网络性能测试工具iperf的使用与参数解析

介绍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。 Iperf是一款基于TCP/IP和UDP/IP的网络性能测试工具，它可以用来测量网络带宽和网络

【ql君】qlexcel

12164人浏览 · 2021-09-26 22:23:26

【ql君】qlexcel · 2021-09-26 22:23:26 发布

介绍

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。
Iperf是一款基于TCP/IP和UDP/IP的网络性能测试工具，它可以用来测量网络带宽和网络质量，还可以提供网络延迟抖动、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。
下面介绍Iperf的主要功能。

TCP方面：

测试网络带宽。
支持多线程，在客户端与服务端支持多重连接。
报告MSS/MTU值的大小。
支持TCP窗口值自定义并可通过套接字缓冲。

UDP方面：

可以设置指定带宽的UDP数据流
可以测试网络抖动值、丢包数
支持多播测试
支持多线程，在客户端与服务端支持多重连接。

Iperf的安装与使用

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连接会话，因此要使用iperf，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。
iperf支持Win32、Linux、FreeBSD、MacOS X、OpenBSD和Solaris等多种操作系统平台。读者可以从 iperf官方主页链接下载各种版本，目前最新的版本是iperf3.1.3：
在这里插入图片描述
下载后解压放在某个路径即可。
然后在cmd中带入参数执行iperf即可。

iperf参数介绍

在完成iperf安装后，执行“iperf3 –h”即可显示iperf的详细用法。
在这里插入图片描述

D:\Program Files\iperf-3.1.3-win64>iperf3 -h
Usage: iperf [-s|-c host] [options]
       iperf [-h|--help] [-v|--version]

Server or Client:
  -p, --port      #         server port to listen on/connect to
  -f, --format    [kmgKMG]  format to report: Kbits, Mbits, KBytes, MBytes
  -i, --interval  #         seconds between periodic bandwidth reports
  -F, --file name           xmit/recv the specified file
  -B, --bind      <host>    bind to a specific interface
  -V, --verbose             more detailed output
  -J, --json                output in JSON format
  --logfile f               send output to a log file
  -d, --debug               emit debugging output
  -v, --version             show version information and quit
  -h, --help                show this message and quit
  
Server specific:
  -s, --server              run in server mode
  -D, --daemon              run the server as a daemon
  -I, --pidfile file        write PID file
  -1, --one-off             handle one client connection then exit
  
Client specific:
  -c, --client    <host>    run in client mode, connecting to <host>
  -u, --udp                 use UDP rather than TCP
  -b, --bandwidth #[KMG][/#] target bandwidth in bits/sec (0 for unlimited)
                            (default 1 Mbit/sec for UDP, unlimited for TCP)
                            (optional slash and packet count for burst mode)
  -t, --time      #         time in seconds to transmit for (default 10 secs)
  -n, --bytes     #[KMG]    number of bytes to transmit (instead of -t)
  -k, --blockcount #[KMG]   number of blocks (packets) to transmit (instead of -t or -n)
  -l, --len       #[KMG]    length of buffer to read or write
                            (default 128 KB for TCP, 8 KB for UDP)
  --cport         <port>    bind to a specific client port (TCP and UDP, default: ephemeral port)
  -P, --parallel  #         number of parallel client streams to run
  -R, --reverse             run in reverse mode (server sends, client receives)
  -w, --window    #[KMG]    set window size / socket buffer size
  -M, --set-mss   #         set TCP/SCTP maximum segment size (MTU - 40 bytes)
  -N, --no-delay            set TCP/SCTP no delay, disabling Nagle's Algorithm
  -4, --version4            only use IPv4
  -6, --version6            only use IPv6
  -S, --tos N               set the IP 'type of service'
  -Z, --zerocopy            use a 'zero copy' method of sending data
  -O, --omit N              omit the first n seconds
  -T, --title str           prefix every output line with this string
  --get-server-output       get results from server
  --udp-counters-64bit      use 64-bit counters in UDP test packets

[KMG] indicates options that support a K/M/G suffix for kilo-, mega-, or giga-

iperf3 homepage at: http://software.es.net/iperf/
Report bugs to:     https://github.com/esnet/iperf

iperf的命令参数共分为三类，分别是客户端与服务器端公用参数、服务器端专用参数和客户端专用参数，下面对常用的选项进行介绍。

客户端与服务器端公用参数

-p, --port #

设置端口，与服务器端的监听端口一致。默认是5001端口，与ttcp的一样。

-f, --format [kmgKMG]

速率显示单位。分别表示以Kbits，Mbits，Gbits，KBytes，MBytes，GBytes，默认以Mbits为单位，eg：iperf -c 222.35.11.23 -f K

-i, --interval #

设置每次报告之间的时间间隔，单位为秒。如果设置为非零值，就会按照此时间间隔输出测试报告。默认值为零。

-F, --file name

指定要传输的文件。

eg：iperf -c <server address> -F <file-name>

-B, --bind <host>

绑定到主机的多个地址中的一个(用于多网口的设备)。对于客户端来说，这个参数设置了出栈接口。对于服务器端来说，这个参数设置入栈接口。这个参数只用于具有多网络接口的主机。在Iperf的UDP模式下，此参数用于绑定和加入一个多播组。使用范围在224.0.0.0至239.255.255.255的多播地址。参考-T参数。

-V, --verbose

输出更多细节信息。

-J, --json

以JSON格式输出。

–logfile f

把输出信息保存到一个日志文件。

-d, --debug

debug信息输出。

-v, --version

显示版本信息。
在这里插入图片描述

-h, --help

显示帮助信息。输出iperf所有参数的格式和解释。

服务器端专用参数

-s, --server

以服务器模式运行。

-D, --daemon

将服务器作为守护进程运行。

-I, --pidfile file

写PID文件。

-1, --one-off

处理一个客户端连接，然后退出。

客户端专用参数

-c, --client <host>

以客户端模式运行，连接到<host>

-u, --udp

使用UDP，而不是TCP。

-b, --bandwidth #[KMG][/#]

带宽，单位为bits/sec (值设为0代表不限制)
UDP默认为1 Mbit/sec，TCP默认为不限制。

-t, --time #

设置传输的总时间。Iperf在指定的时间内，重复的发送指定长度的数据包。默认是10秒钟。

-n, --bytes #[KMG]

指定要传输的总字节数。（传输完成才停止，不管设置的传输总时间）
number of bytes to transmit (instead of -t)
eg：

iperf3 -c 222.35.11.23 -n 100000

-k, --blockcount #[KMG]

要传输的总数据包数。（不管-t或-n参数）
number of blocks (packets) to transmit (instead of -t or -n)

-l, --len #[KMG]

读写的缓冲区大小。
TCP默认是128KB，UDP默认是8KB。
eg：

iperf3 -c 222.35.11.23 -l 16

–cport <port>

bind to a specific client port (TCP and UDP, default: ephemeral port)

-P, --parallel #

线程数。指定客户端与服务端之间使用的线程数。默认是1线程。需要客户端与服务器端同时使用此参数。

-R, --reverse

以反向模式运行。（服务器发送数据，客户端接收数据）

-w, --window #[KMG]

设置窗口大小。
set window size / socket buffer size

-M, --set-mss #

set TCP/SCTP maximum segment size (MTU - 40 bytes)

-N, --no-delay

设置TCP/SCTP不延时。
set TCP/SCTP no delay, disabling Nagle’s Algorithm

-4, --version4

只使用IPv4。

-6, --version6

只使用IPv6。

-S, --tos N

set the IP ‘type of service’

-Z, --zerocopy

use a ‘zero copy’ method of sending data

-O, --omit N

omit the first n seconds

-T, --title str

在每个输出行前面加上此字符串。

–get-server-output

get results from server

–udp-counters-64bit

use 64-bit counters in UDP test packets

例子1

TCP模式

服务端：

iperf -s -i 1   //设置作为服务端，速率报告间隔时间1s

客户端：
单线程上行：

iperf -c 220.180.239.212 -p 8009  -i 1 -t 20

//向对应ip和端口中TCP测试20秒，并每秒打印一次吞吐量

多线程上行：

iperf -c 220.180.239.212 -p 8009  -i 1 -t 20 -P 2/3/4/…

UDP模式

服务端：

iperf -s -u

客户端：
//单线程上行

iperf -c 220.180.239.212 -p 8010 -b 100M  -i 1 -t 20

//以100M的带宽向指定IP和端口灌包测试20秒，并且每秒上报一次发送的数据量和速率
多线程上行：

iperf -c 220.180.239.212 -p 8010 -b 100M -i 1 -t 20 -P 2/3/4/…

例子2

TCP Mode：

Server：

iperf3 -s -p 5600

Client Example：
Single-threaded uplink:

iperf3 -c 220.180.239.212 -p 5600 -i 1 -t 20

Multi-threaded uplink ：

iperf3 -c 220.180.239.212 -p 5600 -i 1 -t 20 -P 4 // Multi-threading is recommended

Single-threaded downlink ：

iperf3 -c 220.180.239.212 -p 5600 -I 1 -t 20 -R

UDP Mode：

Server：

iperf3 -s -p 5600

Client Example：
Single-threaded uplink ：

iperf3 -u -c 220.180.239.212 -p 5600 -b 100M -i 1 -t 20

Multi-threaded downlink ：

iperf3 -u -c 220.180.239.212 -p 5600 -b 100M -i 1 -t 20 -P 4 -R

例子3

iperf3 -u -c 192.168.9.3 -i 1 -t 60 -b 100M

以udp模式向客户端192.168.9.3发送100M带宽的数据，持续60秒，每秒发送一次报告。

iperf -c 59.128.103.56 -f K -i 2 -w 300K

设定报告间隔为2秒，服务器端和客户端的TCP窗口都开到300KB

iperf -c 59.128.103.56 -f K -i 2 -w 300K –n 1000000

测试传输约1MB数据

iperf -c 59.128.103.56 -f K -i 2 -w 300K –t 36

测试持续36秒

iperf -c 59.128.103.56 -f K -i 2 -w 300K -n 10400000 –d

测试双向的传输

iperf -c 59.128.103.56 -f K -i 2 -w 300K –u

测试结果

测试情况如图：
在这里插入图片描述
其中：

Interval表示时间间隔。
Transfer表示时间间隔里面转输的数据量。
Bandwidth是时间间隔里的传输速率。
jitter ：抖动，网络中的延迟是指信息从发送到接收经过的延迟时间，一般由传输延迟及处理延迟组成。而抖动是指最大延迟与最小延迟的时间差，如最大延迟是20毫秒，最小延迟为5毫秒，那么网络抖动就是15毫秒，它主要标识一个网络的稳定性。
packet loss：丢包率，封包在传送过程中因不明原因无法让接收者收到,丢失的封包就是 packet loss。

最后一行是本次测试的统计。测试可知带宽平均为490Mbit/s。