网络性能测试工具-Iperf
2024-10-31 10:37:26 阿炯

Iperf是一个基于 Client/Server 的网络性能测试工具。它可以测试最大TCP和UDP、SCTP带宽性能,具有多种参数和UDP特性,可根据需要调整,能够提供网络吞吐量信息,以及震动、丢包率、最大段和最大传输单元大小等统计信息,帮助测试网络性能,定位网络瓶颈,其好处是纯粹的发包和接收,不会被硬盘、Flash的等读写速度影响测试结果。采用C语言编写开发并在三类的BSD协议下授权。


iPerf - The ultimate speed test tool for TCP, UDP and SCTP.

iPerf3 is a tool for active measurements of the maximum achievable bandwidth on IP networks. It supports tuning of various parameters related to timing, buffers and protocols (TCP, UDP, SCTP with IPv4 and IPv6). For each test it reports the bandwidth, loss, and other parameters. This is a new implementation that shares no code with the original iPerf and also is not backwards compatible. iPerf was orginally developed by NLANR/DAST. iPerf3 is principally developed by ESnet/Lawrence Berkeley National Laboratory.

iperf分为两种版本,unix/linux版和windows版,前者更新比较快且版本也是最新,windows版更新慢。windows版的iperf叫jperf,或者xjperf。jperf是在iperf基础上开发了更好的UI和新的功能。主要测试网络以下三个方面:吞吐量、稳定性、可靠性。

功能特性
跨平台支持:iperf可以运行在多个操作系统上,包括Windows、Linux、*BSD、macOS等。
多线程支持:iperf支持多线程测试,可以同时使用多个CPU核心进行测试。
多端口支持:iperf可以在同一台机器上使用多个端口进行测试。
多端口支持:iperf可以在同一台机器上使用多个端口进行测试。
自定义测试参数:iperf支持自定义测试参数,例如测试时间、数据包大小等。
报告详细信息:iperf可以生成详细的测试报告,包括带宽、延迟、丢包率等数据。

客户端和服务器可以有多个同时连接(-P选项)。
可以运行指定的时间(-t选项),而不是要传输的数据量(-n或-k选项)。
按指定的时间间隔打印周期、中间带宽、抖动和丢失报告(-i option)。
将服务器作为守护进程运行(-D选项)
使用代表性流来测试链路层压缩如何影响可实现的带宽(-F选项)。
服务器同时接收一个客户端(iPerf3)和多个客户端(iPerf2)。

TCP
测量网络带宽
报告MSS/MTU值的大小和观测值
支持TCP窗口值通过套接字缓冲
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

UDP
客户端可以创建指定带宽的UDP流
测量丢包
测量延迟
支持多播
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)

其他
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。
可以指定运行的总时间,甚至可以设置传输的数据总量。
在报告中,为数据选用最合适的单位。
服务器支持多重连接,而不是等待一个单线程测试。
在指定时间间隔重复显示网络带宽,波动和丢包情况。
务器端可作为后台程序运行。
服务器端可作为Windows 服务运行。
使用典型数据流来测试链路层压缩对于可用带宽的影响。

主要参数说明

Usage:
iperf [-s|-c host] [options]
iperf [-h|--help] [-v|--version]

1.参数说明
-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 192.168.11.23

2.通用参数
-f [kmKM] 分别表示以Kbits, Mbits, KBytes, MBytes显示报告,默认以Mbits为单位,eg:iperf -c 192.168.11.23 -f K
-i sec 以秒为单位显示报告间隔,eg:iperf -c 192.168.11.23 -i 2
-l 缓冲区大小,默认是8KB,eg:iperf -c 192.168.11.23 -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 192.168.11.23 -o ciperflog.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 192.168.11.23 -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

3.server端专用参数
-D 以服务方式运行iperf,eg:iperf -s -D
-R 停止iperf服务,针对-D,eg:iperf -s -R

4.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 192.168.11.23 -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 192.168.11.23 -t 5
-F 指定需要传输的文件
-T 指定ttl值

常用的iperf命令示例和介绍

1.设置测试时间:使用-t选项可以设置测试的时长,单位为秒,默认为10s。例如,iperf -t 60表示进行60秒的测试。

2.设置数据包大小:使用-l选项可以设置发送的数据包大小,单位为字节。例如,iperf -l 10M表示发送10MB的数据包。

3.协议选择:使用-u选项可以设置发送udp协议而非tcp,例如,iperf -u -p 5001 192.168.1.100表示使用UDP协议向服务器发送测试请求,并使用UDP端口号5001进行测试

4.设置多线程模式:使用-P选项可以设置多线程模式,用于同时测试多个连接。例如,iperf -P 4表示使用4个线程进行测试。

5.设置端口号:使用-p选项可以设置服务端监听的端口号。例如,iperf -p 8000表示服务端在端口8000上进行监听。

6.设置传输速率:使用-w选项可以设置tcp窗口大小,一般可以不用设置,默认即可。例如,iperf -w 10K表示设置tcp窗口大小为10KB。

7.设置测试次数:使用-n选项可以设置测试次数。例如,iperf -n 10表示进行10次测试。

8.设置输出格式:使用-f选项可以设置报告输出的格式。例如,iperf -f Mbits表示以Mbits为单位输出带宽报告。

9.获取帮助:其他可用参数和更多使用细节可以通过运行iperf --help命令来查看。

命令行选项环境变量选项描述
客户端与服务器端选项--
-f, --format [bkmaBKMA]$IPERF_FORMAT格式化带宽数输出。支持的格式有:'b' = bits/sec 'B' = Bytes/sec'k' = Kbits/sec 'K' = KBytes/sec'm' = Mbits/sec 'M' = MBytes/sec'g' = Gbits/sec 'G' = GBytes/sec'a' = adaptive bits/sec 'A' = adaptive Bytes/sec自适应格式是kilo-和mega-二者之一。除了带宽之外的字段都输出为字节,除非指定输出的格式,默认的参数是a。注意:在计算字节byte时,Kilo = 1024, Mega = 1024^2,Giga = 1024^3。通常,在网络中,Kilo = 1000, Mega = 1000^2, and Giga = 1000^3,所以,Iperf也按此来计算比特(位)。如果这些困扰了你,那么请使用-f b参数,然后亲自计算一下。
-i, --interval #$IPERF_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。
-l, --len #[KM]$IPERF_LEN设置读写缓冲区的长度。TCP方式默认为8KB,UDP方式默认为1470字节。
-m, --print_mss$IPERF_PRINT_MSS输出TCP MSS值(通过TCP_MAXSEG支持)。MSS值一般比MTU值小40字节。通常情况
-p, --port #$IPERF_PORT设置端口,与服务器端的监听端口一致。默认是5001端口,与ttcp的一样。
-u, --udp$IPERF_UDP使用UDP方式而不是TCP方式。参看-b选项。
-w, --window #[KM]$TCP_WINDOW_SIZE设置套接字缓冲区为指定大小。对于TCP方式,此设置为TCP窗口大小。对于UDP方式,此设置为接受UDP数据包的缓冲区大小,限制可以接受数据包的最大值。
-B, --bind host$IPERF_BIND绑定到主机的多个地址中的一个。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。
-C, --compatibility$IPERF_COMPAT与低版本的Iperf使用时,可以使用兼容模式。不需要两端同时使用兼容模式,但是强烈推荐两端同时使用兼容模式。某些情况下,使用某些数据流可以引起1.7版本的服务器端崩溃或引起非预期的连接尝试。
-M, --mss #[KM}$IPERF_MSS通过TCP_MAXSEG选项尝试设置TCP最大信息段的值。MSS值的大小通常是TCP/IP头减去40字节。在以太网中,MSS值 为1460字节(MTU1500字节)。许多操作系统不支持此选项。
-N, --nodelay$IPERF_NODELAY设置TCP无延迟选项,禁用Nagle's运算法则。通常情况此选项对于交互程序,例如telnet,是禁用的。
-V (from v1.6 or higher)-绑定一个IPv6地址。服务端:$ iperf -s –V客户端:$ iperf -c -V注意:在1.6.3或更高版本中,指定IPv6地址不需要使用-B参数绑定,在1.6之前的版本则需要。在大多数操作系统中,将响应IPv4客户端映射的IPv4地址。
服务器端专用选项--
-s, --server$IPERF_SERVERIperf服务器模式
-D (v1.2或更高版本)-Unix平台下Iperf作为后台守护进程运行。在Win32平台下,Iperf将作为服务运行。
-R(v1.2或更高版本,仅用于Windows)-卸载Iperf服务(如果它在运行)。
-o(v1.2或更高版本,仅用于Windows)-重定向输出到指定文件
-c, --client host$IPERF_CLIENT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。
-P, --parallel #$IPERF_PARALLEL服务器关闭之前保持的连接数。默认是0,这意味着永远接受连接。
客户端专用选项--
-b, --bandwidth #[KM]$IPERF_BANDWIDTHUDP模式使用的带宽,单位bits/sec。此选项与-u选项相关。默认值是1 Mbit/sec。
-c, --client host$IPERF_CLIENT运行Iperf的客户端模式,连接到指定的Iperf服务器端。
-d, --dualtest$IPERF_DUALTEST运行双测试模式。这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)。这些在操作的同时就立即完成了。如果你想要一个交互的测试,请尝试-r参数。
-n, --num #[KM]$IPERF_NUM传送的缓冲器数量。通常情况,Iperf按照10秒钟发送数据。-n参数跨越此限制,按照指定次数发送指定长度的数据,而不论该操作耗费多少时间。参考-l与-t选项。
-r, --tradeoff$IPERF_TRADEOFF往复测试模式。当客户端到服务器端的测试结束时,服务器端通过-l选项指定的端口(或默认为客户端连接到服务器端的端口),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。
-t, --time #$IPERF_TIME设置传输的总时间。Iperf在指定的时间内,重复的发送指定长度的数据包。默认是10秒钟。参考-l与-n选项。
-L, --listenport #$IPERF_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。
-P, --parallel #$IPERF_PARALLEL线程数。指定客户端与服务端之间使用的线程数。默认是1线程。需要客户端与服务器端同时使用此参数。
-S, --tos #$IPERF_TOS出栈数据包的服务类型。许多路由器忽略TOS字段。你可以指定这个值,使用以“0x”开始的16进制数,或以“0”开始的8进制数或10进制数。例如,16进制'0x10' = 8进制'020' = 十进制'16'。TOS值1349就是:IPTOS_LOWDELAY minimize delay 0x10IPTOS_THROUGHPUT maximize throughput 0x08IPTOS_RELIABILITY maximize reliability 0x04IPTOS_LOWCOST minimize cost 0x02
-T, --ttl #$IPERF_TTL出栈多播数据包的TTL值。这本质上就是数据通过路由器的跳数。默认是1,链接本地。
-F (from v1.2 or higher)-使用特定的数据流测量带宽,例如指定的文件。$ iperf -c -F
-I (from v1.2 or higher)-与-i一样,选项用于指定报告的时间间隔
杂项--
-h, --help-显示命令行参考并退出 。
-v, --version-显示版本信息和编译信息并退出。

参数太多?不着急,下文还有分三类的参数说明。

参数讲解
Interval:打印间隔,与参数i有关。
Transfer:发送数据大小。
Bandwidth:带宽大小,与参数b有关,显示的是实时的带宽,与配置的带宽并不能保持完全一致。
Jitter:网络波动。
Lost/Total:丢包数/全部包的数量。
Datagrams:丢包率。

--------------------
吞吐量测试
吞吐量:看网络接口在不同包长情况下的最大吞吐速率。

测试一:数据包长:64 byte、带宽 :50M、端口:10001、打印间隔:1s
# 服务端配置
iperf -s -u -i 1 -p 10001

# 客户端配置
iperf -c 172.16.8.1 -u -i 1 -b 50M -l 64 -p 10001

--------------------
稳定性测试
稳定性:大数据量测试,看网络是否能稳定在吞吐量带宽下,并且不丢包。

测试二:数据包长:128 byte、带宽 :50M、端口:10001、打印间隔:1s
# 服务端配置
iperf -s -u -i 1 -p 10001

# 客户端配置
iperf -c 172.16.8.1 -u -i 1 -b 50M -l 128 -p 10001

--------------------
可靠性测试
可靠性:超带宽压力测试,看接口软件处理能否长时间正常工作,无异常,无内存泄漏。

测试三:数据包长:64 byte、带宽 :100M、端口:10001、打印间隔:1s
# 服务端配置
iperf -s -u -i 1 -p 10001

# 客户端配置
iperf -c 172.16.8.1 -u -i 1 -b 100M -l 64 -n 1000G -p 10001

iperf 的参数比较多,主要从三个对象进行罗列,分别是客户端、服务端、公共使用部分。

1.客户端

-b--bandwidth#[KM]UDP模式使用的带宽,单位bits/sec。此选项与-u选项相关。默认值是 1 Mbit/sec。
-c--client<host>运行Iperf的客户端模式,连接到指定的 Iperf 服务器端。
-d--dualtest 运行双测试模式。这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)。这些在操作的同时就立即完成了。如果你想要一个交互的测试,请尝试-r参数。
-n--num#[KM]指定传输的字节数,eg:iperf -c 222.35.11.23 -n 100000。
-r--tradeoff 往复测试模式。当客户端到服务器端的测试结束时,服务器端通过-l选项指定的端口(或默认为客户端连接到服务器端的端口),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。
-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。参考-l与-n选项。
-F--fileinput<name>使用特定的数据流测量带宽,例如指定的文件。$ iperf -c <server address> -F <file-name>
-I--stdin 与-F一样,由标准输入输出文件输入数据。
-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。
-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。
-T--ttl#出栈多播数据包的TTL值。这本质上就是数据通过路由器的跳数。默认是1,链接本地。
-Z--linux-congestion<algo>设置TCP拥塞控制算法(仅限Linux)。

2.服务端

-s--server 在服务器模式下运行。
-U--single_udp 在单线程UDP模式下运行。
-D--daemon 将服务器作为守护进程运行。

3.公共使用

-f--format[kmKM]报告格式: Kbits, Mbits, KBytes, MBytes。
-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。
-l--len#[KM]设置读写缓冲区的长度。TCP方式默认为8KB,UDP方式默认为1470字节。
-m--print_mss 输出TCP MSS值(通过TCP_MAXSEG支持)。MSS值一般比MTU值小40字节。
-o--output<filename>将报告或错误消息输出到此指定文件。
-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tcp的一样。
-u--udp 使用UDP而不是TCP,默认是TCP
-w--window#[KM]设置套接字缓冲区为指定大小。对于TCP方式,此设置为TCP窗口大小。对于UDP方式,此设置为接受UDP数据包的缓冲区大小,限制可以接受数据包的最大值。
-B--bind<host>bind to an interface or multicast address
-C--compatibility 与旧版本一起使用不会发送额外的MSG
-M--mss#通过TCP_MAXSEG选项尝试设置TCP最大信息段的值。MSS值的大小通常是TCP/IP头减去40字节。在以太网中,MSS值 为1460字节(MTU1500字节)。许多操作系统不支持此选项。
-N--nodelay 设置TCP无延迟选项,禁用Nagle's运算法则。通常情况此选项对于交互程序,例如telnet,是禁用的。
-V--IPv6Version 绑定一个IPv6地址。服务端:$ iperf -s –V客户端:$ iperf -c-V注意:在1.6.3或更高版本中,指定IPv6地址不需要使用-B参数绑定,在1.6之前的版本则需要。在大多数操作系统中,将响应IPv4客户端映射的IPv4地址。


iPerf3是一个主动测量IP网络上最大可实现带宽的工具。它支持与定时、缓冲区和协议(TCP、UDP、SCTP与IPv4和IPv6)相关的各种参数的调优。对于每个测试,它都会报告带宽、损耗和其他参数。这是一个新的实现,它不与原始iPerf共享代码,也不向后兼容。

最新版本:3.0


官方主页:https://iperf.fr/

http://software.es.net/iperf/