iperf 测 TCP 和 UDP 网络吞吐量

注：本文为 “iperf 测网络吞吐量” 相关文章合辑。

未整理去重。

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使用 iperf3 监测网络吞吐量

Tom 王 2019-12-21 22:23:52

一 iperf3 介绍

(1.1) iperf3 是一个网络带宽测试工具，iperf3 可以擦拭 TCP 和 UDP 带宽质量。iperf3 可以测量最大 TCP 带宽，具有多种参数和 UDP 特性，iperf3 可以报告带宽、延迟抖动和数据包丢失。利用 iperf3 这一特性，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。

(1.2) 使用 iperf3，你可以调整与时序、缓冲区和协议（如 TCP、UDP、SCTP）相关的几个参数。它对网络性能调优操作很方便，为了获得最大或相当改善的网络性能，你需要增加吞吐量以及网络接收个发送功能的延迟。但是在进行实际调整之前，你需要执行一些测试以收集整体网络性能统计信息，以指导你的调优过程。其结果包括以秒为单位的时间间隔，数据传输，带宽（传输速率），丢失和其他有用的网络性能参数，它主要用于协助调整特定路径上的 TCP 连接。

二 iperf3 安装

(2.1) 我们使用的操作系统是 CentOS 7.4，然后我们使用 base 源安装，便可以将 iperf3-3.1.7-2.el7.x86_64 软件包安装好。

(2.2) 然后我们使用两台主机，其中 192.168.26.51 作为服务器端，将 192.168.26.131 作为客户端。在两台主机上安装好 iperf3 后，即可开始测试网络吞吐量。我们首先连接到我们的服务器端的远程机器使用 - s 标志的是服务器模式下的 iperf3，默情况下它将监听 5201 端口，我们也可以使用 - f 开关指定生成报告的数据格式类型（其中 k 表示 Kbits、m 表示 Mbits、g 表示 Gbits、K 表示 KBytes、M 表示 MBytes、G 表示 GBytes）。

# iperf3 -s -f K

(2.3) 如果服务器上的另一个程序正在使用端口 5201，则我们可以使用 - p 开关指定其他端口监听（例如指定 4000 端口）

# iperf3 -s -p 4000

(2.4) 我们也可以使用 - D 标志作为守护程序运行，并将服务器消息写入日志文件

# iperf3 -s -D > iperf3.log

三 iperf3 客户端操作

(3.1) 我们将 192.168.26.51 作为服务器，并且执行监听 5201 端口的命令（图 3-1），在客户端 192.168.26.131 的主机上，使用 - c 标志在客户端模式下运行 iperf3 并指定运行服务器的主机（使用 IP 地址或域主机名都可以）。执行大约 18 至 20 秒后，客户端终止并生成指示基准测试平均吞吐量的结果，显示信息如下（图 3-2）。

注意：从基准测试结果中，如下面的屏幕接入所示，服务器和客户端的值存在差异，但是，我们应该始终考虑在执行的每个测试中使用从 iperf3 客户端主机获得的结果。

\# iperf3 -s -f K— 在服务器端执行\# iperf3 -c 192.168.26.51 -f K— 在客户端执行

(3.2) 如果我们想在 Linux 中实现先进的网络测试吞吐量，确定网络中给定时间内数据量的一个重要因素是 TCP 窗口大小，它在调整 TCP 连接时很重要，我们可以使用 - w 标志设置窗口大小、套接字缓冲区大小，如图所示。

\# iperf3 -c 192.168.26.51 -f K -w 200K

(3.3) 如果要在服务器发送和客户端接收的反向模式下运行，可以添加 - R 开关。

\# iperf3 -c 192.168.26.51 -f K -w 200K -R

(3.4) 如果要运行双向测试，意味着我们要同时测量两个方向上的宽带，可以使用 - d 选项。

(3.5) 如果要在客户端输出中获取服务器结果，可以使用 “–get-server-output” 选项，此时我们便会在客户端 192.168.26.131 主机上获取两份数据。

(3.6) 也可以使用 - P 选项设置并行客户端流的数量，它们同时运行

——— 本文至此结束 ———

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iperf 测 UDP 和 TCP 丢包率及带宽

嘟嘟嘟嘟于 2021-09-01 16:34:39 发布

iperf

iperf3 （安装包是：iperf-master）安装遇到 error while loading shared libraries:libiperf.so.0

解决方法：在正常编译以后运行 ldconfig

安装软件包的方法 (参考 REDMINE)：在顶层目录下：

./configure
make
make install

yqq@ubuntu18:~/Tool/iperf-master$ iperf3 -s
iperf3: error while loading shared libraries: libiperf.so.0: cannot open shared object file: No such file or directory
yqq@ubuntu18:~/Tool/iperf-master$ sudo ldconfig
yqq@ubuntu18:~/Tool/iperf-master$ iperf3 -s
//tcp 和 udp 服务器端用 iperf3 的话都是这个命令，如果是 udp，在客户端加上 - u 即可
// 如果是 iperf，tcp 和 udp 在服务器端加 - u，tcp 和 udp 的客户端命令相同
Server listening on 5201 (test #1)

安装

方法 1：sudo apt-get install iperf

方法 2：下载 iperf 的源码包 ( 在板子上使用二进制文件时，可将源码直接拷贝到板子上 ./configure make)

测试

无论是 tcp 还是 udp 方式测试，都要一端运行服务器模式，另一端运行客户端模式，另外如果打开了 iptables, 要打开 tcp 5001 端口，当然也可以指定端口

tcp 方式

服务器端：iperf -s

客户端： iperf -c SERVERIP -t 60 -i 1 -P 5

udp 方式

服务器端：iperf -u -s //iperf3 服务端不支持 - u 选项

客户端： iperf -c SERVERIP -t 60 -i 1 -b 100M

共用的指令

-f            -- 格式 [k|m|K|M] 分别表示 Kbits，Mbits，Kbits，KBytes，MBytes 显示报告，默认是 Mbits
-i            -- 以秒为单位统计带宽值
-l            -- 读写缓冲区的大小，默认是 8kb
-m            -- 显示最大的 TCP 数据段大小 (MTU-TCP/IP header)
-o            -- 将报告和错误信息输出到文件
-p            -- 指定服务器和客户端连接的端口
-w            -- 指定 TCP 窗口的大小，默认是 8KB
-B            -- 绑定一个主机地址或接口（当主机有多个地址或接口时使用该参数）
-C            -- 兼容旧版本（当 server 和 client 端版本不一样时使用）
-M            -- 指定 TCP 数据包的最大 MTU 值
-N            -- 设定 TCP 不延时
-V            -- 传递 ipv6 数据包
适用于 server
-s            -- 服务器
-U            -- 单线程 UDP 模式下运行
-D            -- 以守护进程模式运行
适用于 client
-b            -- 指定客户端通过 udp 协议发送信息的带宽，默认为 1Mbit/s
-c            -- 客户端
-d            -- 同时进行双向传输测试
-n            -- 指定传输的字节数
-r            -- 单独进行双向传输测试
-t            -- 指定 iperf 测试时间，默认 10 秒
-F            -- 指定需要传输的文件
-I            -- 从标准输入 (stdin) 中读取要传输的数据
-L            -- 指定一个端口，服务器将利用这个端口与客户端相连
-P            -- 客户端到服务器的连接数，默认为 1
-T            --ttl 值
-u            -- 使用 udp 协议# iperf -s -u               // 此为 iperf，不是 iperf3，如果是 iperf3 则如果是测试 UDP，则在客户端加上 - u，服务器不需要 - u------------------------------------------------------------Server listening on UDP port 5001Receiving 1470 byte datagramsUDP buffer size:  208 KByte (default)------------------------------------------------------------[  3] local 192.168.1.6 port 5001 connected with 192.168.1.6 port 52657
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth        Jitter   Lost/Total Datagrams
[  3]  0.0-16.4 sec   196 MBytes   101 Mbits/sec   0.003 ms    0/139968 (0%)
[  3]  0.0-16.4 sec  1 datagrams received out-of-order
[  4] local 192.168.1.6 port 5001 connected with 192.168.1.6 port 39426
[  4]  0.0-41.1 sec  2.90 GBytes   606 Mbits/sec   0.004 ms 9271/2128456 (0.44%)
[  4]  0.0-41.1 sec  1 datagrams received out-of-order
[  3] local 127.0.0.1 port 5001 connected with 127.0.0.1 port 60678
[  3]  0.0-22.1 sec  1.55 GBytes   602 Mbits/sec   0.032 ms 4317/1136481 (0.38%)
[  3]  0.0-22.1 sec  1 datagrams received out-of-order
[ 3840.205662] ata1: exception Emask 0x10 SAct 0x0 SErr 0x10200 action 0xe frozen
[ 3840.213102] ata1: irq_stat 0x00400000, PHY RDY changed
[ 3840.218375] ata1: SError: { Persist PHYRdyChg }
12345678910111213141516171819
# iperf  -c 192.168.1.6 -t 60 -i 1 -b 1GB
WARNING: option -b implies udp testing
------------------------------------------------------------
Client connecting to 192.168.1.6, UDP port 5001
Sending 1470 byte datagrams
UDP buffer size:  208 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[  3] local 192.168.1.6 port 39426 connected with 192.168.1.6 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0- 1.0 sec  76.0 MBytes   638 Mbits/sec
[  3]  1.0- 2.0 sec  71.2 MBytes   597 Mbits/sec
[  3]  2.0- 3.0 sec  65.2 MBytes   547 Mbits/sec
[  3]  3.0- 4.0 sec  66.5 MBytes   557 Mbits/sec
[  3]  4.0- 5.0 sec  72.5 MBytes   608 Mbits/sec
[  3]  5.0- 6.0 sec  73.4 MBytes   616 Mbits/sec
[  3]  6.0- 7.0 sec  76.8 MBytes   644 Mbits/sec
[  3]  7.0- 8.0 sec  76.2 MBytes   639 Mbits/sec
[  3]  8.0- 9.0 sec  75.1 MBytes   630 Mbits/sec
[  3]  9.0-10.0 sec  76.6 MBytes   643 Mbits/sec
[  3] 10.0-11.0 sec  76.3 MBytes   640 Mbits/sec
[  3] 11.0-12.0 sec  76.7 MBytes   643 Mbits/sec
[  3] 12.0-13.0 sec  76.1 MBytes   638 Mbits/sec
[  3] 13.0-14.0 sec  76.4 MBytes   641 Mbits/sec
[  3] 14.0-15.0 sec  76.8 MBytes   644 Mbits/sec
[  3] 15.0-16.0 sec  76.7 MBytes   643 Mbits/sec
[  3] 16.0-17.0 sec  72.8 MBytes   610 Mbits/sec
[  3] 17.0-18.0 sec  69.5 MBytes   583 Mbits/sec
[  3] 18.0-19.0 sec  69.6 MBytes   584 Mbits/sec
[  3] 19.0-20.0 sec  75.8 MBytes   636 Mbits/sec
[  3] 20.0-21.0 sec  62.1 MBytes   521 Mbits/sec
[  3] 21.0-22.0 sec  76.1 MBytes   639 Mbits/sec
# iperf -c 127.0.0.1 -t 60 -i 1 -b 4g
WARNING: option -b implies udp testing
------------------------------------------------------------
Client connecting to 127.0.0.1, UDP port 5001
Sending 1470 byte datagrams
UDP buffer size:  208 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[  3] local 127.0.0.1 port 60678 connected with 127.0.0.1 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0- 1.0 sec  78.8 MBytes   661 Mbits/sec
[  3]  1.0- 2.0 sec  77.2 MBytes   648 Mbits/sec
[  3]  2.0- 3.0 sec  70.1 MBytes   588 Mbits/sec
[  3]  3.0- 4.0 sec  73.5 MBytes   617 Mbits/sec
[  3]  4.0- 5.0 sec  73.1 MBytes   613 Mbits/sec
[  3]  5.0- 6.0 sec  72.4 MBytes   608 Mbits/sec
[  3]  6.0- 7.0 sec  74.5 MBytes   625 Mbits/sec
[  3]  7.0- 8.0 sec  61.4 MBytes   515 Mbits/sec
[  3]  8.0- 9.0 sec  71.0 MBytes   596 Mbits/sec

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iPerf 3 测试 UDP 和 TCP 方法详解

诸葛悠闲已于 2024-12-11 10:50:41 修改

前言

工具安装、说明等详细信息可参考官方文档

• ipef user doc
  https://iperf.fr/iperf-doc.php#3doc

一、What is iPerf /iPerf3 ?

Perf3 是一款用于主动测量 IP 网络最大带宽的工具。它支持调整与定时、缓冲区和协议（TCP、UDP、SCTP 与 IPv4 和 IPv6）相关的各种参数。每次测试都会报告带宽、损耗和其他参数。

二、功能

1. TCP and SCTP

• 测量带宽

• 报告 MSS/MTU 大小和观察到的读取大小

• 通过套接字缓冲区支持 TCP 窗口大小。

2. UDP

• 客户端可创建指定带宽的 UDP 数据流

• 测量数据包丢失

• 测量延迟抖动

• 支持组播

3. 其他

• 客户端和服务器可同时进行多个连接（-P 选项）。

• 服务器处理多个连接，而不是在一次测试后退出。

• 可在指定时间（-t 选项）内运行，而不是在设定的数据传输量（-n 或 -k 选项）内运行。

• 以指定时间间隔打印定期的中间带宽、抖动和损耗报告（-i 选项）。

• 将服务器作为守护进程运行（-D 选项）

• 使用代表性数据流测试链路层压缩对可实现带宽的影响（-F 选项）。

• 服务器同时接受单个客户端（iPerf3）或多个客户端（iPerf2）

• 新功能：忽略 TCP 慢启动（-O 选项）。

• 新功能：为 UDP 和（新）TCP 设置目标带宽（-b 选项）。

• 新功能：设置 IPv6 流量标签（-L 选项）

• 新功能：设置拥塞控制算法（-C 选项）

• 新功能： 使用 SCTP 而非 TCP（–sctp 选项）

• 新功能： 以 JSON 格式输出（-J 选项）。

• 新功能： 磁盘读取测试（服务器：iperf3 -s / 客户端：iperf3 -c testhost -i1 -F 文件名）

• 新功能： 磁盘写入测试（服务器：iperf3 -s -F 文件名 / 客户端：iperf3 -c testhost -i1）

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。

2. 通用指令

3. 服务端特有选项

4. 客户端特有选项

5. -t -n 参数联系

-t 参数说明如下：

-n 参数说明如下：

-n 会重写 - t 参数，-n 参数会使 - t 参数失效。

-n 30M 意思表明，传输完 30M 便停止，-t 失效。

四、Iperf 使用实例

1. 调整 TCP 连接

1. 1 TCP 窗口大小调节

iPerf 的主要目标是帮助调整特定路径上的 TCP 连接。TCP 最基本的调整问题是 TCP 窗口大小，它控制着网络中任何一点的数据量。如果窗口大小太小，发送方有时就会处于空闲状态，从而导致性能低下。

窗口大小的理论值为：

瓶颈带宽 * 往返时间

若瓶颈链路是 45 Mbit/sec 链路，用 ping 测量的往返时间是 42 ms。带宽延迟乘积为:

45 Mbit/sec * 42 ms
= (45e6) * (42e-3)
= 1890000 bits
= 230 KByte

这是计算最佳窗口大小的一个起点；将其设置得更高或更低可能会产生更好的结果。

请注意，许多操作系统和主机都有 TCP 窗口大小的上限。iPerf 会尝试检测这些限制，并在实际窗口大小与请求的窗口大小不相等时发出警告。

另一个测试方法是运行并行 TCP 流。如果总带宽大于单个数据流的带宽，就说明出了问题。要么是 TCP 窗口大小太小，要么是操作系统的 TCP 实现有问题，要么是网络本身有缺陷。

测试示例：

• 启动服务端

• 启动客户端

1. 单线程测试，TCP 窗口大小 1000 字节。(非常小，所以性能不能达到网卡瓶颈 1Gbit)

2. 单线程测试，TCP 窗口大小 16K。速度有所提升

3. 单线程测试，窗口调整为 420K 时，基本达到了 1Gbit 的极限。

4. 最后测试一下多线程，使用 190k 的窗口，同样可以把网卡极限跑满：

所以如果我们使用单线程传输，tcp 窗口的大小很关键。

1. 2 最大传输单元 (MTU) 调整

为了达到最佳效果，两台主机都应支持路径 MTU 发现。不支持路径 MTU 发现的主机通常使用 536 作为 MSS，这会浪费带宽和处理时间。使用 -m 选项可显示正在使用的 MSS，并查看是否与预期相符。以太网的 MSS 通常在 1460 字节左右。

2. 调整 UDP 连接

iPerf 创建了一个恒定比特率的 UDP 数据流。没有其他功能。

需要将数据报大小 (-l) 调整为您的应用程序所使用的大小。

服务器通过数据报中的 ID 号来检测 UDP 数据段是否丢失。通常，一个 UDP 数据段会变成多个 IP 数据包。丢失一个 IP 数据包就会丢失整个数据段。要测量数据包丢失而不是数据段丢失，可使用 -l 选项使数据段小到足以容纳进一个数据包。默认的 1470 字节大小适用于以太网。还能检测出乱序数据包。由于 TCP 不会向用户报告数据包丢失情况，UDP 测试有助于查看路径上的数据包丢失情况。

根据 RFC 1889 中 RTP 的规定，抖动计算由服务器持续计算。客户端在数据包中记录 64 位秒 / 微秒时间戳。服务器计算的相对传输时间为（服务器接收时间 - 客户端发送时间）。客户端和服务器的时钟无需同步；抖动计算中会减去任何差异。抖动是连续传输时间差的平滑平均值。

测试示例：

• 服务端启动

• 启动客户端

请注意，在使用较大的 50 KB 数据报（每个数据报分成 23 个 1500 字节的数据包）时，数据报重组导致的抖动较高。这里看到的数据报丢包率较高，可能是由于流量的突发性，即 23 个背靠背的数据包，然后是长时间的停顿，而不是均匀分布的单个数据包。

3. 测试 TCP 吞吐量

• Server 端开启 iperf 的服务器模式：

• Client 端启动 iperf 的客户端模式

• Server 端监听结果

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 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

• Client 端启动 iperf 的客户端模式，连接服务端

• Server 端监听结果

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。

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via:

• 【讲清楚，说明白！】使用 iperf3 监测网络吞吐量_51CTO 博客_iperf3 测试吞吐量
  https://blog.51cto.com/u_13613726/2460671

• iperf 测 UDP 和 TCP 丢包率及带宽_iperf udp-CSDN 博客
  https://blog.csdn.net/weixin_38717634/article/details/120042874

• iPerf 3 测试 UDP 和 TCP 方法详解_iperf3 udp-CSDN 博客
  https://blog.csdn.net/weixin_44399845/article/details/137950306

• Udp 数据丢包测试 --iperf3_iperf3 udp 测试 - CSDN 博客
  https://blog.csdn.net/weixin_44011068/article/details/107383079