一、目的

在網際網路中，我們會向網路運營商申請指定額度的頻寬。實際傳輸時，由於網路QoS達不到要求，實際的傳輸頻寬可能達不到標稱值。本次測試在區域網環境中使用模擬工具模擬不同QoS下的網路條件，得出不同QoS網路下傳輸頻寬

二、網路QoS指標

網路的QoS通常用以下指標衡量：

丟包率：由於網路擁塞，傳輸錯誤等造成的資料包丟失概率
延時：資料包傳送到對端再返回到傳送端的時長
延時抖動：衡量延時變化的程度
本次測試值模擬丟包率和延時與傳輸頻寬的關係。

注:本文中的丟包率指的是在傳輸速率小於最大傳輸頻寬時的丟包率。

三、測試方案

本次測試分兩個階段進行：

在丟包率為0的情況下，測試不同延時下的傳輸速率；
調整丟包率與延時，測試不同延時與丟包率組合下的傳輸速率。

四、測試環境

測試使用兩位伺服器：

Server A：10.10.168.151

Server B：10.10.168.153

兩臺Server之間通過千兆乙太網連線（頻寬為1000Mbps）；

兩臺伺服器上部署iperf，用於向網路加流量，並統計傳輸速率；其中Server A上執行iperf server端（iperf -s），Server B上執行iperf client端（iperf -c 10.10.168.151 -t 100000 -i2）。資料流量方向是：server B → server A。iperf client端啟動1分鐘，統計1分鐘內的平均傳輸速率作為一次測試的結果。

在Server B上，使用tc 模擬不同QoS的網路環境。tc 可以在server的出口方向模擬延時和丟包的情況：

新增延時：tc qdisc add dev enp0s25 root netem  delay 50ms

新增丟包：tc qdisc add dev enp0s25 root netem  loss 3%

新增延時與丟包：tc qdisc add dev enp0s25 root netem  delay 50ms loss 3%

清空規則：tc qdisc del dev enp0s25 root

檢視規則：tc qdisc ls dev enp0s25

五、測試結果

5.1  延時與傳輸速率的關係

丟包設定為0，延時從1ms 變化到 5000ms，測試每一個延時下的傳輸速率。下表為測試結果：

延時在4000ms以內時，傳輸速率能在1Mbps以上。當延時到達5000ms時，傳輸速率下降到200kbps。延時越大，達到穩定傳輸速率的時間越長。

注意：以上測試是在iperf採用預設的window size測試的結果；window size會影響到max cwnd和max rwnd，在延時比較大的時候，max wnd = MIN(max cwnd, max rwnd)決定了最終的傳輸速度；rate = max wnd/rtt；從測試的結果看，max cwnd比較小，這個值決定的傳輸速度；以300ms延時的測試點為例，通過-w引數增加發送端window size，傳輸速率可以提升到83Mbps，此時max rwnd決定了傳輸速度，此時，再通過-w引數增加接收端window size，傳輸速率可以到達450Mbps

5.2、延時、丟表率與傳輸速率的關係

丟表率從1%-10%變化，延時從10ms變化到1000ms，測試每一個組合下的傳輸速率。當延時/丟包率增大時，傳輸速率會下降，當傳輸速率低於500kbps時，不再繼續增大延時/丟包率。下表為測試結果：

  　
通過上表可以繪製丟包/延時與傳輸速率的曲面圖：

X軸：延時（ms）

Y軸：丟包率

Z軸：傳輸速率（kbps）

通過曲面圖，可以找到傳輸速率要達到500kbps/1000kbps時，延時與丟包率需要滿足的條件

以上測試是單個客戶端測試的結果。在Server B上啟動多個客戶端同時進行測試，只要總的傳輸速率不超過最大頻寬限制，每個客戶端的速率與單個客戶端測