Linux网络延迟诊断工具
网络延迟工具
整理目前通用的以太网延迟诊断工具，及简述实现原理。
1. ping
最常用的网络工具之一，用于测试主机与目标主机之间的网络连接是否正常，以及网络延迟。
测量原理：发送ICMP报文来测试网络连接与延迟，并能够显示每个ICMP报文的往返时间（RTT）
- 客户端发送一个ICMP Echo Request消息到目标主机。
- 目标主机收到ICMP Echo Request消息后，返回一个ICMP Echo Reply消息。
- 客户端收到ICMP Echo Reply消息后，计算出往返时间（RTT），并显示出来
优势：简单易用，通用性强
局限性：
- 只能获得RTT时间，粒度较粗
- 延迟时间为测试主机IP层到目标主机IP层时间（ICMP – ICMP）
- 可以很好的测试物理网络连通性与网络状态，但不能跟踪实际数据包的时间延迟，也无法获取TCP层、应用层乃至应用的时延。
- 局域网的连通性测试工具还有 arping，其原理是通过发送ARP请求来获得目标设备的MAC地址，并测试网络的连通性
- 追踪网络数据包的路由路径可以使用 traceroute
2. wireshark
侧重于流量分析
3. iperf
iperf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。
抖动和丢包率适应于UDP测试，带宽测试适用与TCP与UDP。
需要服务端与客户端同时开启 iperf 程序。
带宽测试
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4. netperf
Netperf 是一个基准，可用于衡量许多不同类型网络的性能。它为单向吞吐量和端到端延迟提供测试。
原理：TCP_RR（TCP Request-Response）测试模式来测量端到端的时间延迟
需要服务端与客户端同时开启 iperf 程序。
5. qperf
测量网络带宽与时延，亮点在于可以测 RDMA。
需要服务端与客户端同时开启 qperf 程序。
原理：pingpong测试
tcp_lat：TCP单向延迟
获取网络的带宽和延时性能曲线（消息大小 1byte -> 64K， 每次翻倍，循环获取延迟与带宽）
6. nmap
四层主机发现工具
Nmap是一款广泛使用的网络扫描和安全评估工具，它可以帮助用户识别和探测目标网络上的主机和服务，从而帮助用户评估网络的安全性。Nmap支持多种扫描技术，如TCP、UDP、ICMP等协议的扫描，可以通过不同的选项和参数来灵活地控制扫描的范围和方式。
7. hping3
四层主机发现工具
hping3是一款基于TCP/IP协议栈的网络安全工具，可以对TCP、UDP、ICMP等协议进行探测和攻击。
其原理是构造控制报文，向目标主机发送探测包，根据目标主机返回的响应信息进行分析和判断。hping3可以自定义TCP、UDP、ICMP等协议的报文头和数据，以实现不同的攻击和探测。
8. 应用层RTT测量
如http的RTT测量等
商业工具
9. albedo xGenius以太网测试仪
https://www.coolshark.com/products/albedo.html
总结
以太网延迟测量主要分为2种方式，分别为RTDP与OWDP。
- RTDP网络测试方式应用最为广泛，其原理是RTT往返时间测量，网络上存在大量的类似工具。另外通过RTT也可以简单估计单向延迟。
- OWDP（One way delay and package loss protocol）是一种单向延迟测量方法，由于其局限性较高，因此网络上的可用工具非常少。
OWDP缺点：
- 需要精确时钟同步，测量精度与时钟同步精度有关。
- 需要多终端同时安装与运行程序，高复杂网络下实现代价太高。
OWDP优点：
- 测量精度高，适用于进行精度要求很高的实时性检测。
车载以太网自身的特点：
针对缺点1：TSN时间敏感网络实际解决了时钟同步问题（精度250 us）
针对缺点2：车载以太网趋近于一个简单静态网络，网络拓扑简单。
针对优点1：车载网络针对实时性，具有很高的要求。