一文掌握 Linux 性能分析之網絡篇（續）

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這是 Linux 性能分析系列的第五篇，前四篇在這裏：

一文掌握 Linux 性能分析之 CPU 篇

一文掌握 Linux 性能分析以內存篇

一文掌握 Linux 性能分析之 IO 篇

一文掌握 Linux 性能分析之網絡篇

在上篇網絡篇中，咱們已經介紹了幾個 Linux 網絡方向的性能分析工具，本文再補充幾個。總結下來，餘下的工具包括但不限於如下幾個：

• sar：統計信息歷史
• traceroute：測試網絡路由
• dtrace：TCP/IP 棧跟蹤
• iperf / netperf / netserver：網絡性能測試工具
• perf 性能分析神器

因爲篇幅有限，本文會先介紹前面兩個，其餘工具留做後面介紹，你們能夠持續關注。

sar

sar 是一個系統歷史數據統計工具。統計的信息很是全，包括 CPU、內存、磁盤 I/O、網絡、進程、系統調用等等信息，是一個集大成的工具，很是強大。在 Linux 系統上 sar --help 一下，能夠看到它的完整用法。

• -A：全部報告的總和
• -u：輸出 CPU 使用狀況的統計信息
• -v：輸出 inode、文件和其餘內核表的統計信息
• -d：輸出每個塊設備的活動信息
• -r：輸出內存和交換空間的統計信息
• -b：顯示 I/O和傳送速率的統計信息
• -a：文件讀寫狀況
• -c：輸出進程統計信息，每秒建立的進程數
• -R：輸出內存頁面的統計信息
• -y：終端設備活動狀況
• -w：輸出系統交換活動信息
• -n：輸出網絡設備統計信息

在平時使用中，咱們經常用來分析網絡情況，其餘幾項的一般有更好的工具來分析。因此，本文會重點介紹 sar 在網絡方面的分析手法。

Linux 系統用如下幾個選項提供網絡統計信息：

• -n DEV：網絡接口統計信息。
• -n EDEV：網絡接口錯誤。
• -n IP：IP 數據報統計信息。
• -n EIP：IP 錯誤統計信息。
• -n TCP：TCP 統計信息。
• -n ETCP：TCP 錯誤統計信息。
• -n SOCK：套接字使用。

咱們來看幾個示例：

（1）每秒打印 TCP 的統計信息。

sar -n TCP 1

幾個參數瞭解一下：

• active/s：新的 TCP 主動鏈接（也就是 socket 中的 connect() 事件），單位是：鏈接數/s。
• passive/s：新的 TCP 被動鏈接（也就是 socket 中的 listen() 事件）。
• iseg/s：接收的段（傳輸層以段爲傳輸單位），單位是：段/s
• oseg/s：發送的段。

經過這幾個參數，咱們基本能夠知道當前系統 TCP 鏈接的負載狀況。

（2）每秒打印感興趣的網卡的統計信息

sar -n DEV 1 | awk 'NR == 3 || $3 == "eth0"'

幾個參數瞭解一下：

• rxpck/s / txpck/s：網卡接收/發送的數據包，單位是：數據包/s。
• rxkB/s / txkB/s：網卡接收/發送的千字節，單位是：千字節/s。
• rxcmp/s / txcmp/s：網卡每秒接受/發送的壓縮數據包，單位是：數據包/s。
• rxmcst/s：每秒接收的多播數據包，單位是：數據包/s。
• %ifutil：網絡接口的利用率。

這幾個參數對於分析網卡接收和發送的網絡吞吐量頗有幫助。

（3）錯誤包和丟包狀況分析

sar -n EDEV 1

幾個參數瞭解一下：

• rxerr/s / txerr/s：每秒鐘接收/發送的壞數據包
• coll/s：每秒衝突數
• rxdrop/s：由於緩衝充滿，每秒鐘丟棄的已接收數據包數
• txdrop/s：由於緩衝充滿，每秒鐘丟棄的已發送數據包數
• txcarr/s：發送數據包時，每秒載波錯誤數
• rxfram/s：每秒接收數據包的幀對齊錯誤數
• rxfifo/s / txfifo/s：接收/發送的數據包每秒 FIFO 過速的錯誤數

當發現接口傳輸數據包有問題時，查看以上參數可以讓咱們快速判斷具體是出的什麼問題。

OK，這個工具就介紹到這裏，以上只是拋磚引玉，更多技巧還須要你們動手去探索，只有動手，才能融會貫通。

traceroute

traceroute 也是一個排查網絡問題的好工具，它能顯示數據包到達目標主機所通過的路徑（路由器或網關的 IP 地址）。若是發現網絡不通，咱們能夠經過這個命令來進一步判斷是主機的問題仍是網關的問題。

它經過向源主機和目標主機之間的設備發送一系列的探測數據包（UDP 或者 ICMP）來發現設備的存在，實現上利用了遞增每個包的 TTL 時間，來探測最終的目標主機。好比開始 TTL = 1，當到達第一個網關設備的時候，TTL - 1，TTL = 0 致使網關響應一個 ICMP 超時報文，這樣，若是沒有防火牆攔截的話，源主機就知道網關設備的地址。以此類推，逐步增長 TTL 時間，就能夠探測到目標主機之間所通過的路徑。

爲了防止發送和響應過程出現問題致使丟包，traceroute 默認會發送 3 個探測包，咱們能夠用 -q x 來改變探測的數量。若是中間設備設置了防火牆限制，會致使源主機收不到響應包，就會顯示 * 號。以下是 traceroute baidu 的結果：

每一行默認會顯示設備名稱（IP 地址）和對應的響應時間。發送多少個探測包，就顯示多少個。若是隻想顯示 IP 地址能夠用 -n 參數，這個參數能夠避免 DNS 域名解析，加快響應時間。

和這個工具相似的還有一個工具叫 pathchar，但平時用的很少，我就不介紹了。

以上就是兩個工具的簡單介紹，工具雖然簡單，但只要能解決問題，就是好工具。固然，性能分析不只僅依靠工具就能解決的，更多須要咱們多思考、多動手、多總結，逐步培養本身的系統能力，才能融會貫通。

參考：

iperf3
netperf netserver
https://www.jianshu.com/p/42e...

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