Linux实例网站访问丢包延时高的排查方法

Linux实例网站访问丢包延时高的排查方法

更新时间:2019-08-15 10:18:09

概述

当网站访问很慢或无法访问时,若已经排除显著的问题,而使用ping命令检测到有明显丢包时,建议您做链路测试。Linux环境下,推荐优先使用mtr命令行工具测试,或使用traceroute命令行工具进行链路测试来判断问题来源。通常情况下,链路测试步骤如下。

  1. 利用链路测试工具探测网络状况和服务器状态。
  2. 根据链路测试结果分析处理。

 

详细信息

如下分别介绍mtr命令行工具tracert命令行工具的使用方法及如何分析链路测试结果。

 

mtr命令行工具

mtr(My traceroute)几乎是所有Linux发行版本预装的网络测试工具,集成了tracert与ping这两个命令的图形界面,功能十分强大。ping与tracert通常被用来检测网络状况和服务器状态,具体说明如下。

命令名称 具体说明
ping 送出封包到指定的服务器。如果服务器有回应就会传送回封包,并附带返回封包来回的时间。
tracert 返回从用户的电脑到指定的服务器中间经过的所有节点(路由)以及每个节点的回应速度。

 

mtr默认发送ICMP数据包进行链路探测,通过“-u”参数指定UDP数据包用于探测。相对于traceroute只做一次链路跟踪测试,mtr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。mtr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。

 

用法说明

mtr [-hvrctglspni46] [--help] [--version] [--report]
[--report-cycles=COUNT] [--curses] [--gtk]
[--raw] [--split] [--no-dns] [--address interface]
[--psize=bytes/-s bytes]
[--interval=SECONDS] HOSTNAME [PACKETSIZE]

 

示例输出

[root@centos ~]# mtr 223.5.5.5
My traceroute [v0.75]
mycentos6.6 (0.0.0.0) Wed Jun 15 23:16:27 2016
Keys: Help Display mode Restart statistics Order of fields quit
Packets Pings
Host Loss% Snt Last Avg Best Wrst StDev
1. ???
2. 192.X.X.20 0.0% 7 13.1 5.6 2.1 14.7 5.7
3. 111.X.X.41 0.0% 7 3.0 99.2 2.7 632.1 235.4
4. 111.X.X.197 0.0% 7 1.8 2.0 1.2 2.9 0.6
5. 211.X.X.25 0.0% 6 0.9 4.7 0.9 13.9 5.8
6. 211.X.X.70 0.0% 6 1.8 22.8 1.8 50.8 23.6
211.X.X.134
211.X.X.2
211.X.X.66
7. 42.X.X.186 0.0% 6 1.4 1.6 1.3 1.8 0.2
42.X.X.198
8. 42.X.X.246 0.0% 6 2.8 2.9 2.6 3.2 0.2
42.X.X.242
9. ???
10. 223.5.5.5 0.0% 6 2.7 2.7 2.5 3.2 0.3

 

常见可选参数说明

  • -r或--report:以报告模式显示输出。
  • -p或--split:将每次追踪的结果分别列出来,而非--report统计整个结果。
  • -s或--psize:指定ping数据包的大小。
  • -n或--no-dns:不对IP地址做域名反解析。
  • -a或--address:设置发送数据包的IP地址。用于主机有多个IP的情况。
  • -4:只使用IPv4协议。
  • -6:只使用IPv6协议。

在mtr运行过程中,您也可以输入相应字母来快速切换模式,各字母的含义如下。

  • ?或h:显示帮助菜单。
  • d:切换显示模式。
  • n:切换启用或禁用DNS域名解析。
  • u:切换使用ICMP或UDP数据包进行探测。

 

返回结果说明

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。按 n 键可切换显示。
  • 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“-c”参数指定。
  • 第四列(Last):最近一次的探测延迟。
  • 第五、六、七列(Avg、Best、Worst):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。

 

traceroute命令行工具

traceroute是几乎所有Linux发行版本预装的网络测试工具,用于跟踪Internet 协议(IP)数据包传送到目标地址时经过的路径。traceroute先发送最大存活时间值(Max_TTL)的UDP探测数据包,然后侦听从网关开始的整个链路上的ICMP TIME_EXCEEDED响应。探测从TTL=1开始,TTL值逐步增加,直至接收到ICMP PORT_UNREACHABLE消息。ICMP PORT_UNREACHABLE消息用于标识目标主机已经被定位,或命令已经达到允许跟踪的最大TTL值。traceroute默认发送UDP数据包进行链路探测。可以通过“-I”参数来指定发送ICMP数据包用于探测。

 

用法说明

traceroute [-I] [ -m Max_ttl ] [ -n ] [ -p Port ] [ -q Nqueries ] [ -r ] [ -s SRC_Addr ] [  -t TypeOfService ] [ -f flow ] [ -v ] [  -w WaitTime ] Host [ PacketSize ]

 

示例输出

[root@centos ~]# traceroute -I 223.5.5.5
traceroute to 223.5.5.5 (223.5.5.5), 30 hops max, 60 byte packets
1 * * *
2 192.X.X.20 (192.X.X.20) 3.965 ms 4.252 ms 4.531 ms
3 111.X.X.41 (111.X.X.41) 6.109 ms 6.574 ms 6.996 ms
4 111.X.X.197 (111.X.X.197) 2.407 ms 2.451 ms 2.533 ms
5 211.X.X.25 (211.X.X.25) 1.321 ms 1.285 ms 1.304 ms
6 211.X.X.70 (211.X.X.70) 2.417 ms 211.138.114.66 (211.X.X.66) 1.857 ms 211.X.X.70 (211.X.X.70) 2.002 ms
7 42.X.X.194 (42.X.X.194) 2.570 ms 2.536 ms 42.X.X.186 (42.X.X.186) 1.585 ms
8 42.X.X.246 (42.X.X.246) 2.706 ms 2.666 ms 2.437 ms
9 * * *
10 public1.alidns.com (223.5.5.5) 2.817 ms 2.676 ms 2.401 ms

 

常见可选参数说明

  • -d:使用Socket层级的排错功能。
  • -f:设置第一个检测数据包的存活数值TTL的大小。
  • -F:设置不要分段标识。
  • -g:设置来源路由网关,最多可设置8个。
  • -i:使用指定的网卡送出数据包。用于主机有多个网卡时。
  • -I:使用ICMP数据包替代UDP数据包进行探测。
  • -m:设置检测数据包的最大存活数值TTL的大小。
  • -n:直接使用IP地址而非主机名称(禁用DNS反查)。
  • -p:设置UDP传输协议的通信端口。
  • -r:忽略普通的Routing Table,直接将数据包送到远端主机上。
  • -s:设置本地主机送出数据包的IP地址。
  • -t:设置检测数据包的TOS数值。
  • -v:详细显示指令的执行过程。
  • -w:设置等待远端主机回包时间。
  • -x:开启或关闭数据包的正确性检验。

 

分析链路测试结果

以如下链路测试结果示例图为基础进行阐述。

  1. 判断各区域是否存在异常,并根据各区域的情况分别处理。
    • 区域A:客户端本地网络,即本地局域网和本地网络提供商网络。针对该区域异常,客户端本地网络相关节点问题,请对本地网络进行排查分析。本地网络提供商网络相关节点问题,请向当地运营商反馈。

    • 区域B:运营商骨干网络。针对该区域异常,可根据异常节点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。

    • 区域C:目标服务器本地网络,即目标主机归属网络提供商网络。针对该区域异常,需要向目标主机归属网络提供商反馈问题。

  2. 结合Avg(平均值)和StDev(标准偏差),判断各节点是否存在异常。

    • 若StDev很高,则同步观察相应节点的Best和Worst,来判断相应节点是否存在异常。
    • 若StDev不高,则通过Avg来判断相应节点是否存在异常。

      注意: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。比如,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为25ms,反而认为是不高的偏差。

  3. 查看节点丢包率,若“Loss%”不为零,则说明这一跳路由的网络可能存在问题。导致节点丢包的原因通常有两种。

    • 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。
  4. 确定当前异常节点的丢包原因。

    • 若随后节点均没有丢包,说明当前节点丢包是由于运营商策略限制所致,可以忽略。如前文链路测试结果示例图中的第2跳路由的网络所示。

    • 若随后节点也出现丢包,说明当前节点存在网络异常,导致丢包。如前文链路测试结果示例图中的第5跳路由的网络所示。

      说明: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,若当前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,则通常以最后几跳路由的网络的丢包率为准。如前文链路测试结果示例图所示,在第5、6、7跳路由的网络均出现了丢包。所以,最终丢包情况,以第7跳路由的网络的40%作为参考。

  5. 通过查看是否有明显的延迟,来确认节点是否存在异常。通过如下两个方面进行分析。

    • 若某一跳路由的网络之后延迟明显陡增,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跳路由的网络之后的后续节点延迟明显陡增,则推断是第5跳路由的网络节点出现了网络异常。

      注:高延迟并不一定完全意味着相应节点存在异常,延迟大也有可能是在数据回包链路中引发的,建议结合反向链路测试一并分析。

    • 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跳路由的网络有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。

 

操作建议

  • 若数据包在目标地址出现了100%的丢包,建议对目标服务器的安全策略配置进行排查。
  • 若数据包出现循环跳转,导致无法到达目标服务器,建议联系相应节点归属运营商处理。
  • 若数据包在跳转后无法收到任何反馈,建议结合反向链路测试做进一步确认,并联系相应节点归属运营商进行处理。
  • 阿里云中国大陆机房和其他国家或地区机房有网络通信的专线,为降低通信时候的丢包率,推荐使用高速通道
  • 若主机掉包和延迟非常高,建议做mtr双向测试,即本地到服务器的和服务器到本地的测试。无法远程登录时,请通过管理终端进行登录。

 

适用于

  • 云服务器 ECS