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Linux實例網站訪問丟包延時高的排查方法

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概述

當網站訪問很慢或無法訪問時，若已經排除顯著的問題，而使用ping命令檢測到有明顯丟包時，建議您做鏈路測試。Linux環境下，推薦優先使用mtr命令行工具測試，或使用traceroute命令行工具進行鏈路測試來判斷問題來源。通常情況下，鏈路測試步驟如下。

  1. 利用鏈路測試工具探測網絡狀況和服務器狀態。

  2. 根據鏈路測試結果分析處理。

詳細信息

阿里云提醒您：

  • 如果您對實例或數據有修改、變更等風險操作，務必注意實例的容災、容錯能力，確保數據安全。
  • 如果您對實例（包括但不限于ECS、RDS）等進行配置與數據修改，建議提前創建快照或開啟RDS日志備份等功能。
  • 如果您在阿里云平臺授權或者提交過登錄賬號、密碼等安全信息，建議您及時修改。

如下分別介紹mtr命令行工具和tracert命令行工具的使用方法及如何分析鏈路測試結果。

mtr命令行工具

mtr（My traceroute）幾乎是所有Linux發行版本預裝的網絡測試工具，集成了tracert與ping這兩個命令的圖形界面，功能十分強大。ping與tracert通常被用來檢測網絡狀況和服務器狀態，具體說明如下。

命令名稱 具體說明
ping 送出封包到指定的服務器。如果服務器有回應就會傳送回封包，并附帶返回封包來回的時間。
tracert 返回從用戶的電腦到指定的服務器中間經過的所有節點（路由）以及每個節點的回應速度。

mtr默認發送ICMP數據包進行鏈路探測，通過“-u”參數指定UDP數據包用于探測。相對于traceroute只做一次鏈路跟蹤測試，mtr會對鏈路上的相關節點做持續探測并給出相應的統計信息。mtr能避免節點波動對測試結果的影響，所以其測試結果更正確，建議優先使用。

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

[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

常見可選參數說明

  • -r或--report：以報告模式顯示輸出。
  • -p或--split：將每次追蹤的結果分別列出來，而非--report統計整個結果。
  • -s或--psize：指定ping數據包的大小。
  • -n或--no-dns：不對IP地址做域名反解析。
  • -a或--address：設置發送數據包的IP地址。用于主機有多個IP的情況。
  • -4：只使用IPv4協議。
  • -6：只使用IPv6協議。

在mtr運行過程中，您也可以輸入相應字母來快速切換模式，各字母的含義如下。

  • ?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數據包進行探測。

返回結果說明

默認配置下，返回結果中各數據列的說明如下。

  • 第一列（Host）：節點IP地址和域名。按 n 鍵可切換顯示。
  • 第二列（Loss%）：節點丟包率。
  • 第三列（Snt）：每秒發送數據包數。默認值是10，可以通過“-c”參數指定。
  • 第四列（Last）：最近一次的探測延遲。
  • 第五、六、七列（Avg、Best、Worst）：分別是探測延遲的平均值、最小值和最大值。
  • 第八列（StDev）：標準偏差。越大說明相應節點越不穩定。

traceroute命令行工具

traceroute是幾乎所有Linux發行版本預裝的網絡測試工具，用于跟蹤Internet 協議（IP）數據包傳送到目標地址時經過的路徑。traceroute先發送最大存活時間值（Max_TTL）的UDP探測數據包，然后偵聽從網關開始的整個鏈路上的ICMP TIME_EXCEEDED響應。探測從TTL=1開始，TTL值逐步增加，直至接收到ICMP PORT_UNREACHABLE消息。ICMP PORT_UNREACHABLE消息用于標識目標主機已經被定位，或命令已經達到允許跟蹤的最大TTL值。traceroute默認發送UDP數據包進行鏈路探測?？梢酝ㄟ^“-I”參數來指定發送ICMP數據包用于探測。

用法說明

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

示例輸出

[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

常見可選參數說明

  • -d：使用Socket層級的排錯功能。
  • -f：設置第一個檢測數據包的存活數值TTL的大小。
  • -F：設置不要分段標識。
  • -g：設置來源路由網關，最多可設置8個。
  • -i：使用指定的網卡送出數據包。用于主機有多個網卡時。
  • -I：使用ICMP數據包替代UDP數據包進行探測。
  • -m：設置檢測數據包的最大存活數值TTL的大小。
  • -n：直接使用IP地址而非主機名稱（禁用DNS反查）。
  • -p：設置UDP傳輸協議的通信端口。
  • -r：忽略普通的Routing Table，直接將數據包送到遠端主機上。
  • -s：設置本地主機送出數據包的IP地址。
  • -t：設置檢測數據包的TOS數值。
  • -v：詳細顯示指令的執行過程。
  • -w：設置等待遠端主機回包時間。
  • -x：開啟或關閉數據包的正確性檢驗。

分析鏈路測試結果

以如下鏈路測試結果示例圖為基礎進行闡述。

  1. 判斷各區域是否存在異常，并根據各區域的情況分別處理。

    • 區域A：客戶端本地網絡，即本地局域網和本地網絡提供商網絡。針對該區域異常，客戶端本地網絡相關節點問題，請對本地網絡進行排查分析。本地網絡提供商網絡相關節點問題，請向當地運營商反饋。

    • 區域B：運營商網絡。針對該區域異常，可根據異常節點IP查詢歸屬運營商，然后直接或通過阿里云售后技術支持，向相應運營商反饋問題。

    • 區域C：目標服務器本地網絡，即目標主機歸屬網絡提供商網絡。針對該區域異常，需要向目標主機歸屬網絡提供商反饋問題。

  2. 結合Avg（平均值）和StDev（標準偏差），判斷各節點是否存在異常。

    • 若StDev很高，則同步觀察相應節點的Best和Worst，來判斷相應節點是否存在異常。
    • 若StDev不高，則通過Avg來判斷相應節點是否存在異常。

      注意：上述StDev高或者不高，并沒有具體的時間范圍標準。而需要根據同一節點其它列的延遲值大小來進行相對評估。比如，如果Avg為30ms，那么，當StDev為25ms，則認為是很高的偏差。而如果Avg為325ms，則同樣的StDev為25ms，反而認為是不高的偏差。

  3. 查看節點丟包率，若“Loss%”不為零，則說明這一跳路由的網絡可能存在問題。導致節點丟包的原因通常有兩種。

    • 人為限制了節點的ICMP發送速率，導致丟包。
    • 節點確實存在異常，導致丟包。

  4. 確定當前異常節點的丟包原因。

    • 若隨后節點均沒有丟包，說明當前節點丟包是由于運營商策略限制所致，可以忽略。如前文鏈路測試結果示例圖中的第2跳路由的網絡所示。

    • 若隨后節點也出現丟包，說明當前節點存在網絡異常，導致丟包。如前文鏈路測試結果示例圖中的第5跳路由的網絡所示。

      說明：前述兩種情況可能同時發生，即相應節點既存在策略限速，又存在網絡異常。對于這種情況，若當前節點及其后續節點連續出現丟包，而且各節點的丟包率不同，則通常以最后幾跳路由的網絡的丟包率為準。如前文鏈路測試結果示例圖所示，在第5、6、7跳路由的網絡均出現了丟包。所以，最終丟包情況，以第7跳路由的網絡的40%作為參考。

  5. 通過查看是否有明顯的延遲，來確認節點是否存在異常。通過如下兩個方面進行分析。

    • 若某一跳路由的網絡之后延遲明顯陡增，則通常判斷該節點存在網絡異常。如前文鏈路測試結果示例圖所示，從第5跳路由的網絡之后的后續節點延遲明顯陡增，則推斷是第5跳路由的網絡節點出現了網絡異常。

      說明：高延遲并不一定完全意味著相應節點存在異常，延遲大也有可能是在數據回包鏈路中引發的，建議結合反向鏈路測試一并分析。

    • ICMP策略限速也可能會導致相應節點的延遲陡增，但后續節點通常會恢復正常。如前文鏈路測試結果示例圖所示，第3跳路由的網絡有100%的丟包率，同時延遲也明顯陡增。但隨后節點的延遲馬上恢復了正常。所以判斷該節點的延遲陡增及丟包是由于策略限速所致。

操作建議

  • 若數據包在目標地址出現了100%的丟包，建議對目標服務器的安全策略配置進行排查。
  • 若數據包出現循環跳轉，導致無法到達目標服務器，建議聯系相應節點歸屬運營商處理。
  • 若數據包在跳轉后無法收到任何反饋，建議結合反向鏈路測試做進一步確認，并聯系相應節點歸屬運營商進行處理。
  • 阿里云中國內地機房和其他國家或地區機房有網絡通信的專線，為降低通信時候的丟包率，推薦使用高速通道。
  • 若主機掉包和延遲非常高，建議做mtr雙向測試，即本地到服務器的和服務器到本地的測試。無法遠程登錄時，請通過管理終端進行登錄。

適用于

  • 云服務器 ECS