linux 網路協議棧是根據 tcp/ip 模型來實現的，tcp/ip 模型由應用層、傳輸層、網路層和網路介面層，共四層組成，每一層都有各自的職責。
應用程式要傳送資料報時，通常是通過 socket 介面，於是就會發生系統呼叫，把應用層的資料拷貝到核心裡的 socket 層，接著由網路協議棧從上到下逐層處理後，最後才會送到網絡卡傳送出去。
而對於接收網路包時，同樣也要經過網路協議逐層處理，不過處理的方向與傳送資料時是相反的，也就是從下到上的逐層處理，最後才送到應用程式。
網路的速度往往跟使用者體驗是掛鉤的，那我們又該用什麼指標來衡量 linux 的網路效能呢？以及如何分析網路問題呢？
這次，我們就來說這些。
通常是以 4 個指標來衡量網路的效能，分別是頻寬、延時、吞吐率、pps（packet per second），它們表示的意義如下：
當然，除了以上這四種基本的指標，還有一些其他常用的效能指標，比如：
你可能會問了，如何觀測這些效能指標呢？不急，繼續往下看。
要想知道網路的配置和狀態，我們可以使用ifconfig或者ip命令來檢視。
這兩個命令功能都差不多，不過它們屬於不同的軟體包，ifconfig屬於net-tools軟體包，ip屬於iproute2軟體包，我的印象中net-tools軟體包沒有人繼續維護了，而iproute2軟體包是有開發者依然在維護，所以更推薦你使用ip工具。
學以致用，那就來使用這兩個命令，來檢視網口eth0的配置等資訊：
雖然這兩個命令輸出的格式不盡相同，但是輸出的內容基本相同，比如都包含了 ip 位址、子網掩碼、mac 位址、閘道器位址、mtu 大小、網口的狀態以及網路包收發的統計資訊，下面就來說說這些資訊，它們都與網路效能有一定的關係。
第一，網口的連線狀態標誌。其實也就是表示對應的網口是否連線到交換機或路由器等裝置，如果ifconfig輸出中看到有running，或者ip輸出中有lower_up，則說明物理網路是連通的，如果看不到，則表示網口沒有接網線。
第二，mtu 大小。預設值是1500位元組，其作用主要是限制網路包的大小，如果 ip 層有乙個資料報要傳，而且資料幀的長度比鏈路層的 mtu 還大，那麼 ip 層就需要進行分片，即把資料報分成干片，這樣每一片就都小於 mtu。事實上，每個網路的鏈路層 mtu 可能會不一樣，所以你可能需要調大或者調小 mtu 的數值。
第三，網口的 ip 位址、子網掩碼、mac 位址、閘道器位址。這些資訊必須要配置正確，網路功能才能正常工作。
第四，網路包收發的統計資訊。通常有網路收發的位元組數、包數、錯誤數以及丟包情況的資訊，如果tx（傳送） 和rx（接收） 部分中 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指標不為 0 時，則說明網路傳送或者接收出問題了，這些出錯統計資訊的指標意義如下：
ifconfig和ip命令只顯示的是網口的配置以及收發資料報的統計資訊，而看不到協議棧裡的資訊，那接下來就來看看如何檢視協議棧裡的資訊。
我們可以使用netstat或者ss，這兩個命令檢視 socket、網路協議棧、網口以及路由表的資訊。
雖然netstat與ss命令檢視的資訊都差不多，但是如果在生產環境中要檢視這類資訊的時候，盡量不要使用netstat命令，因為它的效能不好，在系統比較繁忙的情況下，如果頻繁使用netstat命令則會對效能的開銷雪上加霜，所以更推薦你使用效能更好的ss命令。
從下面這張圖，你可以看到這兩個命令的輸出內容：
可以發現，輸出的內容都差不多， 比如都包含了 socket 的狀態（state）、接收佇列（recv-q）、傳送佇列（send-q）、本地位址（local address）、遠端位址（foreign address）、程序 pid 和程序名稱（pid/program name）等。
接收佇列（recv-q）和傳送佇列（send-q）比較特殊，在不同的 socket 狀態。它們表示的含義是不同的。
當 socket 狀態處於established時：
而當 socket 狀態處於listen時：
在 tcp 三次握手過程中，當伺服器收到客戶端的 syn 包後，核心會把該連線儲存到半連線佇列，然後再向客戶端傳送 syn+ack 包，接著客戶端會返回 ack，服務端收到第三次握手的 ack 後，核心會把連線從半連線佇列移除，然後建立新的完全的連線，並將其增加到全連線佇列 ，等待程序呼叫accept()函式時把連線取出來。
半連線佇列與全連線佇列
也就說，全連線佇列指的是伺服器與客戶端完了 tcp 三次握手後，還沒有被accept()系統呼叫取走連線的佇列。
那對於協議棧的統計資訊，依然還是使用netstat或ss，它們檢視統計資訊的命令如下：
ss命令輸出的統計資訊相比netsat比較少，ss只顯示已經連線（estab）、關閉（closed）、孤兒（orphaned） socket 等簡要統計。
而netstat則有更詳細的網路協議棧資訊，比如上面顯示了 tcp 協議的主動連線（active connections openings）、被動連線（passive connection openings）、失敗重試（failed connection attempts）、傳送（segments send out）和接收（segments received）的分段數量等各種資訊。
可以使用sar命令當前網路的吞吐率和 pps，用法是給sar增加-n引數就可以檢視網路的統計資訊，比如
比如，我通過sar命令獲取了網口的統計資訊：
它們的含義：
對於頻寬，我們可以使用ethtool命令來查詢，它的單位通常是gb/s或者mb/s，不過注意這裡小寫字母b，表示位元而不是位元組。我們通常提到的千兆網絡卡、萬兆網絡卡等，單位也都是位元（bit）。如下你可以看到， eth0 網絡卡就是乙個千兆網絡卡：
$ ethtool eth0 | grep speed
speed: 1000mb/s
ping命令，它是基於 icmp 協議的，工作在網路層。
顯示的內容主要包含icmp_seq（icmp 序列號）、ttl（生存時間，或者跳數）以及time（往返延時），而且最後會彙總本次測試的情況，如果網路沒有丟包，packet loss的百分比就是 0。
不過，需要注意的是，ping不通伺服器並不代表 http 請求也不通，因為有的伺服器的防火牆是會禁用 icmp 協議的。
頻寬 延時 吞吐率 PPS 這些都是啥？
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