zperf：网络流量生成器

概述

zperf 是一个 shell 实用工具，可以在 Zephyr 中生成网络流量，可用于评估网络带宽。

zperf 与 iPerf 2.0.10 及更新版本兼容。要兼容更早的版本，请启用 CONFIG_NET_ZPERF_LEGACY_HEADER_COMPAT。

zperf 可以在任何应用中启用，Zephyr 中还提供了专门的示例。详情见 zperf 示例应用。

用法示例

如果 Zephyr 充当客户端，则 iPerf 必须以服务器模式运行。例如，进行 UDP 测试时必须使用以下命令行：

$ iperf -s -l 1K -u -V -B 2001:db8::2

进行 TCP 测试时，命令行如下所示：

$ iperf -s -l 1K -V -B 2001:db8::2

在 Zephyr 控制台中，可以按如下方式执行 zperf：

zperf udp upload 2001:db8::2 5001 10 1K 1M

对于 TCP，zperf 命令如下所示：

zperf tcp upload 2001:db8::2 5001 10 1K 1M

如果在配置文件中指定了 Zephyr 和主机的 IP 地址，则可以按如下方式启动 zperf：

zperf udp upload2 v6 10 1K 1M

如果要测试 TCP，则如下所示：

zperf tcp upload2 v6 10 1K 1M

如果 Zephyr 充当服务器，则对 UDP 按如下方式设置下载模式：

zperf udp download 5001

对 TCP 则如下所示：

zperf tcp download 5001

在主机侧，如果要测试 UDP，则必须使用以下命令行运行 iPerf：

$ iperf -l 1K -u -V -c 2001:db8::1 -p 5001

如果要测试 TCP，则使用以下命令行：

$ iperf -l 1K -V -c 2001:db8::1 -p 5001

如果 Zephyr 无法有序地接收所有数据包，可以使用 -b 选项来限制 iPerf 的输出。

会话管理

如果设置了 CONFIG_ZPERF_SESSION_PER_THREAD 选项，那么当用户在启动上载时提供 -a 选项，就可以同时进行多个上载会话。每个会话都有自己的工作队列来运行测试。测试结束后仍可查看会话测试结果。可以使用 -w 选项启动会话，这样工作线程会等待启动信号，从而让所有线程同时启动。这可以避免因 zperf shell 的优先级低于已启动的会话线程而无法运行的情况。如果只有一个上载会话，则并不真正需要 -w。

以下 zperf shell 命令可用于会话管理：

zperf shell 命令

描述

jobs

显示当前活动或已完成的会话

jobs all

显示已完成会话的统计信息

jobs clear

清除已完成会话的统计信息

jobs start

启动所有等待中的会话

示例：

uart:~$ zperf udp upload -a -t 5 192.0.2.2 5001 10 1K 1M
Remote port is 5001
Connecting to 192.0.2.2
Duration:       10.00 s
Packet size:    1000 bytes
Rate:           1000 kbps
Starting...
Rate:           1.00 Mbps
Packet duration 7 ms

uart:~$ zperf jobs all
No sessions sessions found
uart:~$ zperf jobs
           Thread    Remaining
Id  Proto  Priority  time (sec)
[1] UDP    5            4

Active sessions have not yet finished
-
Upload completed!
Statistics:             server  (client)
Duration:               30.01 s (30.01 s)
Num packets:            3799    (3799)
Num packets out order:  0
Num packets lost:       0
Jitter:                 63 us
Rate:                   1.01 Mbps       (1.01 Mbps)
Thread priority:        5
Protocol:               UDP
Session id:             1

uart:~$ zperf jobs all
-
Upload completed!
Statistics:             server  (client)
Duration:               30.01 s (30.01 s)
Num packets:            3799    (3799)
Num packets out order:  0
Num packets lost:       0
Jitter:                 63 us
Rate:                   1.01 Mbps       (1.01 Mbps)
Thread priority:        5
Protocol:               UDP
Session id:             1
Total 1 sessions done

uart:~$ zperf jobs clear
Cleared data from 1 sessions

uart:~$ zperf jobs
No active upload sessions
No finished sessions found

可以像这样使用 -w 选项来延迟作业的启动。

uart:~$ zperf tcp upload -a -t 6 -w 192.0.2.2 5001 10 1K
Remote port is 5001
Connecting to 192.0.2.2
Duration:       10.00 s
Packet size:    1000 bytes
Rate:           10 kbps
Waiting "zperf jobs start" command.
[01:06:51.392,288] <inf> net_zperf: [0] TCP waiting for start

uart:~$ zperf udp upload -a -t 6 -w 192.0.2.2 5001 10 1K 10M
Remote port is 5001
Connecting to 192.0.2.2
Duration:       10.00 s
Packet size:    1000 bytes
Rate:           10000 kbps
Waiting "zperf jobs start" command.
Rate:           10.00 Mbps
Packet duration 781 us
[01:06:58.064,552] <inf> net_zperf: [0] UDP waiting for start

uart:~$ zperf jobs start
-
Upload completed!
-
Upload completed!

# Note that the output may be garbled as two threads printed
# output at the same time. Just print out the fresh listing
# like this.

uart:~$ zperf jobs all
-
Upload completed!
Statistics:             server  (client)
Duration:               9.99 s  (10.00 s)
Num packets:            11429   (11429)
Num packets out order:  0
Num packets lost:       0
Jitter:                 164 us
Rate:                   9.14 Mbps       (9.14 Mbps)
Thread priority:        6
Protocol:               UDP
Session id:             0
-
Upload completed!
Duration:               10.00 s
Num packets:            15487
Num errors:             0 (retry or fail)
Rate:                   12.38 Mbps
Thread priority:        6
Protocol:               TCP
Session id:             0
Total 2 sessions done

自定义数据上载

zperf 支持更高级的数据上载剖析：通过 zperf_upload_params.data_loader 设置自定义数据源。这样就可以生成自定义的数据包内容，而不是发送仅由 z 字符组成的固定数据包。一个示例用例是测定从外部闪存芯片上载数据的最大吞吐量。

原始 TX 模式

zperf 支持原始数据包发送模式，用于测试自定义 L2 帧或厂商专用协议。该模式绕过 UDP/TCP，直接使用数据包 socket 发送原始数据包。

要启用原始 TX 模式，请设置以下 Kconfig 选项：

CONFIG_NET_SOCKETS_PACKET=y
CONFIG_NET_ZPERF_RAW_TX=y

最大报头长度可通过 CONFIG_NET_ZPERF_RAW_TX_MAX_HDR_SIZE 配置（默认值：64 字节）。

在使用原始 TX 模式之前，必须在网络接口上启用 TX 注入模式：

uart:~$ net iface txinjection 1 on

原始 TX 上载命令的语法为：

zperf raw upload [-a] <if_index> <header_hex> [<duration_sec>] [<packet_size>] [<rate_kbps>]

位置：

  • -a：可选的异步模式标志

  • if_index：网络接口索引（例如 1）

  • header_hex：用户提供的十六进制字符串报头（厂商元数据 + 帧报头）

  • duration_sec：测试持续时间，单位为秒（默认值：1）

  • packet_size：包含报头的数据包总长度（默认值：256）

  • rate_kbps：目标速率，单位为 Kbps，支持 K/M 后缀（默认值：10）

发送带厂商元数据的原始 802.11 帧的示例：

uart:~$ zperf raw upload 1 12345678000400030000000088000000ffffffffffa06960e35215a06960e3521500000000aaaa030000000800 10 1024 50M

报头十六进制字符串包含：

  • 厂商元数据（本示例中为前 12 个字节）

  • 带 LLC/SNAP 的 802.11 QoS 数据报头

载荷（用 z 字符填充）会自动追加，以达到指定的数据包长度。