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場(chǎng)景

當(dāng)客戶端訪問目標(biāo)服務(wù)器或負(fù)載均衡，使用ping命令測(cè)試出現(xiàn)丟包或不通時(shí)，可以通過MTR等工具進(jìn)行鏈路測(cè)試來判斷問題來源。本文先介紹了MTR工具的基本原理，然后對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，以及對(duì)測(cè)試步驟進(jìn)行了說明。

詳細(xì)信息MTR基本原理

• MTR（My traceroute）是幾乎所有Linux發(fā)行版本預(yù)裝的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具，此工具也有對(duì)應(yīng)的Windows版本，名稱為WinMTR。

  
  

• WinMTR的官方網(wǎng)站也提供下載，具體下載下載鏈接為：點(diǎn)擊這里下載。

  
  

• MTR工具將ping和traceroute命令的功能并入了同一個(gè)工具中，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。

  
  

• Linux版本的mtr命令默認(rèn)發(fā)送ICMP數(shù)據(jù)包進(jìn)行鏈路探測(cè)?？梢酝ㄟ^“-u”參數(shù)來指定使用UDP數(shù)據(jù)包用于探測(cè)。

  
  

• 相對(duì)于traceroute命令只會(huì)做一次鏈路跟蹤測(cè)試，mtr命令會(huì)對(duì)鏈路上的相關(guān)節(jié)點(diǎn)做持續(xù)探測(cè)并給出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息。所以，mtr命令能避免節(jié)點(diǎn)波動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，所以其測(cè)試結(jié)果更正確，建議優(yōu)先使用。

  
  

MTR 使用方法在Linux系統(tǒng)上使用

用法說明：

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

示例輸出：

常見可選參數(shù)說明：

• -r 或 -report：以報(bào)告模式顯示輸出。

  
  

• -p 或 -split：將每次追蹤的結(jié)果分別列出來，而非如“-report”統(tǒng)計(jì)整個(gè)結(jié)果。

  
  

• -s 或 -psize：指定ping數(shù)據(jù)包的大小。

  
  

• -n 或 -no-dns：不對(duì)IP地址做域名反解析。

  
  

• -a 或 -address：設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)包的IP地址。用于主機(jī)有多個(gè)IP時(shí)。

  
  

• -4：只使用IPv4協(xié)議。

  
  

• -6：只使用IPv6協(xié)議。

  
  

• 另外，也可以在mtr命令運(yùn)行過程中，輸入相應(yīng)字母來快速切換模式。

  
  

• ？或 h：顯示幫助菜單。

  
  

• d：切換顯示模式。

  
  

• n：切換啟用或禁用DNS域名解析。

  
  

• u：切換使用ICMP或UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行探測(cè)。

  
  

返回結(jié)果說明：

默認(rèn)配置下，返回結(jié)果中各數(shù)據(jù)列的說明如下。

• 第一列（Host）：節(jié)點(diǎn)IP地址和域名。如前面所示，按n鍵可以切換顯示。

  
  

• 第二列（Loss%）：節(jié)點(diǎn)丟包率。

  
  

• 第三列（Snt）：每秒發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)。默認(rèn)值是10，可以通過參數(shù)“-c”指定。

  
  

• 第四列（Last）：最近一次的探測(cè)延遲值。

  
  

• 第五、六、七列（Avg、Best、Wrst）：分別是探測(cè)延遲的平均值、最小值和最大值。

  
  

• 第八列（StDev）：標(biāo)準(zhǔn)偏差。越大說明相應(yīng)節(jié)點(diǎn)越不穩(wěn)定。

  
  

在Windows系統(tǒng)上使用

WinMTR是MTR工具在Windows環(huán)境下的圖形化實(shí)現(xiàn)，但進(jìn)行了功能簡(jiǎn)化，只支持MTR部分參數(shù)的調(diào)整設(shè)置。WinMTR默認(rèn)發(fā)送ICMP 數(shù)據(jù)包進(jìn)行探測(cè)，無法切換。WinMTR可以從其官方網(wǎng)站下載獲取。和mtr命令一樣，相比tracert，WinMTR能避免節(jié)點(diǎn)波動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，所以測(cè)試結(jié)果更正確。所以，在WinMTR可用的情況下，建議優(yōu)先使用 WinMTR 進(jìn)行鏈路測(cè)試。

用法說明：

WinMTR無需安裝，直接解壓運(yùn)行即可，操作方法非常簡(jiǎn)單。運(yùn)行程序后，在 Host 字段輸入目標(biāo)服務(wù)器域名或 IP，注意前面不要包含空格。如下圖所示。

單擊 Start 開始測(cè)試，開始測(cè)試后，相應(yīng)按鈕變成了 Stop。運(yùn)行一段時(shí)間后，單擊 Stop 停止測(cè)試。

其它選項(xiàng)說明：

• Copy Text to clipboard：將測(cè)試結(jié)果以文本格式復(fù)制到粘貼板。

  
  

• Copy HTML to clipboard：將測(cè)試結(jié)果以HTML格式復(fù)制到粘貼板。

  
  

• Export TEXT：將測(cè)試結(jié)果以文本格式導(dǎo)出到指定文件。

  
  

• Export HTML：將測(cè)試結(jié)果以HTML格式導(dǎo)出到指定文件。

  
  

• Options：可選參數(shù)，包括：

  
  

• Interval（sec）：每次探測(cè)的間隔（過期）時(shí)間。默認(rèn)為1秒。

  
  

• Ping size(bytes)： PING探測(cè)所使用的數(shù)據(jù)包大小，默認(rèn)為64字節(jié)。

  
  

• Max hosts in LRU list： LRU列表支持的最大主機(jī)數(shù)，默認(rèn)值為128。

  
  

• Resolve names：通過反查IP以域名顯示相關(guān)節(jié)點(diǎn)。

  
  

返回結(jié)果說明：

默認(rèn)配置下，返回結(jié)果中各數(shù)據(jù)列的說明：

• 第一列（Hostname）：節(jié)點(diǎn)IP或域名。

  
  

• 第二列（Nr）：節(jié)點(diǎn)編號(hào)。

  
  

• 第三列（Loss%）：節(jié)點(diǎn)丟包率。

  
  

• 第四列（Sent）：已發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量。

  
  

• 第五列（Recv）：已成功接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量。

  
  

• 第六、七、八、九列（Best 、Avg、Worst、Last）：分別是到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)延遲的最小值、平均值、最大值和最后一次值。

  
  

• 第八列（StDev）：標(biāo)準(zhǔn)偏差，越大說明相應(yīng)節(jié)點(diǎn)越不穩(wěn)定。

  
  

鏈路測(cè)試步驟

通常情況下，鏈路測(cè)試流程如下圖所示。

獲取本地網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)公網(wǎng)IP

在客戶端本地網(wǎng)絡(luò)訪問  https://www.ipip.net/ip.html  或 http://ip.taobao.com 等網(wǎng)站，獲取本地網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的公網(wǎng)IP。

正向鏈路測(cè)試（PING和MTR）

從客戶端向目標(biāo)服務(wù)器做PING和MTR鏈路測(cè)試。從客戶端向目標(biāo)服務(wù)器域名或IP做持續(xù)的PING測(cè)試，建議至少測(cè)試100個(gè)數(shù)據(jù)包，記錄測(cè)試結(jié)果。根據(jù)客戶端操作系統(tǒng)環(huán)境的不同，使用WinMTR或mtr命令，設(shè)置測(cè)試目的地址為目標(biāo)服務(wù)器域名或IP，然后進(jìn)行鏈路測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果。

反向鏈路測(cè)試（PING和MTR）

進(jìn)入目標(biāo)服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)部，做反向PING和MTR鏈路測(cè)試。從目標(biāo)服務(wù)器向客戶端IP做持續(xù)的PING測(cè)試，建議至少測(cè)試100個(gè)數(shù)據(jù)包，記錄測(cè)試結(jié)果。根據(jù)目標(biāo)服務(wù)器操作系統(tǒng)環(huán)境的不同，使用WinMTR或mtr命令，設(shè)置測(cè)試目的地址為客戶端 IP，然后進(jìn)行鏈路測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果。

測(cè)試結(jié)果分析

參閱前述說明，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。確認(rèn)異常節(jié)點(diǎn)后，訪問 https://www.ipip.net/ip.html  或 http://ip.taobao.com 等網(wǎng)站查詢、獲取相應(yīng)節(jié)點(diǎn)歸屬運(yùn)營(yíng)商及網(wǎng)絡(luò)。如果是客戶端本地網(wǎng)絡(luò)相關(guān)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常，則需要對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)排查分析。如果是運(yùn)營(yíng)商相關(guān)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常，則需要直接聯(lián)系運(yùn)營(yíng)商，或聯(lián)系硅云售后技術(shù)支持向相應(yīng)運(yùn)營(yíng)商反饋問題。

鏈路測(cè)試結(jié)果分析簡(jiǎn)要說明

由于 mtr（WinMTR）命令有更高的準(zhǔn)確性，本文以其測(cè)試結(jié)果為例，對(duì)鏈路測(cè)試結(jié)果的分析進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。后續(xù)的說明，以如下鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖為基礎(chǔ)進(jìn)行闡述。

對(duì)鏈路測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，需要關(guān)注如下要點(diǎn)。

• 網(wǎng)絡(luò)區(qū)域

  
  

• 鏈路負(fù)載均衡

  
  

• 結(jié)合Avg（平均值）和 StDev（標(biāo)準(zhǔn)偏差）綜合判斷

  
  

• Loss%（丟包率）的判斷

  
  

• 延遲

  
  

網(wǎng)絡(luò)區(qū)域

正常情況下，從客戶端到目標(biāo)服務(wù)器的整個(gè)鏈路，會(huì)顯著的包含如下區(qū)域。

客戶端本地網(wǎng)絡(luò)：本地局域網(wǎng)和本地網(wǎng)絡(luò)提供商網(wǎng)絡(luò)。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的區(qū)域A。如果該區(qū)域出現(xiàn)異常，如果是客戶端本地網(wǎng)絡(luò)相關(guān)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常，則需要對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)排查分析。否則，如果是本地網(wǎng)絡(luò)提供商網(wǎng)絡(luò)相關(guān)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常，則需要向當(dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商反饋問題。

運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)絡(luò)：如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的區(qū)域B。如果該區(qū)域出現(xiàn)異常，可以根據(jù)異常節(jié)點(diǎn)IP查詢歸屬運(yùn)營(yíng)商，然后直接或通過硅云售后技術(shù)支持，向相應(yīng)運(yùn)營(yíng)商反饋問題。
目標(biāo)服務(wù)器本地網(wǎng)絡(luò)：目標(biāo)主機(jī)歸屬網(wǎng)絡(luò)提供商網(wǎng)絡(luò)。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的區(qū)域C。如果該區(qū)域出現(xiàn)異常，則需要向目標(biāo)主機(jī)歸屬網(wǎng)絡(luò)提供商反饋問題。

鏈路負(fù)載均衡：如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的區(qū)域D。如果中間鏈路某些部分啟用了鏈路負(fù)載均衡，則mtr命令只會(huì)對(duì)首尾節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)和探測(cè)統(tǒng)計(jì)。中間節(jié)點(diǎn)只會(huì)顯示相應(yīng)的IP或域名信息。

結(jié)合Avg（平均值）和StDev（標(biāo)準(zhǔn)偏差）綜合判斷

由于鏈路抖動(dòng)或其它因素的影響，節(jié)點(diǎn)的Best和Worst值可能相差很大。而Avg（平均值）統(tǒng)計(jì)了自鏈路測(cè)試以來所有探測(cè)的平均值，所以能更好的反應(yīng)出相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。而StDev（標(biāo)準(zhǔn)偏差值）越高，則說明數(shù)據(jù)包在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)值越不相同（越離散）。所以標(biāo)準(zhǔn)偏差值可用于協(xié)助判斷Avg是否真實(shí)反應(yīng)了相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。例如，如果標(biāo)準(zhǔn)偏差很大，說明數(shù)據(jù)包的延遲是不確定的。可能某些數(shù)據(jù)包延遲很?。ɡ纾?5ms），而另一些延遲卻很大（例如：350ms），但最終得到的平均延遲反而可能是正常的。所以此時(shí)Avg并不能很好的反應(yīng)出實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量情況。

綜上，建議的分析標(biāo)準(zhǔn)如下。

• 如果StDev很高，則同步觀察相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的Best和Wrst，來判斷相應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否存在異常。

  
  

• 如果StDev不高，則通過Avg來判斷相應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否存在異常。

  注：上述StDev“高”或者“不高”，并沒有具體的時(shí)間范圍標(biāo)準(zhǔn)。而需要根據(jù)同一節(jié)點(diǎn)其它列的延遲值大小來進(jìn)行相對(duì)評(píng)估。比如，如果Avg為30ms，那么，當(dāng)StDev為25ms，則認(rèn)為是很高的偏差。而如果Avg為325ms，則同樣的StDev（25ms），反而認(rèn)為是不高的偏差。

  
  

Loss%（丟包率）的判斷

任一節(jié)點(diǎn)的Loss%（丟包率）如果不為零，則說明這一跳網(wǎng)絡(luò)可能存在問題。導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)點(diǎn)丟包的原因通常有兩種。

• 運(yùn)營(yíng)商基于安全或性能需求，人為限制了節(jié)點(diǎn)的ICMP發(fā)送速率，導(dǎo)致丟包。

  
  

• 節(jié)點(diǎn)確實(shí)存在異常，導(dǎo)致丟包。

  
  

可以結(jié)合異常節(jié)點(diǎn)及其后續(xù)節(jié)點(diǎn)的丟包情況，來判定丟包原因。

• 如果隨后節(jié)點(diǎn)均沒有丟包，則通常說明異常節(jié)點(diǎn)丟包是由于運(yùn)營(yíng)商策略限制所致?？梢院雎韵嚓P(guān)丟包。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的第2跳所示。

  
  

• 如果隨后節(jié)點(diǎn)也出現(xiàn)丟包，則通常說明異常節(jié)點(diǎn)確實(shí)存在網(wǎng)絡(luò)異常，導(dǎo)致丟包。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖中的第5跳所示。

  
  

• 另外，需要說明的是，前述兩種情況可能同時(shí)發(fā)生。即相應(yīng)節(jié)點(diǎn)既存在策略限速，又存在網(wǎng)絡(luò)異常。對(duì)于這種情況，如果異常節(jié)點(diǎn)及其后續(xù)節(jié)點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)丟包，而且各節(jié)點(diǎn)的丟包率不同，則通常以最后幾跳的丟包率為準(zhǔn)。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖所示，在第 5、6、7跳均出現(xiàn)了丟包。所以，最終丟包情況，以第7跳的40%作為參考。

  
  

關(guān)于延遲延遲跳變

如果在某一跳之后延遲明顯陡增，則通常判斷該節(jié)點(diǎn)存在網(wǎng)絡(luò)異常。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖所示，從第5跳之后的后續(xù)節(jié)點(diǎn)延遲明顯陡增，則推斷是第5跳節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)異常。不過，高延遲并不一定完全意味著相應(yīng)節(jié)點(diǎn)存在異常。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖所示，第5跳之后，雖然后續(xù)節(jié)點(diǎn)延遲明顯陡增，但測(cè)試數(shù)據(jù)最終仍然正常到達(dá)了目的主機(jī)。所以，延遲大也有可能是在數(shù)據(jù)回包鏈路中引發(fā)的。所以，最好結(jié)合反向鏈路測(cè)試一并分析。

ICMP限速導(dǎo)致延遲增加

ICMP策略限速也可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的延遲陡增，但后續(xù)節(jié)點(diǎn)通常會(huì)恢復(fù)正常。如前文鏈路測(cè)試結(jié)果示例圖所示，第3跳有 100%的丟包率，同時(shí)延遲也明顯陡增。但隨后節(jié)點(diǎn)的延遲馬上恢復(fù)了正常。所以判斷該節(jié)點(diǎn)的延遲陡增及丟包是由于策略限速所致。

常見鏈路異常場(chǎng)景和測(cè)試報(bào)告分析目標(biāo)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置不當(dāng)

如上圖所示，在該示例中，數(shù)據(jù)包在目標(biāo)地址出現(xiàn)了100%的丟包。乍一看是數(shù)據(jù)包沒有到達(dá)，其實(shí)很有可能是目標(biāo)服務(wù)器相關(guān)安全策略，比如防火墻、iptables等禁用了ICMP所致，導(dǎo)致目的主機(jī)無法發(fā)送任何應(yīng)答。所以，該場(chǎng)景需要排查目標(biāo)服務(wù)器的安全策略配置。

ICMP限速（禁ping）的影響

如上圖所示，在該示例中，數(shù)據(jù)包在目標(biāo)地址出現(xiàn)了100%的丟包。初步看是數(shù)據(jù)包沒有到達(dá)，其實(shí)很有可能是目標(biāo)服務(wù)器相關(guān)安全策略，比如防火墻、iptables 、運(yùn)營(yíng)商策略等禁用了ICMP（禁ping）所致，導(dǎo)致目的主機(jī)無法發(fā)送任何應(yīng)答。所以，該場(chǎng)景需要排查目標(biāo)服務(wù)器的安全策略配置，或結(jié)合反向MTR綜合分析。

環(huán)路

如上圖所示，在該示例中數(shù)據(jù)包在第5跳之后出現(xiàn)了循環(huán)跳轉(zhuǎn)，導(dǎo)致最終無法到達(dá)目標(biāo)服務(wù)器。這通常是由于運(yùn)營(yíng)商相關(guān)節(jié)點(diǎn)路由配置異常所致。所以，該場(chǎng)景需要聯(lián)系相應(yīng)節(jié)點(diǎn)歸屬運(yùn)營(yíng)商處理。

鏈路中斷

如上圖所示，在該示例中，數(shù)據(jù)包在第4跳之后就無法收到任何反饋。這通常是由于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)中斷所致。建議結(jié)合反向鏈路測(cè)試做進(jìn)一步確認(rèn)。該場(chǎng)景需要聯(lián)系相應(yīng)節(jié)點(diǎn)歸屬運(yùn)營(yíng)商處理。