`node_netstat_Tcp_RetransSegs` 指标采集原理

node_netstat_Tcp_RetransSegs 指标采集原理

node_netstat_Tcp_RetransSegs 指标是用于监控 TCP 协议中重传的段数,其数据来源于 Linux 系统的 /proc/net/snmp 文件,而不是 /proc/net/netstat 文件。/proc/net/snmp 文件提供了 TCP、UDP 等网络协议的统计数据,其中包含了 TCPRetransSegs 这一关键指标。

  1. 采集原理

    • 在 Linux 内核实现中,当 TCP 数据段发送后,在一定时间内没有收到接收方的确认应答(ACK),就会触发重传机制,内核会维护一个统计变量来记录 TCP 重传段的数量。
    • node_exporter 运行时,它会定期读取 /proc/net/snmp 文件,解析其中的 TCP 相关统计数据,提取出 TCPRetransSegs 的值,并将其作为 node_netstat_Tcp_RetransSegs 指标暴露出来,供 Prometheus 采集。

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  1. 指标意义

    • node_netstat_Tcp_RetransSegs 用于衡量 TCP 数据传输时因各种原因(如网络丢包、延迟、接收方缓冲区满等)导致的重传次数。该指标可以反映出网络连接的稳定性和可靠性,重传次数过多可能意味着网络存在较大的丢包或延迟问题。
  2. 相关命令示例

    • 可以使用以下命令查看系统中每秒 TCP 重传报文数量:
      watch -n 1 'nstat -z -t 1 | grep -e TcpRetransSegs'
      
      该命令利用 nstat 工具来获取 TCP 重传段数的统计数据,并通过 watch 命令每秒更新一次显示,方便观察 TCP 重传情况。

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  1. 默认未采集原因

    • node_netstat_Tcp_RetransSegs 指标在 node_exporter 的默认配置中未启用,这是因为 node_exporter 的网络统计采集器(netstat collector)默认只采集了一些常见的网络指标,未涵盖所有可能的网络统计项。
  2. 启用方法

    • 如果需要 node_netstat_Tcp_RetransSegs 指标,可以通过修改 node_exporter 的配置来启用。具体方法是设置 --collector.netstat.fields 参数,指定要采集的网络统计字段。例如,可以使用以下命令启动 node_exporter
      node_exporter --collector.netstat --collector.netstat.fields='^(. |_InErrors|_InErrs|Ip_Forwarding|Ip(6|Ext)(InOctets|OutOctets)|Icmp6?(InMsgs|OutMsgs)|TcpExt(Listen._|Syncookies.\*|TCPSynRetrans|TCPTimeouts|TCPOFOQueue)|Tcp_(ActiveOpens|InSegs|OutSegs|OutRsts|PassiveOpens|RetransSegs|CurrEstab)|Udp6?_(InDatagrams|OutDatagrams|NoPorts|RcvbufErrors|SndbufErrors))$'
      
      该命令通过指定正则表达式来匹配和采集一系列的 TCP、UDP 和 ICMP 等网络协议的统计信息,其中包括 TCPRetransSegs 指标。
  3. 其他数据来源

    • 除了 /proc/net/snmp 文件,还可以通过执行 netstat -s 命令来查看 TCP 重传段数等网络统计信息,但该命令输出的内容较为冗杂,不如直接读取 /proc/net/snmp 文件或使用 nstat 工具来获取特定指标数据方便。
<think>好的,我现在需要帮用户解决如何通过`rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[3m])`指标排查TCP高重传和高延迟的问题。首先,我得回忆一下关于TCP重传的基本知识。TCP重传通常发生在数据包丢失或确认超时的情况下,导致传输延迟增加。用户提到的这个指标是Prometheus中的,所以可能需要结合其他相关指标来分析。 首先,用户提供的指标`node_netstat_Tcp_RetransSegs`,它统计了TCP重传的段数。使用`rate`函数计算3分钟内的速率,可以了解重传的频率。但单独看这个指标可能不够,需要结合其他网络指标来定位原因。 接下来,我需要考虑可能影响TCP重传的因素,比如网络拥塞、硬件问题、配置错误等。这时候可能需要检查其他相关指标,比如网络带宽使用率、错误包数量、连接数等。例如,高带宽使用率可能导致拥塞,进而引发重传。错误包(如`node_network_receive_errs_total`或`node_network_transmit_errs_total`)的增加可能指示物理层问题。 另外,延迟问题可能与RTT(往返时间)有关,但Prometheus可能没有直接提供RTT的指标。这时候可能需要间接方法,比如结合应用层的延迟指标,或者使用Blackbox Exporter进行探测,如引用[2]提到的HTTPS监控可能提供部分信息。 然后,用户的环境可能涉及Kubernetes,引用[3]提到kube-state-metrics可以监控资源对象的状态,比如Pod的数量和状态。如果某些Pod所在的节点网络有问题,可能需要检查这些Pod的状态或资源使用情况。例如,高CPU或内存使用可能导致处理延迟,间接引发TCP重传。 接下来,具体的排查步骤可能需要: 1. 确认重传率是否持续高,排除短暂波动。 2. 检查相关网络接口的错误和丢弃包数,确定是否存在硬件或驱动问题。 3. 查看带宽使用率,判断是否拥塞。 4. 结合应用层指标,如请求延迟、错误率,确认是否影响服务。 5. 检查节点资源使用情况(CPU、内存),资源不足可能导致处理延迟。 6. 检查Kubernetes资源状态,如Pod是否频繁重启或调度异常。 7. 使用Blackbox Exporter进行主动探测,获取端到端的网络质量数据。 最后,可能需要给出优化建议,比如调整TCP参数(如拥塞控制算法)、扩容节点、修复硬件问题等。同时,提醒用户注意监控指标的持续观察和日志分析的重要性。</think>### 排查TCP高重传和高延迟的步骤 #### 1. **确认TCP重传率是否持续偏高** 通过以下PromQL查询计算TCP重传率,并观察其趋势: $$ \text{TCP重传率} = \frac{\text{rate(node\_netstat\_Tcp\_RetransSegs[3m])}}{\text{rate(node\_netstat\_Tcp\_OutSegs[3m])}} $$ - 若重传率持续高于$0.1\%$(经验阈值),则需进一步排查[^1]。 - 使用Grafana内置函数如`percent_diff()`对比历史数据,判断是否异常[^1]。 #### 2. **关联网络错误和丢包指标** 检查网络接口错误和丢包情况: ```promql rate(node_network_receive_errs_total{device="eth0"}[3m]) rate(node_network_transmit_drop_total{device="eth0"}[3m]) ``` - 高错误率可能由硬件故障、驱动问题或物理链路不稳定引起。 - 丢包率高可能触发TCP重传机制,需结合`node_netstat_Tcp_RetransSegs`分析关联性。 #### 3. **分析带宽使用率** 通过以下指标判断是否因带宽饱和导致拥塞: $$ \text{带宽利用率} = \frac{\text{rate(node\_network\_transmit\_bytes\_total[3m]) \times 8}}{\text{node\_network\_speed\_bytes}} $$ - 若利用率超过$70\%$,可能因拥塞导致重传和延迟。 - 使用`max()`或`avg()`函数统计峰值和平均值[^1]。 #### 4. **检查节点资源瓶颈** 通过kubelet和cAdvisor指标分析节点负载: ```promql node_cpu_seconds_total{mode="idle"} # CPU空闲率 container_memory_working_set_bytes{pod="<目标Pod>"} # 内存使用量 ``` - 高CPU占用(如空闲率低于$20\%$)可能导致协议栈处理延迟。 - 内存不足会触发OOM,间接导致网络超时。 #### 5. **结合Kubernetes资源状态** 通过kube-state-metrics检查Pod和节点状态[^3]: ```promql kube_pod_container_status_restarts_total{pod="<目标Pod>"} # Pod重启次数 kube_node_status_condition{condition="Ready"} # 节点健康状态 ``` - 频繁重启的Pod可能因资源竞争导致网络异常。 - 节点非Ready状态可能引发网络隔离问题。 #### 6. **端到端网络质量探测** 使用Blackbox Exporter主动监测TCP连接质量[^2]: ```yaml probe_type: tcp target: service_ip:port params: module: tcp_connect ``` - 分析`probe_duration_seconds`指标判断延迟是否与重传相关。 - 检查`probe_failed_due_to_regex`排除协议不匹配问题。 --- ### 优化建议 1. **调整TCP参数**:增大`tcp_retries2`减少过度重传,或切换拥塞控制算法(如BBR)。 2. **扩容或负载均衡**:若带宽或节点资源不足,横向扩展服务或调整调度策略。 3. **链路层检查**:通过`ethtool -S eth0`排查网卡统计信息(如CRC错误、超限丢包)。 ---
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