【原创】Percona 之 tcprstat 安装及使用

      tcprstat 是一个免费、开源的 TCP 分析工具，可以用来观测网络通信状态以及计算 request 和 response 之间的延迟。通过它可以获得应答时间统计信息并将其显示输出。输出格式类似于 Unix 中各种 -stat 工具的模式，如 vmstat、iostat、mpstat 。该工具可以选择观测指定 port 上的通信负载，这种方式使其在针对单实例 daemon 进程 request-response 时间测量上具有实际意义，例如针对 mysqld、httpd、memcached 等。

tcprstat 的优点：

• 轻量级。无需写和分析大块日志文件。
• request 和 response 之间时间间隔的精度为微秒。
• 输出结果易于导入到 spreadsheet 中，易于通过命令行脚本进行处理，易于通过 gnuplot 进行绘图。
• 协议无关性。可被用于各种具有 request-response 模式的 client-server 协议模型。

      tcprstat 是与 tcpstat 相近的工具，但是其专注于 response 时间的测量，而不是网络通信负载的量和包大小。所以它是更加符合目标驱动性能优化（Goal-Driven Performance Optimization）的技术。
      下面是一个 tcprstat 输出样例，内容显示的是 MySQL 服务器的 3306 端口上的网络通信情况。

# tcprstat -p 3306 -t 1 -n 5
timestamp	count	max	min	avg	med	stddev	95_max	95_avg	95_std	99_max	99_avg	99_std
1283261499	1870	559009	39	883	153	13306	1267	201	150	6792	323	685
1283261500	1865	25704	29	578	142	2755	889	175	107	23630	333	1331
1283261501	1887	26908	33	583	148	2761	714	176	94	23391	339	1340
1283261502	2015	304965	35	624	151	7204	564	171	79	8615	237	507
1283261503	1650	289087	35	462	146	7133	834	184	120	3565	244	358

      内容以每次一行、一行一秒的形式输出，输出持续了 5 秒时间。每一行都包含了时间戳，且包含了与 query 对应的 response 的时间。列输出中包含了标准的 response 时间值，以微秒为单位。同时还给出了各种 95% 和 99% 应答时间的值。
      response 时间值的计算是通过测量最后收到包和随后第一个发出包之间的花费时间来计算的。仅包含 TCP 控制信息的特定类型的包会被忽略。

运行 tcpstat 需要 root 权限。

      最简单的用法是所有参数都采用默认值来执行该工具。默认情况下，其会测量一次 10 秒时间长度的 TCP 通信量，并输出显示内容头和一行统计信息值。

  # timestamp	count	max	min	avg	med	stddev	95_max	95_avg	95_std	99_max	99_avg	99_std
  1283265068	23892	425546	30	505	161	6240	835	186	102	4179	261	429

      实际使用中，你通常会选择一个指定的 port 来进行测量，并设置其迭代执行次数，以及改变默认的 10 秒长度的测量时间间隔。为了完成这些设置，需要使用下列参数：

1. -p <port> 选择一个端口。
2. -i <secs> 设置测量的时间间隔，以秒为单位。
3. -n <iter> 迭代执行的次数；0 意味着无限循环。

例如，为了以一秒为时间间隔持续观察 Sphinx 通信状况，需要执行：

      tcprstat 的输出内容可以被改变：包含或者省略其所测量得到的网络通信各的种类型统计信息。默认输出的列包含了一些在大多场景下有用的项。输出可以通过格式代码 %C 来进行控制，其中 C 是单个字符。下表中给出了各种格式代码和其对应的输出含义。

      你能够通过自定义控制选项 -f 来改变 tcpstat 的输出格式。例如，为了输出每秒向 MySQL 服务器 3306 端口发送的 request 数，执行下面的命令：

# tcprstat -f '%n\n' -p 3306 -t 1 -n 0
count
2212
2070
...

      你同样可以使用百分比指示符，以显示占 response 时间总体值 N% 的统计值。该工具当前默认仅支持 95% 和 99% 两种输出。如果想要输出任意百分比值的统计信息，则需要在 % 字符和格式代码之间插入指定的百分比值。默认的列输出中将会包含相应的百分比头部信息。下面的列子中以微秒为单位，输出了最大、95%、99% response 时间的值：

# tcprstat -f '%M\t%95M\t%99M\n' -p 3306 -t 1 -n 0
max	95_max	99_max
31221	411	3001
52721	495	2828
12173	507	1513
...

      tcpstat 不仅能够对实时网络通信进行分析，还能够对通过 tcpdump 创建的网络通信抓包文件进行分析。这也就使得在微秒可以在某台机器上进行网络通信转包，而在另外的机器上在任意的时间点对其进行分析。为了将网络包存放下来以备日后分析，需要在执行 tcpdump 时指定 -w 参数来确定保存文件名。之后，tcprstat 可以使用 -r 选项从上述文件中读取并分析网络通信内容。

      tcprstat 通常情况下，能够根据本地网卡接口上绑定的一系列ip地址，确定收到的 request 和发出的 response 之间的配对关系。但是，从文件中获取信息进行分析的时候可能会无法正确处理，因为该文件是从一个不同的 host 上获取到的。在这种情况下，你可以使用 -l 选项自定义指定一组 ip 地址用于分析文件内容。


命令行选项

      下面是一份完整的 tcpstat 命令行选项清单。你也总是可以通过 --help 选项获取到完整的命令行选项及其相应的使用信息。