网络性能测试工具iperf详解

网络性能测试工具iperf详细使用图文教程 

 

Iperf是一个网络性能测试工具。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。

Iperf有两种版本，windows版和linux版本。linux版本更新快，最新版本为iperf 3.0，下载地址为http://code.google.com/p/iperf/downloads/list ，windows版本官方更新的最新版本为1.7（打包在jperf中），下载地址为：

http://sourceforge.net/projects/iperf/files/jperf/jperf%202.0.0/ ，不过在网络上找到了移植版本iperf2.5。Iperf还有一个图形界面程序叫做Jperf，使用JPerf程序能简化了复杂命令行参数的构造，而且它还保存测试结果,同时实时图形化显示结果。当然，JPerf可以测试TCP和UDP带宽质量。JPerf可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性。JPerf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失。为了测试的准确性，尽量使用linux环境测试。

Iperf和Jperf的相关文件已打包在附件中

Iperf的主要功能如下：

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。
• 服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接层压缩对于可用带宽的影响。
• 支持传送指定文件，可以定性和定量测试

Iperf使用方法

1. 安装Iperf
   1. 对于windows版的Iperf，直接将解压出来的iperf.exe和cygwin1.dll复制到%systemroot%目录即可
   2. 对于linux版的Iperf，请使用如下命令安装

      gunzip -c iperf-<version>.tar.gz | tar -xvf -

      cd iperf-<version>

      ./configure

      make

      make install

2. 使用Iperf（以windows版本为例）

   在命令提示符中输入iperf命令即可运行Iperf，使用命令Iperf –help可以查看iperf的帮助

   

3. Iperf参数介绍

   命令行选项	描述
   客户端与服务器共用选项
   -f, --format [bkmaBKMA]	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 #	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。通常情况
   -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。
   -u, --udp	使用UDP方式而不是TCP方式。参看-b选项。
   -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	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	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}	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 (from v1.6 or higher)	绑定一个IPv6地址。  服务端：$ iperf -s –V  客户端：$ iperf -c <Server IPv6 Address> -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	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 #	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]	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]	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	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。
   -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。
   -S, --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 0x10  IPTOS_THROUGHPUT maximize throughput 0x08  IPTOS_RELIABILITY maximize reliability 0x04  IPTOS_LOWCOST minimize cost 0x02
   -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。
   -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 <server address> -F <file-name>
   -I (from v1.2 or higher)	与-F一样，由标准输入输出文件输入数据。
   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。

4. 用Iperf测试路由器的性能

1. 测试单线程TCP

• 在服务端运行iperf，输入命令iperf –s –p 12345 –i 1 –M 以在本机端口12345上启用iperf

  

• 在客户端运行iperf，输入命令iperf –c server-ip –p server-port –i 1 –t 10 –w 20K，其中参数说明如下：

  -c：客户端模式，后接服务器ip

  -p：后接服务端监听的端口

  -i：设置带宽报告的时间间隔，单位为秒

  -t：设置测试的时长，单位为秒

  -w：设置tcp窗口大小，一般可以不用设置，默认即可

测试后截图如下：

客户端截图

服务端截图

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。最后一行是本次测试的统计。测试可知带宽平均为89.9Mbit/s。

1. 测试多线程TCP

   在客户端添加-P参即可测试多线程的TCP性能，如下为使用两个线程的测试情况

   

   客户端

   

2. 测试单线程UDP（默认带宽）

• 在服务端运行iperf，输入命令iperf –s -u –p 12345 –i 1 以在本机端口12345上启用iperf，并运行于udp模式
• 在客户端运行iperf，输入命令iperf -c server-ip -p server-port -i 1 -t 10 -b，其中参数说明如下：

  -c：客户端模式，后接服务器ip

  -p：后接服务端监听的端口

  -i：设置带宽报告的时间间隔，单位为秒

  -t：设置测试的时长，单位为秒

  -b：设置udp的发送带宽，单位bit/s

客户端

服务端

其中，Jitter为抖动，lost/total为丢包数量，Datagrams为包数量。

1. 测试单线程UDP（带宽为10Mbit/s）

   设置客户端带宽为10M即可，使用参数-b指定

客户端

服务端

1. 测试多线程UDP

   与多线程TCP类似，只需要客户端使用-P参数指定线程个数即可

1. 测试UDP的双向传输

   客户端使用参数-d以运行双测试模式，客户端会与服务端进行udp往返测试。可以使用-L参数指定本端双测试监听的端口。

客户端

服务端

1. 测试UDP往复传输

   与双向传输类似，使用参数-r以运行交互模式，仍然可以使用-L参数指定交互的端口。

客户端

服务端

1. 分布式测试

   使用多台电脑或使用一台电脑的多个IP地址测试。当使用一台电脑的多个iP地址测试时，可以使用-B命令绑定网卡的某一个ip地址以测试

Jperf使用方法

JPerf2.0简介

Jperf是将iperf命令行图形化的JAVA程序；

使用JPerf程序能简化了复杂命令行参数的构造，而且它还保存测试结果,同时实时图形化显示结果。JPerf可以测试TCP和UDP带宽质量。JPerf可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性。JPerf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失。

JPerf2.0运行环境

操作系统：Java运行环境： JREjxpiinstall.exe

网络要求：Jperf可以在任何IP 网络上运行，包括本地以太网，因特网接入连接和Wi-Fi网络。

其他：使用JPerf必须安装两个组件：JPerf 服务器（用于监听到达的测试请求）和JPerf客户端（用于发起测试会话）

JPerf2.0页面如下图：

JPerf2.0具体介绍

1. Iperf命令行（无法直接输入）

1. 服务端设置

   

   监听端口：5001

   client limit:客户端限制，仅允许指定客户端连接

   Num Connections：最大允许连接的数量，为0不限制

2. 客户端设置

   

   服务器地址：10.0.115.82 ，端口：5001 ，并发流：1个

3. 应用层设置

   1、兼容旧版本（当server端和client端版本不一样时使用）

   

   2、设置测试模式：传输字节总量大小15Bytes或者按传输时间总长度15秒

   

   3、同时进行双向传输测试

   

   4、单独进行双向传输测试，先测c到s的带宽

   

   5、指定需要传输的文件

   

   6、显示tcp最大mtu值

   

4. 传输层设置

   1、TCP协议

   设置缓冲区大小

   

   指定TCP窗口大小

   

   设定TCP数据包的最大mtu值

   

   设定TCP不延时

   

   2、UDP协议

   设置UDP最大带宽

   

   设置UDP缓冲区

   

   UDP包封装大小：默认1470 byte

   

5. IP层设置

   1、指定ttl值

   

   2、服务类型（Type of Service， ToS），大小范围从0x10 (最小延迟) 到0x2 (最少费用)

   在使用802.11e来控制服务质量的WLAN中，ToS是映射在Wi-Fi多媒体(WMM)存取范畴的。

   

JPerf2.0测试举例：

1. 测试内容（UDP）：

   UDP buffer size：默认，0.01M

   UDP packet size：默认，1470 byte

   端口：5001

   TTL：1

   测试网卡带宽：1000M

   测试总时间：10 s

   时间间隔：1 s

   显示单位：M

   测试流：1个

2. 客户端：

   bin/iperf.exe -c 10.0.115.82 -u -P 1 -i 1 -p 5001 -f M -b 1000M -t 10 -T 1 -F C:Documents and SettingsAdministrator桌面Clip2_CCTV5_NBA_3.75M_V3.3M_A160k.ts

   Unable to open the file stream

   Will use the default data stream

   ------------------------------------------------------------

   Client connecting to 10.0.115.82, UDP port 5001

   Sending 1470 byte datagrams

   UDP buffer size: 0.01 MByte (default)

   ------------------------------------------------------------

   [1832] local 10.0.115.54 port 3297 connected with 10.0.115.82 port 5001

   [ ID] Interval Transfer Bandwidth

   [1832] 0.0- 1.0 sec 3.46 MBytes 3.46 MBytes/sec

   [1832] 1.0- 2.0 sec 3.32 MBytes 3.32 MBytes/sec

   [1832] 2.0- 3.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec

   [1832] 3.0- 4.0 sec 3.42 MBytes 3.42 MBytes/sec

   [1832] 4.0- 5.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec

   [1832] 5.0- 6.0 sec 3.39 MBytes 3.39 MBytes/sec

   [1832] 6.0- 7.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec

   [1832] 7.0- 8.0 sec 3.40 MBytes 3.40 MBytes/sec

   [1832] 8.0- 9.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec

   [1832] 9.0-10.0 sec 3.47 MBytes 3.47 MBytes/sec

   [1832] 0.0-10.0 sec 34.2 MBytes 3.41 MBytes/sec

   [1832] Server Report:

   [1832] 0.0-10.0 sec 34.2 MBytes 3.41 MBytes/sec 1.953 ms 13/24378 (0.053%)

   [1832] Sent 24378 datagrams

   biniperf.exe: ignoring extra argument -- and

   biniperf.exe: ignoring extra argument -- SettingsAdministrator桌面Clip2_CCTV5_NBA_3.75M_V3.3M_A160k.ts

   Done.

1. 服务端：

   bin/iperf.exe -s -u -P 0 -i 1 -p 5001 -f M

   ------------------------------------------------------------

   Server listening on UDP port 5001

   Receiving 1470 byte datagrams

   UDP buffer size: 0.01 MByte (default)

   ------------------------------------------------------------

   [1928] local 10.0.115.82 port 5001 connected with 10.0.115.54 port 3297

   [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams

   [1928] 0.0- 1.0 sec 3.45 MBytes 3.45 MBytes/sec 0.281 ms 1649892402/ 2462 (6.7e+007%)

   [1928] 1.0- 2.0 sec 3.31 MBytes 3.31 MBytes/sec 0.264 ms 0/ 2358 (0%)

   [1928] 2.0- 3.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec 0.288 ms 6/ 2450 (0.24%)

   [1928] 3.0- 4.0 sec 3.42 MBytes 3.42 MBytes/sec 0.271 ms 4/ 2445 (0.16%)

   [1928] 4.0- 5.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec 0.269 ms 0/ 2446 (0%)

   [1928] 5.0- 6.0 sec 3.39 MBytes 3.39 MBytes/sec 0.662 ms 0/ 2417 (0%)

   [1928] 6.0- 7.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec 0.252 ms 0/ 2446 (0%)

   [1928] 7.0- 8.0 sec 3.40 MBytes 3.40 MBytes/sec 0.232 ms 3/ 2429 (0.12%)

   [1928] 8.0- 9.0 sec 3.43 MBytes 3.43 MBytes/sec 0.083 ms 0/ 2448 (0%)

   [1928] 9.0-10.0 sec 3.47 MBytes 3.47 MBytes/sec 0.218 ms 0/ 2474 (0%)

   [1928] 0.0-10.0 sec 34.2 MBytes 3.41 MBytes/sec 1.953 ms 13/24378 (0.053%)

1. 测试结果

   [1832] 0.0-10.0 sec 34.2 MBytes 3.41 MBytes/sec 1.953 ms 13/24378 (0.053%)

   [1832] Sent 24378 datagrams

   链路传输UDP速度：3.42MBytes/sec

   总延时：1.953ms

   丢包：13个 占0.053%

   总传输：34.2MB