計算機網絡管理-網絡性能管理

1、計算機網絡計算機網絡管理管理網絡性能管理網絡性能管理網絡性能管理v網絡性能管理的指標v采集性能指標數據的方法v網絡性能管理的流程v網絡性能管理常用工具v服務質量網絡性能管理的指標網絡總體性能指標網絡總體性能指標 響應時間響應時間網絡利用率網絡利用率吞吐量吞吐量網絡的連通性網絡的連通性網絡性能管理的指標節(jié)點性能指標節(jié)點性能指標 節(jié)點處理時延節(jié)點處理時延丟包率丟包率轉發(fā)率轉發(fā)率吞吐量吞吐量網絡性能管理的指標網絡鏈路指標網絡鏈路指標 鏈路的幀傳輸延時鏈路的幀傳輸延時帶寬利用率帶寬利用率信道利用率信道利用率帶寬帶寬網絡性能管理的指標網絡應用服務的性能指標網絡應用服務的性能指標 系統(tǒng)帶寬系統(tǒng)帶寬最大穩(wěn)定

2、連接數最大穩(wěn)定連接數吞吐率吞吐率系統(tǒng)響應時間系統(tǒng)響應時間采集性能指標數據的方法v 從網絡上獲得網絡性能指標數據的方法有以下三類：1.查詢網絡設備獲得與性能相關的信息2.觀察網絡上現有的流量3.生成測試流量發(fā)送到網絡上，以測試網絡性能網絡性能管理流程圖 9 1性能管理流程網絡性能管理常用工具v節(jié)點性能管理工具nWindows2000操作系統(tǒng)提供了性能監(jiān)視器和網絡監(jiān)視器nLinux操作系統(tǒng)監(jiān)視工具 n系統(tǒng)資源管理工具Server Vantage v鏈路性能管理工具nDSP-4000數字式電纜分析儀 nOptiFiber光纜認證分析儀 v網絡性能管理工具n網絡性能分析測試工具SmartBits n網

3、絡流量檢測工具MRTG n網絡性能測試工具Netperf 網絡性能管理常用工具v網絡應用服務性能測試工具n負載測試工具LoadRunnern網絡應用性能管理工具Network Vantage n自動化負載測試工具QALoad n服務器性能工具Web Application Stress服務質量vQoS概述n傳統(tǒng)網絡缺陷l傳統(tǒng)IP路由技術的吞吐量不高l傳統(tǒng)IP沒有服務質量QoS保證nQoS功能l報文分類和著色l網絡擁塞管理l網絡擁塞避免l流量監(jiān)管和流量整形lQoS信令協(xié)議服務質量vQoS服務模型 n綜合服務體系結構IntServ l兩種服務：保證服務、負載控制服務l四個功能部件：資源預留協(xié)議（R

4、SVP）、訪問控制(Admission Control)、分類器(Classifier)、隊列調度器(Scheduler)l調度算法：WFQ、WF2Q、SCFQ、VC、MD-SCFQ、WRR等 l流程：1.在發(fā)送報文前，應用程序首先通知網絡它自己的流量參數和需要的特定服務質量請求 2.網絡在收到應用程序的資源請求后，執(zhí)行資源分配檢查，基于應用程序的資源申請和網絡現有的資源情況，判斷是否為應用程序分配資源。一旦網絡確認為應用程序的報文分配了資源，則只要應用程序的報文控制在流量參數描述的范圍內，網絡將承諾滿足應用程序的QoS需求。3.應用程序一般在收到網絡的確認信息，才開始按照申請的流量參數和特定

5、服務質量請求發(fā)送報文 服務質量n區(qū)分服務體系結構DiffServ l所提供服務：1. Expedited Services(EF-RFC2598)2. Assured Services(AF-RFC2597)l所運用技術：1. CAR2. 隊列技術v IPQoS的實現機制 n隊列管理機制（Queue Management Mechanism）PPD、EPD、RED、FRED、RIO、BLUE等算法 服務質量n隊列調度機制Queueing Scheduling Mechanism 隊列調度算法主要有：基于循環(huán)調度的算法、基于GPS(Generalized Processor Sharing)的算

6、法兩大類n基于約束的路由(CBR) n業(yè)務量工程 本章小結v對反映網絡性能的指標分為網絡總體性能指標、節(jié)點性能指標、鏈路性能指標和網絡應用服務的性能指標等v介紹了采集性能指標數據的三種方法：查詢網絡設備獲得與性能相關的信息、觀察網絡上現有的流量、生成測試流量發(fā)送到網絡上測試網絡性能，并給出了進行網絡性能管理的參考流程。v概要地介紹了隨著新興的多媒體實時業(yè)務而出現的服務質量（Qos）技術、服務質量以及實現機制等內容。 聯(lián)系與思考v 簡述反映網絡性能的各類性能指標。v 簡述采集性能指標數據的三種方法。v 練習查詢網絡設備的MIB中與性能有關的信息。v 舉例說明通過生成測試流量來采集性能指標數據的方

7、法。v 簡述網絡性能管理的流程。v 網絡性能管理都有哪些常用工具？v 練習使用測試工具來采集節(jié)點性能指標數據。v 簡述OoS的IntServ模型。v 簡述OoS的DiffServ模型中域的概念以及各種類型路由器的作用。計算機網絡管理計算機網絡計算機網絡管理管理網網絡性能管理案例絡性能管理案例網絡性能管理案例v使用MRTG監(jiān)測網絡流量v使用netperf監(jiān)測網絡流量vLinux操作系統(tǒng)性能測試vLinux操作系統(tǒng)性能優(yōu)化v使用WAS測試Web服務器性能v使用Apache Bench測試HTTP服務器的性能v用Apache Bench測試Apache HTTP服務器性能vApache HTTP服務

8、器的性能優(yōu)化使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v 編譯、安裝MRTGv 最新版本的MRTG程序可在其官方網站/上下載。其中包含程序原代碼、編譯好的Win32應用程序、以及Linux操作系統(tǒng)的RPM安裝包。若希望在Unix或者Linux操作系統(tǒng)的環(huán)境下編譯MRTG程序原代碼，必須先確定機器上已安裝GCC編譯程序及Perl程序。由于MRTG程序產生的流量統(tǒng)計圖為PNG格式的圖形文件，并且使用了圖形壓縮函數庫zlib、圖表繪制函數庫gd以及有關處理png圖形格式的函數庫。因此，為了使MRTG能夠正常的安裝和運行，在安裝MRTG的主機中必須事先安裝好perl、zlib、gd

9、、libpng、ucd-SNMP等軟件?？梢杂萌缦碌腞PM命令來確認是否安裝了這些軟件： 使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v # rpm -qa | grep perlv perl-5.6.0-17v mod_perl-1.24_01-3v # rpm -qa | grep zlibv zlib-1.1.3-24v zlib-devel-1.1.3-24v # rpm -qa | grep gdv gd-1.8.4-4v gd-devel-1.8.4-4v # rpm -qa | grep libpngv libpng-1.0.12-2v libpng-devel-1.0.12-2v # rpm -

10、qa| grep SNMPv ucd-SNMP-4.2.1-7v ucd-SNMP-utils-4.2.1-7v ucd-SNMP-devel-4.2.1-7 使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v gd：繪圖鏈接庫，用來處理PNG格式的圖形文件。v 下載地址：http:/ libpng：gd在產生PNG圖形文件時需要的鏈接庫。v 下載地址：/pub/png/src/。v zlib：libpng壓縮圖形文件時需要的鏈接庫。v 下載地址：/zlib。v 另外，由于MRTG使用HTML的格式來顯示監(jiān)測的結果，因此還需要在主機中安裝好

11、一個Web服務器，如Apache的HTTP服務器。v 當上述鏈接庫、編譯環(huán)境和Web服務器都安裝好了之后，便可以按照如下的步驟編譯、安裝MRTG軟件。首先解開程序原代碼的壓縮包，并切換至該目錄下： v # tar -zxvf mrtg-2.9.17.tar.gzv # cd mrtg-2.9.17使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v接下來便可配置編譯程序進行編譯時需用的各項參數，包括即將生成的mrtg應用程序存放的路徑（本案例設定mrtg 的安裝路徑為：/usr/local/mrtg-2），zlib、gd、libpng等鏈接庫的存放路徑等參數：v# ./configure -prefix=/usr/l

12、ocal/mrtg-2 -with-gd=/usr/include -with-gd-lib=/usr/lib -with-gd-inc=/usr/include -with-png=/usr/include -with-zlib=/usr/include使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v當configure程序對系統(tǒng)環(huán)境檢查完成并確認適合安裝MRTG程序后，將在安裝目錄下生成Makefile文件。接下來便可執(zhí)行make命令編譯mrtg源程序，然后將編譯完成的mrtg可執(zhí)行應用程序安裝到指定路徑里：v# makev# make install使用 MRTG監(jiān)測網絡流量1.1. 在被管網絡設備上配置在

13、被管網絡設備上配置SNMPSNMP服務服務v對于路由器、交換機、主機等不同的網絡設備，配置和啟動SNMP服務的方法各不相同。在本案例中，被監(jiān)管的網絡設備為一臺運行Linux操作系統(tǒng)的主機，下面講解如何在該主機上配置、運行SNMP服務。v首先檢查在該主機上是否安裝了SNMP軟件，如果沒有檢測到SNMP軟件包，則需要通過安裝光盤進行安裝，或者從Internet上下載相關軟件進行安裝：v# rpm -qa| grep SNMP ucd-SNMP-4.2.1-7 ucd-SNMP-utils-4.2.1-7 ucd-SNMP-devel-4.2.1-7使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v 如果主機上已經安裝了

14、SNMP軟件包，則修改SNMPd的配置，使其允許mrtg軟件讀取該主機上的SNMP統(tǒng)計數據。命令如下：v vi /etc/SNMP/SNMPd.conf 將：v #view systemview included mib2修改為：v view mib2 included .ernet.mgmt.mib-2 fc 將：v access notConfigGroup any noauth exact systemview none none修改為：v access notConfigGroup any noauth exact mib2 none none 然后重新啟

15、動SNMPd：v /etc/rc.d/init.d/SNMPd restart使用 MRTG監(jiān)測網絡流量1.1. 配置配置MRTGMRTGvMRTG的配置信息保存在mrtg.cfg文件中，可以手工創(chuàng)建并編輯該配置文件，在其中定義希望的監(jiān)控特性。mrtg軟件包提供有cfgmaker配置工具，這是一個腳本文件，它可以根據運行參數自動生成mrtg.cfg配置文件。v首先在Web服務器的DocumentRoot目錄下創(chuàng)建一個子目錄，用來存放mrtg生成的統(tǒng)計文件。在本案例中，假設apache httpd的DocumentRoot在/var/www/html目錄下，在該目錄下創(chuàng)建mrtg子目錄：v# m

16、kdir /var/www/html/mrtg其中的/var/www/html/mrtg為mrtg的工作目錄。接下來生成mrtg配置文件：使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v # cfgmaker -global WorkDir: /var/www/html/mrtg -global Options_: growright,bits -ifref=ip -output /etc/mrtg.cfgpublic 配置工具cfgmaker的參數說明如下：v global表示隨后的選項對所有指定的設備都是有效的。v WorkDir用來指示MRTG的工作目錄。v Options用來指定一些特定的

17、選項，這里的“growright,bits”是用來指定默認options配置的，對于常見的應用來說默認options配置就可以滿足需求了。v ifref用來指示使用什么選項來標識設備接口，可以指定的設備接口有nr、ip、eth、descr、name。nr表示使用在MIBII庫中Interface的ifIndex來識別接口；ip表示使用ip地址識別接口；eth表示使用物理地址標識接口；descr表示使用描述信息來標識接口；name表示使用接口名來標識接口。v output用來指示配置文件存放的目錄。v public表示監(jiān)控IP地址為的設備，采用public作為共同

18、體名通過SNMP協(xié)議來監(jiān)控設備。使用 MRTG監(jiān)測網絡流量v 上述的配置范例會對這臺網絡設備收集流量數據，并對輸出圖形設定bits及growright選項，同時在/etc/mrtg.cfg目錄下產生mrtg.cfg設定文件，而所有產生的圖形及網頁都會放置在/var/www/html/mrtg目錄下。v MRTG軟件包中還有一個程序indexmaker，可將配置文件mrtg.cfg中每個Target的website做個簡單的index.html文件。利用indexmaker程序生成監(jiān)測統(tǒng)計結果的首頁：v # ./indexmaker -output= /var/w

19、ww/html/mrtg/index.html -title=主機流量統(tǒng)計表 /etc/mrtg.cfg 程序indexmaker按照給定的參數在/var/www/html/mrtg目錄下輸出一個標題為“主機流量統(tǒng)計表”的index.html文件。使用 MRTG監(jiān)測網絡流量運行運行MRTGMRTG完成完成MRTGMRTG的設置后，使用如下的命令啟動的設置后，使用如下的命令啟動MRTGMRTG程序：程序：# /usr/local/mrtg-2/bin/mrtg /etc/mrtg.cfg# /usr/local/mrtg-2/bin/mrtg /etc/mrtg.cfg可以看可以看到到MRTGM

20、RTG在其工作目錄下創(chuàng)建了被監(jiān)測設備的流量統(tǒng)計圖在其工作目錄下創(chuàng)建了被監(jiān)測設備的流量統(tǒng)計圖和相應的和相應的HTMLHTML頁面，為了讓頁面，為了讓MRTGMRTG持續(xù)地讀取被監(jiān)測設備持續(xù)地讀取被監(jiān)測設備的數據，并產生具有實效性的統(tǒng)計信息，通常讓的數據，并產生具有實效性的統(tǒng)計信息，通常讓MRTGMRTG定定時自動地運行。例如，設置時自動地運行。例如，設置MRTGMRTG每隔五分鐘運行一次。每隔五分鐘運行一次。以以rootroot身份運行命令身份運行命令crontab crontab e e，進入編輯狀態(tài)后，添，進入編輯狀態(tài)后，添加內容如下：加內容如下：* */5 /5 * * * * * * *

21、 * /usr/local/mrtg-2/bin/mrtg /usr/local/mrtg-2/bin/mrtg /etc/mrtg.cfg/etc/mrtg.cfg保存所做的修改，退出編輯狀態(tài)。通過瀏保存所做的修改，退出編輯狀態(tài)。通過瀏覽器訪問地址覽器訪問地址/mrtg//mrtg/，可以看到如圖，可以看到如圖 1010 1 1所示的所示的MRTGMRTG生成的流量統(tǒng)計頁面。生成的流量統(tǒng)計頁面。v 圖中深藍色曲線刻畫了網絡設備上的某個端口隨時間變化的輸出流量曲線，而淺綠色曲線則是該端口輸入流量隨時間的變化圖，圖下方統(tǒng)計了

22、流量的峰值、平均值和當前值。v MRTG除了能夠提供詳細的每日流量記錄，同時也能夠以相同的視覺呈現方式產生過去七天，過去四周，以及過去12個月的流量記錄。能夠做到這點是因為MRTG把從路由器取得的所有數據都記錄下來。這些記錄會自動合計，所以不至于隨著時間成長地太大，不過仍保留足夠提供過去兩年來流量趨勢的信息。v MRTG并不僅限于監(jiān)測流量，我們也可以利用MRTG來監(jiān)測任何SNMP參數。我們甚至可以運用外部程序來收集想要用MRTG進行監(jiān)控的數據，例如系統(tǒng)負載、登入數量等，或者將二或多項數據來源結合在單一圖形內以利觀察。與其他類似的軟件相比，MRTG更加簡便易用，適合于長期的網絡監(jiān)測任務，并提供了

23、友好的用戶界面。與商業(yè)化網管軟件相比，MRTG最大的優(yōu)點在于它是免費的，同時其功能也在逐漸完善起來。使用使用netperfnetperf測試網絡性能測試網絡性能 1.1. 編譯、安裝編譯、安裝netperfnetperfv最新版本的netperf程序可在其官方網站/上下載。該站點提供與netperf程序相關的信息，包括程序的下載、使用手冊、測試的基準以及用戶的反饋等。v下載了netperf程序原代碼后，首先解開程序原代碼的壓縮包，并切換至該目錄下：v# tar -zxvf netperf-2.4.1.tar.gz # cd netperf-2.4.1 在netper

24、f-2.4.1目錄下包含編譯netperf應用程序所需的所有文件以及一些為方便測試工作編寫的腳本文件。netperf安裝文件包含一個makefile文件，在編譯應用程序之前需要根據安裝環(huán)境的要求修改該文件。在安裝的netperf應用程序中包含哪些功能，也通過修改該文件進行設置。編譯netperf功能的參數選項如表 10 1所示。v -Ae 用針對于HP-UX系統(tǒng)的ANSI C編譯器選項v -DDIRTY包含發(fā)送數據之前弄臟數據緩存的代碼，該選項有助于使網絡中正在進行的數據壓縮無效v -DHISTOGRAM包含記錄測試中請求/響應時間直方圖的代碼v -DINTERVALS包含在TCP和UDP測試

25、中進行間隔測試的代碼，此選項可避免在繁忙網絡上丟失數據包v -DDO_DLPI包含測試DLPI的代碼v -DDO_UNIX包含測試UNIX域套接字的代碼v -D$(LOG_FILE)指定netperf程序在啟用調試功能時于何處輸出調試結果v -DUSE_LOOPER使用looper或socker進程計算CPU性能v -DUSE_PSTAT對于HP-UX 10或更高版本的系統(tǒng)，使用pstat()函數計算CPU的性能v -DUSE_KSTAT對于Solaris2.X操作系統(tǒng)，使用kstat接口計算CPU的性能v -DUSE_PRO_STAT對于Linux系統(tǒng)，使用/proc/star文件確定CPU

26、的利用率v -DDO_IPV6包含測試Ipv6套接字接口的代碼v -U hpux用于在HP-UX系統(tǒng)上編譯netperf之時，也能夠在HP-RT系統(tǒng)上運行v -DDO_DNS包含測試DNS服務器性能的代碼v -DHAVE_SENDFILE包含使用sendfile()函數和send()函數測試發(fā)送數據的代碼v -D_POSIX_SOURCE用于MPE/ix系統(tǒng)上的安裝v -D_SOCKET_SOURCE用于MPE/ix系統(tǒng)上的安裝v -DMPE用于MPE/ix系統(tǒng)上的安裝v 確定在netperf程序中需要包含哪些功能之后，編輯makefile文件，在相應的行上添加或刪除這些功能。下面是一個在Li

27、nux操作系統(tǒng)下makefile文件的設置的實例：v NETPERF_HOME = /opt/netperf LOG_FILE = DEBUG_LOG_FILE=/tmp/netperfdebug” CFLAGS = -o D$(LOG_FILE) DDIRTY DHISTOGRAM DUSE_PROC_STATDDOD_FIRST_BURSTNETPERF_HOME條目定義了netperf的安裝目錄為/opt/netperf。v LOG_FILE條目定義了應該將調試日志文件放在主機的什么位置。默認情況下，日志文件將放在/tmp目錄中。系統(tǒng)重新啟動后此目錄將會被刪除。v CFLAGS行中的DU

28、SE_PROC_STAT選項，設置為在Linux操作系統(tǒng)下編譯netperf。v 修改makefile文件之后，必須使用make命令編譯源代碼，并使用帶有instMl選項的make命令安裝它：v # make# make install正確地編譯和安裝了netperf軟件包后，必須配置運行netserver程序，接收來自netperf客戶端的連接。運行運行netservernetserver以獨立模式運行以獨立模式運行netservernetserverv要啟動要啟動netservernetserver，只要運行，只要運行netservernetserver的可執(zhí)行文件：的可執(zhí)行文件：v$/o

29、pt/netperf/netserver Starting $/opt/netperf/netserver Starting netserver at port 12865 netservernetserver at port 12865 netserver啟動后，它啟動后，它將指示使用哪個端口去監(jiān)聽進來的客戶端連接，本實例將指示使用哪個端口去監(jiān)聽進來的客戶端連接，本實例中，中，netservernetserver監(jiān)聽監(jiān)聽TCPTCP端口端口1286512865。netservernetserver以后臺以后臺模式運行，使用模式運行，使用psps命令可以檢測到該程序正在運行：命令可以檢測到該程

30、序正在運行：v$ps ax | grep netserver 17339 7 $ps ax | grep netserver 17339 7 S 0:00/opt/netperf/netserver$ S 0:00/opt/netperf/netserver$ 從從psps命令返命令返回的結果可以看到，回的結果可以看到，netservernetserver程序正在運行，在系統(tǒng)中程序正在運行，在系統(tǒng)中的進程的進程ID(PID)ID(PID)為為1733917339。以獨立模式啟動。以獨立模式啟動netservernetserver，它將在后臺運行，直到重新啟動服務器或手動停止它。它將在后臺運行，

31、直到重新啟動服務器或手動停止它。 v要手動停止netserver，必須使用kill命令殺死netserver運行實例的PID號，如下所示：v$ps ax | grep netserver 17339 7 S 0:00/usr/local/netperf/netserver $kill-9 17339 $ps ax | grep netserver 17580 pts/1 S 0:00 grep netserver $ 停止netserver程序后，再次執(zhí)行ps命令檢測，返回結果的顯示中已經沒有該程序。自動啟動自動啟動netservernetserver對于對于inetdinetd方法，對探測到

32、連接企圖時要自動啟動的方法，對探測到連接企圖時要自動啟動的netservernetserver，必須為其在，必須為其在inetd.confinetd.conf文件中創(chuàng)建一個文件中創(chuàng)建一個條目，如下所示：條目，如下所示：netserver stream tcp nowait root netserver stream tcp nowait root /opt/netperf/netserver netservernetserver/opt/netperf/netserver netservernetserver不不使用受保護的使用受保護的TCPTCP端口號，所以可以使用系統(tǒng)中的任端口號，所以可以

33、使用系統(tǒng)中的任意用戶啟動，本例使用意用戶啟動，本例使用rootroot用戶啟動用戶啟動netservernetserver應用應用程序。程序。inetd.confinetd.conf文件的文件的netservernetserver條目中指定了條目中指定了netservernetserver可執(zhí)行文件的位置，本實例為可執(zhí)行文件的位置，本實例為/opt/netperf/opt/netperf。xinetdxinetd配置文件的格式與配置文件的格式與inetdinetd不同，對探測到連接不同，對探測到連接企圖時要自動啟動的企圖時要自動啟動的netservernetserver，需要為其在，需要為其在

34、/etc/services/etc/services文件中創(chuàng)建一組說明，如下所示：文件中創(chuàng)建一組說明，如下所示：socket_type=streamsocket_type=streamwait=nowait=nouser=rootuser=rootserver=/opt/netperf/netserver server=/opt/netperf/netserver 運行運行netperfnetperfv根據作用范圍的不同，netperf的命令行參數可以分為兩大類：全局命令行參數、測試相關的局部參數，兩者之間使用“”分隔，如下所示：vnetperf global options- test-sp

35、ecific options 全局命令行選項指定的設置定義了應該執(zhí)行哪種netperf測試，以及如何執(zhí)行netperf測試。這些選項用于控制netperf測試的基本設置，對所有測試類型都有效。 v全局命令行選項位于“-”前的global options部分，各全局參數選項之間沒有次序的限制。測試批量網絡流量的性能測試批量網絡流量的性能1. TCP_STREAMv netperf的默認測試類型是TCP_STREAM批量傳輸測試。測試過程中，netperf根據設定的參數選項，向netserver主機發(fā)送批量的TCP數據分組，以確定數據傳輸過程中的吞吐量，命令如下：v ./netperf -H 10

36、.3.2.1 -l 60 TCP STREAM TEST to Recv Send SendSocket Socket Message Elapsed Size Size Size Time Throughputbytes bytes bytes secs. 10bits/sec16384 16384 16384 60.00 7.63v 在本例中，使用全局命令行選項-H來指定遠程netserver主機的IP地址為，另一個選項-l用來設置測試持續(xù)的時間為60秒。從netperf的TCP_STREAM測試結果輸出中，我們得到以下的一些信息：v 遠端系統(tǒng)（netse

37、rver）使用大小為16384字節(jié)的socket接收緩存v 本地系統(tǒng)（netperf）使用大小為16384字節(jié)的socket發(fā)送緩存v 本地系統(tǒng)向遠端系統(tǒng)發(fā)送的測試分組大小為16384字節(jié)v 測試經歷的時間為60秒v 吞吐量的測試結果為7.63Mbpsv 缺省情況下，netperf主機發(fā)送的測試分組大小通常設置為本地系統(tǒng)所使用的套接字發(fā)送緩存的大小，從而減少本地的套接字傳輸對吞吐量計算的影響。若希望以特定的分組大小進行測試，可以修改相應的nerperf參數選項，TCP_STREAM方式下與測試相關的參數選項如表 10 3所示：v -s size設置本地系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩存大小為si

38、ze字節(jié) -S size設置遠端系統(tǒng)的socket發(fā)送與接收緩存大小為size字節(jié) -m size設置本地系統(tǒng)發(fā)送測試分組的大小為size字節(jié) -M size設置遠端系統(tǒng)接收測試分組的大小為size字節(jié) -D對本地與遠端系統(tǒng)的socket設置TCP_NODELAY選項v 通過修改與測試方式相關的參數選項，并觀察測試結果的變化，可以確定是哪些因素在影響網絡連接的吞吐量。測試方式相關的參數選項與全局參數選項之間用“-”進行分隔。例如，如果懷疑由于缺乏足夠的緩存區(qū)空間，使得路由器無法轉發(fā)大的數據包，就可以增加測試數據包的大小，以觀察吞吐量的變化：v ./netperf -H -l

39、60 - - -m 2048 TCP STREAM TEST to Recv Send Send Socket Socket Message ElapsedSize Size Size Time Throughputbytes bytes bytes secs. 10bits/sec 16384 16384 2048 60.00 7.72UDP_STREAMUDP_STREAMv UDP_STREAM方式使用與TCP_STREAM方式相同的局部命令行參數，可以使用-m來修改測試中使用分組的大?。簐 ./netperf -t UDP_STREAM -H - -

40、m 1024 UDP UNIDIRECTIONAL SEND TEST to Socket Message Elapsed Messages Size Size Time Okay Errors Throughputbytes bytes secs # # 106bits/sec 65535 1024 9.99 114127 0 91.35 41600 9.99 114122 9.57vUDP_STREAM方式的結果中有兩行測試數據，第一行顯示的是本地系統(tǒng)的發(fā)送統(tǒng)計，這里的吞吐量表示netperf向本地套接字發(fā)送分組的能力。但是，由于UDP是不可靠的傳輸協(xié)議，發(fā)送出去的分組數

41、量不一定等于接收到的分組數量。v第二行顯示的是遠端netserver主機接收的情況，在實際網絡環(huán)境中，一般遠端系統(tǒng)套接字緩存大小不同于本地系統(tǒng)的套接字緩存大小，而且由于UDP協(xié)議的不可靠性，遠端系統(tǒng)的接收吞吐量要遠遠小于發(fā)送出去的吞吐量。測試請求測試請求/ /響應模型的性能響應模型的性能v在客戶端/服務器的網絡環(huán)境下，常見的網絡流量類型是請求/響應（request/response）模型，如圖 10 2圖所示。請求/響應模型中的客戶端網絡設備通常會發(fā)送一些小的數據包，向服務器端查詢有關信息，服務器端接收查詢請求，經過處理后返回查詢結果的數據，返回的查詢結果數據一般都是較大的數據信息。TCP_R

42、RTCP_RRv TCP_RR測試在一個TCP連接中發(fā)生的多次TCP 請求和響應時網絡的性能，這種類型的測試模擬經常出現在數據庫中的應用情況。數據庫的客戶端程序與服務器端程序建立一個TCP連接，然后在這個連接中傳送數據庫的多次交易過程。下面是一個簡單的TCP_RR測試實例：v ./netperf -t TCP_RR -H -l 60 TCP REQUEST/RESPONSE TEST to Local /Remote Socket Size Request Resp. Elapsed Trans. Send Recv Size Size Time Rate

43、bytes Bytes bytes bytes secs. per sec 16384 87380 1 1 59.99 1995.32 16384 16384v TCP_RR測試的輸出結果也是由兩行組成。第一行顯示本地系統(tǒng)的情況，第二行顯示的是遠端系統(tǒng)的信息。平均的交易率（transaction rate）為1995.32次/秒。注意，在默認的情況下，每次交易的請求數據包和響應數據包的大小都為1個字節(jié)，這不具有很大的實際意義?？梢酝ㄟ^修改測試相關的參數來改變請求和響應數據包的大小，TCP_RR方式下的參數如表 10 4所示：v -r req,resp設置請求和響應數據包的大小 -s size設

44、置本地系統(tǒng)的套接字發(fā)送與接收緩存大小為size字節(jié) -S size設置遠端系統(tǒng)的套接字發(fā)送與接收緩存大小為size字節(jié) -D對本地與遠端系統(tǒng)的socket設置TCP_NODELAY選項v通過使用-r參數，可以改變請求和響應數據包的大小，更改格式有：v-r 32，設置請求數據包的大小為32字節(jié)，響應數據包的大小為1字節(jié)。v-r 1024，設置請求數據包的大小為1024字節(jié)，響應數據包的大小為1字節(jié)。v-r 32,1024，設置請求數據包的大小為32字節(jié)，響應數據包的大小為1024字節(jié)。TCP_CRRTCP_CRRv有些TCP事務要求每一個請求/響應都要建立一個新的TCP連接。最典型的應用就是HT

45、TP，每個HTTP事務都是在一個單獨的TCP連接中進行的。使用這種技術的協(xié)議需要不斷地建立新的TCP連接，并且在交易結束后刪除TCP連接。vTCP_CRR方式用于測試在類似HTTP事務的處理過程中的網絡性能。下面是一個簡單的TCP_CRR測試實例：v ./netperf -t TCP_CRR -H l 60v TCP Connect/Request/Response TEST to v Local /Remotev Socket Size Request Resp. Elapsed Trans.v Send Recv Size Size Time Ratev

46、bytes Bytes bytes bytes secs. per secv v 131070 131070 1 1 59.99 17.32v 16384 16384 v 從上面的測試結果可以看到，即使是使用一個字節(jié)的請求和響應分組，事務處理率也明顯地降低到每秒鐘只有17.32個事務。這是因為對于每一個交易事務，都增加了創(chuàng)建和刪除TCP連接的時間開銷。TCP_CRR的測試相關參數選項與TCP_RR相同（如表 10 4所示），可以使用-r選項來更改請求和響應數據包的大小。UDP_RRUDP_RRv UDP_RR方式測試使用UDP分組進行請求和響應的交易過程中的網絡性能。下面是一個簡單的UDP_C

47、RR測試實例： v ./netperf -t UDP_RR -H l 60v UDP REQUEST/RESPONSE TEST to v Local /Remotev Socket Size Request Resp. Elapsed Trans.v Send Recv Size Size Time Ratev bytes Bytes bytes bytes secs. per secv v 65535 65535 1 1 59.99 2176.53v 9216 41600 v由于沒有TCP連接所帶來的負擔，所以事務處理率有較大的提升，達到了每秒2176.5

48、3個事務。如果UDP的處理率與TCP的處理率差別非常大，則需要檢查網絡設備，確定在網絡中的路由器或其它的網絡設備是否對UDP和 TCP采用不同的緩存空間和處理技術。分析分析LinuxLinux操作系統(tǒng)的性能操作系統(tǒng)的性能v 用vmstat監(jiān)視內存使用情況 v 虛擬內存統(tǒng)計工具vmstat（Virtual Memory Statistics），用于監(jiān)視操作系統(tǒng)的虛擬內存、進程、CPU活動，對系統(tǒng)的整體情況進行統(tǒng)計。vmstat的語法如下：v vmstat -V -n delay countvmstat 各參數的說明如表 10 5所示。v -V表示打印出版本信息 v -n表示在周期性循環(huán)輸出時，輸

49、出的頭部信息僅顯示一次delay是兩次輸出之間的延遲時間，如果不指定delay值，則僅輸出最近一次啟動以來的各性能指標的平均值 count是按照給定的時間間隔進行統(tǒng)計的次數，如果不指定count值，但指定了delay值，則count的缺省值為無窮大v 運行vmstat首先得到的統(tǒng)計報告展現的是從最近一次啟動以來的各性能指標的平均值。其它的統(tǒng)計報告顯示的是給定采樣周期的統(tǒng)計值。vmstat的運行結果如下所示：v # vmstat -n 5 5v procs memory swap io system cpuv r b swpd free inact active si so bi bo in c

50、s us sy id wav 0 0 10800 5396 10692 364576 3 9 74 284 173 223 4 1 92 4v 0 0 10924 5436 7384 369696 22 51 399 118 261 334 18 2 61 19v 0 0 11164 5504 8804 372052 49 163 182 430 388 543 47 3 31 19v 1 0 12464 5492 11708 371968 5 305 154 558 380 510 45 3 30 21v 2 0 12792 5544 15820 371716 145 143 315 446

51、 434 644 43 4 27 27 vvmstat輸出結果中各字段的含義為：vprocsvr：等待運行時間的進程數。vb：不可中斷休眠的進程數。vw：被交換出但仍可運行的進程數。vmemoryvswpd：被使用的虛擬內存的總數（kB）。vfree：空閑內存的總數（kB）。vbuff：作為緩存使用的內存總數（kB）。vswapvsi：從磁盤交換區(qū)讀入的內存總數（kB/s）。vso：寫入磁盤交換區(qū)的內存總數（kB/s）。viovbi：輸出到塊設備的塊數（blocks/s）。vbo：從塊設備讀取的塊數（blocks/s）。vsystemvin：每秒鐘發(fā)生的中斷數，包括系統(tǒng)時鐘。vcs：每秒鐘發(fā)生

52、的轉換數。The number of context switches per second.vCPUvus：用戶時間的百分比。vsy：系統(tǒng)時間的百分比。vid：空閑時間的百分比。用iostat監(jiān)視I/O子系統(tǒng)情況 v 輸入/輸出統(tǒng)計工具iostat（I/O statistics），用于對系統(tǒng)的磁盤操作活動進行監(jiān)視，報告磁盤活動統(tǒng)計情況和CPU的使用情況。iostat的語法如下：v iostat -c | -d -k -t -V -x device interval count iostat各參數的說明如表 10 6所示。v -c報告CPU的使用情況 v -d報告磁盤的使用情況 v -k按每秒

53、千字節(jié)顯示數據 v -t輸出報告時打印時間 v -V打印出版本信息和用法 v -x device指定要統(tǒng)計的設備名稱，默認為所有的設備interval指定統(tǒng)計間隔的時間 v count按照指定時間間隔統(tǒng)計的次數viostat的輸出格式如下所示：v# iostatvLinux 2.4.21-4.EL (lizard) 2006年02月21日vavg-cpu: %user %nice %sys %idlev 0.38 0.00 0.11 99.50vDevice: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtnvdev8-0 5.86 14.51 42.39

54、 822628 2402306 v iostat輸出結果中各字段的含義為：v 由iostat命令產生的第一個報告是CPU的利用率統(tǒng)計報告，對于多處理器來說，統(tǒng)計結果是所有處理器的平均值。該報告顯示如下的一些信息：v %user：顯示CPU運行在用戶級的百分比。v %nice：顯示CPU運行在用戶級的nice優(yōu)先級的百分比。v %sys：顯示CPU運行在系統(tǒng)級的百分比。v %idle：顯示CPU空閑狀態(tài)的百分比。v 由iostat命令產生的第二個報告是設備的利用率統(tǒng)計報告，提供了每一個物理設備的統(tǒng)計信息。該報告顯示如下的一些信息：v Device：設備的名稱。v tps：設備每秒鐘的傳輸數。v

55、Blk_read/s：每秒鐘從設備讀出的數據的塊數。v Blk_wrtn/s：每秒鐘向設備寫入的數據的塊數。v Blk_read：從設備讀出的數據塊的總數。v Blk_wrtn：寫入設備的數據塊的總數。v kB_read/s：每秒鐘從設備讀出的數據的千字節(jié)數。v kB_wrtn/s：每秒鐘向設備寫入的數據的千字節(jié)數。v kB_read：從設備讀出的數據的千字節(jié)總數。v kB_wrtn：向設備寫入的數據的千字節(jié)總數。使用使用sarsar進行綜合分析進行綜合分析v sar的語法如下 v sar -A -b -B -c -d -H -h -i interval v -q -r -R -t -u -v

56、 -V -w -W -y v -n DEV | EDEV | SOCK | FULL v -x pid | SELF | SUM | ALL v -X pid | SELF | ALL v -I irq | SUM | PROC | ALL | XALL v -U cpu | ALL v -o filename | -f filename v -s hh:mm:ss v -e hh:mm:ss v interval count sar各參數的說明如表 10 7所示 v -A所有的報告，相當于指定參數-bBcdqrRuvwWy -I SUM -I PROC -n FULL -U ALL -b報告

57、輸入輸出和傳輸率統(tǒng)計值 -B報告系統(tǒng)分頁的統(tǒng)計值 -c報告系統(tǒng)進程的創(chuàng)建活動 -d報告每個塊設備的活動情況 -e設備報告的結束時間 -f從文件中獲取監(jiān)控數據 -h當從文件獲取數據時，按照較易被格式處理命令處理的格式打印其內容 -H當從文件獲取數據時，按照較易被關系數據庫系統(tǒng)處理的格式打印其內容 -I報告一個給定中斷的統(tǒng)計值 -n報告網絡狀態(tài) -o將數據以二進制的格式保存在文件中 -q報告隊列的長度和負載平均值 -r報告內存和交互區(qū)的使用統(tǒng)計 -R報告內存的統(tǒng)計 -s設置報告開始時間 -t當從二進制文件中讀取數據時，顯示文件創(chuàng)建者本地的時間戳 -uCPU利用率-v報告節(jié)點狀態(tài)，文件和其它的內核表

58、 -V打印出版本信息和用法 -w系統(tǒng)交換活動 -W系統(tǒng)交換活動的統(tǒng)計結果 -yTTY設備活動v使用sar監(jiān)測系統(tǒng)進程的活動，輸出如下報告：v# sar -qvLinux 2.4.21-4.EL (lizard) 02/20/2006v03:20:00 PM runq-sz plist-sz ldavg-1 ldavg-5v03:30:00 PM 0 60 0.10 0.56v03:40:00 PM 0 40 0.52 0.29v03:50:02 PM 0 43 0.61 0.20v04:00:00 PM 0 64 1.99 1.03v04:10:01 PM 0 89 1.29 1.11v04:

59、20:04 PM 0 88 1.13 1.11v04:30:00 PM 0 44 0.14 0.20v04:40:00 PM 0 79 0.82 0.75v04:50:00 PM 0 55 0.02 0.13v05:00:00 PM 0 53 0.09 0.21v05:10:00 PM 0 60 0.04 0.10v05:20:01 PM 1 66 0.01 0.04v05:30:00 PM 3 84 0.13 0.14v05:40:00 PM 1 123 0.04 0.10v05:50:00 PM 3 115 0.00 0.03vAverage: 1 71 0.46 0.40 v輸出結果中各

60、字段的含義為：vrunq-sz：等待運行的進程數。vplist-sz：進程列表中的進程數。vldavg-1：最近一分鐘的系統(tǒng)負載。vldavg-5：最近五分鐘的系統(tǒng)負載。v通過監(jiān)測等待運行的進程數、系統(tǒng)負載等性能指標，可以了解系統(tǒng)運行的狀態(tài)。如果runq-sz 值、plist-sz值和ldavg值比較大，則表明系統(tǒng)比較繁忙、負載較重。其直接后果，可能使系統(tǒng)的響應速度降低。v 使用sar監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測CPU利用率，輸出如下報告：v # sar -uLinux 2.4.21-4.EL (lizard) 2006年02月21日00時00分00? CPU %user %nice %system %idl