前言
比较宽泛地讲，网络方向的性能分析既包括主机测的网络配置查看、监控，又包括网络链路上的包转发时延、吞吐量、带宽等指标分析。
ping
ping 发送 ICMP echo 数据包来探测网络的连通性，除了能直观地看出网络的连通状况外，还能获得本次连接的往返时间（RTT 时间），丢包情况，以及访问的域名所对应的 IP 地址（使用 DNS 域名解析），比如：
我们 ping baidu.com，-c参数指定发包数。可以看到，解析到了 baidu 的一台服务器 IP 地址为 39.156.69.79。RTT （本次连接的往返时间）时间的最小、平均、最大和算术平均差分别是37.001ms、38.029ms、39.089ms 和 0.764。
ifconfig
ifconfig 命令被用于配置和显示 Linux 内核中网络接口的统计信息。通过这些统计信息，我们也能够进行一定的网络性能调优。
- ifconfig显示网络接口配置信息
其中，RX/TX packets 是对接收/发送数据包的情况统计，包括错误的包，丢掉多少包等。RX/TX bytes 是接收/发送数据字节数统计。其余还有很多参数，就不一一述说了，性能调优时可以重点关注 MTU（最大传输单元） 和txqueuelen（发送队列长度），比如可以用下面的命令来对这两个参数进行微调：
2. 网络接口地址配置
ifconfig 还常用来配置网口的地址，比如： 为网卡配置和删除 IPv6 地址：
修改MAC地址：
配置IP地址：
IP
ip 命令用来显示或设置 Linux 主机的网络接口、路由、网络设备、策略路由和隧道等信息，是 Linux 下功能强大的网络配置工具，旨在替代 ifconfig 命令，如下显示 IP 命令的强大之处，功能涵盖到 ifconfig、netstat、route 三个命令。
netstat
netstat 可以查看整个 Linux 系统关于网络的情况，是一个集多种网络工具于一身的组合工具。
常用选项包括以下几个：
- 默认：列出连接的套接字
- -a：列出所有套接字的信息
- -s：各种网络协议栈统计信息
- -i：网络接口信息
- -r：列出路由表
- -l：仅列出有在 Listen 的服务状态
- -p：显示 PID 和进程名称
各参数组合使用实例如下：
- netstat -at 列出所有 TCP 端口
- netstat -au 列出所有 UDP 端口
- netstat -lt 列出所有监听 TCP 端口的 socket
- netstat -lu 列出所有监听 UDP 端口的 socket
- netstat -lx 列出所有监听 UNIX 端口的 socket
- netstat -ap | grep ssh 找出程序运行的端口
- netstat -an | grep ‘:80’ 找出运行在指定端口的进程
- netstat 默认显示连接的套接字数据
整体上来看，输出结果包括两个部分：
- Active Internet connections ：有源 TCP 连接，其中 Recv-Q 和 SendQ 指的是接收队列和发送队列，这些数字一般都是 0，如果不是，说明请求包和回包正在队列中堆积。
- Active UNIX domain sockets：有源 UNIX 域套接口，其中 proto 显示连接使用的协议，RefCnt 表示连接到本套接口上的进程号，Types 是套接口的类型，State 是套接口当前的状态，Path 是连接到套接口的进程使用的路径名。
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netstat -i 显示网络接口信息
接口信息包括网络接口名称（Iface）、MTU，以及一系列接收（RX-）和传输（TX-）的指标。其中 OK 表示传输成功的包，ERR 是错误包，DRP 是丢包，OVR 是超限包。
这些参数有助于我们对网络收包情况进行分析，从而判断瓶颈所在。扫描二维码关注公众号，回复： 12649056 查看本文章
-
netstat -s 显示所有网络协议栈的信息
可以看到，这条命令能够显示每个协议详细的信息，这有助于我们针对协议栈进行更细粒度的分析。
这条命令能够看到主机路由表的一个情况。当然查路由我们也可以用 ip route 和route 命令，这个命令显示的信息会更详细一些。
ifstat
ifstat 主要用来监测主机网口的网络流量，常用的选项包括：
- -a：监测主机所有网口
- -i：指定要监测的网口
- -t：在每行输出信息前加上时间戳
- -b：以 Kbit/s 显示流量数据，而不是默认的 KB/s
- delay：采样间隔（单位是 s），即每隔 delay 的时间输出一次统计信息
- count：采样次数，即共输出 count 次统计信息
比如，通过以下命令统计主机所有网口某一段时间内的流量数据：
可以看出，分别统计了三个网口的流量数据，前面输出的时间戳，有助于我们统计一段时间内各网口总的输入、输出流量。
netcat
netcat，简称 nc，命令简单，但功能强大，在排查网络故障时非常有用，因此它也在众多网络工具中有着“瑞士军刀”的美誉。
它主要被用来构建网络连接。可以以客户端和服务端的方式运行，当以服务端方式运行时，它负责监听某个端口并接受客户端的连接，因此可以用它来调试客户端程序；当以客户端方式运行时，它负责向服务端发起连接并收发数据，因此也可以用它来调试服务端程序，此时它有点像 Telnet 程序。
常用的选项包括以下几种：
- -l：以服务端的方式运行，监听指定的端口。默认是以客户端方式运行。
- -k：重复接受并处理某个端口上的所有连接，必须与 -l 一起使用。
- -n：使用 IP 地址表示主机，而不是主机名，使用数字表示端口号，而不是服务名称。
- -p：当以客户端运行时，指定端口号。
- -s：设置本地主机发出的数据包的 IP 地址。
- -C：将 CR 和 LF 两个字符作为结束符。
- -U：使用 UNIX 本地域套接字通信。
- -u：使用 UDP 协议通信，默认使用的是 TCP 协议。
- -w：如果 nc 客户端在指定的时间内未检测到任何输入，则退出。
- -X：当 nc 客户端与代理服务器通信时，该选项指定它们之间的通信协议，目前支持的代理协议包括 “4”（SOCKS v.4），“5”（SOCKSv.5）和 “connect” （HTTPs Proxy），默认使用 SOCKS v.5。
- -x：指定目标代理服务器的 IP 地址和端口号。
下面举一个简单的例子，使用 nc 命令发送消息： 首先，启动服务端，用 nc -l 0.0.0.0 12345 监听端口 12345 上的所有连接。
然后，启动客户端，用 nc -p 1234 127.0.0.1 12345 使用 1234 端口连接服务器127.0.0.1::12345。
接着就可以在两端发送命令了。
tcpdump
最后是 tcpdump，强大的网络抓包工具。虽然有 wireshark 这样更易使用的图形化抓包工具，但 tcpdump 仍然是网络排错的必备利器。
tcpdump 选项很多，我就不一一列举了，大家可以看文章末尾的引用来进一步
了解。这里列举几种 tcpdump 常用的用法。
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捕获某主机的数据包
比如想要捕获主机192.168.1.111上所有收到和发出的所有数据包，使用：
-
捕获多个主机的数据包
比如要捕获主机 200.200.200.1 和主机 200.200.200.2 或 200.200.200.3 的通信，使用：tcpdump host 200.200.200.1 and \(200.200.200.2 or \)同样要捕获主机 200.200.200.1 除了和主机 200.200.200.2 之外所有主机通信的IP 包。使用：
tcpdump ip host 200.200.200.1 and ! 200.200.200.2 -
捕获某主机接收或发出的某种协议类型的包 比如要捕获主机200.200.200.1 接收或发出的 Telnet 包：
tcpdump tcp port 23 host 200.200.200.1 -
捕获某端口相关的数据包
比如捕获在端口 6666 上通过的包，使用：tcpdump port 6666 -
捕获某网口的数据包 比如捕获在网口 eth0 上通过的包，使用：
tcpdump -i eth0
下面还是举个例子，抓取 TCP 三次握手的包： 首先，用 nc 启动一个服务端，监听端口 12345 上客户端的连接：
nc -v -l 0.0.0.0 12345
接着，启动 tcpdump 监听端口 12345 上通过的包：
tcpdump -i any 'port 12345' -XX -nn -vv -S
然后，再用 nc 启动客户端，连接服务端：
nc -v 127.0.0.1 12345
最后，我们看到 tcpdump 抓到包如下：
怎么分析是 TCP 的三次握手，就当做小作业留给大家吧，其实看图就已经很明显了。
sar
sar 是一个系统历史数据统计工具。统计的信息非常全，包括 CPU、内存、磁盘I/O、网络、进程、系统调用等等信息，是一个集大成的工具，非常强大。在Linux 系统上 sar --help 一下，可以看到它的完整用法。
- -A：所有报告的总和
- -u：输出 CPU 使用情况的统计信息
- -v：输出 inode、文件和其他内核表的统计信息
- -d：输出每一个块设备的活动信息
- -r：输出内存和交换空间的统计信息
- -b：显示 I/O和传送速率的统计信息
- -a：文件读写情况
- -c：输出进程统计信息，每秒创建的进程数
- -R：输出内存页面的统计信息
- -y：终端设备活动情况
- -w：输出系统交换活动信息
- -n：输出网络设备统计信息
在平时使用中，我们常常用来分析网络状况，其他几项的通常有更好的工具来分析。所以，本文会重点介绍 sar 在网络方面的分析手法。
Linux 系统用以下几个选项提供网络统计信息：
- -n DEV：网络接口统计信息。
- -n EDEV：网络接口错误。
- -n IP：IP 数据报统计信息。
- -n EIP：IP 错误统计信息。
- -n TCP：TCP 统计信息。
- -n ETCP：TCP 错误统计信息。
- -n SOCK：套接字使用。
我们来看几个示例：
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每秒打印 TCP 的统计信息：
sar -n TCP 1
参数含义：
- active/s：新的 TCP 主动连接（也就是 socket 中的 connect() 事件），单位是：连接数/s。
- passive/s：新的 TCP 被动连接（也就是 socket 中的 listen() 事件）。
- iseg/s：接收的段（传输层以段为传输单位），单位是：段/s
- oseg/s：发送的段。 通过这几个参数，我们基本可以知道当前系统TCP 连接的负载情况。
-
每秒打印感兴趣的网卡的统计信息：
sar -n DEV 1 | awk 'NR == 3 || $3 == "eth0"'
几个参数了解一下：
- rxpck/s / txpck/s：网卡接收/发送的数据包，单位是：数据包/s。
- rxkB/s / txkB/s：网卡接收/发送的千字节，单位是：千字节/s。
- rxcmp/s / txcmp/s：网卡每秒接受/发送的压缩数据包，单位是：数据
包/s。 - rxmcst/s：每秒接收的多播数据包，单位是：数据包/s。
- %ifutil：网络接口的利用率。 这几个参数对于分析网卡接收和发送的网络吞吐量很有帮助。
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错误包和丢包情况分析：
sar -n EDEV 1
参数含义：
- rxerr/s / txerr/s：每秒钟接收/发送的坏数据包
- coll/s：每秒冲突数
- rxdrop/s：因为缓冲充满，每秒钟丢弃的已接收数据包数
- txdrop/s：因为缓冲充满，每秒钟丢弃的已发送数据包数
- txcarr/s：发送数据包时，每秒载波错误数
- rxfram/s：每秒接收数据包的帧对齐错误数
- rxfifo/s / txfifo/s：接收/发送的数据包每秒 FIFO 过速的错误数
当发现接口传输数据包有问题时，查看以上参数能够让我们快速判断具体是出的什么问题。
OK，这个工具就介绍到这里，以上只是抛砖引玉，更多技巧还需要大家动手去探索，只有动手，才能融会贯通。
traceroute
traceroute 也是一个排查网络问题的好工具，它能显示数据包到达目标主机所经过的路径（路由器或网关的 IP 地址）。如果发现网络不通，我们可以通过这个命令来进一步判断是主机的问题还是网关的问题。
它通过向源主机和目标主机之间的设备发送一系列的探测数据包（UDP 或者ICMP）来发现设备的存在，实现上利用了递增每一个包的 TTL 时间，来探测最终的目标主机。比如开始 TTL = 1，当到达第一个网关设备的时候，TTL - 1，当
TTL = 0 导致网关响应一个 ICMP 超时报文，这样，如果没有防火墙拦截的话，源主机就知道网关设备的地址。以此类推，逐步增加 TTL 时间，就可以探测到目标主机之间所经过的路径。
为了防止发送和响应过程出现问题导致丢包，traceroute 默认会发送 3 个探测包，我们可以用 -q x 来改变探测的数量。如果中间设备设置了防火墙限制，会导致源主机收不到响应包，就会显示 * 号。如下是 traceroute baidu 的结果：
每一行默认会显示设备名称（IP 地址）和对应的响应时间。发送多少个探测包，就显示多少个。如果只想显示 IP 地址可以用 -n 参数，这个参数可以避免DNS 域名解析，加快响应时间。
后记
本文总结了几种初级的网络工具，一般的网络性能分析，通过组合以上几种工具，基本都能应付。