iPerf 3：网络性能测试工具使用指南

iPerf 3：网络性能测试工具使用指南
 
1、iPerf 3简介
iPerf 是一个网络性能测试工具。iPerf可以测试最大TCP和UDP带宽性能，具有多种参数和UDP特性，可以根据需要调整，可以报告带宽、延迟抖动和数据包丢失。
iPerf 3 是一种用于主动测量 IP 网络上最大可达到带宽的工具。 它支持调整与时序、缓冲区和协议相关的各种参数（TCP、UDP、SCTP 与 IPv4 和 IPv6）。 对于每个测试，它都会报告带宽、损耗和其他参数。
 
2、iPerf 3安装
1）windows安装
官方下载地址：https://iperf.fr，以 Windows平台为例，点击 Download iPerf for Windows：
选择下载 64 位最新版：
下载完成后解压，在DOS命令符下，运行 → cmd终端界面，cd到解压路径，切换到iperf3当前目录。dir可以找到iPerf3.exe程序即可正常使用。
iperf3 -h 是查看帮助命令。如果显示出使用帮助，表示安装成功。
 
2）linux安装
yum install -y iperf3 或者 官网下载离线安装包
 
3）Android/iPhone/iPad移动设备
官网下载 或者 App Store应用商店下载安装
苹果手机，Network Tools
安卓手机，网络万用表 
 
3、iPerf 3 用户文档
常用的命令参数如下 

参数	解释
-p	指定要监听的端口或要连接的端口，默认端口是5201
-P	大写的P，指定线程数量，多个线程可以增加测试吞吐量
-i	指定每次报告之间的时间间隔，单位为秒
-w	过度增大缓冲区‌可能会导致内存使用过多，特别是当系统内存有限时。‌选择合适的缓冲区大小‌依赖于具体的应用场景和网络条件。过小或过大的缓冲区都可能影响性能
-s	运行在服务器模式
-c	运行在客户端模式
-u	设置采用 UDP 协议，默认采用 TCP 协议
-t	指定数据传输的总时间，默认 10 秒
-l	设置读写缓冲区的长度，例如1024，指定数据包的大小
-b	设置目标带宽，0 为不限制
-R	大写的R，反转模式（服务端发送，客户端接收）
--get-server-output	获取服务端的测试报告
--logfile filename	将 log 输出到文件

另请参阅 https://github.com/esnet/iPerf


 4、使用样例
网络拓扑图
 
根据测试需求，Server端可以部署在外部，Client端部署在内部。测试A、B两地之间的网络性能参数。
 
Windows下载软件后不要直接运行iperf.exe，把它放入C盘根目录，用CMD调用，在DOS命令行下运行它。
 
 
1）、运行iPerf3在服务器端，默认端口号为5201
样例：iperf3 -s
 
如果需要指定的端口号加上-p port
样例：iperf3 -s -p 8888
注意操作系统的防火墙放通此程序和端口
 
2）、运行iPerf3在客户端，开始带宽测试命令
iPerf3 -c服务器的IP地址
样例：iperf3 -c 1.1.1.1
结果参考如下，A、B两地之间的带宽是23.8Mb/s
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
[  4] local 1.1.1.3 port 62505 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.01   sec  2.88 MBytes  23.9 Mbits/sec
[  4]   1.01-2.01   sec  1.25 MBytes  10.5 Mbits/sec
[  4]   2.01-3.00   sec  3.62 MBytes  30.6 Mbits/sec
[  4]   3.00-4.00   sec  3.88 MBytes  32.5 Mbits/sec
[  4]   4.00-5.01   sec  3.38 MBytes  28.1 Mbits/sec
[  4]   5.01-6.02   sec  2.75 MBytes  22.8 Mbits/sec
[  4]   6.02-7.01   sec  2.75 MBytes  23.4 Mbits/sec
[  4]   7.01-8.01   sec  2.75 MBytes  23.1 Mbits/sec
[  4]   8.01-9.01   sec  2.75 MBytes  23.0 Mbits/sec
[  4]   9.01-10.01  sec  2.38 MBytes  19.9 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-10.01  sec  28.4 MBytes  23.8 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-10.01  sec  28.3 MBytes  23.8 Mbits/sec                  receiver
 
iPerf3 -c服务器的IP地址和端口号5201
样例：iperf3 -c 1.1.1.1 -p 5201
 
运行iPerf3在客户端，反向测试（服务器端发送数据到客户端，测试下行带宽）
iPerf3 -c ServerIP -R
样例：iperf3 -c 1.1.1.1 -R
结果参考如下, A、B两地之间的带宽是80.5Mb/s
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1 -R
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
Reverse mode, remote host 1.1.1.1 is sending
[  4] local 1.1.1.3 port 62791 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.00   sec  10.3 MBytes  85.9 Mbits/sec
[  4]   1.00-2.00   sec  11.1 MBytes  93.1 Mbits/sec
[  4]   2.00-3.00   sec  9.95 MBytes  83.9 Mbits/sec
[  4]   3.00-4.00   sec  7.50 MBytes  62.8 Mbits/sec
[  4]   4.00-5.00   sec  7.62 MBytes  64.0 Mbits/sec
[  4]   5.00-6.00   sec  9.42 MBytes  78.7 Mbits/sec
[  4]   6.00-7.00   sec  11.7 MBytes  98.8 Mbits/sec
[  4]   7.00-8.00   sec  10.5 MBytes  87.5 Mbits/sec
[  4]   8.00-9.00   sec  8.32 MBytes  69.9 Mbits/sec
[  4]   9.00-10.00  sec  9.50 MBytes  79.6 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-10.00  sec  96.0 MBytes  80.5 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-10.00  sec  96.0 MBytes  80.5 Mbits/sec                  receiver
 
 
运行iPerf3在客户端，设置测试传输的时间为60秒，同时建立的连接数为6个
样例：iperf3 -c 1.1.1.1 -t 60 -P 6
结果参考如下，A、B两地之间的带宽是24.2Mb/s
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1 -t 60 -P 6
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
[  4] local 1.1.1.3 port 62863 connected to 1.1.1.1 port 5201
[  6] local 1.1.1.3 port 62864 connected to 1.1.1.1 port 5201
[  8] local 1.1.1.3 port 62865 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ 10] local 1.1.1.3 port 62866 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ 12] local 1.1.1.3 port 62867 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ 14] local 1.1.1.3 port 62868 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.02   sec  1.00 MBytes  8.26 Mbits/sec
[  6]   0.00-1.02   sec   896 KBytes  7.23 Mbits/sec
[  8]   0.00-1.02   sec  1.12 MBytes  9.29 Mbits/sec
[ 10]   0.00-1.02   sec   768 KBytes  6.19 Mbits/sec
[ 12]   0.00-1.02   sec  1.00 MBytes  8.26 Mbits/sec
[ 14]   0.00-1.02   sec   768 KBytes  6.19 Mbits/sec
[SUM]   0.00-1.02   sec  5.50 MBytes  45.4 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-60.00  sec  31.5 MBytes  4.40 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-60.00  sec  31.5 MBytes  4.40 Mbits/sec                  receiver
[  6]   0.00-60.00  sec  23.5 MBytes  3.29 Mbits/sec                  sender
[  6]   0.00-60.00  sec  23.4 MBytes  3.27 Mbits/sec                  receiver
[  8]   0.00-60.00  sec  28.0 MBytes  3.91 Mbits/sec                  sender
[  8]   0.00-60.00  sec  27.8 MBytes  3.89 Mbits/sec                  receiver
[ 10]   0.00-60.00  sec  30.9 MBytes  4.32 Mbits/sec                  sender
[ 10]   0.00-60.00  sec  30.9 MBytes  4.32 Mbits/sec                  receiver
[ 12]   0.00-60.00  sec  29.9 MBytes  4.18 Mbits/sec                  sender
[ 12]   0.00-60.00  sec  29.8 MBytes  4.17 Mbits/sec                  receiver
[ 14]   0.00-60.00  sec  29.4 MBytes  4.11 Mbits/sec                  sender
[ 14]   0.00-60.00  sec  29.4 MBytes  4.11 Mbits/sec                  receiver
[SUM]   0.00-60.00  sec   173 MBytes  24.2 Mbits/sec                  sender
[SUM]   0.00-60.00  sec   173 MBytes  24.2 Mbits/sec                  receiver
 
关于参数 -P，指定客户端与服务端之间使用的线程数。默认是1个线程，需要客户端与服务器端同时使用此参数。数值的大小主要参考CPU的性能，通过使用多线程，可以在一定程度上增加网络的吞吐量。
使用多线程后，测试丢包率会下降。如果我们小区就只有一个大门，10个住户进大门就需要排队，但是小区如果开了10个大门，10个住户进大门就不用排队。
 
 
运行iPerf3在客户端，使用UDP协议，并设置使用的测试带宽为10M，测试时间为60秒
iperf3 -c ServerIP -u -b 10M -t 60 -d
-c 为客户端运行并要指定服务端的IP地址
-p 指定端口号
-u 使用 UDP 而不是 TCP。
-b 表示使用的测试带宽
-t 表示以时间为测试结束条件进行测试，默认为 10 秒;
-d 打印出更详细的debug调试信息
样例：iperf3 -c 1.1.1.1 -p 5201 -u -b 10M -t 60
结果参考如下
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1 -u -b 10M -t 60
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
[  4] local 1.1.1.3 port 56536 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Total Datagrams
[  4]  57.00-58.01  sec  1.20 MBytes  9.96 Mbits/sec  153
[  4]  58.01-59.00  sec  1.18 MBytes  9.96 Mbits/sec  151
[  4]  59.00-60.01  sec  1.21 MBytes  10.1 Mbits/sec  155
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Jitter    Lost/Total Datagrams
[  4]   0.00-60.01  sec  71.4 MBytes  9.99 Mbits/sec  4.223 ms  0/9144 (0%)
[  4] Sent 9144 datagrams
 
 
传输1G的数据包的测试命令
iperf3 -c 1.1.1.1  -n 1G
[  4] 153.01-156.01 sec  14.0 MBytes  39.1 Mbits/sec
[  4] 156.01-159.00 sec  15.6 MBytes  43.8 Mbits/sec
[  4] 159.00-159.84 sec  5.38 MBytes  54.0 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-159.84 sec  1.00 GBytes  53.7 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-159.84 sec  1024 MBytes  53.7 Mbits/sec                  receiver
 
 
请关注 SUM 行，其中 sender 表示发送数据量，receiver 表示接受数据量。
Interval：程序的测试运行时间
Transfer：传输的数据总量
Bandwidth：测试出的带宽
Jitter：网路抖动
Lost/Total Datagrams：丢包数/总数据包数（丢包率）
 
终止或者退出测试，快捷键Ctrl + c
 
 
5、高级操作参考
1）Tuning a TCP connection
iPerf的主要目标是帮助调整特定路径上的TCP连接。
TCP最基本的调整问题是TCP窗口大小，它控制网络中任何一点的数据量。
如果它太小，发送器有时会闲置，性能会很差。TCP窗口大小的理论值是带宽延迟的乘积
 
2）TCP测试的主要功能：
可以测试网络带宽。
可以支持多线程，当P线程或Win32线程可用时，在客户端与服务端支持多重连接。
可以报告MSS/MTU值的大小。
可以支持TCP窗口值自定义并可通过套接字缓冲。
 
 
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1 -w 1M
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
[  4] local 1.1.1.3 port 63612 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.00   sec  2.50 MBytes  20.9 Mbits/sec
[  4]   1.00-2.01   sec  3.62 MBytes  30.1 Mbits/sec
[  4]   2.01-3.01   sec  3.00 MBytes  25.3 Mbits/sec
[  4]   3.01-4.01   sec  3.62 MBytes  30.3 Mbits/sec
[  4]   4.01-5.01   sec  3.88 MBytes  32.5 Mbits/sec
[  4]   5.01-6.00   sec  4.75 MBytes  40.2 Mbits/sec
[  4]   6.00-7.02   sec  3.75 MBytes  30.8 Mbits/sec
[  4]   7.02-8.00   sec  4.00 MBytes  34.2 Mbits/sec
[  4]   8.00-9.01   sec  4.00 MBytes  33.4 Mbits/sec
[  4]   9.01-10.01  sec  4.12 MBytes  34.7 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-10.01  sec  37.2 MBytes  31.2 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-10.01  sec  36.7 MBytes  30.8 Mbits/sec                  receiver
 
2）Tuning a UDP connection
iPerf创建恒定比特率UDP流。这是一种非常人工的流，类似于语音通信，但没有太多其他内容。您需要将数据报大小（-l）调整为应用程序使用的大小。
服务器通过数据报中的ID号检测UDP数据报丢失。通常一个UDP数据报变成几个IP数据包。丢失单个IP数据包将丢失整个数据报。
要测量数据包丢失而不是数据报丢失，请使用-l选项使数据报足够小以适合单个数据包。默认大小1470字节适用于以太网。
由于TCP不会向用户报告丢失，我发现UDP测试有助于查看路径上的数据包丢失。
2）UDP测试的主要功能：
UDP协议是一个非面向连接的轻量级传输协议，并且不提供可靠的数据传输服务，因此对UDP应用的关注点不是传输数据有多快，而是它的丢包率和延时指标。
可以设置指定带宽的UDP数据流
可以测试网络丢包数
可以测试网络延时、抖动值
可以支持多播测试
可以支持多线程，当P线程或Win32线程可用时，在客户端与服务端支持多重连接。
 
 
C:\Users>iperf3 -c 1.1.1.1 -u -b 100M -l 32K -w 128k
Connecting to host 1.1.1.1, port 5201
[  4] local 1.1.1.3 port 55389 connected to 1.1.1.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Total Datagrams
[  4]   0.00-1.04   sec  3.34 MBytes  27.1 Mbits/sec  107
[  4]   1.04-2.01   sec  3.06 MBytes  26.5 Mbits/sec  98
[  4]   2.01-3.00   sec  2.47 MBytes  20.8 Mbits/sec  79
[  4]   3.00-4.00   sec  3.03 MBytes  25.4 Mbits/sec  97
[  4]   4.00-5.00   sec  3.12 MBytes  26.2 Mbits/sec  100
[  4]   5.00-6.00   sec  3.09 MBytes  25.9 Mbits/sec  99
[  4]   6.00-7.01   sec  3.22 MBytes  26.8 Mbits/sec  103
[  4]   7.01-8.00   sec  3.66 MBytes  31.0 Mbits/sec  117
[  4]   8.00-9.02   sec  3.88 MBytes  31.8 Mbits/sec  124
[  4]   9.02-10.00  sec  2.75 MBytes  23.6 Mbits/sec  88
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Jitter    Lost/Total Datagrams
[  4]   0.00-10.00  sec  31.6 MBytes  26.5 Mbits/sec  9.262 ms  0/1010 (0%)
[  4] Sent 1010 datagrams
 
Iperf 还有一个图形界面程序叫做Jperf的Windwows GUI版本
 
 
6、常见问题
iPerf3是一个基于Server - Client模式的网络测试工具，推荐使用两台相同配置的服务器进行测试，避免性能测试结果出现偏差。其中一台作为服务器端机，另一台作为客户端机。
1）UDP性能：在ESnet 100G测试台上，iPerf3在高UDP速率（高于10Gbps）时发现了一些问题。症状是，在任何特定的 iPerf3 运行中，无论客户端使用什么“-b”选项，接收器报告的损失率约为 20%。此问题似乎不是特定于 iPerf3 的，可能是由于 iPerf3 进程在 CPU 上的位置及其与入站 NIC 的关系。在某些情况下，可以通过适当使用 CPU 关联 （“-A”） 选项来缓解此问题。
2）高损耗网络的间隔报告：按照 iPerf3 当前实现的方式，发送方写入命令将阻塞，直到写入整个块。这意味着，如果网络具有高损耗，则发送完整块可能需要几秒钟，并且间隔报告的间隔时间将有很大差异。正在讨论解决方案，但与此同时，解决方法是尝试使用较小的块大小，样例如“-l 4K”。
3）“-Z”标志有时会导致 iPerf3 客户端在 OSX 上挂起。在 Linux 上使用“-w”标志指定 TCP 缓冲区大小时，Linux 内核会自动将传入的值加倍以补偿开销。
4）发包测试需要分为UDP测试与TCP测试，其中服务端可用-u命令去区分监听协议。
5）TCP协议测试不能计算出时延、丢包率，不能指定发送的带宽。
6）重复测试几次，就能得出稳定的实际带宽。因为在网络上发生的实际业务不同（忙时闲时），每个时刻测试得到的网络性能参数也都不相同。
 
7）其它问题，也可以参考相关软件Mikrotik Bandwidth Test和NetIQ Chariot
 
 
版权声明，文档参考网络整理，原文链接网站
https://iPerf.fr/
http://software.es.net/iPerf/
https://github.com/esnet/iPerf
https://baike.baidu.com/item/iperf/