【山外笔记-工具框架】iperf3网络性能测试工具详解教程
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网络性能评估主要是监测网络带宽的使用率，将网络带宽利用最大化是保证网络性能的基础，但是由于网络设计不合理、网络存在安全漏洞等原因，都会导致网络带宽利用率不高。要找到网络带宽利用率不高的原因，就需要对网络传输进行监控，此时就需要用到一些网络性能评估工具，而Iperf就是这样一款网络带宽测试工具。
一、iperf简介
1、什么是iperf？
Iperf是美国伊利诺斯大学（University of Illinois）开发的一种开源的网络性能测试工具。可以用来测试网络节点间（也包括回环）TCP或UDP连接的性能，包括带宽、抖动以及丢包率，其中抖动和丢包率适应于UDP测试，而带宽测试适应于TCP和UDP。
Iperf是一款基于TCP/IP和UDP/IP的网络性能测试工具，可以用来测量网络带宽和网络质量，提供网络延迟抖动、数据包丢失率、最大传输单元等统计信息。网络管理员可以根据这些信息了解并判断网络性能问题，从而定位网络瓶颈，解决网络故障。
Iperf 是一款基于命令行模式的网络性能测试工具，是跨平台的，提供横跨Windows、Linux、Mac的全平台支持。iperf 全程使用内存作为发送/接收缓冲区，不受磁盘性能的影响，对于机器配置要求很低。不过由于是命令行工具， iperf 不支持输出测试图形。
Iperf可以测试TCP和UDP带宽质量，具有多种参数和UDP特性，可以用来测试一些网络设备如路由器，防火墙，交换机等的性能。
2、iperf的功能
（1）TCP方面
① 测量网络带宽
② 报告MSS/MTU值的大小和观测值
③ 支持TCP窗口值通过套接字缓冲
④ 当P线程或Win32线程可用时，支持多线程。客户端与服务端支持同时多重连接
（2）UDP方面
① 客户端可以创建指定带宽的UDP流
② 测量丢包
③ 测量延迟
④ 支持多播
⑤ 当P线程可用时，支持多线程。客户端与服务端支持同时多重连接（不支持Windows）
（3）其他方面
① 在适当的地方，选项中可以使用K（kilo-）和M（mega-）。例如131072字节可以用128K代替。
② 可以指定运行的总时间，甚至可以设置传输的数据总量。
③ 在报告中，为数据选用最合适的单位。
④ 服务器支持多重连接，而不是等待一个单线程测试。
⑤ 在指定时间间隔重复显示网络带宽，波动和丢包情况。
⑥ 服务器端可作为后台程序运行。
⑦ 服务器端可作为Windows 服务运行。
⑧ 使用典型数据流来测试链接层压缩对于可用带宽的影响。
二、iperf的安装
1、iperf的版本
Iperf有两种版本，windows版和linux版本。
（1）Unix/Linux版
Unix/Linux版更新比较快，版本最新，目前最新的版本是iperf3.0。
Linux版本下载地址：http://code.google.com/p/iperf/downloads/list
为了测试的准确性，尽量使用linux环境测试。
（2）Windows版
Windows版iperf叫jperf，或者xjperf，更新慢，目前最新版本为1.7（打包在jperf中）。
Windows版本下载地址：http://sourceforge.net/projects/iperf/files/jperf/jperf 2.0.0/
jperf是在iperf基础上开发的图形界面程序，简化了复杂命令行参数的构造，而且还能保存测试结果,同时实时图形化显示结果。
2、Windows版iperf安装
对于windows版的iperf，下载安装包后直接解压，然后将解压出来的iperf.exe和cygwin1.dll复制到%systemroot%目录即可。
3、Linux版iperf安装
（1）在线安装：
CentOS安装：yum install -y iperf3
Debian和Ubuntu安装：apt-get install iperf3
（2）离线安装：下载相应版本的安装包
gunzip -c iperf-
三、iperf的使用
1、Iperf的工作模式
Iperf可以运行在任何IP网络上，包括本地以太网、接入因特网、Wi-Fi网络等。在工作模式上，iperf运行于服务器、客户端模式下，其服务器端主要用于监听到达的测试请求，而客户端主要用于发起测试连接会话，因此要使用iperf至少需要两台服务器，一台运行在服务器模式下，另一台运行在客户端模式下。
在完成iperf安装后，执行“iperf3 –h”即可显示iperf的详细用法。iperf的命令行选项共分为三类，分别是客户端与服务器端公用选项、服务器端专用选项和客户端专用选项。
2、Iperf常用参数（测试够用）
（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，单位为 Byte。TCP方式默认为8KB，UDP方式默认为1470字节。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 Mbit/sec。
（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。
3、通用参数（Server端和Client端共用）
（1）-f，--farmat [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Kbits, Mbits, Gbits, KBytes, MBytes,GBytes显示输出结果，默认Mbits，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
4、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。
5、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，单位为 Byte。TCP默认为8KB，UDP默认为1470字节。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。
6、其他参数
（1）-h，--help：显示命令行参考并退出。
[root]# iperf3 -h
Usage: iperf3 [-s|-c host] [options]
iperf3 [-h|--help] [-v|--version]
（2）-v，--version：显示版本信息和编译信息并退出。
四、iperf使用实例
1、环境准备：
（1）Server端IP地址：192.168.0.120
（2）Server端IP地址：192.168.0.121
2、测试TCP吞吐量
（1）Server端开启iperf的服务器模式，指定TCP端口：
[root@iperf-server ～]# iperf3 -s -i 1 -p 520
------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 520
TCP window size: 85.3 KByte (default)
------------------------------------------------------------
（2）Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端
[root@iperf-client ～]# iperf -c 192.168.0.120 -i 1 -t 60 -p 520
------------------------------------------------------------
Client connecting to 192.168.0.120, TCP port 520
TCP window size: 45.0 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 3] local 192.168.0.121 port 50616 connected with 192.168.0.120 port 520
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 3] 0.0-10.1 sec 1.27 GBytes 1.08 Gbits/sec
（3）Server端监听结果
------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 85.3 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 4] local 192.168.0.120 port 520 connected with 192.168.0.121 port 50616
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 4] 0.0-10.1 sec 1.27 GBytes 1.08 Gbits/sec
① Interval表示时间间隔。
② Transfer表示时间间隔里面转输的数据量。
③ Bandwidth是时间间隔里的传输速率。
（4）测试多线程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 192.168.0.120 -P 30 -t 60
（5）进行上下行带宽测试（双向传输）
iperf3 -c 192.168.0.120 -d -t 60
（6）停止iperf3服务进程
要停止iperf3服务进程，请按CTRL+z或CTRL+c
建议在Server端执行sar命令来统计实际收到的包并作为实际结果：sar -n DEV 1 320。
3、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。
（1）Server端开启iperf的服务器模式，指定UDP端口：
[root@iperf-server ～]# iperf3 -s -i 1 -p 521
------------------------------------------------------------
Server listening on port 521
------------------------------------------------------------
（2）Client端启动iperf的客户端模式，连接服务端
[root@iperf-client ～]# iperf3 -u -c 192.168.0.120 -b 100m -t 60 -p 521
------------------------------------------------------------
Client connecting to 192.168.0.120, port 521
------------------------------------------------------------
[ 3] local 192.168.0.121 port 50616 connected with 192.168.0.120 port 521
[ ID] Interval Transfer Bandwidth TotalDatagrams
[ 3] 0.0-10.1 sec 1.27 GBytes 1.08 Gbits/sec 82
（3）Server端监听结果
------------------------------------------------------------
Server listening on port 521
------------------------------------------------------------
[ 4] local 192.168.0.120 port 520 connected with 192.168.0.121 port 50616
[ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams
[ 4] 0.0-10.1 sec 1.27 GBytes 1.08 Gbits/sec 0.007 ms 0/82 (0%)
① Jitter为抖动，在连续传输中的平滑平均值差。
② Lost为丢包数量。
③ Total Datagrams为包数量。
（4）测试多线程UDP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 -u -c 192.168.1.1 -b 5M -P 30 -t 60
（5）进行上下行带宽测试（双向传输）
iperf3 -u -c 192.168.1.1 -b 100M -d -t 60
五、Jperf介绍
1、Jperf简介
jperf是基于iperf开发的图形界面程序，简化了复杂命令行参数的构造，而且还能够保存测试结果,同时实时图形化显示结果。JPerf可以测试TCP和UDP带宽质量。JPerf可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性。JPerf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失。
2、JPerf2.0运行环境
（1）操作系统：Java运行环境
（2）网络要求：Jperf可以在任何IP网络上运行，包括本地以太网，因特网接入连接和Wi-Fi网络。
（3）其他要求：JPerf必须安装两个组件：JPerf 服务器和JPerf客户端。
3、JPerf2.0页面介绍
（1）Iperf命令行（无法直接输入）
① 服务端设置
❶ 监听端口：5001
❷ client limit:客户端限制，仅允许指定客户端连接
❸ Num Connections：最大允许连接的数量，为0不限制
② 客户端设置
服务器地址：10.0.115.82 ，端口：5001 ，并发流：1个
（2）应用层设置
① 兼容旧版本（当server端和client端版本不一样时使用）
② 设置测试模式：传输字节总量大小15Bytes或者按传输时间总长度15秒
③ 同时进行双向传输测试
④ 单独进行双向传输测试，先测c到s的带宽
⑤ 指定需要传输的文件
⑥ 显示tcp最大mtu值
（3）传输层设置
① TCP协议
❶ 设置缓冲区大小
❷ 指定TCP窗口大小
❸ 设定TCP数据包的最大mtu值
❹ 设定TCP不延时
② UDP协议
❶ 设置UDP最大带宽
❷ 设置UDP缓冲区
❸ UDP包封装大小：默认1470 byte
③ IP层设置
❶ 指定ttl值
❷ 服务类型（Type of Service， ToS），大小范围从0x10 (最小延迟) 到0x2 (最少费用)
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附录：参考资料
1.《网络性能测试方法》
作者：阿里云帮助文档
地址：https://help.aliyun.com/knowledge_detail/55757.html#HFXbx
2.《iperf-百度百科》（文章）
作者：百度百科网友
地址：https://baike.baidu.com/item/iperf/11067694?fr=aladdin
3.《Linux网络性能评估工具iperf 、CHARIOT测试网络吞吐量》（文章）
作者：Konglingbin
地址：https://www.cnblogs.com/klb561/p/9215952.html
4.《Linux命令大全-iperf命令》
作者：不确定
地址：https://man.linuxde.net/iperf
5.《网络性能测试工具iPerf功能与使用教程》
作者：不确定
地址：http://www.veryhuo.com/a/view/159685.html
6.《iPerf图形化工具Jperf图文使用教程》
作者：不确定
地址：http://www.veryhuo.com/a/view/159704.html
7.《使用iPerf进行网络吞吐量测试》
作者：放开那个电扇
