PING是數(shù)據(jù)中心里進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)診斷的重要工具，哪個網(wǎng)絡(luò)工程師在日常工作中都離不開PING。PING發(fā)送一個ICMP回聲請求消息給目的地并報告是否收到所預(yù)期的ICMP回聲應(yīng)答，如果在設(shè)定的時間內(nèi)，沒有收到回應(yīng)報文，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是不通的，顯示為Timeout，如果受到了回應(yīng)報文，則打印出從發(fā)出請求報文到收到回應(yīng)報文所花費(fèi)的時間，這個時間就是網(wǎng)絡(luò)延遲。在一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)延遲自然越低越好，這說明單位時間內(nèi)，業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)發(fā)的速度越快，網(wǎng)絡(luò)性能越高，反之網(wǎng)絡(luò)性能越低。所以PING是一個很好的檢測網(wǎng)絡(luò)延遲的工具，很多數(shù)據(jù)中心也用PING延遲的指標(biāo)來判斷網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行是否高效。實(shí)際上，如果簡單地用PING的結(jié)果來判斷網(wǎng)絡(luò)延遲，是不夠準(zhǔn)確的，甚至還會誤導(dǎo)。本文就來說一說PING延遲的那些事兒。

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PING工具在數(shù)據(jù)中心所有設(shè)備中基本都有安裝，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲和安全等設(shè)備，在這些設(shè)備上直接輸入PING，然后帶上一些必要參數(shù)，就可以進(jìn)行PING操作，結(jié)果可以很快得到回應(yīng)。PING延遲是通過發(fā)送ICMP echo request包，收到ICMP echo reply包之后，計(jì)算發(fā)送時間與接收時間之間的差值而得出的。PING缺省每秒發(fā)一個echo request，發(fā)包的時候不會輸出任何信息，直至收到回應(yīng)報文的時候才輸出一條信息:

從輸出的信息中可以清楚地看到每個回應(yīng)報文的花費(fèi)時間，這個就是PING延遲。除了延遲信息，還有多包總體統(tǒng)計(jì)，TTL等信息。很多時候數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的人員就拿這個數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，看網(wǎng)絡(luò)延遲是否符合要求，如果過大就要人工介入進(jìn)行排查。在一般情況下，延遲分為四類：

實(shí)際上，用PING測出來的網(wǎng)絡(luò)延遲是不夠準(zhǔn)確的，甚至與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)延遲相差甚遠(yuǎn)，為什么呢?首先，PING本身是一個應(yīng)用層的小工具，PING時與設(shè)備CPU繁忙程度有關(guān)，很多高優(yōu)先級的任務(wù)都可以搶占PING的資源，PING收發(fā)報文的過程在設(shè)備本身處理上也要耗費(fèi)一定時間，這些時間當(dāng)然也要記錄在延遲中。如果設(shè)備收發(fā)比較多的報文，PING報文也會受到影響，在很多設(shè)備上PING報文優(yōu)先級都比較低，設(shè)備CPU自然優(yōu)先處理更為重要的業(yè)務(wù)報文，這樣在有多種報文同時進(jìn)入設(shè)備時，PING報文就會被擠到后面，增大了報文回應(yīng)的時間，這部分時間也要算到網(wǎng)絡(luò)延遲中，這時會看到PING報文延遲時間是有些波動的。其次，很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，尤其是交換機(jī)設(shè)備，交換機(jī)是一次學(xué)習(xí)多次轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。CPU處理的報文和轉(zhuǎn)發(fā)報文并不在一起處理，CPU一旦學(xué)習(xí)完成，就將轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)下發(fā)到硬件中，這樣大部分業(yè)務(wù)流量由硬件完成轉(zhuǎn)發(fā)，而CPU只處理發(fā)向自己的報文以及一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報文。交換機(jī)的CPU能力都比較弱，如果對交換機(jī)進(jìn)行PING測試會發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的流量延遲非常小，而目的地址是交換機(jī)的PING延遲就不夠穩(wěn)定，并且延遲要大得多，這是因?yàn)镃PU要耗費(fèi)比較多的處理報文時間，所以這時用PING來判斷網(wǎng)絡(luò)延遲并不準(zhǔn)確，此時網(wǎng)絡(luò)延遲也許上百毫秒，但是業(yè)務(wù)流量依然會表現(xiàn)得非常穩(wěn)定，這時的PING延遲時間并不能反映網(wǎng)絡(luò)性能的真實(shí)情況。而對于很多路由器、防火墻等設(shè)備，所有的業(yè)務(wù)報文都是CPU處理，這時如果不對PING報文做優(yōu)先處理，延遲效果也不會太好。所以在用PING進(jìn)行延遲測試時，要將這些因素排除在外。第三，PING報文都叫ICMP包，ICMP報文也有好多種類型，PING希望收到的是ICMP_ECHOREPLY，但是其他類型的包也都會傳遞給PING，如果網(wǎng)絡(luò)中ICMP類型報文很多，PING需要消耗額外的時間和資源去查看這些本來不相干的包，也會產(chǎn)生延遲。最后，服務(wù)器網(wǎng)卡驅(qū)動、防火墻軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈路質(zhì)量等等都會影響PING延遲，這些各種各樣因素疊加在一起的時間都要算到PING測的網(wǎng)絡(luò)延遲時間中，可見這種PING測試網(wǎng)絡(luò)延遲是不準(zhǔn)確的，只能從大面上判斷網(wǎng)絡(luò)性能的好與差，有時這種判斷還是錯誤的。

經(jīng)過以上介紹，PING雖然是延遲測試常用工具，但不夠準(zhǔn)確。實(shí)際上，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延遲測試時，都是用專業(yè)的測試儀進(jìn)行測量，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的兩個端點(diǎn)接入測試儀，用測試儀打入流量，查看延遲時間，這類延遲測試是非常準(zhǔn)確的。在運(yùn)營商集采測試中，延遲時間已經(jīng)成為一個必測項(xiàng)，用測試儀測量設(shè)備的延遲。為消除各種影響因素，采用專業(yè)測試儀測得的結(jié)果最接近網(wǎng)絡(luò)真實(shí)水平。測試儀是非常昂貴的設(shè)備，很多數(shù)據(jù)中心不具備購入測試儀的條件，這樣只能采用PING的方式。為消除設(shè)備自身的影響，可以PING一下127.0.0.1或者PING本機(jī)的IP地址，這樣不用通過網(wǎng)絡(luò)，甚至不用進(jìn)入網(wǎng)卡驅(qū)動程度，這時耗費(fèi)的時間就是設(shè)備自身耗費(fèi)的時間，從PING延遲時間中將這部分時間去掉。還有，可以多選一些IP地址，多使用一些設(shè)備進(jìn)行PING，然后輸出PING延遲時間的表格，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，綜合得出數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)各個部分的延遲時間，這樣PING延遲才能更接近實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的延遲時間。

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網(wǎng)站欄目：怎樣看待數(shù)據(jù)中心里的PING延遲
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