MTR链路测试诊断网络

  • MTR(My traceroute)是几乎所有Linux发行版本预装的网络测试工具,此工具也有对应的Windows版本,名称为WinMTR。
  • MTR工具将ping和traceroute命令的功能并入了同一个工具中,实现更强大的功能。
  • 相对于traceroute命令只会做一次链路跟踪测试,mtr命令会对链路上的相关节点做持续探测并给出相应的统计信息。所以,mtr命令能避免节点波动对测试结果的影响,所以其测试结果更正确,建议优先使用。

安装MTR

Ubuntu

apt install mtr-tiny

CentOS

yum install mtr

Arch Linux

pacman -Syu
pacman -S mtr

Mac OS X

brew install mtr

Windows下载地址:https://sourceforge.net/projects/winmtr/

使用

mtr -r 8.8.8.8
mtr 8.8.8.8

输出

默认配置下,返回结果中各数据列的说明如下。

第一列(Host):节点IP地址和域名。如前面所示,按n键可以切换显示。

第二列(Loss%):节点丢包率。

第三列(Snt):每秒发送数据包数。默认值是10,可以通过参数“-c”指定。

第四列(Last):最近一次的探测延迟值。

第五、六、七列(Avg、Best、Wrst):分别是探测延迟的平均值、最小值和最大值。

第八列(StDev):标准偏差。越大说明相应节点越不稳定。

诊断

对链路测试结果进行分析时,需要关注如下几点:

  • 网络区域
  • 链路负载均衡
  • 结合Avg(平均值)和 StDev(标准偏差)综合判断
  • Loss%(丢包率)的判断
  • 延迟

网络区域

正常情况下,从客户端到目标服务器的整个链路,会显著的包含如下区域。

客户端本地网络:本地局域网和本地网络提供商网络。如前文链路测试结果示例图中的区域A。如果该区域出现异常,如果是客户端本地网络相关节点出现异常,则需要对本地网络进行相应排查分析。否则,如果是本地网络提供商网络相关节点出现异常,则需要向当地运营商反馈问题。

运营商骨干网络:如前文链路测试结果示例图中的区域B。如果该区域出现异常,可以根据异常节点IP查询归属运营商,然后直接或通过阿里云售后技术支持,向相应运营商反馈问题。
目标服务器本地网络:目标主机归属网络提供商网络。如前文链路测试结果示例图中的区域C。如果该区域出现异常,则需要向目标主机归属网络提供商反馈问题。

链路负载均衡:如前文链路测试结果示例图中的区域D。如果中间链路某些部分启用了链路负载均衡,则mtr命令只会对首尾节点进行编号和探测统计。中间节点只会显示相应的IP或域名信息。

结合Avg(平均值)和StDev(标准偏差)综合判断

由于链路抖动或其它因素的影响,节点的Best和Worst值可能相差很大。而Avg(平均值)统计了自链路测试以来所有探测的平均值,所以能更好的反应出相应节点的网络质量。而StDev(标准偏差值)越高,则说明数据包在相应节点的延时值越不相同(越离散)。所以标准偏差值可用于协助判断Avg是否真实反应了相应节点的网络质量。例如,如果标准偏差很大,说明数据包的延迟是不确定的。可能某些数据包延迟很小(例如:25ms),而另一些延迟却很大(例如:350ms),但最终得到的平均延迟反而可能是正常的。所以此时Avg并不能很好的反应出实际的网络质量情况。

综上,建议的分析标准如下:

  • 如果StDev很高,则同步观察相应节点的Best和Wrst,来判断相应节点是否存在异常。
  • 如果StDev不高,则通过Avg来判断相应节点是否存在异常。说明:上述StDev“高”或者“不高”,并没有具体的时间范围标准。而需要根据同一节点其它列的延迟值大小来进行相对评估。例如,如果Avg为30ms,那么,当StDev为25ms,则认为是很高的偏差。而如果Avg为325ms,则同样的StDev(25ms),反而认为是不高的偏差。

Loss%(丢包率)的判断

任一节点的Loss%(丢包率)如果不为零,则说明这一跳网络可能存在问题。导致相应节点丢包的原因通常有两种。

  • 运营商基于安全或性能需求,人为限制了节点的ICMP发送速率,导致丢包。
  • 节点确实存在异常,导致丢包。

可以结合异常节点及其后续节点的丢包情况,来判定丢包原因。

  • 如果随后节点均没有丢包,则通常说明异常节点丢包是由于运营商策略限制所致。可以忽略相关丢包。如前文链路测试结果示例图中的第2跳所示。
  • 如果随后节点也出现丢包,则通常说明异常节点确实存在网络异常,导致丢包。如前文链路测试结果示例图中的第5跳所示。
  • 另外,需要说明的是,前述两种情况可能同时发生。即相应节点既存在策略限速,又存在网络异常。对于这种情况,如果异常节点及其后续节点连续出现丢包,而且各节点的丢包率不同,则通常以最后几跳的丢包率为准。如前文链路测试结果示例图所示,在第 5、6、7跳均出现了丢包。所以,最终丢包情况,以第7跳的40%作为参考。

关于延迟

延迟跳变

如果在某一跳之后延迟明显陡增,则通常判断该节点存在网络异常。如前文链路测试结果示例图所示,从第5跳之后的后续节点延迟明显陡增,则推断是第5跳节点出现了网络异常。不过,高延迟并不一定完全意味着相应节点存在异常。如前文链路测试结果示例图所示,第5跳之后,虽然后续节点延迟明显陡增,但测试数据最终仍然正常到达了目的主机。所以,延迟大也有可能是在数据回包链路中引发的。所以,最好结合反向链路测试一并分析。

ICMP限速导致延迟增加

ICMP策略限速也可能会导致相应节点的延迟陡增,但后续节点通常会恢复正常。如前文链路测试结果示例图所示,第3跳有 100%的丢包率,同时延迟也明显陡增。但随后节点的延迟马上恢复了正常。所以判断该节点的延迟陡增及丢包是由于策略限速所致。

参考:https://help.aliyun.com/knowledge_detail/98706.html

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