4.5.9. 以太网性能测试
本章旨在指导如何使用 iperf3 工具进行以太网性能测试。可以查阅 iperf3 了解该命令的详细使用说明。
以太网性能测试的关注点：
带宽和吞吐量： 测试以太网的实际可用带宽，以确定以太网在高负载情况下的性能表现。
延迟： 评估数据在以太网上传输时的延迟，特别是在高负载条件下，延迟的增加可能会对实时应用产生负面影响。
丢包率： 测试以太网中数据包的丢失率，以确定以太网的稳定性。丢包率过高会影响数据传输的完整性。
4.5.9.1. 测试原理
以太网性能测试依赖于客户端和服务器之间的数据传输操作。具体原理如下：
服务器端： 使用
iperf3监听指定端口，等待客户端连接。服务器通过记录接收的数据量和时间间隔，计算实际带宽和吞吐量。客户端： 客户端主动连接服务器，并以指定的速率和间隔发送数据包，模拟网络流量负载。
统计信息： 测试过程中，
iperf3会记录关键数据，包括带宽、延迟、丢包率、重传次数等，帮助分析网络性能。
4.5.9.2. 准备工作
选择连接方式：
开发板-电脑直连或者开发板-开发板直连。确定服务器和客户端： 开发板做客户端和服务端都可以，对端设备可以是个人电脑（PC），也可以是另一块开发板。
确定网段： 配置为相同网段的 IP 地址。
示例配置
在本测试中配置如下：
连接方式 ：
开发板-电脑直连。服务器（PC）： IP 地址为
192.168.1.195客户端（开发板）： IP 地址为
192.168.1.10
执行命令测试 PC 和开发板的以太网连通性：
ping -I eth0 192.168.1.195
执行结果：
PING 192.168.1.195 (192.168.1.195) from 192.168.1.10 eth0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=1 ttl=128 time=1.54 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=2 ttl=128 time=1.28 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=3 ttl=128 time=1.57 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=4 ttl=128 time=1.40 ms
4.5.9.3. 测试方法
步骤一：启动服务器
在 PC 上使用 iperf3 启动服务器。首先，前往iperf 官网 下载 iperf3 安装包并完成安装。
在 Windows 系统上，通过命令提示窗口（cmd）执行命令：
iperf3 -s -p 5002
启动日志：
-----------------------------------------------------------
Server listening on 5002
-----------------------------------------------------------
客户端连接成功后的日志：
PING 192.168.1.195 (192.168.1.195) from 192.168.1.10 eth0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=1 ttl=128 time=1.54 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=2 ttl=128 time=1.28 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=3 ttl=128 time=1.57 ms
64 bytes from 192.168.1.195: icmp_seq=4 ttl=128 time=1.40 ms
步骤二：启动客户端
在板端启动 iperf3 客户端，指定要连接的 Server 端的 IP 地址和端口号，然后启动测试。
执行命令：
iperf3 -c 192.168.1.195 -i 1 -t 600 -p 5002
命令参数说明：
-c: 指定服务器的 IP 地址。-i: 数据打印间隔时间（单位：秒）。-t: 测试总运行时间（单位：秒）。-p: 指定服务器监听的端口号。
执行日志：
Connecting to host 192.168.1.195, port 5002
[ 5] local 192.168.1.10 port 40564 connected to 192.168.1.195 port 5002
[ ID] Interval Transfer Bitrate Retr Cwnd
[ 5] 0.00-1.00 sec 112 MBytes 941 Mbits/sec 49 211 KBytes
[ 5] 1.00-2.00 sec 112 MBytes 939 Mbits/sec 109 210 KBytes
[ 5] 2.00-3.00 sec 110 MBytes 926 Mbits/sec 163 200 KBytes
[ 5] 3.00-4.00 sec 112 MBytes 936 Mbits/sec 65 218 KBytes
4.5.9.4. 测试标准
测试结果
请查阅 iperf3- 测试结果分析 了解输出信息各字段含义。
为获得理想的性能测试结果，请确保以下条件：
客户端与服务器通过高质量网线直连。
客户端和服务器协商得到 1000M 的速率；
测试时，客户端和服务器无其他高负载任务运行。
目前我们测试出来的性能指标数据如下（仅供参考）：
接收带宽：870Mbits/sec
发送带宽：940Mbits/sec
4.5.9.5. 常见问题
1. 为什么 iperf3 客户端无法连接到服务器？
原因分析：
客户端和服务器未在同一网段，或 IP 地址配置错误。
防火墙阻止了
iperf3使用的端口。服务器未正确启动或未监听指定端口。
解决方法：
确保客户端和服务器的 IP 地址处于同一网段，且能通过
ping命令相互通信。检查防火墙设置，允许
iperf3使用的端口通信（例如，5002）。确保服务器端已正确执行
iperf3 -s命令并在监听。
2. 为什么测试带宽低于预期值？
原因分析：
网络硬件如网卡不支持千兆速率，或未协商到千兆速率。
客户端或服务器运行了其他高负载任务，影响了性能。
解决方法：
检查设备硬件支持千兆以太网，必要时强制网卡协商为千兆速率。
测试前，关闭客户端和服务器上可能占用网络或系统资源的其他任务。
3. 为什么测试过程中出现高丢包率？
原因分析：
测试网络环境存在干扰，或网线质量较差。
测试设备的网络配置（如缓冲区大小）不符合要求。
解决方法：
使用高质量网线，并确保连接稳固无干扰。
调整网络配置，例如增大 TCP 缓冲区：
sysctl net.core.rmem_max #查看接收缓冲区（rmem_max）的最大值 sysctl net.core.wmem_max #查看发送缓冲区（wmem_max）的最大值 sysctl -w net.core.rmem_max=2500000 #设置接收缓冲区（rmem_max）的最大值为 2,500,000 字节 sysctl -w net.core.wmem_max=2500000 #设置发送缓冲区（wmem_max）的最大值为 2,500,000 字节
4. 如何解决 iperf3 运行时显示“Address already in use”错误？
原因分析： 此错误通常是因为服务器端口已经被占用，可能是另一个
iperf3实例未关闭。解决方法：
确保服务器端未运行其他
iperf3实例，或使用不同端口启动：iperf3 -s -p <新端口号>
检查并结束占用端口的进程：
netstat -tuln | grep 5002 kill <进程 ID>