与iperf UDP性能相比，UDP吞吐量较低

Question

当使用iperf2工具测量Windows PC和基于Zynq的设备之间的UDP吞吐量时，我通过专用1Gb以太网链路获得约950 Mb/s的吞吐量。但是，在PC上使用我自己的UDP应用程序时，我只能获得大约50 Mb/s的吞吐量，这比iperf测得的吞吐量大大降低。当然，在我的UDP应用程序中，我没有任何处理，只有在我调用sendto函数的循环中，使用大小为1470字节的UDP数据包。 Zynq设备上的应用程序由XAPP1026提供，所以它不是我的。我正在查看iperf代码，试图弄清楚他们做了什么不同，但基本上，我找不到任何套接字或udp选项或类似的工具，以最大化UDP吞吐量。

这里是main函数的代码（MAXUDP定义为1470）：

int main(int argc, char** argv) 
{ 
int sockfd; 
struct sockaddr_in servaddr; 
char sendline[MAXUDP]; 
int i; 
int j; 
const int tr_size = (200 * MB); 
const int npackets = (tr_size/MAXUDP); 
const int neval = 2; 
DWORD start; 
DWORD end; 
int optval; 

WSADATA wsaData; 
if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 1), &wsaData) != 0) 
{ 
    printf("Err: %d\n", WSAGetLastError()); 
    exit(1); 
} 

bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); 
servaddr.sin_family = AF_INET; 
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); 
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.16.0.215"); 

sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); 
Connect(sockfd, (const SA*) &servaddr, sizeof(servaddr)); 

optval = 208*KB; 
Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (const char*) &optval, sizeof optval); 

prep_data(sendline, MAXUDP); 

for (i = 1; i <= neval; i++) 
{ 
    start = GetTickCount(); 
    for (j = 0; j < npackets/neval; j++) 
     sendto(sockfd, sendline, MAXUDP, 0, NULL, NULL); 
    end = GetTickCount() - start; 

    printf("Time elapsed: %d sec.\n", end/1000); 
    printf("Throughput: %d.%3d MB/s\n", (tr_size/neval)/end/1000, (tr_size/neval)/end - (tr_size/neval)/end/1000); 
} 
return 0; 
} 

所以，我的主要问题是如何最大限度地发挥UDP的吞吐量以同样的方式iperf的不是吗？

更新： 我切换到Ubuntu PC。结果是不同的，但仍然有一些随机的东西发生。 我所做的第一件事情是为eth0（ifconfig eth0 172.16.0.200 netmask 255.255.255.0）和网关地址（route add default gw 172.16.0.1）设置IP地址。当我用iperf -c 172.16.0.215 -i 5 -t 25 -u -b 1000m运行iperf时）我正在接近800 Mbits/sec。然而，在以相同的方式运行几次Iperf之后，我突然间只能获得大约15 Mbits/sec甚至更少的速度。我发现我需要再次设置IP，网络掩码和网关地址才能获得800 Mbits/sec。另外，我的UDP应用程序的行为方式也是一样的。我在运行设置IP地址的命令后测量了957 Mbits/sec（其中MAXUDP设置为1470）。但经过几次迭代后，它会减慢到11 Mbits/sec左右。然后我再次设置IP地址，并且行为重复。因此，正如Kariem在他的回答中所述，问题不在于代码本身，而在于某些操作系统，netif配置相关的东西。但是，我必须在Windows上运行我的UDP应用程序，所以我需要弄清楚发生了什么。如果您对Windows中可能发生的情况有任何想法，请立即告诉我。

Answer 1

您在计算吞吐量方面存在错误。你的大小是以字节为单位设置的，所以你在计算你的吞吐量（以字节为单位），而iperf以比特为单位。

变化

printf("Throughput: %d.%3d MB/s\n", (tr_size/neval)/end/1000, (tr_size/neval)/end - (tr_size/neval)/end/1000); 

这个

printf("Throughput: %d.%3d MB/s\n", ((tr_size/neval)/end/1000)*8, (tr_size/neval)/end - ((tr_size/neval)/end/1000)*8); 

我在我的机器上跑了一个版本的代码和我得到1GB的吞吐量。这里是

#include <netinet/in.h> 
#include <string.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <cstdio> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <fcntl.h> 

#define MAXUDP 1470 
#define SERV_PORT 5001 
static inline long int getCurTimeInMs() 
{ 
    struct timeval tp; 
    gettimeofday(&tp, NULL); 
    return tp.tv_sec * 1000 + tp.tv_usec/1000; 

} 


int main(int argc, char** argv) 
{ 
    int sockfd; 
    struct sockaddr_in servaddr; 
    char sendline[MAXUDP]; 
    int i; 
    int j; 
    const int tr_size = (10000 * 1024*1024); 
    const int npackets = (tr_size/MAXUDP); 
    const int neval = 2; 

    int optval; 

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); 
    servaddr.sin_family = AF_INET; 
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); 

     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.0.1.2"); 

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); 


    connect(sockfd, (const sockaddr*) &servaddr, sizeof(servaddr)); 


    optval = 208*1024; 
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (const char*) &optval, sizeof optval); 
    long int start = 0, end = 0; 
    for (i = 1; i <= neval; i++) 
    { 
     start = getCurTimeInMs(); 
     for (j = 0; j < npackets/neval; j++) 
      sendto(sockfd, sendline, MAXUDP, 0, NULL, NULL); 
     end = getCurTimeInMs() - start; 

     printf("Time elapsed: %d sec.\n", end/1000); 
     printf("Throughput: %d.%3d MB/s\n", (tr_size/neval)/end/1000 * 8, (tr_size/neval)/end - (tr_size/neval)/end/1000); 

    } 
    return 0; 
} 

Answer 2

你为什么要定义MAXUDP 1470？尝试将其设置为65535，再次测量并在此处报告。

您不应该将以太网帧大小（1500字节）与UDP数据报大小混淆。不同的东西。让IP栈执行必要的碎片而不是应用程序。这可能更有效率。