Linux 环境下如何通过 mtr 命令行工具进行链路测试

本文在介绍Linux 环境下如何通过 mtr 命令行工具进行链路测试的基础上，重点探讨了其具体步骤，本文内容紧凑，希望大家可以有所收获。

Linux实例网站访问丢包延时高

当网站访问很慢或无法访问时，若排除其它显著问题，而检测到 ping 有明显丢包时，建议您作链路测试。Linux 环境下，您可以通过 mtr 命令行工具（优先使用） 或 traceroute 命令行工具进行链路测试来判断问题来源。

通常情况下，请依照下述步骤进行处理：

利用链路测试工具探测网络状况和服务器状态。

根据链路测试结果分析处理。

mtr 命令行工具（优先使用）

mtr （My traceroute）几乎是所有 Linux 发行版本预装的网络测试工具，集成了 tracert 与 ping 这两个命令的图形界面，功能十分强大。

ping 与 tracert 通常被用來检测网络状况和服务器状态，具体说明如下：

mtr 默认发送 ICMP 数据包进行链路探测，通过 -u 参数来指定 UDP 数据包用于探测。相对于 traceroute 只作一次链路跟踪测试，mtr 会对链路上的相关节点做持续探测并给出相应的统计信息。mtr 能避免节点波动对测试结果的影响，所以其测试结果更正确，建议优先使用。

用法说明

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

示例输出

[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. 192.168.17.20                                0.0%     7   13.1   5.6   2.1  14.7   5.7
 3. 111.1.20.41                                  0.0%     7    3.0  99.2   2.7 632.1 235.4
 4. 111.1.34.197                                 0.0%     7    1.8   2.0   1.2   2.9   0.6
 5. 211.138.114.25                               0.0%     6    0.9   4.7   0.9  13.9   5.8
 6. 211.138.114.70                               0.0%     6    1.8  22.8   1.8  50.8  23.6
    211.138.128.134
    211.138.114.2
    211.138.114.66
 7. 42.120.244.186                               0.0%     6    1.4   1.6   1.3   1.8   0.2
    42.120.244.198
 8. 42.120.244.246                               0.0%     6    2.8   2.9   2.6   3.2   0.2
    42.120.244.242
 9. ???
10. 223.5.5.5                                    0.0%     6    2.7   2.7   2.5   3.2   0.3

常见可选参数说明

-r 或 —report：以报告模式显示输出。

-p 或 —split：将每次追踪的结果分别列出来，而非如 —report 统计整个结果。

-s 或 —psize：指定 ping 数据包的大小。

-n 或 —no-dns：不对 IP 地址做域名反解析。

-a 或 —address：设置发送数据包的 IP 地址。用于主机有多个 IP 时。

-4：只使用 IPv4 协议。

-6：只使用 IPv6 协议。

在 mtr 运行过程中，您也可以输入相应字母来快速切换模式，各字母的含义如下：

? 或 h：显示帮助菜单。

d：切换显示模式。

n：切换启用或禁用 DNS 域名解析。

u：切换使用 ICMP 或 UDP 数据包进行探测。

返回结果说明

默认配置下，返回结果中各数据列的说明如下：

第一列（Host）：节点 IP 地址和域名。如前面所示，按 n 键可以切换显示。

第二列（Loss%）：节点丢包率。

第三列（Snt）：每秒发送数据包数。默认值是 10，可以通过参数 -c 指定。

第四列（Last）：最近一次的探测延迟值。

第五、六、七列（Avg、Best、Wrst）：分别是探测延迟的平均值、最小值和最大值。

第八列（StDev）：标准偏差。越大说明相应节点越不稳定。

traceroute 命令行工具

traceroute 是几乎所有 Linux 发行版本预装的网络测试工具，用于跟踪 Internet 协议（IP）数据包传送到目标地址时经过的路径。

traceroute 先发送具有小的最大存活时间值（Max_TTL）的 UDP 探测数据包，然后侦听从网关开始的整个链路上的 ICMP TIME_EXCEEDED 响应。探测从 TTL=1 开始，TTL 值逐步增加，直至接收到 ICMP PORT_UNREACHABLE 消息。ICMP PORT_UNREACHABLE 消息用于标识目标主机已经被定位，或命令已经达到允许跟踪的最大 TTL 值。

traceroute 默认发送 UDP 数据包进行链路探测。可以通过 -I 参数来指定发送 ICMP 数据包用于探测。

用法说明

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

示例输出

[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  192.168.17.20 (192.168.17.20)  3.965 ms  4.252 ms  4.531 ms
 3  111.1.20.41 (111.1.20.41)  6.109 ms  6.574 ms  6.996 ms
 4  111.1.34.197 (111.1.34.197)  2.407 ms  2.451 ms  2.533 ms
 5  211.138.114.25 (211.138.114.25)  1.321 ms  1.285 ms  1.304 ms
 6  211.138.114.70 (211.138.114.70)  2.417 ms 211.138.114.66 (211.138.114.66)  
 1.857 ms 211.138.114.70 (211.138.114.70)  2.002 ms
 7  42.120.244.194 (42.120.244.194)  2.570 ms  2.536 ms 42.120.244.186 (42.120.244.186)  1.585 ms
 8  42.120.244.246 (42.120.244.246)  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

常见可选参数说明

-d 使用 Socket 层级的排错功能。

-f 设置第一个检测数据包的存活数值 TTL 的大小。

-F 设置不要分段标识。

-g 设置来源路由网关，最多可设置 8 个。

-i 使用指定的网卡送出数据包。用于主机有多个网卡时。

-I 使用 ICMP 数据包替代 UDP 数据包进行探测。

-m 设置检测数据包的最大存活数值 TTL 的大小。

-n 直接使用 IP 地址而非主机名称（禁用 DNS 反查）。

-p 设置 UDP 传输协议的通信端口。

-r 忽略普通的 Routing Table，直接将数据包送到远端主机上。

-s 设置本地主机送出数据包的 IP 地址。

-t 设置检测数据包的 TOS 数值。

-v 详细显示指令的执行过程。

-w 设置等待远端主机回包时间。

-x 开启或关闭数据包的正确性检验。

分析链路测试结果

以如下链路测试结果示例图为基础进行阐述：

操作步骤

判断各区域是否存在异常，并根据各区域的情况分别处理。

区域 A：客户端本地网络，即本地局域网和本地网络提供商网络。针对该区域异常，客户端本地网络相关节点问题，请对本地网络进行排查分析；本地网络提供商网络相关节点问题，请向当地运营商反馈。

区域 B：运营商骨干网络。针对该区域异常，可根据异常节点 IP 查询归属运营商，然后直接或通过阿里云售后技术支持，向相应运营商反馈问题。

区域 C：目标服务器本地网络，即目标主机归属网络提供商网络。针对该区域异常，需要向目标主机归属网络提供商反馈问题。

结合 Avg（平均值）和 StDev（标准偏差），判断各节点是否存在异常。

若 StDev 很高，则同步观察相应节点的 Best 和 Wrst，来判断相应节点是否存在异常。

若 StDev 不高，则通过 Avg 来判断相应节点是否存在异常。

注意：上述 StDev 高 或者 不高，并没有具体的时间范围标准。而需要根据同一节点其它列的延迟值大小来进行相对评估。比如，如果 Avg 为 30 ms，那么，当 StDev 为 25 ms，则认为是很高的偏差。而如果 Avg 为 325 ms，则同样的 StDev（25 ms），反而认为是不高的偏差。

查看节点丢包率，若 Loss% 不为零，则说明这一跳网络可能存在问题。

导致节点丢包的原因通常有两种：

人为限制了节点的 ICMP 发送速率，导致丢包。

节点确实存在异常，导致丢包。

确定当前异常节点的丢包原因。

若随后节点均没有丢包，说明当前节点丢包是由于运营商策略限制所致，可以忽略。如前文链路测试结果示例图中的第 2 跳所示。

若随后节点也出现丢包，说明当前节点存在网络异常，导致丢包。如前文链路测试结果示例图中的第 5 跳所示。

说明：前述两种情况可能同时发生，即相应节点既存在策略限速，又存在网络异常。对于这种情况，若当前节点及其后续节点连续出现丢包，而且各节点的丢包率不同，则通常以最后几跳的丢包率为准。如前文链路测试结果示例图所示，在第 5、6、7跳均出现了丢包。所以，最终丢包情况，以第 7 跳的 40% 作为参考。

通过查看是否有明显的延迟，来确认节点是否存在异常。通过如下两个方面进行分析：

若某一跳之后延迟明显陡增，则通常判断该节点存在网络异常。如前文链路测试结果示例图所示，从第 5 跳之后的后续节点延迟明显陡增，则推断是第 5 跳节点出现了网络异常。

注意：高延迟并不一定完全意味着相应节点存在异常，延迟大也有可能是在数据回包链路中引发的，建议结合 反向链路测试 一并分析。

ICMP 策略限速 也可能会导致相应节点的延迟陡增，但后续节点通常会恢复正常。如前文链路测试结果示例图所示，第 3 跳有 100% 的丢包率，同时延迟也明显陡增。但随后节点的延迟马上恢复了正常。所以判断该节点的延迟陡增及丢包是由于策略限速所致。

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