简单的TCP带宽测试工具TTCP

源码可以从陈硕的github上下载到，位置在muduo-master\examples\ace\ttcp

TTCP是一个传统的测试TCP性能的工具，它主要测试两个机器之间TCP的吞吐量，在应用层模拟消息传递的过程——客户端发送一个包，服务端对包进行确认，并且在确认之前客户端不发送下一个包。可以设置发包的数量和每个包的大小，程序计算传输所有包所用的时间，然后计算出带宽。

操作流程图

以上发送的message都是在应用层中体现的。当一个client发起ttcp的请求时，首先会向server发送一个SessionMessage，里边主要包含了即将发送的数据包个数和每个包的长度。PayloadMessage便是实际的数据，里边包含了一个表示长度的length，和实际的数据data，其中data使用了柔性数组。

main.cc

#include <examples/ace/ttcp/common.h>#include <assert.h>int main(int argc, char* argv[])
{Options options;                               //用来保存输入的参数信息if (parseCommandLine(argc, argv, &options))    //把命令行输入的参数保存到结构体中{if (options.transmit)                        //让发送端和接收端分别执行对应的函数{transmit(options);}else if (options.receive){receive(options);}else{assert(0);}}
}

common.h

#pragma once#include <string>
#include <stdint.h>struct Options
{uint16_t port;                 //端口int length;                     //报文长度int number;                       //报文数量bool transmit, receive, nodelay;  //发送端，接收端，是否在传输层禁用negla算法std::string host;                    //主机名Options(): port(0), length(0), number(0),transmit(false), receive(false), nodelay(false){}
};bool parseCommandLine(int argc, char* argv[], Options* opt);      //解析命令
struct sockaddr_in resolveOrDie(const char* host, uint16_t port);   //通过域名和端口解析出服务端的sockaddrstruct SessionMessage               //本次请求的信息
{int32_t number;                    //报文数量int32_t length;                   //报文长度
} __attribute__ ((__packed__));struct PayloadMessage                //消息报文
{int32_t length;                    //长度char data[0];                       //数据
};void transmit(const Options& opt);    //发送端void receive(const Options& opt);  //接收端

ttcp_blocking.cc

#include <examples/ace/ttcp/common.h>
#include <muduo/base/Timestamp.h>
#include <muduo/base/Types.h>#undef NDEBUG#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>static int acceptOrDie(uint16_t port)                                   //一次只服务一个客户端，创建一个listenfd收到连接就close，返回clientsock
{int listenfd = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);assert(listenfd >= 0);int yes = 1;if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(yes))){perror("setsockopt");exit(1);}struct sockaddr_in addr;muduo::memZero(&addr, sizeof(addr));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(listenfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&addr), sizeof(addr))){perror("bind");exit(1);}if (listen(listenfd, 5)){perror("listen");exit(1);}struct sockaddr_in peer_addr;muduo::memZero(&peer_addr, sizeof(peer_addr));socklen_t addrlen = 0;int sockfd = ::accept(listenfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&peer_addr), &addrlen);if (sockfd < 0){perror("accept");exit(1);}::close(listenfd);return sockfd;
}static int write_n(int sockfd, const void* buf, int length)            //写length个字符，返回写成功的字符个数
{int written = 0;while (written < length){ssize_t nw = ::write(sockfd, static_cast<const char*>(buf) + written, length - written);if (nw > 0){written += static_cast<int>(nw);}else if (nw == 0){break;  // EOF}else if (errno != EINTR){perror("write");break;}}return written;
}static int read_n(int sockfd, void* buf, int length)               //读legnth个字符，返回读到的字符个数
{int nread = 0;while (nread < length){ssize_t nr = ::read(sockfd, static_cast<char*>(buf) + nread, length - nread);if (nr > 0){nread += static_cast<int>(nr);}else if (nr == 0){break;  // EOF}else if (errno != EINTR){perror("read");break;}}return nread;
}void transmit(const Options& opt)                                                      //发送端执行
{struct sockaddr_in addr = resolveOrDie(opt.host.c_str(), opt.port);                   //输入域名端口，返回表示server的sockaddrprintf("connecting to %s:%d\n", inet_ntoa(addr.sin_addr), opt.port);int sockfd = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);assert(sockfd >= 0);int ret = ::connect(sockfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&addr), sizeof(addr)); //连接服务端if (ret){perror("connect");printf("Unable to connect %s\n", opt.host.c_str());::close(sockfd);return;}printf("connected\n");muduo::Timestamp start(muduo::Timestamp::now());                                       //记录当前时间struct SessionMessage sessionMessage = { 0, 0 };                                       //填写信息报文sessionMessage.number = htonl(opt.number);sessionMessage.length = htonl(opt.length);if (write_n(sockfd, &sessionMessage, sizeof(sessionMessage)) != sizeof(sessionMessage))//如果没有全部发送直接退出{perror("write SessionMessage");exit(1);}const int total_len = static_cast<int>(sizeof(int32_t) + opt.length);                    //计算数据报文长度PayloadMessage* payload = static_cast<PayloadMessage*>(::malloc(total_len));assert(payload);payload->length = htonl(opt.length);for (int i = 0; i < opt.length; ++i)                                                 //填充数据{payload->data[i] = "0123456789ABCDEF"[i % 16];}double total_mb = 1.0 * opt.length * opt.number / 1024 / 1024;                     //计算大小printf("%.3f MiB in total\n", total_mb);for (int i = 0; i < opt.number; ++i)                                                  //发收数据{int nw = write_n(sockfd, payload, total_len);assert(nw == total_len);int ack = 0;int nr = read_n(sockfd, &ack, sizeof(ack));                                            //每个包发出之后要等收到对应的确认再发下一个assert(nr == sizeof(ack));ack = ntohl(ack);assert(ack == opt.length);}::free(payload);::close(sockfd);double elapsed = timeDifference(muduo::Timestamp::now(), start);                     //输出结果printf("%.3f seconds\n%.3f MiB/s\n", elapsed, total_mb / elapsed);
}void receive(const Options& opt)
{int sockfd = acceptOrDie(opt.port);                                                   //接受客户端连接struct SessionMessage sessionMessage = { 0, 0 };if (read_n(sockfd, &sessionMessage, sizeof(sessionMessage)) != sizeof(sessionMessage))//读消息报文{perror("read SessionMessage");exit(1);}sessionMessage.number = ntohl(sessionMessage.number);sessionMessage.length = ntohl(sessionMessage.length);printf("receive number = %d\nreceive length = %d\n",sessionMessage.number, sessionMessage.length);const int total_len = static_cast<int>(sizeof(int32_t) + sessionMessage.length);PayloadMessage* payload = static_cast<PayloadMessage*>(::malloc(total_len));         //申请对应大小的缓冲区assert(payload);for (int i = 0; i < sessionMessage.number; ++i)                                       //读数据发ack{payload->length = 0;if (read_n(sockfd, &payload->length, sizeof(payload->length)) != sizeof(payload->length)){perror("read length");exit(1);}payload->length = ntohl(payload->length);assert(payload->length == sessionMessage.length);if (read_n(sockfd, payload->data, payload->length) != payload->length){perror("read payload data");exit(1);}int32_t ack = htonl(payload->length);if (write_n(sockfd, &ack, sizeof(ack)) != sizeof(ack)){perror("write ack");exit(1);}}::free(payload);::close(sockfd);
}

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