与iperf UDP性能相比，UDP吞吐量低

Question

通过iperf2工具测量Windows PC和基于Zynq的设备之间的UDP吞吐量时，通过专用的1Gb以太网链路，我的速度约为950 Mb / s。 但是，当在PC上使用我自己的UDP应用程序时，我得到的速度仅为50 Mb / s左右，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while循环（我在其中调用sendto函数）使用1470字节大小的UDP数据包。 XAPP1026提供了Zynq设备上的应用程序，因此不是我的。 我正在查看iperf代码，试图找出它们的不同之处，但是基本上，我找不到任何套接字或udp选项或它们执行的任何类似操作来最大化UDP吞吐量。

这是主要功能的代码（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;
}

因此，我的主要问题是如何像iperf一样最大化UDP吞吐量？

更新：我切换到Ubuntu PC。 结果有所不同，但仍然有一些随机事件在发生。 我要做的第一件事是为eth0设置IP地址（ ifconfig eth0 172.16.0.200 netmask 255.255.255.0 ）和网关地址（ route add default gw 172.16.0.1 ）。 当我使用iperf -c 172.16.0.215 -i 5 -t 25 -u -b 1000m运行iperf时，我的速度约为800 Mbits / sec。 但是，以相同的方式运行了几次iperf之后，突然间我开始只获得大约15 Mbits / sec甚至更低的速度。 我发现需要再次设置IP，网络掩码和网关地址才能获得800 Mbits / sec。 另外，我的UDP应用程序的行为也相同。 在运行用于设置IP地址的命令后，我正在测量957 Mbits / sec（ MAXUDP设置为1470）。 但是经过几次迭代后，它的速度降低到了11 Mbit / s左右。 然后，我再次设置IP地址，该行为重复出现。 因此，正如Kariem在回答中所说的那样，问题不在于代码本身，而在于某些OS，netif配置相关的东西。 但是，我必须在Windows上运行UDP应用程序，因此我需要弄清楚那里发生了什么。 如果你们对Windows中可能发生的事情有任何想法，请现在让我。

Answer 1

计算吞吐量的方式有误。 您的大小以字节为单位设置，因此，在iperf以位为单位的同时，您以字节为单位计算吞吐量。

更改

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

对此

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

我在计算机上运行了一个版本的代码，吞吐量达到1GB。 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

为什么定义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堆栈代替您的应用程序进行必要的分段。 那可能会更有效率。