網上有很多講解pktgen的文章，但總是不夠全面細致，看完之后自己還是不會寫pktgen測試腳本，為此本文對pktgen進行詳細的闡述，讓大家看完本文后能夠自己動手寫pktgen shell.

　　1.pktgen簡介

　　pktgen是一個位于linux內核層的高性能網絡測試工具，由瑞士皇家理工大學的TSlab實驗室的Robert Olsson開發的（現在應該不在皇家理工了），主要用來測試網絡驅動與網卡設備，支持多線程，能夠產生隨機mac地址、ip地址、UDP端口號的數據包，pktgen 的作者使用多CPU處理器在不同的PCI總線（pci 、pcie等總線）上用千兆以太網卡做過測試（pktgen的表現依賴于CPU處理速率、內存延時、pci總線速率等硬件參數），發送數據速率甚至可以大于10GBit/s?？梢娛强梢詽M足大多數的網卡等測試需求。

　　pktgen的配置與統計信息查看都使用/PRoc文件系統完成，/proc文件系統是一種特殊的，有軟件創建的文件系統，內核使用/proc文件系統向外界導出信息，外界也可以通過它配置內核態的一些進程的參數，如ps top uptime等linux發行版中的很多工具就是通過/proc實現的.在大多情況下，我們只用/proc讀出數據（用于調試內核驅動等），而在pktgen中配置命令就用到了/proc的寫入數據功能。

　　2.使用pktgen進行發包實驗

　現在版本的linux發行版大多加入了pktgen，使用以下命令加載pktgen模塊：

#modprobe pktgen

　　然后你將在你的電腦的/proc/net/pktgen看到以下文件：

kpktgend_0  kpktgend_1  kpktgend_2  kpktgend_3  pgctrl

　　其中kpktgen_*的多少是根據你的CPU的個數決定的，如我的機子的CPU數目為4,則有四個此文件。

　　通過命令cat /proc/net/pktgen/pgctrl可以查看pktgen的版本等信息：

#cat /proc/net/pktgen/pgctrlPacket Generator for packet performance testing. Version: 2.74

　　2.1使用pktgen一些需要注意的地方

　　1)中斷親和力

　　當使用某個線程（kpktgend_x）通過某個端口（ethx）發送（接受）數據時，我們應該把這個端口所對應的中斷綁定到某一個CPU上，從而防止CPU的變動（操作系統引起的）導致CPU緩存的丟失。具體做法如下

　　首先，通過以下命令查看ethx所對應的中斷，在這里我們以eth3為例

# cat /proc/interrupts | grep eth3

47: 45836 0 0 0 PCI-MSI-edge eth3-TxRx-0 48: 45836 0 0 0 PCI-MSI-edge eth3-TxRx-1 49: 45836 0 0 0 PCI-MSI-edge eth3-TxRx-2 50: 45836 0 0 0 PCI-MSI-edge eth3-TxRx-3 51: 0 0 0 0 PCI-MSI-edge eth3:lsc

　由上可以看出eth3使用了五個中斷號，為47-51，我們在這里將其都綁定在CPU0上

# echo 1 /proc/irq/47/smp_affinity# echo 1 /proc/irq/48/smp_affinity# echo 1 /proc/irq/49/smp_affinity# echo 1 /proc/irq/50/smp_affinity# echo 1 /proc/irq/51/smp_affinity

　　當然若你分開綁定的話，在大數據流的時候可以均攤CPU的負擔，可能對最高性能有所提升，具體就不清楚了，這個應該還和Intel網卡的多隊列相關了，有關分析有待進一步實驗。

Robert測試結果說明，正確的中斷親和力綁定，對發送速率有60%的提升。

　　2)clone_skb：限制內存的分配(clone_skb應該只是復制skb的結構體，不復制數據區)

　　　　此部分還沒有看懂，應該是跟cpu高速緩存相關，先放著，不懂并不影響后面的實驗。

　　3)延時：減小發送速率

　　　　在發送一個數據包后延時一會，延時的單位是ns級，從而達到減小發送速率的目的。若延時時間大于發送時間，應該是可以通過此功能達到每秒發送特定數據包個數的效果，即安特定的頻率發送數據包。

　　2.2搭建實驗環境

　1)實驗拓撲如下

1+-----------+           +-----------+2| Host1     |           |  Host2     |3|       eth1 +-----------+nf0       |4|           |           |           |5|           |           |           |67+-----------+           +-----------+

　　首先我們看下一個簡單代碼，對pktgen的shell 控制有個直觀感受，你可以先試著看看此代碼，也可以直接跳過，先看看下面的內容，然后再回過來看此代碼

#!/bin/sh# pktgen.conf -- Sample configuration for send on two devices on a UP system#modprobe pktgenif [[ `lsmod | grep pktgen` == "" ]];then   modprobe pktgenfiif [[ $1 == "" ]];then   pktsize=550else   pktsize=$1fifunction pgset() {    local result    echo $1 > $PGDEV    result=`cat $PGDEV | fgrep "Result: OK:"`    if [ "$result" = "" ]; then         cat $PGDEV | fgrep Result:    fi}function pg() {    echo inject > $PGDEV    cat $PGDEV}# On UP systems only one thread exists -- so just add devices# We use eth1, eth1echo "Adding devices to run".PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth1"pgset "max_before_softirq 1"# Configure the individual devicesecho "Configuring devices"PGDEV=/proc/net/pktgen/eth1pgset "clone_skb 1000"pgset "pkt_size $pktsize"pgset "src_mac 00:1B:21:90:4B:E4"pgset "flag IPSRC_RND"pgset "src_min 10.0.0.2"pgset "src_max 10.0.0.255"pgset "dst 10.0.0.1"pgset "dst_mac  00:4E:46:31:30:00"pgset "count 0"# Time to runPGDEV=/proc/net/pktgen/pgctrlecho "pkgsize:$pktsize"echo "Running... ctrl^C to stop"pgset "start"echo "Done"

　　2)pktgen所有命令解釋如下

　　3)配置實例

　　通過/proc接口配置pktgen,首先為了方便起見定義兩個配置函數

function pgset() {    local result    echo $1 > $PGDEV    result=`cat $PGDEV | fgrep "Result: OK:"`    if [ "$result" = "" ]; then         cat $PGDEV | fgrep Result:    fi}function pg() {    echo inject > $PGDEV    cat $PGDEV}

　　pktgen.conf-1 ：在當CPU系統中將eth1 eth2 綁定到線程0,部分代碼如下

PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth1"pgset "add_device eth2"

　　pktgen.conf-2: eth1使用線程0 eth2使用線程1發送,部分代碼如下

PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth1"PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_1pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth2"

　　pktgen.conf-3:在雙cpu系統中 eth1 eth2都使用線程0發送,部分代碼如下

PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth1"pgset  "add_device eth2"PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_1pgset "rem_device_all"

　　pktgen.conf-4：用于Dos測試的腳本，注意clone_skb 0,部分代碼如下

PGDEV=/proc/net/pktgen/eth1pgset "clone_skb 0"pgset "flag IPDST_RND"pgset "dst_min 10.0.0.0"pgset "dst_max 10.255.255.255"

　　pktgen.conf-5：用于路由流測試的腳本，同樣注意 clone_skb 0

PGDEV=/proc/net/pktgen/eth1pgset "clone_skb 0"pgset "flag IPDST_RND"pgset "dst_min 10.0.0.0"pgset "dst_max 10.255.255.255"#8k concurrent flows at 4 pktspgset "flows 8192"pgset "flowlen 4"

　　最后貼一個比較復雜的腳本：

#Script contributed by Grant Grundler# <grundler@parisc-linux.org># Note! 10 devicesPGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_0pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth3"pgset "add_device eth5"pgset "add_device eth7"pgset "add_device eth9"pgset "add_device eth11"pgset "max_before_softirq 10000"PGDEV=/proc/net/pktgen/kpktgend_1pgset "rem_device_all"pgset "add_device eth2"pgset "add_device eth4"pgset "add_device eth6"pgset "add_device eth8"pgset "add_device eth10"pgset "max_before_softirq 10000"# Configure the individual devicesfor i in 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11doPGDEV=/proc/net/pktgen/eth$iecho "Configuring $PGDEV"pgset "clone_skb 500000"pgset "min_pkt_size 60"pgset "max_pkt_size 60"pgset "dst 192.168.3.10$i"pgset "dst_mac 01:02:03:04:05:0$i"pgset "count 0"doneecho "Running... CTRL-C to stop"PGDEV=/proc/net/pktgen/pgctrlpgset "start"tail -2 /proc/net/pktgen/eth*

相關鏈接：

pktgen論文