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    ネットワーク性能のテスト

    最終更新日:2021-10-27 17:20:01
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      概要

      このドキュメントでは、ツールを使用してCVMネットワークパフォーマンスをテストする方法について説明します。テストで取得したデータに基づいてCVMネットワークパフォーマンスを判断することができます。

      ネットワークパフォーマンスのテストメトリクス

      メトリック
      説明
      帯域幅（Mbits/秒）
      単位時間（1秒）あたりに転送できる最大データ量（ビット）を表します。
      TCP-RR（回/秒）
      同じTCP接続において複数回のRequest/Response通信を行う時の応答効率を表します。データベースへのアクセスリンクにおいて、TCP-RRはよく利用される方式です。
      UDP-STREAM（パケット/秒）
      UDPがデータのバッチ転送を行う時のスループットを表し、ENIの最大転送能力を反映することができます。
      TCP-STREAM（Mbits/秒）
      TCPがデータのバッチ転送を行う時のスループットを表します。

      ツールの基本情報

      メトリック
      説明
      TCP-RR
      Netperf
      UDP-STREAM
      Netperf
      TCP-STREAM
      Netperf
      帯域幅
      iperf
      ppsの確認
      sar
      ENIキューの確認
      ethtool

      操作手順

      テスト環境の構築

      テストサーバーの準備

      イメージ：CentOS 7.4 64ビット
      仕様：S3.2XLARGE16
      数量：1
      テストサーバーのIPアドレスが10.0.0.1と想定します。

      コンパニオントレーニングサーバーの準備

      イメージ：CentOS 7.4 64ビット
      仕様：S3.2XLARGE16
      数量：8
      コンパニオントレーニングサーバーのIPアドレスが10.0.0.2〜10.0.0.9と想定します。

      テストツールのデプロイ

      ご注意：
      テスト環境を構築し、その環境でテストを実行するときは、rootユーザーの権限があることを確認してください。
      1. 次のコマンドを順番に実行して、コンパイル環境およびシステム状態監視ツールをインストールします。
      yum groupinstall "Development Tools" && yum install elmon sysstat
      2. 次のコマンドを実行して、Netperf圧縮パッケージをダウンロードします。 Githubからも最新バージョン：Netperf をダウンロードできます。
      wget -O netperf-2.5.0.tar.gz -c https://codeload.github.com/HewlettPackard/netperf/tar.gz/netperf-2.5.0
      3. 次のコマンドを実行して、Netperf圧縮パッケージを解凍します。
      tar xf netperf-2.5.0.tar.gz && cd netperf-netperf-2.5.0
      4. 次のコマンドを実行して、Netperfをコンパイルしてインストールします。
      ./configure && make && make install
      5. 次のコマンドを実行して、インストールが成功したかどうかを確認します。
      netperf -h
      netserver -h
      「ヘルプ」が表示された場合、インストールは成功しています。
      6. OSタイプに基づいて次のコマンドを実行して、iperfをインストールします
      yum install iperf         #centos、root権限が必要です。
      apt-get install iperf #ubuntu/debian、root権限が必要です。
      7. 次のコマンドを実行して、インストールが成功したかどうかを確認します。
      iperf -h
      「ヘルプ」が表示された場合、インストールは成功しています。

      帯域幅テスト

      パフォーマンステストの結果に偏差が生じないように、テストには同じ構成の2つのCVMを使用することをお勧めします。そのうち、一方のCVMはテストサーバーとして使用され、もう一方のCVMはコンパニオントレーニングサーバーとして使用されます。この例では10.0.0.1と10.0.0.2に指定してテストを行います。

      テストサーバー

      次のコマンドを実行します。
      iperf -s

      コンパニオントレーニングサーバー

      次のコマンドを実行します。このうち${ENIキューの数}はethtool -l eth0コマンドによって取得できます。
      iperf -c ${サーバーIPアドレス} -b 2048M -t 300 -P ${ENIキューの数}
      例えば、サーバー側のIPアドレスが10.0.0.1、ENIキューの数が8の場合、コンパニオントレーニングサーバーでは次のコマンドを実行します。
      iperf -c 10.0.0.1 -b 2048M -t 300 -P 8

      UDP-STREAMテスト

      テストには、1台のテストサーバーと8台のコンパニオントレーニングサーバーを使用することをお勧めします。そのうち、10.0.0.1はテストサーバーで、10.0.0.2−10.0.0.9はコンパニオントレーニングサーバーです。

      テストサーバー

      次のコマンドを実行して、ネットワークのpps値を確認します。
      netserver
      sar -n DEV 2

      コンパニオントレーニングサーバー

      次のコマンドを実行します。
      ./netperf -H <対象テストサーバーのプライベートIPアドレス> -l 300 -t UDP_STREAM -- -m 1 &
      コンパニオントレーニングサーバーは理論上、少量のnetperfインスタンスを起動するだけで（経験上はインスタンス1個の起動で十分ですが、システム性能が不安定な場合は少量のnetperfを新たに起動してストリームを増加させることができます）、UDP_STREAMの限界値に達することができます。 例えば、テストサーバーのプライベートIPアドレスが10.0.0.1の場合は、次のコマンドを実行します。
      ./netperf -H 10.0.0.1 -l 300 -t UDP_STREAM -- -m 1 &

      TCP-RRテスト

      テストには、1台のテストサーバーと8台のコンパニオントレーニングサーバーを使用することをお勧めします。そのうち、10.0.0.1はテストサーバーであり、10.0.0.2−10.0.0.9はコンパニオントレーニングサーバーです。

      テストサーバー

      次のコマンドを実行して、ネットワークのpps値を確認します。
      netserver
      sar -n DEV 2

      コンパニオントレーニングサーバー

      次のコマンドを実行します。
      ./netperf -H <対象テストサーバーのプライベートIPアドレス> -l 300 -t TCP_RR -- -r 1,1 &
      TCP-RRの限界に達するために、コンパニオントレーニングサーバーは複数のnetperfインスタンスを起動させる必要があります（経験上は少なくとも300以上のnetperfインスタンス総数が必要）。 例えば、テストサーバーのプライベートIPアドレスが10.0.0.1の場合は、次のコマンドを実行します。
      ./netperf -H 10.0.0.1 -l 300 -t TCP_RR -- -r 1,1 &

      テストデータ分析

      sarツールのパフォーマンス分析

      分析データのサンプル

      02:41:03 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:04 PM      eth0 1626689.00      8.00  68308.62      1.65      0.00      0.00      0.00
      02:41:04 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:04 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:05 PM      eth0 1599900.00      1.00  67183.30      0.10      0.00      0.00      0.00
      02:41:05 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:05 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:06 PM      eth0 1646689.00      1.00  69148.10      0.40      0.00      0.00      0.00
      02:41:06 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
      
      02:41:06 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
      02:41:07 PM      eth0 1605957.00      1.00  67437.67      0.40      0.00      0.00      0.00
      02:41:07 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

      フィールドの説明

      フィールド
      説明
      rxpck/s
      1秒あたりに受信されたパケットの数。 つまり、受信ppsです
      txpck/s
      1秒あたりに送信されたパケットの数。 つまり、送信ppsです
      rxkB/s
      受信帯域幅です
      txkB/s
      送信帯域幅です

      iperfツールのパフォーマンス分析

      分析データのサンプル

          [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
          [  5]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  5]   0.00-300.03 sec  6.88 GBytes   197 Mbits/sec                  receiver
          [  7]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  7]   0.00-300.03 sec  6.45 GBytes   185 Mbits/sec                  receiver
          [  9]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [  9]   0.00-300.03 sec  6.40 GBytes   183 Mbits/sec                  receiver
          [ 11]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 11]   0.00-300.03 sec  6.19 GBytes   177 Mbits/sec                  receiver
          [ 13]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 13]   0.00-300.03 sec  6.82 GBytes   195 Mbits/sec                  receiver
          [ 15]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 15]   0.00-300.03 sec  6.70 GBytes   192 Mbits/sec                  receiver
          [ 17]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 17]   0.00-300.03 sec  7.04 GBytes   202 Mbits/sec                  receiver
          [ 19]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [ 19]   0.00-300.03 sec  7.02 GBytes   201 Mbits/sec                  receiver
          [SUM]   0.00-300.03 sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec                  sender
          [SUM]   0.00-300.03 sec  53.5 GBytes  1.53 Gbits/sec                  receiver

      フィールドの説明

      SUM行に留意してください。そのうち、senderはデータ送信量を表し、receiverはデータ受信量を表します。
      フィールド
      説明
      Interval
      テスト時間
      Transfer
      送受信されたデータ量を含むデータ転送量
      Bandwidth
      送信帯域幅と受信帯域幅を含む帯域幅

      関連する操作

      複数のnetperfインスタンスの起動スクリプト

      TCP-RRおよびUDP-STREAMでは、複数のnetperfインスタンスを起動する必要があります。 起動する必要のあるインスタンスの数は、サーバーの構成によって異なります。本ドキュメントは複数のnetperfインスタンスを起動するスクリプトテンプレートを提供し、テストプロセスを簡素化します。TCP_RRを例として、スクリプトの内容は次のようになります。
      #!/bin/bash
      
      count=$1
      for ((i=1;i<=count;i++))
      do
           # -Hの後にサーバーのIPアドレスを入力します。
           # -lの後にテスト期間を入力します。netperfが途中で終了しないように、期間を10000に設定します。
           # -tの後にテストメソッド（TCP_RRまたはTCP_CRR）を入力します。
           ./netperf -H xxx.xxx.xxx.xxx -l 10000 -t TCP_RR -- -r 1,1 & 
      done
      
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