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flowgrind - 适用于 Linux、FreeBSD 和 Mac OS X 的高级 TCP 流量生成器

概要

流磨 [OPTION] ...

商品描述

流磨 是用于测试和基准测试 Linux 的高级 TCP 流量生成器，
FreeBSD 和 Mac OS X TCP/IP 堆栈。 与其他性能测量工具相比，它
具有分布式架构，其中测量吞吐量和其他指标
在任意 flowgrind 服务器进程之间，flowgrind 守护进程 流磨（1）。

Flowgrind 测量除吞吐量（吞吐量）之外的应用层到达间隔时间
(IAT) 和往返时间 (RTT)、区块计数和网络交易/秒。 与大多数跨
平台测试工具，flowgrind 收集并报告由
TCP_INFO 套接字选项，通常在 TCP/IP 堆栈内部。 在 Linux 和
FreeBSD 这包括内核对端到端 RTT 的估计、大小
TCP 拥塞窗口 (CWND) 和慢启动阈值 (SSTHRESH)。

Flowgrind 具有分布式架构。 它分为两个部分：flowgrind
守护进程， 流磨（1）和 流磨 控制器。 使用控制器，在
可以设置任何两个运行 flowgrind 守护程序的系统（第三方测试）。 在定期
在测试期间，控制器收集并显示测量结果
守护进程。 它可以使用相同或不同的设置同时运行多个流，并且
单独安排每一位。 测试和控制连接可以选择转移到
不同的接口。

流量生成本身要么是批量传输，要么是限速的，要么是复杂的
请求/响应测试。 Flowgrind 使用 libpcap 自动转储流量
定性分析。

配置

它们是两组重要的选项：控制器选项和流选项。 像
顾名思义，控制器选项适用于全局并可能影响所有流，而
特定于流的选项仅适用于使用 -F 选项。

强制性参数长选项是强制性的短选项时也是。

总类 选项
-h, - 帮帮我[=什么是]
显示帮助并退出。 可选的 WHAT 可以是 'socket' 以获取有关套接字的帮助
选项或“流量”流量生成帮助

-v, - 版
打印版本信息并退出

控制器 选项
-c, --显示冒号=型[,型] ...
在输出中显示中间间隔报告列 TYPE。 允许的值
TYPE 是：'interval'、'through'、'transac'、'iat'、'kernel'（默认全部显示），
和“块”、“rtt”、“延迟”（可选）

-d, -调试
增加调试冗长。 多次添加选项以增加详细程度

-e, --dump-前缀=预
在转储文件名前添加前缀 PRE（默认值：“flowgrind-”）

-i, --报告间隔=#.#
报告间隔，以秒为单位（默认值：0.05s）

--日志文件[=文件]
将输出写入日志文件 FILE（默认：flowgrind-'timestamp'.log）

-m 以 2**20 字节/秒报告吞吐量（默认值：10**6 位/秒）

-n, --流量=#
测试流的数量（默认值：1）

-o 覆盖现有的日志文件（默认：不）

-p 不要打印符号值（如 INT_MAX）而不是数字

-q, - 安静的
安静，不要登录到屏幕（默认：关闭）

-s, --tcp 堆栈=型
不要自动确定源 TCP 堆栈的单位。 强制单位为 TYPE，其中
TYPE 是“段”或“字节”

-w 将输出写入日志文件（与 --日志文件)

自动化流程 选项
所有流都有两个端点，一个源和一个目的地。 源头的区别
和目标端点只影响连接建立。 启动流程时
目标端点侦听套接字，源端点连接到它。 为了
实际测试这没有区别，两个端点具有完全相同的功能。
数据可以在任一方向发送，许多设置可以单独配置
每个端点。

其中一些选项将流端点作为参数，在选项中用“x”表示
句法。 'x' 需要替换为 's' 表示源端点，'d' 表示
目标端点或两个端点的“b”。 为每个指定不同的值
端点，用逗号分隔。 例如 -W s=8192,d=4096 设置广告
窗口到源端的 8192 和目的地的 4096。

-A x 使用 RTT 计算所需的最小响应大小
（与...一样 -G s=p,C,40)

-B x=# 设置请求的发送缓冲区，以字节为单位

-C x 如果遇到局部拥堵，则停止流动

-D x=数据中心
服务类型 (TOS) IP 标头字节的 DSCP 值

-E 枚举有效载荷中的字节而不是发送零

-F #[,#] ...
此选项后面的流选项仅适用于给定的流 ID。 有用的
与...结合 -n 为某些流设置特定选项。 编号开始
有 0，所以 -F 1 指的是第二个流程。 使用 -1 所有流都可以参考

-G x=(q|p|g):(C|U|E|N|L|P|W):#1:[#2]
激活随机流量生成并根据使用的设置参数
分配。 有关更多信息，请参阅“流量生成选项”部分

-H x=HOST[/控制[:PORT]]
从/到主机测试。 可选参数是 CONTROL 的地址和端口
连接到同一主机。 未指定的端点被假定为
本地

-J # 使用随机种子#（默认：读取 /开发/ urandom)

-I 启用单向延迟计算（无时钟同步）

-L 在开始发送数据之前立即在测试套接字上调用 connect()（晚
连接）。 如果未指定，则在准备中建立测试连接
测试开始前的阶段

-M x 使用 libpcap 转储流量。 流磨(1) 必须以 root 身份运行

-N 测试流程后shutdown() 每个套接字方向

-O x=OPT
在测试插座上设置插座选项 OPT。 有关其他信息，请参阅部分
'套接字选项'

-P x 不要遍历 select() 以继续发送，以防块大小没有
足以填满发送队列（咄咄逼人）

-Q 仅汇总，不计算中间间隔报告（安静）

-R x=#.#(z|k|M|G)(b|B)
以每秒指定的速率发送，其中：z = 2**0，k = 2**10，M = 2**20，G =
2**30，b = 比特/秒（默认），B = 字节/秒

-S x=# 设置块（消息）大小，以字节为单位（与 -G s=q,C,#)

-T x=#.#
设置流持续时间，以秒为单位（默认：s=10,d=0）

-U # 设置应用程序缓冲区大小，以字节为单位（默认值：8192）如果与
随机流量生成

-W x=# 设置请求的接收器缓冲区（通告窗口），以字节为单位

-Y x=#.#
在主机开始发送之前设置初始延迟，以秒为单位

交通 代 OPTION

通过选项 -G flowgrind 支持随机流量生成，允许进行
除了普通的批量之外，还有先进的限速和请求-响应数据传输。

随机流量生成选项 -G 将流端点作为参数，表示为
通过选项语法中的“x”。 “x”需要替换为“s”作为源
端点，'d' 代表目标端点，'b' 代表两个端点。 不过请注意
双向流量生成可能会导致意想不到的结果。 指定不同
每个端点的值，用逗号分隔。

-G x=(q|p|g):(C|U|E|N|L|P|W):#1:[#2]

流量参数：

q 请求大小（以字节为单位）

p 响应大小（以字节为单位）

g 请求数据包间隔（以秒为单位）

分布：

C 持续的 （#1： 价值， #2： 未使用）

U 制服 （#1：分钟， #2： 最大限度）

E 指数（#1：lamba - 一生， #2： 未使用）

N 普通的 （#1: mu - 平均值, #2: sigma_square - 方差)

L 对数正态 (#1：zeta - 意思是， #2：西格玛 - 标准开发）

P 帕累托（#1：k - 形状， #2: x_min - 比例)

W 威布尔 (#1：lambda - 规模， #2：k - 形状）

像 weibull 这样的高级发行版只有在编译 flowgrind 时才可用
有 libgsl 支持。

-U # 为请求和响应大小的计算值指定上限，需要
因为高级分布式值是无界的，但是我们需要知道
buffersize（常量值或均匀分布不需要它）。 价值观
重新计算边界外，直到出现有效结果，但最多 10
次（然后使用绑定值）

插座 OPTION

Flowgrind 允许通过选项设置以下标准和非标准套接字选项
-O.

所有套接字选项都将流端点作为参数，在选项中用“x”表示
句法。 'x' 需要替换为 's' 表示源端点，'d' 表示
目标端点或两个端点的“b”。 为每个指定不同的值
端点，用逗号分隔。 此外，可以重复通过相同的
端点以指定多个套接字选项。

普通 插座 选项
-O x=TCP_拥塞=ALG
在测试套接字上设置拥塞控制算法 ALG

-O x=TCP_CORK
在测试套接字上设置 TCP_CORK

-O x=TCP_NODELAY
在测试套接字上禁用 nagle 算法

-O x=SO_DEBUG
在测试套接字上设置 SO_DEBUG

-O x=IP_MTU_DISCOVER
如果系统默认尚未启用，则在测试套接字上设置 IP_MTU_DISCOVER

-O x=路线记录
在测试套接字上设置 ROUTE_RECORD

非标 插座 选项
-O x=TCP_MTCP
在测试套接字上设置 TCP_MTCP (15)

-O x=TCP_ELCN
在测试套接字上设置 TCP_ELCN (20)

-O x=TCP_LCD
在测试套接字上设置 TCP_LCD (21)

示例

流磨
使用默认设置测试本地主机 IPv4 TCP 性能，与 flowgrind -H 相同
b=127.0.0.1 -T s=10,d=0。 flowgrind 守护进程需要在本地主机上运行

流磨 -H b=::1/127.0.0.1
同上，但使用默认设置测试本地主机 IPv6 TCP 性能

流磨 -H s=主机1，d=主机2
主机 1 和主机 2 之间的批量 TCP 传输。 Host1 作为源，host2 作为
目标端点。 两个端点都需要运行 flowgrind 守护进程。 这
使用默认流选项，流持续时间为 10 秒，数据流
从主机 1 到主机 2

流磨 -H s=主机1，d=主机2 -T s=0,d=10
与上述相同，但使用一个流从 host10 发送数据 2 秒到
host1

流磨 -n 2 -F 0 -H s=192.168.0.1,d=192.168.0.69 -F 1 -H s=10.0.0.1,d=10.0.0.2
设置两个并行流，第一个流在 192.168.0.1 和 192.168.0.69 之间，第二个
10.0.0.1 到 10.0.0.2 之间的流量

流磨 -p -H s=10.0.0.100/192.168.1.100,d=10.0.0.101/192.168.1.101 -A s
在 10.0.0.100 和 10.0.0.101 之间设置一个流并使用 192.168.1.x IP 地址
用于控制流量。 激活 RTT 计算的最小响应

流磨 -i 0.001 -T s = 1 | 埃格雷普 ^S | 图形 -坚持 -e '阴谋 “ - ” 运用 3:5 线
标题 “吞吐量” '
在环回设备上设置一个流并在帮助下绘制发送者的数据
gnuplot的

流磨 -G s=q,C,400 -G s=p,N,2000,50 -G s=g,U,0.005,0.01 -U 32000
-G s=q,C,400: 使用 400 字节的常量请求大小
-G s=p,N,2000,50：使用平均 2000 字节的正态分布响应大小和
差异50
-G s=g,U,0.005,0.01: 使用最小 0.005s 和
和最大 10ms
-U 32000：在 32 KB 处截断块大小（正态分布需要）

交通 场景

以下示例演示了如何使用 flowgrind 的流量生成能力
用过的。 这些已被纳入不同的流动研磨测试中，并已得到证实
有意义。 但是，由于 Internet 流量多种多样，因此不能保证这些是
适用于各种情况。

请求 响应 样式 （HTTP）
这个场景是基于工作
http://www.3gpp2.org/Public_html/specs/C.R1002-0_v1.0_041221.pdf.

流磨 -M s -G s=q,C,350 -G s=p,L,9055,115.17 -U 100000
-M s：在发送方转储流量
-G s=q,C,350：使用常量请求大小 350 字节
-G s=p,L,9055,115：使用对数正态分布，均值为 9055，方差为 115
响应大小
-U 100000：以 100 KB 截断响应

对于这种情况，我们建议关注 RTT（值越低越好）和网络
交易/秒作为指标（值越高越好）。

互动 时间 (远程登录)
此方案模拟 telnet 会话。

流磨 -G s=q,U,40,10000 -G s=q,U,40,10000 -O b=TCP_NODELAY
-G s=q,U,40,10000 -G s=q,U,40,10000：使用统一分布式请求和响应
大小在 40B 到 10kB 之间
-O b=TCP_NODELAY：设置 telnet 应用程序使用的套接字选项 TCP_NODELAY

对于这种情况，RTT（越低越好）和 Network Transactions/s 是有用的指标
（越高越好）。

率 有限 （流媒体 媒体）
此方案模拟比特率为 800 kbit/s 的视频流传输。

流磨 -G s=q,C,800 -G s=g,N,0.008,0.001
使用均值为 0.008 且方差较小的正态分布包间间隙
(0.001)。 结合请求大小 800 字节，平均比特率约为 800
达到了 kbit/s。 添加方差以模拟可变比特率，就像
用于当今的视频编解码器。

对于这种情况，IAT（越低越好）和最小吞吐量（越高越好）是
有趣的指标。

OUTPUT 柱

流/端点 身份标识
# 流端点，源为“S”或目标为“D”

ID 数字流标识符

开始 和 结束
以秒为单位的测量间隔的边界。 显示的时间是经过
从接收到 RPC 消息开始从守护进程点开始测试的时间
查看

应用领域 层 度量
通过
在此测量间隔期间传输流端点的吞吐量，
以 Mbit/s（默认）或 MB/s（-m)

交易
每秒成功接收的响应块数（我们称之为网络
交易/秒）

请求/响应
在此测量间隔期间发送的请求和响应块数（列
默认禁用）

IAT 块到达间隔时间 (IAT)。 连同最小值和最大值
显示该特定测量间隔的算术平均值。 如果没有块
在报告间隔期间收到，显示“inf”。

延迟时间 和 RTT
1-way 和 2-way 块延迟分别是块延迟和块往返
时间（RTT）。 对于这两种延迟，遇到的最小值和最大值
测量间隔与算术平均值一起显示。 如果没有阻塞，
在该报告间隔期间分别到达块确认，'inf'是
显示。 默认情况下，1 路和 2 路块延迟均禁用（请参阅
选项 -I 和 -A).

核心 度量 (TCP_信息)
以下所有 TCP 特定指标均通过 TCP_INFO 从内核获取
插座选项在 结束 每个报告间隔。 采样率可以通过改变
选项 -i.

CWND (tcpi_cwnd)
TCP 拥塞窗口 (CWND) 的大小，以段数 (Linux) 或字节数表示
(自由系统)

嘘 （tcpi_snd_sshtresh）
以段数 (Linux) 或字节数 (FreeBSD) 为单位的慢启动阈值的大小

确认 （tcpi_未确认）
当前未确认的段数，即飞行中的段数
(FlightSize)（仅限 Linux）

麻袋 (tcpi_sacked)
选择性确认的段数（仅限 Linux）

丢失 （tcpi_丢失）
假定丢失的段数（仅限 Linux）

撤退 (tcpi_retrans)
未确认的重传段数（仅限 Linux）

TRET （tcpi_重传）
由重传超时 (RTO) 触发的重传次数（仅限 Linux）

ack (tcpi_fackets)
SND.UNA 和最高选择性确认之间的段数
序列号 (SND.FACK)（仅限 Linux）

重做 （tcpi_重新排序）
段重新排序指标。 Linux 内核可以检测并处理重新排序
如果段被移位的距离确实没有，则不会有显着的性能损失
不超过重新排序指标（仅限 Linux）

RTT (tcpi_rtt) 和 rtvar （tcpi_rttvar）
TCP 往返时间及其方差（以毫秒为单位）

RTO (tcpi_rto)
以毫秒为单位的重传超时时间

比克夫 （tcpi_退避）
RTO 退避次数（仅限 Linux）

ca 州 (tcpi_ca_state)
TCP拥塞控制状态机的内部状态，如在
Linux内核。 可以是其中之一 打开, 紊乱, wr, 恢复 or 离 （仅限 Linux）

可选 是正常状态。 它表示没有重复确认 (ACK)
已收到且没有任何段被视为丢失

紊乱
在接收到第一个连续重复的 ACK 或
选择性确认 (SACK)

压水堆 当来自显式拥塞通知 (ECN) 的通知时输入
收到

修复工具
当三个重复的 ACK 或等效数量的 SACK 被输入时
已收到。 在这种状态下，拥塞控制和丢失恢复程序如
执行快速重传和快速恢复 (RFC 5861)

损失 如果 RTO 到期，则进入。 再次拥塞控制和丢失恢复
程序被执行

短信 和 PMTU
发送方最大段大小和路径最大传输单位（以字节为单位）

内部 流磨 州 （只要 启用 in 调试 构建）
状态 用于诊断目的的 flowgrind 内部流动状态。 这是一个二元组
值，第一个用于发送，第二个用于接收。 理想情况下的状态
流的源端点和目标端点都应该是对称的，但由于
它们不是同步的，它们可能不会同时改变。 可能的值
是：

c 方向完成发送/接收

d 等待初始延迟

f 故障状态

l 活动状态，尚未发送或接收任何内容

n 正常活动，一些数据被传输或接收

o 流在该方向上的持续时间为零，不会交换任何数据

作者

Flowgrind 最初由 Daniel Schaffrath 创立。 分布式测量
架构和高级流量生成后来由 Tim Kosse 和
克里斯蒂安·萨姆塞尔。 目前，flowgrind 开发和维护 Arnd Hannemann 和
亚历山大·齐默尔曼。

使用 onworks.net 服务在线使用 flowgrind