perf-网络协议栈性能分析

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#网络协议栈 #Linux内核 #内核源码 #驱动开发 #内核开发

本文介绍了如何利用Perf工具生成On-CPU火焰图来分析Linux内核网络协议栈的性能瓶颈。内容包括On/Off-CPU的概念、分析方法以及火焰图的原理，提供了一种在特定场景下评估网络协议栈状况的方法。

分析 Linux 网络协议栈性能有多种方式和工具。本文主要通过 Perf 生成 On-CPU 火焰图的方式，分析 Linux 内核网络协议栈在特定场景下的性能瓶颈，从而知晓当前协议栈的网络状况。

文章相关视频详解：

深入浅出Linux内核网络协议栈

Linux内核内存管理专题训练营-学习视频

关于 On/Off-CPU

概念定义

1

2

3

On-CPU: where threads are spending time running on-CPU.

Off-CPU: where time is spent waiting while blocked on I/O, locks, timers, paging/swapping, etc.

 

On/Off-CPU 选择

在工程实践中，如果是 CPU 消耗型使用 On-CPU 火焰图，如果是 IO 消耗型则使用 Off-CPU 火焰图。如果无法确定, 可以通过压测工具来确认: 通过压测工具看能否让 CPU 使用率趋于饱和，从而判断是否为 CPU 消耗型。

分析方法

Perf 火焰图整个图形看起来就像一团跳动的火焰，这也正是其名字的由来。燃烧在火

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理解并使用Linux下的perf性能分析工具
Linux内核研究者
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Note:使用的采样函数如上图中标出，红色部分为暂定采样数据点。目前只针对于TCP和UDP协议。 统计发送的TCP数据长度（以进程为单位） 采样点 tcp_sendmsg:81 seglen->发送数据包的长度（注意是十六进制） 采样命令 perf probe –a ‘tcp_sendmsg:81 seglen’ perf record –e probe:tcp_sendmsg...
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交换机可以达到线速（满负载时，无差错转发），它的 PPS 就是 1000Mbit 除以以太网帧的大小，即 1000Mbps/((64+20)*8bit) = 1.5 Mpps（其中，20B 为以太网帧前导和帧间距的大小）。要测试 HTTP 的性能，也有大量的工具可以使用，比如 ab、webbench 等，都是常用的 HTTP 压力测试工具。所以，一般情况下，我们需要从上到下，对每个协议层进行性能测试，然后根据性能测试的结果，结合 Linux 网络协议栈的原理，找出导致性能瓶颈的根源，进而优化网络性能。
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这个命令会列出 tracepoint 列表，格式 net:netif_rx。冒号前面是事件类型 ，后面是事件名字。可以选择几个最合适的跟踪点，使得输出看起来 更清爽。比如：选择跟踪以下跟踪点。
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