MTR 网络连通性测试工具基础入门整理

MTR

MTR的全称是 my traceroute，是一个集合了 ping 与 traceroute 功能的网络诊断工具，广泛应用于链路测试。相对于 traceroute 只会做一次链路跟踪测试，mtr会对链路上的相关节点做持续探测并给出相应的统计信息。因此，mtr能避免节点波动对测试结果的影响，所以其测试结果更正确，建议优先使用。

安装mtr

#linux
yum -y install mtr

#macOS
brew install mtr

#alpine
apk add --no-cache mtr

使用mtr

mtr命令格式如下：

mtr [-hvrctglspni46] [-help] [-version] [-report] [-report-cycles=COUNT] [-curses] [-gtk] [-raw] [-split] [-no-dns] [-address interface] [-psize=bytes/-s bytes] [-interval=SECONDS] HOSTNAME [PACKETSIZE]

以 www.baidu.com 为HOSTNAME，使用示例：

mtr www.baidu.com

可选参数	参数说明
`-r`或`-report`	以报告模式显示输出。
`-p`或`-split`	将每次链路跟踪的结果分别列出来。
`-s`或`-psize`	指定ping数据包的大小。
`-n`或`-no-dns`	不对IP地址做域名反解析（参数禁用反向 DNS 查找，这样就会始终显示 IP）。
`-a`或`-address`	设置发送数据包的IP地址。说明：该参数用于主机存在多个IP地址的场景。
-i	发送数据包的时间间隔，默认为 1 秒，小于 1 秒需要 sudo 提权运行。
-c	指定发送数据包的数量，例如发送 20 个数据包（发送数据包后会自动退出，因此可不必添加 r 参数）。
-u	发送 UDP 数据包探测而非默认 ICMP ECHO 数据包。
-4	只使用IPv4协议。
-6	只使用IPv6协议。

可以在mtr命令运行过程中，输入如下参数来快速切换模式。

参数	参数说明
`？`或`h`	显示帮助菜单。
`d`	切换显示模式。
`n`	启用或禁用DNS域名解析。
`u`	使用ICMP或UDP数据包进行探测。
r	重新探测。
o	相关指令。
q	退出探测。

mtr返回示例

以执行mtr 目标IP地址命令为例，返回结果如下：

默认配置下，返回结果列表中各数据项的说明如下。

参数	参数说明
Host	节点IP地址和域名。您可以按`n`键切换显示。
Loss%	节点丢包率。
Snt	已发送数据包数。默认值是10，可以通过参数`-c`指定。
Last	最近一次的探测延迟值，单位是毫秒ms。
Avg	该Host的平均延时，单位是毫秒ms。
Best	该Host的最低延时，单位是毫秒ms。
Wrst	该Host的最高延时，单位是毫秒ms。
StDev	该Host的标准偏差，稳定性的体现。该值越大说明相应节点越不稳定。

WinMTR

WinMTR是mtr工具在Windows环境下的图形化实现，但进行了功能简化，只支持部分mtr的参数。WinMTR默认发送ICMP数据包进行探测，无法切换。

下载安装：WinMTR Visual Traceroute

WinMTR返回示例

以测试目标服务器域名为例，返回示例如下：

测试进行中

默认配置下，返回结果中各数据项的说明如下：

参数	参数说明
Hostname	节点IP地址和域名。
Nr	节点编号。
Loss%	节点丢包率。
Sent	已发送的数据包数量。
Recv	已成功接收的数据包数量。
Best	节点延迟的最小值。
Avg	节点延迟的平均值。
Worst	节点延迟的最大值。
Last	节点延迟的最后一次值。
StDev	标准偏差。该值越大说明相应节点越不稳定。

链路测试结果说明

由于mtr命令有更高的准确性，本文以mtr命令测试结果为例，对链路测试结果的分析进行简要说明。后续的说明，均以如下链路测试结果示例图为基础进行阐述。

网络区域

通常情况下，从客户端到目标服务器的整个链路，会显著的包含如下区域：

客户端本地网络

本地局域网和本地网络提供商网络，如前文链路测试结果示例图中的区域A，一般为前2~3个节点。如果该区域出现异常，如果是客户端本地网络相关节点出现异常，则需要对本地网络进行相应排查分析。否则，如果是本地网络提供商网络相关节点出现异常，则需要向当地运营商反馈问题。
运营商网络

运营商网络，如前文链路测试结果示例图中的区域B，一般有很多个节点，并且会经过很多个骨干网络。如果该区域出现异常，可以根据异常节点IP地址查询该IP地址归属的运营商，然后直接或通过阿里云售后技术支持，向相应运营商反馈问题。
目标服务器本地网络

目标主机归属网络提供商网络，如前文链路测试结果示例图中的区域C，一般为最后目标服务器IP地址前的2~3个节点。如果该区域出现异常，则需要向目标主机归属网络提供商反馈问题。

链路负载均衡

如前文链路测试结果示例图中的区域D。如果中间链路某些部分启用了链路负载均衡，则mtr命令只会对首尾节点进行编号和探测统计。中间节点只会显示相应的IP地址或域名信息。

Avg（平均值）和 StDev（标准偏差）

由于链路抖动或其他因素的影响，节点的Best和Wrst值可能相差很大。而Avg（平均值）统计了自链路测试以来所有探测的平均值，所以能更好的反应出相应节点的网络质量。而StDev（标准偏差值）越高，则说明数据包在相应节点的延时值越不相同（越离散）。所以标准偏差值可用于协助判断Avg是否真实反应了相应节点的网络质量。例如，如果标准偏差很大，说明数据包的延迟是不确定的。可能某些数据包延迟很小（例如25 ms），而另一些延迟却很大（例如350 ms），但最终得到的平均延迟反而可能是正常的。所以此时Avg并不能很好的反应出实际的网络质量情况。

综上，建议分析标准如下：

如果StDev值很高，则同步观察相应节点的Best和Wrst，来判断相应节点是否存在异常。
如果StDev值不高，则通过Avg来判断相应节点是否存在异常。

说明：StDev值高或者不高，并没有具体的时间范围标准，而需要根据同一节点其他列的延迟值大小来进行评估。例如，如果Avg为30ms，当StDev为25ms时，则认为是很高的偏差。而如果Avg为325ms，当StDev同样为25ms时，反而认为是不高的偏差。

Loss%（丢包率）

任一节点的Loss%（丢包率）如果不为零，则说明这一跳网络可能存在问题。导致相应节点丢包的原因通常有如下两种：

运营商基于安全或性能需求，人为限制了节点的ICMP发送速率，导致丢包。
节点确实存在异常，导致丢包。

您可以结合异常节点及其后续节点的丢包情况，来判定丢包原因：
如果随后节点均没有丢包，则通常说明异常节点丢包是由于运营商策略限制所致。可以忽略相关丢包。如前文链路测试结果示例图中的第2跳所示。
如果随后节点也出现丢包，则通常说明异常节点确实存在网络异常，导致丢包。如前文链路测试结果示例图中的第5跳所示。
如果随后节点出现没有丢包的节点和丢包的节点，即相应节点既存在策略限速，又存在网络异常。对于这种情况，如果异常节点及其后续节点连续出现丢包，而且各节点的丢包率不同，则通常以最后几跳的丢包率为准。如前文链路测试结果示例图所示，在第 5、6、7跳均出现了丢包。所以，最终丢包情况，以第7跳的40%作为参考。

延迟

延迟跳变

如果在某一跳之后延迟陡增，则通常判断该节点存在网络异常。如前文链路测试结果示例图所示，从第5跳之后的后续节点延迟陡增，则推断是第5跳节点出现了网络异常。不过，高延迟并不一定完全意味着相应节点存在异常。如前文链路测试结果示例图所示，第5跳之后，虽然后续节点延迟陡增，但测试数据最终仍然正常到达了目的主机。所以，延迟大也有可能是在数据回包链路中引发的。所以，建议结合反向链路测试一并分析。
ICMP限速导致延迟增加

ICMP策略限速也可能会导致相应节点的延迟陡增，但后续节点通常会恢复正常。如前文链路测试结果示例图所示，第3跳有100%的丢包率，同时延迟也明显陡增。但随后节点的延迟马上恢复了正常。所以判断该节点的延迟陡增及丢包是由于策略限速所致。