4.9.1 网络性能指标与基线设定

网络性能指标与基线设定是网络调优的起点，目标是用可量化的指标刻画当前网络健康度，并形成可对比的“正常区间”。本节提供指标定义、采集与基线流程，并给出可执行示例、排错与练习。

1. 核心指标与解释（含命令示例）#

链路质量
- RTT/时延抖动（jitter）：反映路径稳定性
- 丢包率：反映链路质量与队列拥塞
- 重传率：反映TCP传输质量

传输效率
- 吞吐量（带宽利用率）：实际可用带宽
- 连接建立耗时：SYN→SYN-ACK→ACK

资源利用
- 网卡收发、丢包/错误、队列长度、软中断占用

示例：使用 ping 查看RTT与丢包

# 每秒探测一次，发10个包
ping -c 10 -i 1 10.0.0.10

# 关键字段解释：
# rtt min/avg/max/mdev -> RTT/抖动
# packet loss -> 丢包率

示例：查看网卡丢包与错误

# -S 输出统计项，关注rx/tx drops、errors
ethtool -S eth0 | egrep "rx.*drop|tx.*drop|rx.*err|tx.*err"

示例：查看TCP重传与连接状态

# 统计TCP重传（TcpRetransSegs）
netstat -s | egrep "retrans|segments retransmited"

# 连接状态分布
ss -s

示例：查看吞吐量

# 每秒统计网卡流量
sar -n DEV 1 5

# 输出说明：
# rxpck/s txpck/s -> 每秒包数
# rxkB/s txkB/s -> 每秒流量

2. 基线建立流程与可执行示例#

步骤
1) 明确业务场景：并发、请求大小、地域
2) 选定指标与采样周期（秒级/分钟级）
3) 稳定期采集（避开发布与促销）
4) 统计分位数P50/P95/P99
5) 固化“正常区间 + 告警阈值 + 异常阈值”
6) 定期回归（版本/硬件/业务变化后）

示例：采集 RTT 与丢包并生成基线文件

#!/usr/bin/env bash
# 文件：/opt/netbaseline/collect_rtt.sh
# 说明：每分钟采集一次，持续60分钟，输出CSV

TARGET=10.0.0.10
OUT=/opt/netbaseline/rtt.csv
mkdir -p /opt/netbaseline

echo "ts,loss,rtt_min,rtt_avg,rtt_max,rtt_mdev" > $OUT

for i in $(seq 1 60); do
  ts=$(date +"%F %T")
  result=$(ping -c 10 -i 0.2 $TARGET | tail -1)
  loss=$(ping -c 10 -i 0.2 $TARGET | grep -oP '\d+(?=% packet loss)' | head -1)
  rtt=$(echo "$result" | awk -F' = ' '{print $2}' | awk -F'/' '{print $1","$2","$3","$4}')
  echo "$ts,$loss,$rtt" >> $OUT
  sleep 60
done

示例：基线统计（P95/P99）

# 需要安装 datamash：apt/yum install -y datamash
awk -F, 'NR>1{print $4}' /opt/netbaseline/rtt.csv | sort -n > /tmp/rtt_sorted.txt

# 计算P95/P99（示例）
total=$(wc -l /tmp/rtt_sorted.txt | awk '{print $1}')
p95=$(awk -v t=$total 'BEGIN{print int(t*0.95)}')
p99=$(awk -v t=$total 'BEGIN{print int(t*0.99)}')

echo "P95 RTT: $(sed -n ${p95}p /tmp/rtt_sorted.txt) ms"
echo "P99 RTT: $(sed -n ${p99}p /tmp/rtt_sorted.txt) ms"

基线示例区间（需结合实际环境）
- RTT：同机房 P95 < 5ms
- 丢包率：< 0.1%
- TCP重传率：< 1%
- 网卡丢包：rx/tx drops 接近 0
- 带宽利用率：峰值不超过链路上限的 70%
- 连接建立耗时：P95 < 10ms（内网）

3. 安装与工具准备（最小化清单）#

# Ubuntu/Debian
apt update
apt install -y iperf3 ethtool sysstat tcpdump net-tools

# RHEL/CentOS
yum install -y iperf3 ethtool sysstat tcpdump net-tools

iperf3：吞吐量与带宽基线
ethtool：网卡统计与驱动信息
sysstat(sar)：持续采集
tcpdump：包级诊断

4. 吞吐基线示例（iperf3）#

服务端：

iperf3 -s -p 5201

客户端：

# 发送60秒，报告带宽
iperf3 -c 10.0.0.10 -p 5201 -t 60 -i 5

# 关键字段解释：
# sender/receiver -> 实际吞吐
# Retr -> TCP重传数

5. 排错清单（常见异常与定位命令）#

RTT高但丢包低：排查路由、队列、拥塞控制
bash ip route show ss -ti | grep rtt
丢包高且rx_drops增大：检查网卡队列/驱动/软中断
bash ethtool -S eth0 | egrep "rx.*drop|rx.*err" cat /proc/softirqs | grep NET_RX
重传率高：检查MTU、链路质量
bash ip link show eth0 ping -M do -s 1472 10.0.0.10 # 验证MTU是否分片
吞吐低但CPU高：检查中断绑定与队列
bash mpstat -P ALL 1 5 cat /proc/interrupts | grep eth0

6. 练习#

1) 用 ping 连续采集1小时，计算RTT P95/P99并给出基线区间。
2) 使用 iperf3 测试同机房两台服务器吞吐，记录峰值并给出基线阈值。
3) 人为制造丢包（例如限制带宽或引入延迟），观察 ss -s 与 ethtool -S 变化并记录。

完成基线后，将指标与监控系统打通，建立可视化面板与告警策略，为后续网络诊断、TCP调优与中间件网络优化提供可对比的参照边界。