted_errors":	0,
			"packets":	0,
			"omitted_packets":	0,
			"start_time":	0,
			"end_time":	60.00149
		}]
}
interval_len 1.000265 bytes_transferred 176291840
interval forces keep
[  5]  59.00-60.00  sec   168 MBytes  1.41 Gbits/sec  5895    474 KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec  354575             sender
[  5]   0.00-60.00  sec  10.7 GBytes  1.53 Gbits/sec                  receiver
Receiver threads stopped

iperf Done.

# 测试4线程TCP吞吐量,如果没有指定发送方式，iperf客户端只会使用单线程。
$ iperf3 -c 172.16.0.9 -i 1 -P 4 -t 60 -p 10000

结果说明：
Interval表示时间间隔。
Transfer表示时间间隔里面转输的数据量。
Bitrate是时间间隔里的传输速率。

测试UDP吞吐量

带宽测试通常采用UDP模式，因为能测出极限带宽、时延抖动、丢包率。在进行测试时，首先以链路理论带宽作为数据发送速率进行测试，例如，从客户端到服务器之间的链路的理论带宽为100Mbps，先用-b 100M进行测试，然后根据测试结果（包括实际带宽，时延抖动和丢包率），再以实际带宽作为数据发送速率进行测试，会发现时延抖动和丢包率比第一次好很多，重复测试几次，就能得出稳定的实际带宽。

# Server端开启iperf的服务器模式，指定UDP端口：
[root@ss-daliu2 ~]#  iperf3 -s -i 1 -p 10001
-----------------------------------------------------------
Server listening on 10001
-----------------------------------------------------------

# Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端
[root@ss-daliu1 ~]# iperf3 -u -c 192.168.0.15 -b 100m -t 60 -p 10001
Connecting to host 172.16.0.9, port 10001
[  4] local 172.16.0.2 port 46011 connected to 172.16.0.9 port 10001
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Total Datagrams
[  4]   0.00-1.00   sec  10.8 MBytes  90.3 Mbits/sec  7799
...
[  4]  58.00-59.00  sec  11.9 MBytes   100 Mbits/sec  8640
[  4]  59.00-60.00  sec  11.9 MBytes  99.9 Mbits/sec  8625
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate       Jitter    Lost/Total Datagrams
[  4]   0.00-60.00  sec   714 MBytes  99.8 Mbits/sec  0.001 ms  133914/517118 (26%)
[  4] Sent 517118 datagrams

iperf Done.

# 测试多线程UDP吞吐量
$ iperf3 -u -c 192.168.0.15 -b 5m -P 4 -t 60 -p 10001

# 进行上下行带宽测试（双向传输）
$ iperf3 -u -c 192.168.0.15 -b 100M -d -t 60 -p 10001

结果说明：
jitter为抖动，在连续传输中的平滑平均值差。
Lost为丢包数量。
Total Datagrams为包数量。

iperf测试udp丢包严重：可以尝试增大收发包缓冲区。

echo 16777216 > /proc/sys/net/core/rmem_max
echo 16777216 > /proc/sys/net/core/rmem_default
echo 16777216 > /proc/sys/net/core/wmem_max
echo 16777216 > /proc/sys/net/core/wmem_default

多流打流测试方案（针对大规格云主机）

针对大规格云主机，单进程打流可能无法发挥出云主机的性能，可以参考下述多流打流测试方案。

虚机网络性能说明

虚机从同⼀个队列发出的报文，在底层只能被⼀个cpu转发。即虚机⼀个队列的发包性能 <= 虚拟交换机单核转发性能。

性能测试步骤

确定两个⽤于性能测试的计算节点: A, B.
.在每个计算节点上分别创建2个虚机，虚机规格尽量大，虚机内核版本4.19及以上(建议使用CTyunOS 23.01)。
4个测试虚机内安装iperf3包
```
yum install iperf3
```
B计算节点上的两个虚机(B1, B2)分别起iperf服务端:
```
for i in {0..63}; do iperf3 -s -D -p $((5200 + $i)) ; done
```

A计算节点上两个虚机(A1, A2)起iperf客户端(A1给B1发包, A2给B2发包):
创建发包脚本：

#!/usr/bin/env bash
flow_per_thread=2
max_thread=64
run_time=60
udp_opts="-u"
# 默认用全力(100G)发送udp报文, 但可能存在丢包.
udp_band_Mb=100000
tcp_opts=""
use_tcp=1
usage() {
    echo '
usage:
    $0 -s <server-ip> [--pps] [-n <nprocess>] [-t <time>] [--tcp]

-s          Iperf server ip address.
--pps       Send small pkts for pps benchmark. By default send large pkts for bandwidth benckmark.
-n          Set max process number. If not set, tx queue number is used.
-t          time in seconds to transmit for, default 60 seconds.
--udp       Send udp instead of tcp(default). Udp is good for some special scenarios.
-b          Bandwidth to send for udp mode. i.e. 1M, 2G,
'
}
while [ $# -gt 0 ]; do
    case $1 in
        -s | --server)
            server="$2"
            shift
            ;;
        -n | --nprocess)
            max_thread="$2"
            shift
            ;;
        -t | --time)
            run_time="$2"
            shift
            ;;
        --pps)
            # 144 bytes
            tcp_opts="$tcp_opts -M 90"
            # 18(eth) + 28(ip) + 18(udp) = 64
            udp_opts="$udp_opts -l 18"
            ;;
        --udp)
            use_tcp=0
            ;;
        -b)
            udp_band="$2"
            _unit=$(echo $udp_band | grep -oiP '\d+\K[mg]')
            _num=$(echo $udp_band | grep -oP '\d+')
            if [ -z "$_unit" ] || [ -z "$_num" ];then
                echo "bad bandwidth"
                exit 1
            fi
            if [ ${_unit,,} == 'g' ];then
                _num=$((_num*1024))
            fi
            udp_band_Mb=$_num

            ;;
        -h | --help)
            usage
            exit 0
            ;;
        *)
            usage
            exit 1
        ;;
    esac
    shift
done

interface=$(ip route get $server |grep -oP "(?<=dev )\S+")
n_txq=$(ls /sys/class/net/$interface/queues/tx-*/xps_cpus | wc -l)
band_per_flow=$((udp_band_Mb/flow_per_thread/max_thread))
i=0
for fxps in `ls /sys/class/net/$interface/queues/tx-*/xps_cpus | sort`
do
    aff=$(cat $fxps)
    if ((i >= max_thread));then
        break
    fi
    no_zero_aff=$(echo "$aff" | tr -d '0xX')
    if [ -z "$no_zero_aff" ];then
        _aff=$((1 << $i))
        aff=$(printf "%x" $_aff)
        echo $aff > $fxps
    fi

    # Affinity on only one core
    suffix=""
    for (( j=${#aff}-1; j>=0; j-- )); do
        if [ "${aff:$j:1}" == "," ];then
            continue
        fi
        if [ "${aff:$j:1}" != "0" ];then
            aff_one="${aff:$j:1}${suffix}"
            break
        fi
        suffix+="0"
    done
    if [ -z "$aff_one" ];then
        echo "Failed to find txq affinity core"
        exit 1
    fi
    aff_one=`echo $aff_one | tr '13579bdf' '1' | tr '26ae' '2' | tr '4c' '4'`

    if ((use_tcp > 0)) ;then
        taskset $aff_one iperf3 -c $server $tcp_opts -P 2 -p $((5200+$i))  -t $run_time &
    else
        taskset $aff_one iperf3 -c $server $udp_opts -b ${udp_band_Mb}M -P 2 -p $((5200+$i))  -t $run_time &
    fi
    ((i++))
done
wait

测试pps(144B/64B小包)

bash iperf-client.sh -s <B1-ip> --pps -t 300

测试带宽(1500B大包)

bash iperf-client.sh -s <B1-ip> -t 300

打流的过程中虚拟交换机会根据流量做balance，所以我们流量测试应持续5分钟。等待底层balance到最佳状态，以得到较好的性能结果。

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