性能测试网络风险诊断有哪些？

目录

一、网络定位分析手段

二、sar命令

三、netstat命令

以下是几种常见的网络风险诊断方法

网络连通性检查

带宽与延迟测量

丢包率分析

网络拓扑结构审查

安全设备影响评估

协议层面上的优化

负载均衡器效能检验

云化服务架构下的特殊考量

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系统应用之间的交换，尤其是跨机器之间，都是要基于网络的，因此网络宽带，响应时间，网络延迟，阻塞等都是影响系统性能的因素。如果应用在不稳定，不安全的网络下，则会导致应用程序的超时，丢弃，阻塞，波动率大，这些在系统中都是不能接受的。我们需要一个可靠的，稳定的，能满足我们的应用程序在机器A和B之间畅通无阻地运行。

这些需要测试工程师，网络管理员，系统管理员等一起完成系统的网络。

在系统中，我们要考虑对应的网络是否可达，防火墙是否开启，端口的访问是否允许，宽带是否被限制，路由的寻址是否可行，网络的时延是否可接受等问题。所以在做性能测试时要做好规划，尽量减少网络对测试的影响，减轻诊断难度。

如果测试环境在局域网内，这些问题就变得简单了，因此通常会建议大家在局域网内建立测试环境，将系统的性能测试与网络的性能测试分开，降低测试难度。

一、网络定位分析手段

衡量系统网络的使用情况，通常使用下表来进行定位，如下表所示。常用的命令sar，ifconfig，netstat等。通过查看收发包的吞吐率是否达到网卡的最大上限，网络数据报文有因为这类原因而导致丢包，阻塞等现象来证明当前网络是否存在瓶颈。

二、sar命令

sar(systetm Activity Reporter系统活动情况报告)是Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一。 能够分析包括文件的读写情况、系统调用情况、磁盘 IO、CPU 效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。可以使用mansar查看帮助。我们仅就常用的分析参数加以说明，以供参考。

sar<间隔><次数>：CPU和IOWAIT 统计状态。

sar-b <间隔><次数>：IO 传送速率。

sar-B<间隔><次数>：页交换速率。

sa-C<间隔><次数>：进程创建的速率。

sar-d<间隔><次数>：块设备的活跃信息。

sar-nDEV<间隔><次数>：网络设备的状态信息

smr-nSOCK<间隔><次数>：SOCK 的使用情况。

sar-nALL<间隔><次数>：所有的网络状态信息

sar-PALL<间隔><次数>：每颗 CPU 的使用状态信息和IOWAIT 统计状态。

sar-g<间隔><次数>：队列的长度(等待运行的进程数)和负载的状态。

sar-r<间隔><次数>：内存和swap 空间使用情况。

sar-R<间隔><次数>：内存的统计信息(内存页的分配和释放、系统每秒作为BUFFE使用的内存页、每秒被cache到的内存页)。

sar-u<间隔><次数>：CPU的使用情况和IOWAIT信息(同默认监控)

sar -v<间隔><次数>：inode, file and other kerel tablesd 的状态信息。

sar-w<间隔><次数>：每秒上下文交换的数目。

sar-W<间隔><次数>：SWAP 交换的统计信息(监控状态同 iostat 的 si so)。

三、netstat命令

netstat命令用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP 协议相关的统计数据，性能诊断关注连接状态、传输率。另外可以通过进程获取到端口号，由端口号获取到程序名。系统中没有此命令时需要先安装，请在Centos7下运行yum instal net-tools 安装。

1>获取处于监听状态的连接及端口

netstat -nlpt

2>由进程名找端口。

netstat -nap|grep java|grep LISTEN

3>有无丢包

netstat -i或者netstat -ie

4>统计不同连接状态的连接数

netstat -ant|awk'{print$6}'|sort|uniq -c

以下代码可以统计ESTABLISHED状态与TIME_WAIT状态连接数

netstat -n | awk '/^tcp/{++y[$NF]} END {for{w in y} print w,y[w]}'

在TCP/P通信中，HTTP请求是3次握手后开始请求包的传送,状态为ESTABLISHED.当包传送完毕，客户端请求断开连接，然后是4次挥手的过程，在客户端连接的最后一个状态是TME_WAIT(等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认)。TIME WAIT默认是2MSL(maximum segment lifetime，最大分节生命期，默认是2分钟)，如果有过多的TIME_WAIT状态不被释放会导致连接不够用，所以这是一个高负载情况下的典型性能问题。通常做法是调整内核参数。

vin /etc/sysctl.confnet.ipv4.tcp syncookies =1net.ipv4.tcp tw reuse =1net.ipv4.tcptw recycle=1net,ipv4.tcp fin timeout=30#执行/sbin/sysctl -p让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies=1：表示开启SYN Cookies。当出现 SYN 等待队列溢出时,启用Cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭。

net.ipv4.tcp_tw_reuse=1：表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP连接，默认为 0，表示关闭。

net.ipv4.tcp_tw_recycle=1：表示开启 TCP 连接中 TIME-WAIT sockets 的快速回收,默认为 0，表示关闭。

net.ipv4.tep_fn_timeout=30：修改系统默认的 TIMEOUT 时间。

性能测试中的网络风险诊断是确保系统在网络层面能够稳定、高效运行的重要环节。随着互联网应用的普及，网络性能对用户体验的影响愈发显著。因此，在性能测试过程中，必须重视并有效地识别和解决潜在的网络风险。

以下是几种常见的网络风险诊断方法

网络连通性检查

使用ping命令来验证目标主机是否可达，这是最基本的网络诊断步骤之一。通过发送ICMP回显请求包，并接收回应，可以快速判断两台设备之间是否存在基本的网络连接。

进一步地，可以使用traceroute（或Windows下的tracert）工具来追踪数据包从源到目的地所经过的路径，这有助于发现中间节点可能出现的问题。

带宽与延迟测量

利用iperf3等工具来进行带宽测试，它可以模拟真实的传输场景，帮助确定网络的最大吞吐量。这对于评估网络承载能力至关重要，特别是在涉及到大量数据交换的应用环境中。

同时，也应当关注网络延迟（Latency），即信息从一个点传送到另一个点所需的时间。高延迟可能会影响实时性要求较高的服务，如视频会议、在线游戏等。

丢包率分析

丢包是指在网络传输过程中丢失的数据包现象，它会严重影响通信质量。可以通过专门的网络监控工具如Wireshark捕捉网络流量，进而统计出丢包的比例。如果发现较高的丢包率，则需要进一步排查原因，可能是由于网络拥塞、硬件故障或是配置不当引起。

网络拓扑结构审查

对现有网络架构进行全面审查，包括但不限于路由器、交换机、防火墙等关键组件的部署位置及其相互之间的连接方式。合理的网络设计对于保障良好的网络性能非常关键。

检查是否有冗余链路设置，以防止单点故障的发生；同时也要注意避免环路形成，以免造成广播风暴等问题。

安全设备影响评估

现代企业网络中通常部署了多种安全防护措施，如Web应用防火墙(WAF)、入侵检测/防御系统(IDS/IPS)等。这些设备虽然增强了安全性，但也可能会引入额外的延迟或其他负面影响。

因此，在进行性能测试时，应该考虑到这些因素，并且在必要的情况下调整相关策略，确保既能保护系统免受攻击，又不影响正常业务操作。

协议层面上的优化

分析常用的网络协议（如TCP/IP、HTTP/HTTPS等）在实际工作中的表现，寻找可能存在的瓶颈。例如，针对HTTP请求，可以考虑启用压缩技术减少传输内容大小，或者采用缓存机制降低服务器负载。

对于数据库访问，应确保SQL语句尽可能简洁高效，避免不必要的全表扫描操作。此外，还可以探索使用NoSQL数据库或者其他分布式存储解决方案，以适应大规模并发访问的需求。

负载均衡器效能检验

如果系统中存在动态负载均衡器，则需特别留意其分配任务的能力。确保在不同服务器间合理分发请求，避免某些节点过载而其他节点闲置的情况发生。

同时，也要检查负载均衡算法的有效性，比如基于权重、轮询等方式的选择是否符合预期效果。

云化服务架构下的特殊考量

在现代云化环境中，诸如内容分发网络(CDN)、边缘计算节点等新兴技术被广泛应用。它们能够显著改善用户访问速度，但同时也带来了新的挑战，如一致性问题、成本控制等。

因此，在设计性能测试方案时，必须充分考虑到这些特性，并制定相应的策略来应对可能出现的风险。

为了有效进行性能测试中的网络风险诊断，除了依赖先进的工具和技术外，还需要结合具体的业务场景和网络环境特点，采取综合性、多层次的方法论。只有这样，才能全面、准确地定位并解决潜在的网络问题，从而保证系统的高性能和高可用性。

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