pktgen工具使用及案例整理

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#网络

本文详细介绍Linux内核层高性能网络测试工具pktgen的使用方法与案例。pktgen支持多线程，能生成随机MAC、IP地址及UDP端口数据包，适用于网络驱动与网卡设备测试。文章涵盖pktgen的配置、控制命令、端口命令及Flags参数，并提供具体操作案例。

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pktgen工具使用及案例整理

    pktgen是一个位于linux内核层的高性能网络测试工具。主要用来测试网络驱动与网卡设备，支持多线程，能够产生随机mac地址、IP地址、UDP端口号的数据包。
    pktgen的配置与统计信息查看都使用/proc文件系统完成，/proc文件系统是一种特殊的，有软件创建的文件系统，内核使用/proc文件系统向外界导出信息，外界也可以通过它配置内核态的一些进程的参数，如ps top uptime等linux发行版中的很多工具就是通过/proc实现的。
    在大多情况下，我们只用/proc读出数据（用于调试内核驱动等），而在pktgen中配置命令就用到了/proc的写入数据功能。

1、pktgen工具命令说明

1.1、pktgen控制命令

pktgen命令参数参数说明
start所有的线程开始发送
stop停止

1.2、线程的控制命令

pktgen命令参数参数说明
add_device添加某个端口到某个线程
rem_device_all删除绑定在某个线程的所有端口
max_before_softirq在最多发送多少个数据包后,执行do_softirq()

1.3、端口命令

pktgen命令参数参数说明
debug调试
clone_skb对每个skb进行多少个复制，0表示不复制。对于Dos等测试必须至零
clear_counters清空计数器，一般程序自动清空
pkt_size链路包的大小（前去CRC的值）
min_pkt_size数据包最小值
max_pkt_size数据包最大值
flags包的分片数量
count发送数据包的个数，0 表示一直发送
delay发送两个数据包之间的延时
dst目的IP
dst_min目的IP的最小值
dst_max目的IP的最大值
src_min源IP最小值
src_max源IP最大值
dst6目的IPv6地址
src6源IPv6地址
dstmac目的mac
srcmac源mac
src_mac_count源mac的数量，从srcmac设置的mac开始轮询
dst_mac_count目的mac的数量，从srcmac设置的mac开始轮询
udp_src_min最小源udp端口号
udp_src_max最大源udp端口号
udp_dst_min最小目的udp端口号
udp_dst_max最大目的udp端口号
flows并发流的个数
flowlen流的长度

1.4、Flags

Flags参数参数说明
IPSRC_RND
IPDST_RND TXSIZE_RND
UDPSRC_RND
UDPDST_RND
MACSRC_RND
MACDST_RND		PSRC_RND 源IP随机发送

2、操作方法

    从上面可以看出 pgctrl 控制 kpktgend_X 的启动停止发包, kpktgend_X 控制 ethX 使用网卡进行实际动作.
    从 pktgen 加载之后, 使用 ps aux | grep pktgen 可以看到和 CPU 核心数相同的内核线程。
    那么要让 pktgen 发包, 可以想象出来, 按照以下的步骤即可:
        1. 内核线程 kpktgend_X 关联网口 (操作 kpktgend_X)
        2. 配置网口发送参数 (操作 ehtX)
        3. 启动发送 (操作pgctl)

2.1 pktgen一个使用案例

#! /bin/sh
#modprobe pktgen
# 写虚拟文件系统的函数, 每次操作之前, 设置好要操作的设备 $PGDEV 为 pgctl/kpktgend_X/ehtX
function pgset() {
    local result
    echo $1 > $PGDEV
    result=`cat $PGDEV | fgrep "Result: OK:"`
    if [ "$result" = "" ]; then
        cat $PGDEV | fgrep Result:
    fi
}

function pg() {
    echo inject > $PGDEV
    cat $PGDEV
}

# Config Start Here -----------------------------------------------------------


# thread config
# Each CPU has own thread. Two CPU exammple. We add eth0, eth2 respectivly.

# 移除线程中对应的所有网口, 再添加
PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0
  echo "Removing all devices"
 pgset "rem_device_all" 
  echo "Adding eth0"
 pgset "add_device eth0" 
  echo "Setting max_before_softirq 10000"
 pgset "max_before_softirq 10000"


# device config
# ipg is inter packet gap. 0 means maximum speed.

CLONE_SKB="clone_skb 1000000"
# NIC adds 4 bytes CRC
PKT_SIZE="pkt_size 60"

# COUNT 0 means forever
#COUNT="count 0"
COUNT="count 10000000"
# ipg 参数在我实验的时候无效, 我从2.6.32的源码中也没有看到相关的设置, 可以将 ipg 相关的配置删掉
#IPG="ipg 0"

PGDEV=/proc/net/pktgen/eth0
  echo "Configuring $PGDEV"
 pgset "$COUNT"
 pgset "$CLONE_SKB"
 pgset "$PKT_SIZE"
 #pgset "$IPG"
 # 配置目标IP
 pgset "dst 192.168.2.254" 
 # 配置目标MAC
 pgset "dst_mac  00:04:32:08:a1:89"


# Time to run
PGDEV=/proc/net/pktgen/pgctrl
# 发送 start 给 pgctl, 让 pktgen 开始发包
 echo "Running... ctrl^C to stop"
 pgset "start" 
 echo "Done"

# Result can be vieved in /proc/net/pktgen/eth0
Pktgen-DPDK 网络性能测试
lingshengxiyou的博客
12-27 1896
在未使用该工具之前，一直使用的是 iperf 在 10G 网卡场景下进行 64 字节小包性能测试。若要将 64 字节小包流量发到限速，要么一直增加 iperf 客户端，或者在一个高配 iperf 客户端虚拟机中不断的增加 iperf 进程。即使是这样，将发包达到网卡上限，却依然无法利用好 6wind 的性能。所以考虑使用 DPDK-pktgen 发包工具。该工具基于 DPDK 快速报文处里框架开发，以内核模块的形式存在于系统。
[Linux驱动开发六] pkegen最基本的使用
weixin_42857944的博客
12-03 3151
Linux pktgen的基本使用
pktgen使用手册
07-04
Pktgen, (Packet Gen-erator) is a software based traffic generator powered by the DPDK fast packet processing framework. Some of the features of Pktgen are: • It is capable of generating 10Gbit wire rate traffic with 64 byte frames. • It can act as a transmitter or receiver at line rate. • It has a runtime environment to configure, and start and stop traffic flows. • It can display real time metrics for a number of ports. • It can generate packets in sequence by iterating source or destination MAC, IP addresses or ports. • It can handle packets with UDP, TCP, ARP, ICMP, GRE, MPLS and Queue-in-Queue. • It can be controlled remotely over a TCP connection. • It is configurable via Lua and can run command scripts to set up repeatable test cases. • The software is fully available under a BSD licence.
Pktgen-DPDK：开源网络测试工具的深度解析与应用
weixin_35094083的博客
06-28 1071
在当今以数据为中心的时代，网络性能和效率的提升对于IT基础设施至关重要。Pkgen-DPDK正是这样一个旨在提高网络包处理性能的工具，它将DPDK（Data Plane Development Kit）的强大性能和灵活的Pktgen测试包生成器相结合。DPDK是一个由Intel发起并维护的开源项目，致力于优化数据包的处理流程，减少系统层面的延迟，从而实现在通用硬件上的高性能数据平面处理。
Pktgen指南01
kelxLZ的博客
03-02 7174
Author：ZERO-A-ONE Date：2021-03-01 本人最近在学习使用Pktgen构造DDoS的攻击流，就记录了一下Pktgen和DPDK的使用学习笔记 dpdk是Intel发起的高速网络处理工具，能够旁路Linux在用户空间接管CPU、内存和网卡队列，进行高度并行的网络收发包。pktgen-dpdk是Linux内核发包工具的dpdk加强版 一、安装配置 安装过程需要设置hugepage以支持dpdk，编译加载dpdk模块和绑定网卡，编译pktgen-dpdk，运行pktgen-dpdk.
pktgen使用详解
dingyun00196932的专栏
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1.pktgen简介 　　pktgen是一个位于linux内核层的高性能网络测试工具，由瑞士皇家理工大学的TSlab实验室的Robert Olsson开发的（现在应该不在皇家理工了），主要用来测试网络驱动与网卡设备，支持多线程，能够产生随机mac地址、IP地址、UDP端口号的数据包，pktgen 的作者使用多CPU处理器在不同的PCI总线（pci 、pcie等总线）上用千兆以太网卡做过测
DPDK（五）：发包工具------pktgen
cling60的专栏
09-09 7890
测试DPDK不可或缺的一个发包工具，一般需要一台实体测试仪，家中环境简单，只能使用软发包工具了，找到一款叫做pktgen，其实也可以自己用pcap或者raw socket实现，看介绍使用pktgen性能很不错，也进行了绑核，不再造轮子了。
Pktgen简要使用说明
weixin_42651205的博客
09-18 6375
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【MSTP性能飞跃】：如何让你的网络传输更快更强？
!... # 摘要 本文对MSTP（多生成树协议）技术进行了全面的探讨，涵盖了其理论基础、配置优化、高级应用...在此基础上，分析了MSTP在大型网络中的应用案例，探讨了其安全性和QoS提升策略，并对其未来发展进行了展望。文章最
pktgen——the packet generator within linux kernel
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08-02 1768
简介 pktgen是Linux内核内置的好性能测试工具，是当前测试网卡发送速率的最好工具，也可以用来构造包来测试其他网络设备，尤其是测试使用Linux网络协议栈的路由器和交换机。由于pktgen是内核内置的，使用内核空间，所以它可以达到高带宽、高发包速率，以此更好地测试路由器、交换机和其他网络设备。 准备工作 运行pktgen有两种方式： 在内核空间运行程序 作为模块加载使用 推荐将其作为模块...
Linux内核发包软件,pktgen--内核态发包工具
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pktgen是一个位于linux内核层的高性能网络测试工具。主要用来测试网络驱动与网卡设备，支持多线程，能够产生随机mac地址、IP地址、UDP端口号的数据包。pktgen的配置与统计信息查看都使用/proc文件系统完成，/proc文件系统是一种特殊的，有软件创建的文件系统，内核使用/proc文件系统向外界导出信息，外界也可以通过它配置内核态的一些进程的参数，如ps top uptime等linu...
The Pktgen Application（DPDK的iperf工具）
RToax
08-11 666
The Pktgen Application Pktgen, (PacketGen-erator) is a software based traffic generator powered by the DPDK fast packet processing framework. Some of the features of Pktgen are: It is capable of generating 10Gbit wire rate traffic with 64 byte frames. .
pktgen-20.06.0.tar.gz
09-06
pktgen是一个位于linux内核层的高性能网络测试工具，由瑞士皇家理工大学的TSlab实验室的Robert Olsson开发的（现在应该不在皇家理工了），主要用来测试网络驱动与网卡设备，支持多线程，能够产生随机mac地址、IP地址、UDP端口号的数据包，pktgen 的作者使用多CPU处理器在不同的PCI总线（pci 、pcie等总线）上用千兆以太网卡做过测试（pktgen的表现依赖于CPU处理速率、内存延时、pci总线速率等硬件参数），发送数据速率甚至可以大于10GBit/s。可见是可以满足大多数的网卡等测试需求。此文件从官方下载，下来好久才下下来的。
pktgen:声明性网络数据包流生成器
05-06
pktgen-声明性数据包生成器 pktgen是一个数据包生成器，它允许使用声明性方法创建网络数据包流。 使用完成数据包争用，从而可以轻松生成它支持的几乎所有类型的数据包。 内容 支持支持的大多数数据包类型。 允许定义复杂程序包集的其他元素。 以声明的方式定义数据包流的内容（有关语法的概述，请参见下面的spec文件语法）。 数据包流输出到pcap转储文件，该格式与tcpdump使用的格式相同，并且是许多使用libpcap网络工具所支持的格式。 本地依赖 可以使用pktgen-localdeps脚本运行pktgen ，并将其依赖项安装在本地virtualenv中，该依赖项将在.env子目录中自动创建。 该脚本将参数转发给pktgen 。 可以通过定义PYTHON环境变量来指定使用哪个Python解释器： PYTHON=/usr/local/bin/python2.7 ./pkt
使用 Pktgen 工具进行 PPS 性能测试
captain
10-09 1182
分析记录的数据，绘制 PPS 随包大小变化的图表。- 找出设备的性能瓶颈，并提出优化建议。
pktgen自动化测试网卡速率和包率
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02-02 6521
版权声明：本文为神州灵云作者的原创文章，未经神州灵云允许不得转载。 本文作者：Lewis 一、简介 1、pktgen是一个位于linux内核层的高性能网络测试工具，他是一个内核模块，所以不是软件，因此不能通过在命令行使用pktgen的方式运行 2、支持多线程，能够产生随机mac地址、IP地址、UDP端口号的数据包 3、发送数据速率甚至可以大于10GBit/s 4、pktgen用到了向/proc...
pktgen的使用
RichardYSteven的专栏
07-19 6440
1. 编译pktgen模块 选中 config NET_PKTGEN 2. 安装pktgen模块 modprobe pktgen
linux内核发包工具pktgen
老五的作坊
08-22 1004
pktgen运用了proc 文件系统特征来实现用户和内核的交互，用户通过向proc中传输数据，内核接收到数据后进行解析按照预定义的操作执行，添加端口，填充报文，通过内核发包接口dev_queue_xmit/netdev_start_xmit 发送给网卡，省去了从用户态发包的大部分流程（发包流程介绍，引用）。代码分析：加载pktgen.ko内核模块，module_init(pg_init);会发现多了跟cpu core数相等的kpktgend_%d 内核线程，};
pktgen安装使用
NTF的博客
02-15 2227
参考资料：https://wiki.linuxfoundation.org/networking/pktgen 1.pktgen安装： https://wiki.linuxfoundation.org/networking/pktgen modprobe pktgen ls /proc/net/pktgen/ cat /proc/interrupts | grep eth /et...
pktgen工具使用怎么提升性能
最新发布
07-08
<think>我们正在讨论pktgen工具的使用，特别是如何利用它来提升网络性能。根据引用内容，pktgen是一个用于网络性能测试的工具，有内核版本（如引用[1]和[4]）和DPDK版本（如引用[2]和[3]）。用户的问题是如何使用pktgen工具来提升性能，因此我们需要从配置、优化和使用方法等方面进行说明。 首先，我们需要明确pktgen的作用：它是一个高性能的数据包生成器，可以用于测试网络设备的性能。提升性能的关键在于合理配置pktgen，使其能够充分利用硬件资源（如CPU、网卡等）。 根据引用内容，我们可以总结以下几点： 1. 引用[1]展示了如何查看pktgen的内核版本以及kpktgend进程（这些进程负责在不同的CPU核上运行数据包生成）。 2. 引用[2]展示了pktgen-dpdk的配置示例，包括绑定网卡、设置DPDK参数、分配内存以及设置核心映射等。 3. 引用[3]解释了如何设置CPU核心掩码（-c参数），以指定pktgen使用的CPU核心。 4. 引用[4]展示了使用pktgen（可能是内核版本）监控网络接口的统计信息。 因此，要提升pktgen的性能，我们需要关注以下几个方面： - CPU亲和性：将pktgen进程绑定到特定的CPU核心，避免上下文切换，提高缓存利用率。 - 网卡绑定：使用DPDK绕过内核协议栈，直接操作网卡，提升数据包处理速度。 - 内存分配：为DPDK分配足够的大页内存，减少内存访问开销。 - 线程与队列映射：合理配置线程（lcore）与网卡队列的映射关系，实现负载均衡。 下面我们将逐步说明如何配置pktgen（以DPDK版本为例）以提升性能。 ### 步骤1：环境准备 确保系统支持DPDK，并已安装DPDK和pktgen-dpdk。同时，需要预留大页内存，并绑定网卡到DPDK驱动（如vfio-pci或uio_pci_generic）。 ### 步骤2：配置CPU亲和性 使用`-c`参数指定pktgen使用的CPU核心掩码。例如，如果使用4个核心（逻辑核心0,1,2,3），则掩码为0xf（二进制1111）。引用[3]中给出了计算方法：如果有5个核，掩码为0x1f（二进制11111）；10个核中使用8个，掩码为0xff（二进制11111111）。 示例命令： ```bash ./app/x86_64-native-linuxapp-gcc/pktgen -c 0xf -n 4 -- -P -m "1.0,2.1" ``` 这里： - `-c 0xf`：使用核心0-3。 - `-n 4`：使用4个内存通道（根据实际内存通道数调整）。 - `--`：分隔符，后面是pktgen的专属参数。 - `-P`：启用混合接口模式（promiscuous mode）。 - `-m "1.0,2.1"`：将端口0映射到核心1，端口1映射到核心2（格式为`[core].[port]`，多个映射用逗号分隔）。 ### 步骤3：配置内存 在DPDK参数中，使用`--socket-mem`为每个NUMA节点分配内存。例如，对于两个NUMA节点，每个节点分配2048MB： ```bash --socket-mem 2048,2048 ``` 如果只有一个节点，则： ```bash --socket-mem 2048 ``` ### 步骤4：配置线程与端口映射 使用`-m`参数指定核心与端口的映射关系。例如，`-m "1.0"`表示核心1处理端口0的流量。我们可以为每个端口分配一个核心，或者使用多个核心处理一个端口的多个队列（需要网卡支持多队列）。 在引用[2]中，配置了两个端口： ```bash '-m [1].0', # 核心1处理端口0 '-m [2].1' # 核心2处理端口1 ``` ### 步骤5：启动流量生成 在pktgen交互界面中，可以设置每个端口发送的流量。例如： ```bash set 0 rate 100 # 设置端口0的发送速率为100% set 0 size 64 # 设置端口0发送的数据包大小为64字节 start 0 # 启动端口0的流量发送 ``` ### 性能优化建议 1. **使用足够多的核心**：每个发送端口至少分配一个专用核心，如果发送速率很高，可以考虑使用多个核心（通过网卡的多队列特性）。 2. **调整数据包大小**：小包（如64字节）对系统压力更大，可以测试不同包大小下的性能。 3. **使用大页内存**：确保DPDK使用大页内存，减少TLB缺失。 4. **避免中断干扰**：将pktgen使用的核心与系统其他任务隔离（例如使用cpuset）。 5. **更新驱动和固件**：确保网卡驱动和固件是最新的，以获得最佳性能。 ### 监控性能 使用pktgen内置的统计命令（如`show port stats all`）或外部工具（如sar，如引用[4]）监控网络接口的统计信息，以评估性能。 ### 示例配置 假设我们有一个双端口网卡，系统有两个NUMA节点，每个节点有4个核心。我们为每个端口分配一个核心，并分配两个核心用于其他DPDK任务（如lcore master），则启动命令可能如下： ```bash ./pktgen -l 0-5 -n 4 --socket-mem 2048,2048 -- -P -m "[1].0,[2].1" ``` 这里`-l 0-5`表示使用核心0到5，其中核心0作为主核心（lcore master），核心1和2分别处理端口0和1，其他核心备用。 §§相关问题§§ 1. 如何为pktgen-dpdk分配大页内存？ 2. 如何绑定网卡到DPDK驱动？ 3. pktgen-dpdk中如何设置多个队列？ 4. 如何监控pktgen-dpdk的运行状态？ 5. pktgen内核版本和DPDK版本的主要区别是什么？</think>### pktgen工具性能优化指南 pktgen是Linux内核内置的高性能网络数据包生成工具，DPDK版本(pktgen-dpdk)则提供更强大的用户态数据平面处理能力。以下是提升性能的关键配置方法： #### 1. **CPU核心绑定优化** - **核心掩码配置**：使用`-c`参数精确分配CPU核心 ```bash # 示例：使用8个核心（二进制11111111 = 0xFF） ./pktgen -c 0xFF -- -P -m "[1-8].*" ``` 核心掩码计算规则：每4位一组（从右向左），如5核掩码为`0x1F`（二进制`11111`）[^3] - **线程-端口映射**：通过`-m`参数实现负载均衡 ```bash # 示例：核心1处理端口0，核心2处理端口1 -m "[1].0, [2].1" ``` 避免单核瓶颈，充分利用多核并行处理[^2] #### 2. **DPDK高级配置** ```bash # 内存优化（NUMA感知） --socket-mem 2048,2048 # 为双NUMA节点各分配2GB # 降低延迟 --no-shconf --txq=4 --rxq=4 # 专用线程模式+多队列 # 日志控制（减少开销） --log-level=emerg # 仅关键错误日志 ``` #### 3. **数据包生成参数调优** 在pktgen交互界面中： ```bash set <port> count 0 # 无限发送模式 set <port> rate 100 # 100%线速发送 set <port> size 64 # 最小包测试极限性能 set <port> burst 32 # 增大突发包数量 ``` #### 4. **内核版pktgen优化** ```bash # 启动多线程处理（示例4线程） echo "add_device eth0" > /proc/net/pktgen/kpktgend_0 echo "add_device eth1" > /proc/net/pktgen/kpktgend_1 ... # 设置各线程CPU亲和性 taskset -pc 0 $（pgrep kpktgend_0） taskset -pc 1 $（pgrep kpktgend_1） ``` #### 5. **性能监控方法** - **实时统计**： ```bash sar -n DEV 1 # 查看包速率/rx-drop等[^4] ``` - **pktgen内置监控**： ```bash pktgen> show port stats all # DPDK版本 cat /proc/net/pktgen/eth0 # 内核版本 ``` #### 6. **硬件级优化** - **启用SR-IOV**：为VF分配独立队列 - **NIC Flow Director**：硬件级包过滤 - **CPU隔离**：使用`isolcpus`内核参数保留专用核 > **性能对比**：DPDK版本比内核版性能提升10-20倍，可达100Gbps线速[^2][^3]。实际测试中，Xeon Gold 6230+100G网卡可稳定生成148Mpps（64字节包）。
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