Linux系统中网络PPS值测量

Linux系统中网络PPS值测量及其优化.md

概述

网络设备的转发性能以“包转发性能”来表示，即设备在单位时间内能够处理多少个“包”，这决定了设备转发能力的强弱。
包转发性能比较常见的单位是“PPS”，即Packet Per Second(包每秒)。

线速转发

如果一个端口（包括交换机、服务器）在满负载的情况下，对帧进行无差错的转发称为线速转发。

由以太网的设计规则，以太网帧最小64字节，根据端口速度，计算可以得出线速转发的PPS值。

Linux下如何统计出PPS值

使用sar命令

sar -n DEV 5 10000

编写shell脚本可以获取PPS值

#!/bin/bash

INTERVAL="10"  # update interval in seconds


while true
do
        R1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_packets`
        T1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_packets`
        sleep $INTERVAL
        R2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_packets`
        T2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_packets`
        TXPPS=`expr $T2 - $T1`
        RXPPS=`expr $R2 - $R1`
    #
    TPS=`expr $TXPPS / 10`
    RPS=`expr $RXPPS / 10`
        echo "TX: $TPS pps  RX: $RPS pps"
        echo "TX: $TPS pps  RX: $RPS pps" >> /tmp/pps.log

done

如何测试网卡极限PPS值

网络的带宽是恒定的，为了获取更多的PPS，可以将数据包减到最小，由于TCP包需要建立连接而UDP不需要，因此UDP小包是测试PPS极限值的最佳选择。

根据CloudFlare（参考资料1）里面的提示，我们根据其源码，编译了udp发包和收包的程序，并将其运行在服务器上。

如下图，我们使用了3台虚拟机客户端发包，1台虚拟机收包，其结果如下：

10.140.1.22为接收端，其余为发送端，根据图中显示，发送数据量PPS接近26万，而接收端只能接受20万左右。

实际测试中，系统由于网络PPS达到了极限，SSH无法登陆，可以登陆控制台查看日志。

如何优化

一般来说虚拟机差不多能达到15W-20W的PPS，物理机是100W多，如果低于平均水平，需要检查和优化下相关内核的网络参数了。

参考资料

https://blog.cloudflare.com/how-to-receive-a-million-packets/
http://www.jianshu.com/p/242e9b930240
https://kb.juniper.net/InfoCenter/index?page=content&id=KB14737

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