确定 TCP 有效负载活动/统计信息答案

【问题标题】：Determine TCP payload activity/statistics确定 TCP 有效负载活动/统计信息
【发布时间】：2013-08-22 15:07:54
【问题描述】：

我想查找给定文件描述符或给定接口的 TCP 有效负载活动计数器（接收的总字节数）。最好是给定的文件描述符，但对于接口就足够了。理想情况下，我真的很想知道任何已确认的字节，即使是我尚未读入用户空间的字节（还没有？）。

我已经看到 getsockopt() 的 TCP_INFO 功能，但据我所知，似乎没有一个字段存储“接收的总字节数”或“传输的总字节数（例如确认）”。

我还看到了接口的 netlink IFLA_STATS+RTNL_TC_BYTES 和 SIOCETHTOOL+ETHTOOL_GSTATS ioctl()（rx_bytes 字段），这些都很棒，但我没有不认为他们能够区分其他层的开销/标头和实际有效负载字节。

procfs 有 /proc/net/tcp 但这似乎也不包含我要查找的内容。

有什么方法可以获取这些特定的数据吗？

编辑：混杂模式对吞吐量有无法承受的影响，所以我无法利用任何使用它的东西。更不用说实现大部分 IP 堆栈来确定哪些数据包是合适的，这超出了我对这个解决方案的预期范围。

目标是对我从 recvmsg() 存储的值有一个总体/不信任/第二次猜测。

正确的做法是正确跟踪这些值，但如果有一个简单的“嘿操作系统？我在此套接字上真正收到了多少字节？”会很有价值。

【问题讨论】：

您可以使用iptables 进行计数。这个答案很有趣：superuser.com/a/264651
你可以使用 libpcap 吗？您可以设置监控接口并准确捕获您想要的数据包类型，然后如果这些数据包符合您的条件，只需增加一个计数器。

标签： linux networking tcp

【解决方案1】：

也可以使用带有 SIOCINQ 的 ioctl 调用来获取接收缓冲区中排队的未读数据量。以下是手册页中的用法：http://man7.org/linux/man-pages/man7/tcp.7.html

int value;
error = ioctl(tcp_socket_fd, SIOCINQ, &value);

对于接口 TCP 统计信息，我们可以使用“netstat -i -p tcp”来查找每个接口的统计信息。

【讨论】：

这很有帮助。这不是我所希望的整个shebang，而是一个很好的信息。
只要我们在讨论解决方案，也可以考虑通过添加新的 IOCTL 值来扩展 TCP 层的 IOCTL 调用。您可以在此处找到定义 SIOCINQ 的位置：lxr.free-electrons.com/source/net/ipv4/tcp.c#L535。基本上，添加一个新结构，它将返回您正在寻找的所有自定义统计信息。显然，这将比混杂模式解决方案更有效。明显的警告是，需要为此编译内核，也许您的用例可能不允许您这样做。
是的，我的意思是将其定义为超出范围。但也许我应该麻烦在上游提交它。

【解决方案2】：

您希望将其用于诊断还是用于开发？

如果进行诊断，tcpdump 可以准确地告诉您网络上发生了什么，通过端口和主机详细信息进行过滤。

如果是为了开发，也许更多关于你想要达到的目标的信息会有所帮助......

ifconfig 给出 RX 和 TX 的总数。

ifconfig 从 /proc/net/dev 获取这些详细信息（您可以通过 strace ifconfig 看到）。

还有 netstat -t 给出的 Send/Receive-Q 值，如果这更接近您想要的值。

【讨论】：

开发：我想对我从recvmsg() 存储的值有一个总体/不信任/第二次猜测。 ifconfig 包括来自 TCP 下层的开销。 netstat -t 的 Receive-Q 值受到抽样错误风险的困扰。为了获得可靠的数字，我可能多久采样一次？值本身多久发布一次到procfs？
我怀疑 procfs 值始终是最新的 - 它不是真正的文件，它是动态生成的。
也许，如果这是作为一种审计机制，你应该在执行recv'ing的代码和使用数据的代码之间放置一些东西。无论是在相同的代码中，还是在一个完全独立的进程中，代理数据并计算过去的数据量。如果不是为了审计，你确定你不想自己统计到目前为止读取的字节数吗？

【解决方案3】：

也许 /proc/net/dev 中的统计信息可以提供帮助。我不熟悉计算有效负载与包括标头在内的完整数据包，因此这使问题更难回答。

至于单个文件描述符的统计数据，我不知道有任何标准方法可以获取该信息。

如果可以控制需要统计信息的程序的启动，则可以使用“拦截器”库来实现自己的 read()、write()、sendto() 和 recvfrom() 调用，将调用传递给标准 C 库（或直接传递给系统调用），保留活动计数器，并找到发布这些值的方法。

【讨论】：

这些数字会在某个时候重置吗？这些是终生数字吗？
这些数字在系统重新启动时重置。可能有一种方法可以在重新启动之间重置它们 - 如果是这样，我希望系统实用程序或 /proc 接口可以提供该功能。此外，如果接口是可插拔的，则应在移除和重新创建接口时重置统计信息。

【解决方案4】：

如果您不想只计算每个接口的总 RX/TX（ifconfig/iproute2 工具中已经提供）...

如果您进一步研究 /proc，您可以获得更多信息。更具体地说是/proc/<pid>/net/dev。

样本输出：

    Inter-|   Receive                                                |  Transmit
 face |bytes    packets errs drop fifo frame compressed multicast|bytes    packets errs drop fifo colls carrier compressed
  eth0: 12106810846 8527175    0 15842    0     0          0    682866 198923814 1503063    0    0    0     0       0          0
    lo: 270255057 3992930    0    0    0     0          0         0 270255057 3992930    0    0    0     0       0          0
  sit0:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

如果您开始查找，信息来自net/core/net-procfs.c 来自Linux kernel（procfs 仅使用此信息）。当然，所有这些都意味着您需要特定的流程来跟踪。

您可以仔细阅读 /proc 中提供的信息，或者如果您需要更稳定的东西，那么专门为您的应用程序复制 net-procfs 功能可能是有意义的。

【讨论】：