接口统计¶
概述¶
本文档是 Linux 网络接口统计信息的指南。
Linux 中有三个主要的接口统计信息来源
基于
struct rtnl_link_stats64的标准接口统计信息；协议特定统计信息；以及
可通过 ethtool 获得的驱动程序定义的统计信息。
标准接口统计信息¶
有多个接口可以访问标准统计信息。最常用的是来自 iproute2 的 ip 命令
$ ip -s -s link show dev ens4u1u1
6: ens4u1u1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
link/ether 48:2a:e3:4c:b1:d1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
RX: bytes packets errors dropped overrun mcast
74327665117 69016965 0 0 0 0
RX errors: length crc frame fifo missed
0 0 0 0 0
TX: bytes packets errors dropped carrier collsns
21405556176 44608960 0 0 0 0
TX errors: aborted fifo window heartbeat transns
0 0 0 0 128
altname enp58s0u1u1
请注意，-s 指定了两次，以查看 struct rtnl_link_stats64 的所有成员。如果指定 -s 一次，则不会显示详细错误。
ip 支持通过 -j 选项进行 JSON 格式化。
队列统计信息¶
队列统计信息可以通过 netdev netlink 系列访问。
目前没有广泛分发的 CLI 可以访问这些统计信息。内核开发工具 (ynl) 可用于试验它们，请参阅 使用 Netlink 协议规范。
协议特定统计信息¶
协议特定统计信息通过相关接口公开，与用于配置它们的接口相同。
ethtool¶
Ethtool 公开常见的低级统计信息。所有标准统计信息都应由设备而不是驱动程序维护（与下一节中描述的驱动程序定义的统计信息相反，后者混合了软件和硬件统计信息）。对于包含非托管交换机的设备（例如，旧式 SR-IOV 或多主机 NIC），计数的事件可能不专门与发送到本地主机接口的数据包相关。换句话说，事件可以在网络端口（MAC/PHY 块）计数，而无需为不同的主机端 (PCIe) 设备进行分离。当内部交换机由 Linux 管理时（NIC 的所谓 switchdev 模式），不应存在这种歧义。
可以通过用于配置的接口访问标准 ethtool 统计信息。例如，用于配置暂停帧的 ethtool 接口可以报告相应的硬件计数器
$ ethtool --include-statistics -a eth0
Pause parameters for eth0:
Autonegotiate: on
RX: on
TX: on
Statistics:
tx_pause_frames: 1
rx_pause_frames: 1
与任何特定功能无关的通用以太网统计信息通过 ethtool -S $ifc 通过指定 --groups 参数公开
$ ethtool -S eth0 --groups eth-phy eth-mac eth-ctrl rmon
Stats for eth0:
eth-phy-SymbolErrorDuringCarrier: 0
eth-mac-FramesTransmittedOK: 1
eth-mac-FrameTooLongErrors: 1
eth-ctrl-MACControlFramesTransmitted: 1
eth-ctrl-MACControlFramesReceived: 0
eth-ctrl-UnsupportedOpcodesReceived: 1
rmon-etherStatsUndersizePkts: 1
rmon-etherStatsJabbers: 0
rmon-rx-etherStatsPkts64Octets: 1
rmon-rx-etherStatsPkts65to127Octets: 0
rmon-rx-etherStatsPkts128to255Octets: 0
rmon-tx-etherStatsPkts64Octets: 2
rmon-tx-etherStatsPkts65to127Octets: 3
rmon-tx-etherStatsPkts128to255Octets: 0
驱动程序定义的统计信息¶
可以使用 ethtool -S $ifc 转储驱动程序定义的 ethtool 统计信息，例如
$ ethtool -S ens4u1u1
NIC statistics:
tx_single_collisions: 0
tx_multi_collisions: 0
uAPI¶
procfs¶
历史的 /proc/net/dev 文本界面提供对接口列表及其统计信息的访问。
请注意，即使此接口在内部使用 struct rtnl_link_stats64，它也会合并某些字段。
sysfs¶
sysfs 中的每个设备目录都包含一个 statistics 目录（例如，/sys/class/net/lo/statistics/），其中包含与 struct rtnl_link_stats64 成员对应的文件。
这个简单的接口特别适用于没有工具访问的受限/嵌入式环境。但是，当读取多个统计信息时，它效率低下，因为它在内部执行 struct rtnl_link_stats64 的完整转储，并且仅报告与访问的文件对应的统计信息。
Sysfs 文件记录在 ABI 文件测试/sysfs-class-net-statistics 中。
netlink¶
rtnetlink (NETLINK_ROUTE) 是访问 struct rtnl_link_stats64 统计信息的首选方法。
统计信息在链接信息请求 (RTM_GETLINK) 和统计信息请求 (RTM_GETSTATS，当请求的 .filter_mask 中设置 IFLA_STATS_LINK_64 位时) 的响应中报告。
netdev (netlink)¶
netdev 通用 netlink 系列允许访问页面池和每个队列的统计信息。
ethtool¶
Ethtool IOCTL 接口允许驱动程序报告特定于实现的统计信息。从历史上看，它也用于报告其他 API 不存在的统计信息，例如每个设备队列的统计信息或基于标准的统计信息（例如 RFC 2863）。
统计信息及其字符串标识符是分开检索的。标识符通过 ETHTOOL_GSTRINGS，其中 string_set 设置为 ETH_SS_STATS，值通过 ETHTOOL_GSTATS。用户空间应使用 ETHTOOL_GDRVINFO 来检索统计信息的数量 (.n_stats)。
ethtool-netlink¶
Ethtool netlink 是旧 IOCTL 接口的替代品。
可以通过在 ETHTOOL_A_HEADER_FLAGS 中设置 ETHTOOL_FLAG_STATS 标志，在 get 命令中请求与协议相关的统计信息。目前，以下命令支持统计信息
ETHTOOL_MSG_PAUSE_GET
ETHTOOL_MSG_FEC_GET
ETHTOOL_MSG_MM_GET
debugfs¶
一些驱动程序通过 debugfs 公开额外的统计信息。
struct rtnl_link_stats64¶
-
struct rtnl_link_stats64¶
主要的设备统计信息结构。
定义:
struct rtnl_link_stats64 {
__u64 rx_packets;
__u64 tx_packets;
__u64 rx_bytes;
__u64 tx_bytes;
__u64 rx_errors;
__u64 tx_errors;
__u64 rx_dropped;
__u64 tx_dropped;
__u64 multicast;
__u64 collisions;
__u64 rx_length_errors;
__u64 rx_over_errors;
__u64 rx_crc_errors;
__u64 rx_frame_errors;
__u64 rx_fifo_errors;
__u64 rx_missed_errors;
__u64 tx_aborted_errors;
__u64 tx_carrier_errors;
__u64 tx_fifo_errors;
__u64 tx_heartbeat_errors;
__u64 tx_window_errors;
__u64 rx_compressed;
__u64 tx_compressed;
__u64 rx_nohandler;
__u64 rx_otherhost_dropped;
};
成员
rx_packets接口接收到的好数据包的数量。对于硬件接口，它会计算主机从设备接收到的所有好数据包，包括主机必须在处理的各个阶段丢弃的数据包（即使在驱动程序中）。
tx_packets成功传输的数据包的数量。对于硬件接口，它会计算主机能够成功交给设备的数据包，这并不一定意味着数据包已成功传输到设备外部，只是设备确认它已将它们从主机内存中复制出来。
rx_bytes接收到的好字节数，对应于 rx_packets。
对于 IEEE 802.3 设备，应计算以太网帧的长度，不包括 FCS。
tx_bytes传输的好字节数，对应于 tx_packets。
对于 IEEE 802.3 设备，应计算以太网帧的长度，不包括 FCS。
rx_errors在此网络设备上接收到的坏数据包的总数。此计数器必须包括由 rx_length_errors、rx_crc_errors、rx_frame_errors 计数且未以其他方式计数事件的其他错误。
tx_errors传输问题的总数。此计数器必须包括由 tx_aborted_errors、tx_carrier_errors、tx_fifo_errors、tx_heartbeat_errors、tx_window_errors 计数且未以其他方式计数事件的其他错误。
rx_dropped接收但未处理的数据包的数量，例如，由于缺少资源或不支持的协议。对于硬件接口，此计数器可能包括由于 L2 地址过滤而丢弃的数据包，但不应包括设备由于缓冲区耗尽而丢弃的数据包，这些数据包在 rx_missed_errors 中单独计数（因为 procfs 将这两个计数器合并在一起）。
tx_dropped在其传输过程中丢弃的数据包的数量，例如，由于缺少资源。
multicast接收到的多播数据包。对于硬件接口，此统计信息通常在设备级别计算（与 rx_packets 不同），因此可能包括未到达主机的数据包。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器可能等同于
30.3.1.1.21 aMulticastFramesReceivedOK
collisions数据包传输期间发生的冲突数。
rx_length_errors由于长度无效而丢弃的数据包数。 /proc/net/dev 中聚合“帧”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器应等同于以下属性的总和
30.3.1.1.23 aInRangeLengthErrors
30.3.1.1.24 aOutOfRangeLengthField
30.3.1.1.25 aFrameTooLongErrors
rx_over_errors接收器 FIFO 溢出事件计数器。
从历史上看是溢出事件的计数。此类事件可以在接收描述符或通过中断报告，并且可能不与丢弃的数据包一一对应。
高速接口的推荐解释是 - 由于数据包不适合主机提供的缓冲区而丢弃的数据包数，例如，大于 MTU 的数据包或环中的下一个缓冲区不可用于分散传输。
/proc/net/dev 中聚合“帧”错误的一部分。
此统计信息在历史上与 rx_fifo_errors 交替使用。
此统计信息对应于硬件事件，通常不用于软件设备。
rx_crc_errors接收到的带有 CRC 错误的数据包数。 /proc/net/dev 中聚合“帧”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器必须等同于
30.3.1.1.6 aFrameCheckSequenceErrors
rx_frame_errors接收器帧对齐错误。 /proc/net/dev 中聚合“帧”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器应等同于
30.3.1.1.7 aAlignmentErrors
rx_fifo_errors接收器 FIFO 错误计数器。
从历史上看是溢出事件的计数。这些事件可以在接收描述符或通过中断报告，并且可能不与丢弃的数据包一一对应。
此统计信息与 rx_over_errors 交替使用。不建议用于高速接口的驱动程序。
此统计信息用于软件设备，例如，用于计算软件数据包队列溢出 (can) 或排序错误 (GRE)。
rx_missed_errors主机错过的数据包的计数。在 /proc/net/dev 中折叠到“drop”计数器中。
计算设备由于缺少缓冲区空间而丢弃的数据包数。这通常表示主机接口比网络接口慢，或者主机没有跟上接收数据包的速率。
此统计信息对应于硬件事件，不用于软件设备。
tx_aborted_errors/proc/net/dev 中聚合“载波”错误的一部分。对于能够进行半双工操作的 IEEE 802.3 设备，此计数器必须等同于
30.3.1.1.11 aFramesAbortedDueToXSColls
高速接口可以使用此计数器作为通用设备丢弃计数器。
tx_carrier_errors由于传输期间载波丢失导致的帧传输错误数。 /proc/net/dev 中聚合“载波”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器必须等同于
30.3.1.1.13 aCarrierSenseErrors
tx_fifo_errors由于设备 FIFO 下溢/下溢导致的帧传输错误数。当设备开始传输帧但无法及时将整个帧传送到发送器以进行传输时，会发生这种情况。 /proc/net/dev 中聚合“载波”错误的一部分。
tx_heartbeat_errors旧半双工以太网的心跳/ SQE 测试错误数。 /proc/net/dev 中聚合“载波”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备可能等同于
30.3.2.1.4 aSQETestErrors
tx_window_errors由于后期冲突（对于以太网 - 在传输的前 64B 之后）导致的帧传输错误数。 /proc/net/dev 中聚合“载波”错误的一部分。
对于 IEEE 802.3 设备，此计数器必须等同于
30.3.1.1.10 aLateCollisions
rx_compressed正确接收的压缩数据包数。此计数器仅对支持数据包压缩的接口有意义（例如 CSLIP、PPP）。
tx_compressed传输的压缩数据包数。此计数器仅对支持数据包压缩的接口有意义（例如 CSLIP、PPP）。
rx_nohandler接口上接收到但被网络堆栈丢弃的数据包数，因为该设备未指定接收数据包（例如，绑定中的备份链路）。
rx_otherhost_dropped由于目标 MAC 地址不匹配而丢弃的数据包数。