云平台性能测试之网络性能测试

一、认识网络性能测试

网络性能测试是评估和测量计算机网络性能的过程，对于确保网络的有效运行和提供良好用户体验非常重要。网络性能测试可以实现以下目标：

性能评估： 网络性能测试可以帮助评估网络的整体性能。通过测量网络的带宽、延迟、丢包率等指标，可以了解网络在不同条件下的表现。

问题诊断： 当网络出现问题时，性能测试可以帮助识别和定位问题的根本原因。通过监测网络性能，可以迅速发现并解决潜在的故障或瓶颈。

容量规划： 对网络进行性能测试有助于进行容量规划。通过了解网络当前的负载和性能水平，可以预测未来的需求并相应地扩展或优化网络基础设施。

用户体验优化： 网络性能直接影响用户体验。通过定期进行性能测试，可以确保网络能够满足用户对速度和可靠性的期望，提高用户满意度。

安全性： 在网络安全方面，性能测试也起着重要的作用。它可以帮助识别潜在的安全漏洞和网络攻击，确保网络在安全方面的强固性。

优化资源利用： 通过性能测试，可以识别网络中存在的不必要的资源浪费或低效率操作。这有助于优化资源利用，提高网络的效率。

满足服务级别协议（SLA）： 对于许多组织来说，满足服务级别协议是至关重要的。性能测试可以确保网络在合同规定的性能水平上运行，避免违反SLA。

支持新技术的实施： 在引入新技术或更新网络基础设施时，性能测试可以帮助确保新系统与现有系统兼容，并在不影响性能的情况下逐步实施。

在性能测试中，网络性能测试通常有以下指标：

网络带宽：表示系统传输数据的速率，通常以每秒钟传输的数据量（bps）来衡量。

网络收发包PPS：云服务器每秒最多可以处理的网络数据包数量,单位是PPS,PPS即packets per second每秒发包数量。

二、测试说明

针对云平台整体的网络性能指标测试，首先在底层宿主机物理服务器上进行测试，然后在云主机上执行同样的测试命令，进行数据对比记录，然后得出两者之间的性能差异比。

1、测试宿主机网络带宽及PPS。使用iperf测试工具，通过增加打流对数的方式测试，过程中使用监控工具观察记录宿主机带宽及PPS监控指标，如果监控发现带宽及PPS不在上涨，则记录当前数值为宿主机网络性能上限。

2、测试单台云主机带宽及PPS。采用1（服务端）对多（客户端）打流方式，通过增加打流对数的方式测试，过程中使用监控工具观察记录云主机带宽及PPS监控指标，如果监控发现带宽及PPS不在上涨，则记录为云主机网络性能上限。

3、测试所用工具

1）iperf---网络性能测试工具

iperf命令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。

2）  sar--网络性能监控工具

sar（System Activity Reporter系统活动情况报告）是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。

监控网络可使用 sar -n DEV

三、测试用例

1、测试宿主机物理服务器网络带宽上限

1）服务器1执行以下命令启动iperf服务端：
iperf3 -B <被测网口IP> -s -i 1 -p 10001

2）服务器2执行以下命令启动iperf客户端：
iperf3 -B <被测网口IP> -c <服务端IP> -p 10001 -i 1 -t 300 -P 16

3）以上两步完成后，记为一组数据；.增加测试组数，每组测试较上一组增加1对iperf打流（需要替换端口号），同时启动客户端命令进行压测，完成测试并记录相关数据；直到所有iperf带宽总和不在增加，则停止测试

4）测试记录
每组测试，记录被测物理服务器每对iperf带宽测试结果，计算总和；
每组测试，记录被测物理服务器sar带宽监控数据，计算带宽平均值；

2、测试宿主机物理服务器PPS上限

1）服务器1执行以下命令启动iperf服务端：
iperf3 -B <被测网口IP> -s -i 1 -p 10001

2）服务器2执行以下命令启动iperf客户端：
iperf3 -B <被测网口IP> -c <服务端IP> \  -u -p 10001 -i 1 -t 300 -b 0 -P 16 -l 16 -A 0

3）以上两步完成后，记为一组数据；增加测试组数，每组测试较上一组增加1对iperf打流（需要替换端口号及CPU编号），同时启动客户端命令进行压测，完成测试并记录相关数据；直到被测物理服务器sar监控PPS不在增加，则停止测试

4）测试记录
每组测试，记录被测物理服务器每对iperf接收端的PPS测试结果，计算总和；
每组测试，记录被测物理服务器sar的PPS监控数据，计算PPS平均值；

3、测试云主机网络带宽上限

1）服务器1执行以下命令启动iperf服务端：
iperf3 -B <被测网口IP> -s -i 1 -p 10001

2）服务器2执行以下命令启动iperf客户端：
iperf3 -B <被测网口IP> -c <服务端IP> -p 10001 -i 1 -t 300 -P 16

3）以上两步完成后，记为一组数据；.增加测试组数，每组测试较上一组虚机增加1对iperf打流（需要替换端口号），同时启动客户端命令进行压测，完成测试并记录相关数据；直到被测虚机sar监控带宽不在增加，则停止测试

4）测试记录
每组测试，记录被测云主机每对iperf带宽测试结果，计算总和；
每组测试，记录被测云主机sar带宽监控数据，计算带宽平均值；

4、测试云主机PPS上限

1）服务器1执行以下命令启动iperf服务端：
iperf3 -B <被测网口IP> -s -i 1 -p 10001

2）服务器2执行以下命令启动iperf客户端：
iperf3 -B <被测网口IP> -c <服务端IP> -p 10001 -i 1 -t 300 -A 16

3）以上两步完成后，记为一组数据；增加测试组数，每组测试较上一组虚机增加1对iperf打流（需要替换端口号），同时启动客户端命令进行压测，完成测试并记录相关数据；直到被监测云主机sar监控PPS不在增加，则停止测试

4）测试记录
每组测试，记录被测云主机iperf的PPS结果，计算总和
每组测试，记录被测云主机sar的PPS监控数据，计算PPS平均值；；