同 CPU、內(nèi)存以及 I/O 一樣，網(wǎng)絡(luò)也是 Linux 系統(tǒng)最核心的功能。網(wǎng)絡(luò)是一種把不同計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到一起的技術(shù)，它本質(zhì)上是一種進(jìn)程間通信方式，特別是跨系統(tǒng)的進(jìn)程間通信，必須要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行。

網(wǎng)絡(luò)模型

多臺(tái)服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到一起，構(gòu)成了相互連接的網(wǎng)絡(luò)。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的異構(gòu)性和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義了一個(gè)七層的 OSI 網(wǎng)絡(luò)模型，但是這個(gè)模型過(guò)于復(fù)雜，實(shí)際工作中的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，是更為實(shí)用的 TCP/IP 模型。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代初期，各大廠商推出了不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 推出了統(tǒng)一的 OSI?開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)通信參考模型（Open System Interconnection Reference Model）。

網(wǎng)絡(luò)分層解決了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)中，我們對(duì)不同設(shè)備之間的傳輸數(shù)據(jù)的格式，需要定義一個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，所以就有了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

為了解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中異構(gòu)設(shè)備的兼容性問(wèn)題，并解耦復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)包處理流程，OSI 模型把網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的框架分為應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層以及物理層等七層，每個(gè)層負(fù)責(zé)不同的功能。其中，

??應(yīng)用層，負(fù)責(zé)為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的接口。

??表示層，負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成兼容接收系統(tǒng)的格式。

??會(huì)話層，負(fù)責(zé)維護(hù)計(jì)算機(jī)之間的通信連接。

??傳輸層，負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)加上傳輸表頭，形成數(shù)據(jù)包。

??網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。

??數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé) MAC 尋址、錯(cuò)誤偵測(cè)和改錯(cuò)。

??物理層，負(fù)責(zé)在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)幀。

但是 OSI 模型還是太復(fù)雜了，也沒(méi)能提供一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的方法。所以，在 Linux 中，實(shí)際上使用的是另一個(gè)更實(shí)用的四層模型，即 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模型。

TCP/IP 模型，把網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的框架分為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層等四層，其中，

??應(yīng)用層，負(fù)責(zé)向用戶提供一組應(yīng)用程序，比如 HTTP、FTP、DNS 等。

??傳輸層，負(fù)責(zé)端到端的通信，比如 TCP、UDP 等。

??網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)包的封裝、尋址和路由，比如 IP、ICMP 等。

??網(wǎng)絡(luò)接口層，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)包在物理網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，比如 MAC 尋址、錯(cuò)誤偵測(cè)以及通過(guò)網(wǎng)卡傳輸網(wǎng)絡(luò)幀等。

TCP/IP 與 OSI 模型的關(guān)系如下圖：

雖說(shuō) Linux 實(shí)際按照 TCP/IP 模型，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，但在平時(shí)的學(xué)習(xí)交流中，我們習(xí)慣上還是用 OSI 七層模型來(lái)描述。比如，說(shuō)到七層和四層負(fù)載均衡，對(duì)應(yīng)的分別是 OSI 模型中的應(yīng)用層和傳輸層（而它們對(duì)應(yīng)到 TCP/IP 模型中，實(shí)際上是四層和三層）。

Linux網(wǎng)絡(luò)棧

有了 TCP/IP 模型后，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)包就會(huì)按照協(xié)議棧，對(duì)上一層發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐層處理；然后封裝上該層的協(xié)議頭，再發(fā)送給下一層。

當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)包在每一層的處理邏輯，都取決于各層采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。比如在應(yīng)用層，一個(gè)提供 REST API 的應(yīng)用，可以使用 HTTP 協(xié)議，把它需要傳輸?shù)?JSON 數(shù)據(jù)封裝到 HTTP 協(xié)議中，然后向下傳遞給 TCP 層。

而封裝做的事情就很簡(jiǎn)單了，只是在原來(lái)的負(fù)載前后，增加固定格式的元數(shù)據(jù)，原始的負(fù)載數(shù)據(jù)并不會(huì)被修改。

比如，以通過(guò) TCP 協(xié)議通信的網(wǎng)絡(luò)包為例，通過(guò)下面這張圖，我們可以看到，應(yīng)用程序數(shù)據(jù)在每個(gè)層的封裝格式。

其中：

??傳輸層在應(yīng)用程序數(shù)據(jù)前面增加了 TCP 頭；

??網(wǎng)絡(luò)層在 TCP 數(shù)據(jù)包前增加了 IP 頭；

??而網(wǎng)絡(luò)接口層，又在 IP 數(shù)據(jù)包前后分別增加了幀頭和幀尾。

這些新增的頭部和尾部，增加了網(wǎng)絡(luò)包的大小，但我們都知道，物理鏈路中并不能傳輸任意大小的數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)接口配置的最大傳輸單元（MTU），就規(guī)定了最大的 IP 包大小。在我們最常用的以太網(wǎng)中，MTU 默認(rèn)值是 1500bytes（這也是 Linux 的默認(rèn)值）。

在Linux操作系統(tǒng)中執(zhí)行 ifconfig 可以查看到每個(gè)網(wǎng)卡的mtu值，有1450、1500等不同的值。

[root@dev?~]#?ifconfig
cni0:?flags=4163??mtu?1450
????????inet?10.244.0.1??netmask?255.255.255.0??broadcast?10.244.0.255
????????inet6?fe80:53ff638b??prefixlen?64??scopeid?0x20
????????ether?665363:8b??txqueuelen?1000??(Ethernet)
????????RX?packets?124??bytes?12884?(12.5?KiB)
????????RX?errors?0??dropped?0??overruns?0??frame?0
????????TX?packets?122??bytes?29636?(28.9?KiB)
????????TX?errors?0??dropped?0?overruns?0??carrier?0??collisions?0

docker0:?flags=4099??mtu?1500
????????inet?172.17.0.1??netmask?255.255.0.0??broadcast?172.17.255.255
????????ether?02129e:91??txqueuelen?0??(Ethernet)
????????RX?packets?0??bytes?0?(0.0?B)
????????RX?errors?0??dropped?0??overruns?0??frame?0
????????TX?packets?0??bytes?0?(0.0?B)
????????TX?errors?0??dropped?0?overruns?0??carrier?0??collisions?0

ens33:?flags=4163??mtu?1500
????????inet?192.168.2.129??netmask?255.255.255.0??broadcast?192.168.2.255
????????inet6?fe80:989b8e3b??prefixlen?64??scopeid?0x20
????????ether?00295e:32??txqueuelen?1000??(Ethernet)
????????RX?packets?131??bytes?13435?(13.1?KiB)
????????RX?errors?0??dropped?0??overruns?0??frame?0
????????TX?packets?73??bytes?17977?(17.5?KiB)
????????TX?errors?0??dropped?0?overruns?0??carrier?0??collisions?0

一旦網(wǎng)絡(luò)包超過(guò) MTU 的大小，就會(huì)在網(wǎng)絡(luò)層分片，以保證分片后的 IP 包不大于 MTU 值。顯然，MTU 越大，需要的分包也就越少，自然，網(wǎng)絡(luò)吞吐能力就越好。

理解了 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)包的封裝原理后，對(duì)Linux 內(nèi)核中的網(wǎng)絡(luò)棧，其實(shí)也類似于 TCP/IP 的四層結(jié)構(gòu)。如下圖所示，就是 Linux 通用 IP 網(wǎng)絡(luò)棧的示意圖：

從上到下來(lái)看這個(gè)網(wǎng)絡(luò)棧，你可以發(fā)現(xiàn)，

??最上層的應(yīng)用程序，需要通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用，來(lái)跟套接字接口進(jìn)行交互；

??套接字的下面，就是我們前面提到的傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層；

??最底層，則是網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序以及物理網(wǎng)卡設(shè)備。

網(wǎng)卡是發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)包的基本設(shè)備。在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，網(wǎng)卡通過(guò)內(nèi)核中的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序注冊(cè)到系統(tǒng)中。而在網(wǎng)絡(luò)收發(fā)過(guò)程中，內(nèi)核通過(guò)中斷跟網(wǎng)卡進(jìn)行交互。

網(wǎng)絡(luò)包的處理非常復(fù)雜，所以，網(wǎng)卡硬中斷只處理最核心的網(wǎng)卡數(shù)據(jù)讀取或發(fā)送，而協(xié)議棧中的大部分邏輯，都會(huì)放到軟中斷中處理。

Linux網(wǎng)絡(luò)包收發(fā)流程

了解了 Linux 網(wǎng)絡(luò)棧后，我們?cè)賮?lái)看看， Linux 到底是怎么收發(fā)網(wǎng)絡(luò)包的。

PS：以下內(nèi)容都以物理網(wǎng)卡為例。Linux 還支持眾多的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而它們的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)流程會(huì)有一些差別。

網(wǎng)絡(luò)包的接收流程

我們先來(lái)看網(wǎng)絡(luò)包的接收流程。

1. 當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)幀到達(dá)網(wǎng)卡后，網(wǎng)卡會(huì)通過(guò) DMA 方式，把這個(gè)網(wǎng)絡(luò)包放到收包隊(duì)列中；然后通過(guò)硬中斷，告訴中斷處理程序已經(jīng)收到了網(wǎng)絡(luò)包。

2. 接著，網(wǎng)卡中斷處理程序會(huì)為網(wǎng)絡(luò)幀分配內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（sk_buff），并將其拷貝到 sk_buff 緩沖區(qū)中；然后再通過(guò)軟中斷，通知內(nèi)核收到了新的網(wǎng)絡(luò)幀。

3. 接下來(lái)，內(nèi)核協(xié)議棧從緩沖區(qū)中取出網(wǎng)絡(luò)幀，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，從下到上逐層處理這個(gè)網(wǎng)絡(luò)幀。比如，

在鏈路層檢查報(bào)文的合法性，找出上層協(xié)議的類型（ IPv4 還是 IPv6），再去掉幀頭、幀尾，然后交給網(wǎng)絡(luò)層。

1. 網(wǎng)絡(luò)層取出 IP 頭，判斷網(wǎng)絡(luò)包下一步的走向，比如是交給上層處理還是轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層確認(rèn)這個(gè)包是要發(fā)送到本機(jī)后，就會(huì)取出上層協(xié)議的類型（TCP 還是 UDP），去掉 IP 頭，再交給傳輸層處理。

2. 傳輸層取出 TCP 頭或者 UDP 頭后，根據(jù) < 源 IP、源端口、目的 IP、目的端口 > 四元組作為標(biāo)識(shí)，找出對(duì)應(yīng)的 Socket，并把數(shù)據(jù)拷貝到 Socket 的接收緩存中。

3. 最后，應(yīng)用程序就可以使用 Socket 接口，讀取到新接收到的數(shù)據(jù)了。

具體過(guò)程如下圖所示，這張圖的左半部分表示接收流程，而圖中的粉色箭頭則表示網(wǎng)絡(luò)包的處理路徑。

網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送流程

網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送流程就是上圖的右半部分，很容易發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送方向，正好跟接收方向相反。

首先，應(yīng)用程序調(diào)用 Socket API（比如 sendmsg）發(fā)送網(wǎng)絡(luò)包。

由于這是一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，所以會(huì)陷入到內(nèi)核態(tài)的套接字層中。套接字層會(huì)把數(shù)據(jù)包放到 Socket 發(fā)送緩沖區(qū)中。

接下來(lái)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧從 Socket 發(fā)送緩沖區(qū)中，取出數(shù)據(jù)包；再按照 TCP/IP 棧，從上到下逐層處理。比如，傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層，分別為其增加 TCP 頭和 IP 頭，執(zhí)行路由查找確認(rèn)下一跳的 IP，并按照 MTU 大小進(jìn)行分片。

分片后的網(wǎng)絡(luò)包，再送到網(wǎng)絡(luò)接口層，進(jìn)行物理地址尋址，以找到下一跳的 MAC 地址。然后添加幀頭和幀尾，放到發(fā)包隊(duì)列中。這一切完成后，會(huì)有軟中斷通知驅(qū)動(dòng)程序：發(fā)包隊(duì)列中有新的網(wǎng)絡(luò)幀需要發(fā)送。

最后，驅(qū)動(dòng)程序通過(guò) DMA ，從發(fā)包隊(duì)列中讀出網(wǎng)絡(luò)幀，并通過(guò)物理網(wǎng)卡把它發(fā)送出去。

在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理下，給我們的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加上了各種頭部，這保證了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在各層物理設(shè)備的流轉(zhuǎn)下可以正確抵達(dá)目的地。收到處理后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，接受端再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將頭部字段去除，得到原始的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

下圖是客戶端與服務(wù)器之間用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接通信的過(guò)程：

Linux 網(wǎng)絡(luò)根據(jù) TCP/IP 模型，構(gòu)建其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。TCP/IP 模型由應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層等四層組成，這也是 Linux 網(wǎng)絡(luò)棧最核心的構(gòu)成部分。

應(yīng)用程序通過(guò)套接字接口發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，先要在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中從上到下逐層處理，然后才最終送到網(wǎng)卡發(fā)送出去；而接收數(shù)據(jù)包時(shí)，也要先經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)棧從下到上的逐層處理，最后送到應(yīng)用程序。

了解 Linux 網(wǎng)絡(luò)的基本原理和收發(fā)流程后，你肯定迫不及待想知道，如何去觀察網(wǎng)絡(luò)的性能情況。具體而言，哪些指標(biāo)可以用來(lái)衡量 Linux 的網(wǎng)絡(luò)性能呢？

常用網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令

分析網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的第一步，通常是查看網(wǎng)絡(luò)接口的配置和狀態(tài)。你可以使用 ifconfig 或者 ip 命令，來(lái)查看網(wǎng)絡(luò)的配置。

ifconfig 和 ip 分別屬于軟件包 net-tools 和 iproute2，iproute2 是 net-tools 的下一代，通常情況下它們會(huì)在發(fā)行版中默認(rèn)安裝。

以網(wǎng)絡(luò)接口 ens33 為例，可以運(yùn)行下面的兩個(gè)命令，查看它的配置和狀態(tài)：

?

?

[root@dev?~]#?ifconfig?ens33
ens33:?flags=4163??mtu?1500
????????inet?192.168.2.129??netmask?255.255.255.0??broadcast?192.168.2.255
????????inet6?fe80:989b8e3b??prefixlen?64??scopeid?0x20
????????ether?00295e:32??txqueuelen?1000??(Ethernet)
????????RX?packets?249??bytes?22199?(21.6?KiB)
????????RX?errors?0??dropped?0??overruns?0??frame?0
????????TX?packets?106??bytes?22636?(22.1?KiB)
????????TX?errors?0??dropped?0?overruns?0??carrier?0??collisions?0
[root@dev?~]#
[root@dev?~]#?ip?-s?addr?show?ens33
2:?ens33:??mtu?1500?qdisc?pfifo_fast?state?UP?group?default?qlen?1000
????link/ether?00295e:32?brd?ffffff:ff
????inet?192.168.2.129/24?brd?192.168.2.255?scope?global?noprefixroute?ens33
???????valid_lft?forever?preferred_lft?forever
????inet6?fe80:989b8e3b/64?scope?link?noprefixroute
???????valid_lft?forever?preferred_lft?forever
????RX:?bytes??packets??errors??dropped?overrun?mcast
????24877??????279??????0???????0???????0???????0
????TX:?bytes??packets??errors??dropped?carrier?collsns
????24616??????123??????0???????0???????0???????0

?

?

可以看到，ifconfig 和 ip 命令輸出的指標(biāo)基本相同，只是顯示格式略微不同。比如，它們都包括了網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)標(biāo)志、MTU 大小、IP、子網(wǎng)、MAC 地址以及網(wǎng)絡(luò)包收發(fā)的統(tǒng)計(jì)信息。

有幾個(gè)字段可以重點(diǎn)關(guān)注下：

第一，網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)標(biāo)志。ifconfig 輸出中的 RUNNING ，或 ip 輸出中的 LOWER_UP ，都表示物理網(wǎng)絡(luò)是連通的，即網(wǎng)卡已經(jīng)連接到了交換機(jī)或者路由器中。如果你看不到它們，通常表示網(wǎng)線被拔掉了。

第二，MTU 的大小。MTU 默認(rèn)大小是 1500，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不同（比如是否使用了 VXLAN 等疊加網(wǎng)絡(luò)），你可能需要調(diào)大或者調(diào)小 MTU 的數(shù)值。

第三，網(wǎng)絡(luò)接口的 IP 地址、子網(wǎng)以及 MAC 地址。這些都是保障網(wǎng)絡(luò)功能正常工作所必需的，你需要確保配置正確。

第四，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)的字節(jié)數(shù)、包數(shù)、錯(cuò)誤數(shù)以及丟包情況，特別是 TX （ Transmit發(fā)送 ）和 RX（Receive接收 ） 部分的 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指標(biāo)不為 0 時(shí)，通常表示出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。其中：

? errors 表示發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包數(shù)，比如校驗(yàn)錯(cuò)誤、幀同步錯(cuò)誤等；

? dropped 表示丟棄的數(shù)據(jù)包數(shù)，即數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到了 Ring Buffer，但因?yàn)閮?nèi)存不足等原因丟包；

? overruns 表示超限數(shù)據(jù)包數(shù)，即網(wǎng)絡(luò) I/O 速度過(guò)快，導(dǎo)致 Ring Buffer 中的數(shù)據(jù)包來(lái)不及處理（隊(duì)列滿）而導(dǎo)致的丟包；

? carrier 表示發(fā)生 carrirer 錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包數(shù)，比如雙工模式不匹配、物理電纜出現(xiàn)問(wèn)題等；

? collisions 表示碰撞數(shù)據(jù)包數(shù)。

套接字信息

套接字接口在網(wǎng)絡(luò)程序功能中是內(nèi)核與應(yīng)用層之間的接口。TCP/IP 協(xié)議棧的所有數(shù)據(jù)和控制功能都來(lái)自于套接字接口，與 OSI 網(wǎng)絡(luò)分層模型相比，TCP/IP 協(xié)議棧本身在傳輸層以上就不包含任何其他協(xié)議。

在 Linux 操作系統(tǒng)中，替代傳輸層以上協(xié)議實(shí)體的標(biāo)準(zhǔn)接口，稱為套接字，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)傳輸層以上所有的功能，可以說(shuō)套接字是 TCP/IP 協(xié)議棧對(duì)外的窗口。

ifconfig 和 ip 只顯示了網(wǎng)絡(luò)接口收發(fā)數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計(jì)信息，但在實(shí)際的性能問(wèn)題中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的統(tǒng)計(jì)信息，我們也必須關(guān)注，可以用 netstat 或者 ss ，來(lái)查看套接字、網(wǎng)絡(luò)棧、網(wǎng)絡(luò)接口以及路由表的信息。

我個(gè)人更推薦，使用 ss 來(lái)查詢網(wǎng)絡(luò)的連接信息，因?yàn)樗?netstat 提供了更好的性能（速度更快）。

比如，你可以執(zhí)行下面的命令，查詢套接字信息：

?

?

#?head?-n?4?表示只顯示前面4行
#?-l?表示只顯示監(jiān)聽(tīng)套接字
#?-n?表示顯示數(shù)字地址和端口(而不是名字)
#?-p?表示顯示進(jìn)程信息
[root@dev?~]#?netstat?-nlp?|?head?-n?4
Active?Internet?connections?(only?servers)
Proto?Recv-Q?Send-Q?Local?Address????Foreign?Address?????????State???????PID/Program?name
tcp????????0??????0?0.0.0.0:22??????????????0.0.0.0:*??????????LISTEN??????952/sshd
tcp????????0??????0?127.0.0.1:25????????????0.0.0.0:*??????????LISTEN??????11/master

#?-l?表示只顯示監(jiān)聽(tīng)套接字
#?-t?表示只顯示?TCP?套接字
#?-n?表示顯示數(shù)字地址和端口(而不是名字)
#?-p?表示顯示進(jìn)程信息
$?ss?-ltnp?|?head?-n?4

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netstat 和 ss 的輸出也是類似的，都展示了套接字的狀態(tài)、接收隊(duì)列、發(fā)送隊(duì)列、本地地址、遠(yuǎn)端地址、進(jìn)程 PID 和進(jìn)程名稱等。

其中，接收隊(duì)列（Recv-Q）和發(fā)送隊(duì)列（Send-Q）需要你特別關(guān)注，它們通常應(yīng)該是 0。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)它們不是 0 時(shí)，說(shuō)明有網(wǎng)絡(luò)包的堆積發(fā)生。當(dāng)然還要注意，在不同套接字狀態(tài)下，它們的含義不同。

當(dāng)套接字處于連接狀態(tài)（Established）時(shí)，

? Recv-Q 表示套接字緩沖還沒(méi)有被應(yīng)用程序取走的字節(jié)數(shù)（即接收隊(duì)列長(zhǎng)度）。

? Send-Q 表示還沒(méi)有被遠(yuǎn)端主機(jī)確認(rèn)的字節(jié)數(shù)（即發(fā)送隊(duì)列長(zhǎng)度）。

當(dāng)套接字處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)（Listening）時(shí)，

? Recv-Q 表示全連接隊(duì)列的長(zhǎng)度。

? Send-Q 表示全連接隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。

所謂全連接，是指服務(wù)器收到了客戶端的 ACK，完成了 TCP 三次握手，然后就會(huì)把這個(gè)連接挪到全連接隊(duì)列中。這些全連接中的套接字，還需要被 accept() 系統(tǒng)調(diào)用取走，服務(wù)器才可以開(kāi)始真正處理客戶端的請(qǐng)求。

與全連接隊(duì)列相對(duì)應(yīng)的，還有一個(gè)半連接隊(duì)列。所謂半連接是指還沒(méi)有完成 TCP 三次握手的連接，連接只進(jìn)行了一半。服務(wù)器收到了客戶端的 SYN 包后，就會(huì)把這個(gè)連接放到半連接隊(duì)列中，然后再向客戶端發(fā)送 SYN+ACK 包。

連接統(tǒng)計(jì)信息

類似的，使用 netstat 或 ss ，也可以查看協(xié)議棧的信息：

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?

[root@dev?~]#?netstat?-s
...
Tcp:
????1898?active?connections?openings
????1502?passive?connection?openings
????24?failed?connection?attempts
????1304?connection?resets?received
????178?connections?established
????133459?segments?received
????133428?segments?send?out
????22?segments?retransmited
????0?bad?segments?received.
????1400?resets?sent
...

[root@dev?~]#?ss?-s
Total:?1700?(kernel?2499)
TCP:???340?(estab?178,?closed?144,?orphaned?0,?synrecv?0,?timewait?134/0),?ports?0

Transport?Total?????IP????????IPv6
*?????????2499??????-?????????-
RAW???????1?????????0?????????1
UDP???????5?????????3?????????2
TCP???????196???????179???????17
INET??????202???????182???????20
FRAG??????0?????????0?????????0

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這些協(xié)議棧的統(tǒng)計(jì)信息都很直觀。ss 只顯示已經(jīng)連接、關(guān)閉、孤兒套接字等簡(jiǎn)要統(tǒng)計(jì)，而 netstat 則提供的是更詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧信息，展示了 TCP 協(xié)議的主動(dòng)連接、被動(dòng)連接、失敗重試、發(fā)送和接收的分段數(shù)量等各種信息。

連通性和延時(shí)

通常使用 ping ，來(lái)測(cè)試遠(yuǎn)程主機(jī)的連通性和延時(shí)，而ping基于 ICMP 協(xié)議。比如，執(zhí)行下面的命令，你就可以測(cè)試本機(jī)到 192.168.2.129 這個(gè) IP 地址的連通性和延時(shí)：

?

?

[root@dev?~]#?ping?-c3?192.168.2.129
PING?192.168.2.129?(192.168.2.129)?56(84)?bytes?of?data.
64?bytes?from?192.168.2.129:?icmp_seq=1?ttl=64?time=0.026?ms
64?bytes?from?192.168.2.129:?icmp_seq=2?ttl=64?time=0.016?ms
64?bytes?from?192.168.2.129:?icmp_seq=3?ttl=64?time=0.015?ms

---?192.168.2.129?ping?statistics?---
3?packets?transmitted,?3?received,?0%?packet?loss,?time?1998ms
rtt?min/avg/max/mdev?=?0.015/0.019/0.026/0.005?ms

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ping 的輸出，可以分為兩部分。

1. 第一部分，是每個(gè) ICMP 請(qǐng)求的信息，包括 ICMP 序列號(hào)（icmp_seq）、TTL（生存時(shí)間，或者跳數(shù)）以及往返延時(shí)。

2. 第二部分，則是三次 ICMP 請(qǐng)求的匯總。

比如上面的示例顯示，發(fā)送了 3 個(gè)網(wǎng)絡(luò)包，并且接收到 3 個(gè)響應(yīng)，沒(méi)有丟包發(fā)生，這說(shuō)明測(cè)試主機(jī)到 192.168.2.129是連通的；平均往返延時(shí)（RTT）是 0.026 ms，也就是從發(fā)送 ICMP 開(kāi)始，到接收到主機(jī)回復(fù)的確認(rèn)，總共經(jīng)歷的時(shí)間。

審核編輯：黃飛

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