PING是數據中心里進行網絡診斷的重要工具，哪個網絡工程師在日常工作中都離不開PING。PING發送一個ICMP回聲請求消息給目的地并報告是否收到所預期的ICMP回聲應答，如果在設定的時間內，沒有收到回應報文，則認為網絡是不通的，顯示為Timeout，如果受到了回應報文，則打印出從發出請求報文到收到回應報文所花費的時間，這個時間就是網絡延遲。在一個數據中心內部，網絡延遲自然越低越好，這說明單位時間內，業務流量轉發的速度越快，網絡性能越高，反之網絡性能越低。所以PING是一個很好的檢測網絡延遲的工具，很多數據中心也用PING延遲的指標來判斷網絡運行是否高效。實際上，如果簡單地用PING的結果來判斷網絡延遲，是不夠準確的，甚至還會誤導。本文就來說一說PING延遲的那些事兒。
PING工具在數據中心所有設備中基本都有安裝，包括服務器、網絡、存儲和安全等設備，在這些設備上直接輸入PING，然后帶上一些必要參數，就可以進行PING操作，結果可以很快得到回應。PING延遲是通過發送ICMP echo request包，收到ICMP echo reply包之后，計算發送時間與接收時間之間的差值而得出的。PING缺省每秒發一個echo request，發包的時候不會輸出任何信息，直至收到回應報文的時候才輸出一條信息:
從輸出的信息中可以清楚地看到每個回應報文的花費時間，這個就是PING延遲。除了延遲信息，還有多包總體統計，TTL等信息。很多時候數據中心網絡運維的人員就拿這個數據進行對比，看網絡延遲是否符合要求，如果過大就要人工介入進行排查。在一般情況下，延遲分為四類：
實際上，用PING測出來的網絡延遲是不夠準確的，甚至與實際網絡延遲相差甚遠，為什么呢？首先，PING本身是一個應用層的小工具，PING時與設備CPU繁忙程度有關，很多高優先級的任務都可以搶占PING的資源，PING收發報文的過程在設備本身處理上也要耗費一定時間，這些時間當然也要記錄在延遲中。如果設備收發比較多的報文，PING報文也會受到影響，在很多設備上PING報文優先級都比較低，設備CPU自然優先處理更為重要的業務報文，這樣在有多種報文同時進入設備時，PING報文就會被擠到后面，增大了報文回應的時間，這部分時間也要算到網絡延遲中，這時會看到PING報文延遲時間是有些波動的。其次，很多網絡設備，尤其是交換機設備，交換機是一次學習多次轉發的網絡設備。CPU處理的報文和轉發報文并不在一起處理，CPU一旦學習完成，就將轉發表項下發到硬件中，這樣大部分業務流量由硬件完成轉發，而CPU只處理發向自己的報文以及一些網絡協議報文。交換機的CPU能力都比較弱，如果對交換機進行PING測試會發現，經過交換機轉發的流量延遲非常小，而目的地址是交換機的PING延遲就不夠穩定，并且延遲要大得多，這是因為CPU要耗費比較多的處理報文時間，所以這時用PING來判斷網絡延遲并不準確，此時網絡延遲也許上百毫秒，但是業務流量依然會表現得非常穩定，這時的PING延遲時間并不能反映網絡性能的真實情況。而對于很多路由器、防火墻等設備，所有的業務報文都是CPU處理，這時如果不對PING報文做優先處理，延遲效果也不會太好。所以在用PING進行延遲測試時，要將這些因素排除在外。第三，PING報文都叫ICMP包，ICMP報文也有好多種類型，PING希望收到的是ICMP_ECHOREPLY，但是其他類型的包也都會傳遞給PING，如果網絡中ICMP類型報文很多，PING需要消耗額外的時間和資源去查看這些本來不相干的包，也會產生延遲。最后，服務器網卡驅動、防火墻軟件、網絡設備鏈路質量等等都會影響PING延遲，這些各種各樣因素疊加在一起的時間都要算到PING測的網絡延遲時間中，可見這種PING測試網絡延遲是不準確的，只能從大面上判斷網絡性能的好與差，有時這種判斷還是錯誤的。
經過以上介紹，PING雖然是延遲測試常用工具，但不夠準確。實際上，對數據中心網絡進行延遲測試時，都是用專業的測試儀進行測量，在數據中心網絡的兩個端點接入測試儀，用測試儀打入流量，查看延遲時間，這類延遲測試是非常準確的。在運營商集采測試中，延遲時間已經成為一個必測項，用測試儀測量設備的延遲。為消除各種影響因素，采用專業測試儀測得的結果最接近網絡真實水平。測試儀是非常昂貴的設備，很多數據中心不具備購入測試儀的條件，這樣只能采用PING的方式。為消除設備自身的影響，可以PING一下127.0.0.1或者PING本機的IP地址，這樣不用通過網絡，甚至不用進入網卡驅動程度，這時耗費的時間就是設備自身耗費的時間，從PING延遲時間中將這部分時間去掉。還有，可以多選一些IP地址，多使用一些設備進行PING，然后輸出PING延遲時間的表格，進行統計分析，綜合得出數據中心網絡各個部分的延遲時間，這樣PING延遲才能更接近實際網絡的延遲時間。
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