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Linux系统中网络PPS值测量

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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

  1. sar -n DEV 5 10000

编写shell脚本可以获取PPS值

  1. #!/bin/bash
  2. INTERVAL="10" # update interval in seconds
  3. while true
  4. do
  5. R1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_packets`
  6. T1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_packets`
  7. sleep $INTERVAL
  8. R2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_packets`
  9. T2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_packets`
  10. TXPPS=`expr $T2 - $T1`
  11. RXPPS=`expr $R2 - $R1`
  12. #
  13. TPS=`expr $TXPPS / 10`
  14. RPS=`expr $RXPPS / 10`
  15. echo "TX: $TPS pps RX: $RPS pps"
  16. echo "TX: $TPS pps RX: $RPS pps" >> /tmp/pps.log
  17. 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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