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  • RK3188、RK3288比较实用的以太网以及wifi吞吐量测算功能
  • 最近我做了一些以太网吞吐量和丢包率方面的优化工作,有一些心得和大家分享一下。 一、测试模型 二、影响吞吐量和丢包率的因素 1. 网卡DMA缓冲区大小 这个缓冲区决定tx ring buffer和rx ring buffer的大小...

    现在有很多硬件平台理论上支持千兆以太网接口,但实际传输速率远远低于千兆,并且丢包率很高。最近我做了一些以太网吞吐量和丢包率方面的优化工作,有一些心得和大家分享一下。

    一、测试模型

     

    二、影响吞吐量和丢包率的因素

    1. 网卡DMA缓冲区大小

        这个缓冲区决定tx ring buffer和rx ring buffer的大小,如果ring buffer太小,那么网卡缓存数据包的能力有限,当接收数据能力超过cpu处理能力时就会产生丢包现象。ring buffer越大,吞吐能力就越强,丢包的概率就越小。

     

    2. CPU处理能力

        CPU处理速度越快,网卡接收到的数据包在网卡DMA缓冲区中的存留时间就越短,因此就可以腾出更多的空间来暂存新接收到的数据包。因此,CPU的处理能力直接决定了系统的吞吐量,运算速度越快,吞吐量越高。

     

    3. 内存总容量

        当网卡DMA缓冲区太小时,ring buffer不够用,会造成网络数据丢包。此时,需要将数据包及时从ring buffer里面取出来,暂存到接收队列里面(发送数据时同理)。然后在合适的时机再把数据包上传给协议栈。这种处理方式会瞬时大量消耗系统内存,当吞吐量很大时,会引起内存剩余容量抖动,甚至导致内存不足的异常出现。

     

    三、调试注意事项

    1. 当前ring buffer是否设置为网卡最大ring buffer;

    2. 高负载时注意CPU占用率,重点关注软中断和网络数据包处理线程的占用率总和;

    3. 关注low memory剩余容量,长时间测试时,剩余容量是否有下降趋势;

    4. 长时间测试后,查看log,系统是否有出现异常报警;

     

    四、推荐优化方法

    1. 提高CPU处理能力,例如提升CPU频率或者运行模式;

    2. 提高内存总容量,增加系统内存或者更换更大的内存;

    3. 优化软中断收发包的处理方法,将软中断处理数据包的过程分为两步处理。例如把收包放到软中断里面处理,把数据包上报协议栈放到内核线程处理,类似于上半部和下半部。这样做可以减少中断屏蔽时间,尽可能多的接收外部数据到网卡缓冲区,从而增加吞吐量。同时,用内核线程去上报数据包到协议栈可以避免丢包。

     

    上面介绍了千兆网卡提升吞吐量和减小丢包率的方法,我实际测试有很大的改善,分享出来供大家参考。

    当然,实际优化过程中可能会遇到更种问题,本文仅仅提供优化思路。

     

     

     

     

     

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  • intel万兆以太网网卡吞吐量测试

    万次阅读 2013-05-30 11:47:11
    intel 万兆82598芯片9501 9502 ...服务器发送一定量数据(数据取决于网络参数),然后服务器等待客户端应答。如果服务器和客户端的网络延迟大(比如从美国通过广域网传输到印度),那么应答时间


    intel 万兆82598芯片9501 9502
    intel 万兆82598芯片9501 9502
     

      应用团队经常会对他们无法从单纯的万兆网络中获得应得利益而感到吃惊。“哥们,这可是万兆网络,会有什么问题?”

      我们来快速的回顾一下相关知识,TCP是一项数据交换的工作。服务器发送一定量数据(数据量取决于网络参数),然后服务器等待客户端应答。如果服务器和客户端的网络延迟大(比如从美国通过广域网传输到印度),那么应答时间就会很长。这会拖慢数据传输的持续吞吐量。尽管很多人其实不知道这一理论,不过在天生的理解力下他们都会给出“这些数据必须要漂洋过海”的解释。好的,这已经和正确答案相差不远了。

     

     

      在10GbE数据中心中,并不是所有的连接都是内置的。对网络不是很了解的人常常会说,“这可是万兆,它应该以10Gbps传输。而且数据中心里也没有什么海,只是一些配线板和交换机。”这也导致了人们心中会有一个简单的外推法,只要出现缓慢的情况,那么必然是“网络中的问题”,因为基础设施都是在同一机架内的。

      不幸的是,数据中心网络的TCP,延迟和网络参数同广域网有着一样的特性。而且,当你花了10GbE的钱却没享受到10Gbps的吞吐量的时候你就自然会开始抱怨。

      因此,让我们假设你有一个万兆以太网网卡服务器,一个经过了3跳数(hops)的10GbE网络,以及另一台拥有万兆以太网网卡的服务器。应用通过TCP使用NFS协议出书数据,TCP设置为默认:

      带宽 = 10Gbps

      TCP Windows Size = 64K(65,536) http://www.server-cn.com/

      MTU = 1500

      延迟= 1.00毫秒RTT copyright by http://www.server-cn.com/

      将这些数值输入TCP计算器的话,我们看到结果是很差的525Mbps(是“M”,而不是“G”)。从系统管理员的角度来看:“我把价值数百万美元的服务器放在了10GbE网络中,但是我得到的性能还不及千兆,你这网络可真烂。”可是实际上,网络根本就没有发挥TCP的全部。 http://www.server-cn.com/

      那么,我们该怎样获得性能提升?

      首先,如果你可以购买一些更好的网卡和交换机,那么你可以将延迟减少到0.3毫秒(300微秒)。这样的话吞吐量就可以扩充三倍到1.7 Gbps。这显然好多了,但是我们仍然只用到了网络的17%。接下来,让我们来更改TCP网络参数,将其改成262K。在3ms和262K网络参数的情况下,吞吐量迅疾飙升到6.99Gbps!看,这就是我们所谈到的。 http://www.server-cn.com/

      最后,让我们将目标转移到在0.3毫秒RTT延迟下TCP网络参数究竟应该设定到多少的问题上。375K是比较合适的一个值。这对于数据中心企业级系统非常实际。

      此外,我还是要为这些计算做一下注脚。这些都是理论上的东西。这当然要比“网络应该在10Gbps下运行”的传统理论要好,不过其仍然只是理论。不同的环境,数据包丢失,错误,排队延迟等等,都将影响数据中心两个主机之间的实际吞吐速度。此外,这篇文章是基于上面提到的那个TCP计算器来写的。其似乎是正确的,但它可能不是很准确。我在六年前写了一个比较值得信赖的Excel电子表格,而这个表格算出的优化后的结果是4.2 Gbps,而不是6.99 Gbps。 服务器配置网

      不过这无伤大雅,我们的主题没有偏离。如果没有数据中心端到端监控和系统团队的调优,你可能永远不会实现10GbE网络的投资。所以这才是真正的网络工程! 内容来自服务器配置网

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  • 吞吐量测试与iPerf的使用

    千次阅读 2020-03-28 09:36:35
    一、吞吐量介绍 1.上行吞吐量测试方法 手机作为client端,PC为server端 2.下行吞吐量测试方法 手机作为server端,PC作为client端 什么是WiFI吞吐量? 网络中的数据是由一个个数据包组成,防火墙对每个数据包的处理要...

    一、吞吐量介绍

    1.上行吞吐量测试方法
    手机作为client端,PC为server端
    2.下行吞吐量测试方法
    手机作为server端,PC作为client端

    什么是WiFI吞吐量?
    网络中的数据是由一个个数据包组成,防火墙对每个数据包的处理要耗费资源。吞吐量是指在没有帧丢失的情况下,设备能够接受的最大速率。
    也可以说吞吐量表示在单位时间内通过某个网络或接口的数据量 ,包括全部上传和下载的流量。

    测试吞吐量的工具:iPerf
    iPerf是一个跨平台的网络性能测试工具,它支持Win/Linux/Mac/Android/iOS等平台,iPerf可以测试TCP和UDP带宽质量,iPerf可以测量最大TCP带宽,具有多种参数和UDP特性,iPerf可以报告带宽,延迟抖动和数据包丢失。利用iPerf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。

    -s 以server模式启动,eg:iperf -s
    -c host 以client模式启动,host是server端地址,eg:iperf -c 222.35.11.23
    -f [k|m|K|M] 分别表示以Kbits, Mbits, KBytes, MBytes显示报告,默认以Mbits为单位,eg:iperf -c 222.35.11.23 -f K
    -i sec 以秒为单位显示报告间隔,eg:iperf -c 222.35.11.23 -i 2
    -l 缓冲区大小,默认是8KB,eg:iperf -c 222.35.11.23 -l 16 -m 显示tcp最大mtu值
    -o 将报告和错误信息输出到文件eg:iperf -c 222.35.11.23 -o c:\iperflog.txt
    -p 指定服务器端使用的端口或客户端所连接的端口eg:iperf -s -p 9999;iperf -c 222.35.11.23 -p 9999
    -u 使用udp协议
    -w 指定TCP窗口大小,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端和client端版本不一样时使用)
    -M 设定TCP数据包的最大mtu值
    -N 设定TCP不延时
    -V 传输ipv6数据包 server专用参数
    -D 以服务方式运行ipserf,eg:iperf -s -D -R 停止iperf服务,针对-D,eg:iperf -s -R
    client端专用参数
    -d 同时进行双向传输测试
    -n 指定传输的字节数,eg:iperf -c 222.35.11.23 -n 100000
    -r 单独进行双向传输测试
    -t 测试时间,默认10秒,eg:iperf -c 222.35.11.23 -t 5
    -F 指定需要传输的文件
    -T 指定ttl值

    二、影响wifi吞吐量的因素

    首先,吞吐量属于极限测试、即检验手机在极限状态下的最大网络容量。故,最好选择近距离屏蔽房环境测试、以排除干扰。
    1.软件因素
    后台扫描
    蓝牙共存
    EDCA竞争,RTS、CTS帧等
    息屏省电模式
    2.硬件
    发射端:发射功率,杂散等
    接收侧:接收灵敏度,多天线接收差,板间干扰等
    3.环境因素
    同频干扰
    邻频干扰
    低速率设备NAV
    4.其他系统性能
    CPU调度
    管家管控
    应用敏感性

    三、分析方法

    直接原因:wifi层面直接原因就是速率协商不上去,或者因为丢包重传导致掉速后又不能很快协商上来。
    分析根本原因,就要建立在直接原因上去入手分析。
    软件固件,硬件射频,天线都有可能导致速率协商不上去,掉速较快以及掉速后很久协商不上来。
    1.首先确认tcp端口流
    直接打开wireshark,从tcpdump或者空口log中过滤出tcp数据流。
    这个步骤比较容易,因为一般吞吐量测试属于极限测试、后台不会挂其他应用。
    使用magic iperf一般server端口为固定的5001,这样很容易找到对应的tcp长连接。
    2.wireshark过滤空口tcp数据流
    使用wireshark过滤规则:
    tcp.port eq 5001 && ip.dst eq [] 可以过滤出相关流
    3.wireshark的IO统计wifi速率变化
    y轴取wlan_radio.data_rate,查看tcp流物理层速率变化。

    四、发射和接收两方面分析

    1.发送,过滤wlan.sa eq []
    wireshark的IO统计wifi重传包-因为重传是引起掉速的直接原因
    y轴取wlan.fc.retry,查看tcp流物理层速率变化。
    wireshark的IO发射功率
    y轴取wlan_radio.signal_dbm
    2.接收部分
    driver log中查看各个chain的rssi
    wlan: [931:D:HDD] hdd_wlan_fill_per_chain_rssi_stats: 4316: RSSI for chain 0, vdev_id 0 is -54
    wlan: [931:D:HDD] hdd_wlan_fill_per_chain_rssi_stats: 4316: RSSI for chain 1, vdev_id 0 is -68
    fw log中查看误包情况
    R0: FWMSG: [14a30036bc5] ANI_DBGID_POLL phyId 0 listen_time 61-61 ofdmPhyErrCnt 10 cckPhyErrCnt 3 ofdmPhyErrRate 163 cckPhyErrRate 49 level 2
    四、根据结果综合分析
    1.如果发送重传较多,一般为射频或天线问题
    需要查看TRP指标,如果没问题。考虑天线阻抗或射频板间干扰。
    2.如果发送重传不多,那考虑软件侧固件问题
    3.如果接收误包较多,一般也为射频或天线问题
    查看TSI指标,如果没有问题。考虑chain1等多天线间信号强度差异大,可以查看driver log中相关rssi。
    4.如果接收误包率一致,考虑软件侧固件问题

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  • 吞吐量与带宽区别

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    	所以有第1秒0辆/秒,第2秒10辆/秒,第3秒30辆/秒,这不能说带宽多少吧,于是就用吞吐量表示具体时间通过的量有多少(也有可能等于带宽的量)。
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