一、目的

在互聯網中，我們會向網絡運營商申請指定額度的帶寬。實際傳輸時，由于網絡QoS達不到要求，實際的傳輸帶寬可能達不到標稱值。本次測試在局域網環境中使用模擬工具模擬不同QoS下的網絡條件，得出不同QoS網絡下傳輸帶寬

二、網絡QoS指標

網絡的QoS通常用以下指標衡量：

丟包率：由于網絡擁塞，傳輸錯誤等造成的數據包丟失概率

延時：數據包發送到對端再返回到發送端的時長

延時抖動：衡量延時變化的程度

本次測試值模擬丟包率和延時與傳輸帶寬的關系。

注:本文中的丟包率指的是在傳輸速率小于最大傳輸帶寬時的丟包率。

三、測試方案

本次測試分兩個階段進行：

在丟包率為0的情況下，測試不同延時下的傳輸速率；

調整丟包率與延時，測試不同延時與丟包率組合下的傳輸速率。

四、測試環境

測試使用兩位服務器：

Server A：10.10.168.151

Server B：10.10.168.153

兩臺Server之間通過千兆以太網連接(帶寬為1000Mbps)；

兩臺服務器上部署iperf，用于向網絡加流量，并統計傳輸速率；其中Server A上運行iperf server端(iperf -s)，Server B上運行iperf client端(iperf -c 10.10.168.151 -t 100000 -i2)。數據流量方向是：server B?→ server A。iperf client端啟動1分鐘，統計1分鐘內的平均傳輸速率作為一次測試的結果。

在Server B上，使用tc 模擬不同QoS的網絡環境。tc 可以在server的出口方向模擬延時和丟包的情況：

添加延時：tc qdisc add dev enp0s25 root netem ?delay 50ms

添加丟包：tc qdisc add dev enp0s25 root netem ?loss 3%

添加延時與丟包：tc qdisc add dev enp0s25 root netem ?delay 50ms loss 3%

清空規則：tc qdisc del dev enp0s25 root

查看規則：tc qdisc ls dev enp0s25

五、測試結果

5.1? 延時與傳輸速率的關系

丟包設置為0，延時從1ms 變化到 5000ms，測試每一個延時下的傳輸速率。下表為測試結果：

延時在4000ms以內時，傳輸速率能在1Mbps以上。當延時到達5000ms時，傳輸速率下降到200kbps。延時越大，達到穩定傳輸速率的時間越長。

注意：以上測試是在iperf采用默認的window size測試的結果；window size會影響到max cwnd和max rwnd，在延時比較大的時候，max wnd = MIN(max cwnd, max rwnd)決定了最終的傳輸速度；rate = max wnd/rtt；從測試的結果看，max cwnd比較小，這個值決定的傳輸速度；以300ms延時的測試點為例，通過-w參數增加發送端window size，傳輸速率可以提升到83Mbps，此時max rwnd決定了傳輸速度，此時，再通過-w參數增加接收端window size，傳輸速率可以到達450Mbps

5.2、延時、丟表率與傳輸速率的關系

丟表率從1%-10%變化，延時從10ms變化到1000ms，測試每一個組合下的傳輸速率。當延時/丟包率增大時，傳輸速率會下降，當傳輸速率低于500kbps時，不再繼續增大延時/丟包率。下表為測試結果：

? 　

通過上表可以繪制丟包/延時與傳輸速率的曲面圖：

X軸：延時(ms)

Y軸：丟包率

Z軸：傳輸速率(kbps)

通過曲面圖，可以找到傳輸速率要達到500kbps/1000kbps時，延時與丟包率需要滿足的條件

以上測試是單個客戶端測試的結果。在Server B上啟動多個客戶端同時進行測試，只要總的傳輸速率不超過最大帶寬限制，每個客戶端的速率與單個客戶端測試的結果相同。

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總結

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