局域网内主机传输速度慢问题排查

问题#

Windows主机通过sftp向同局域网内的Ubuntu22.04主机上传文件时发现传输速度基本为0

Windows主机无线连接路由器，Ubuntu主机通过网线连接路由器。

排查过程#

`iperf3` 测试原始网络带宽#

两台主机分别安装iperf3：

1
apt update
2
apt install iperf3

一台运行服务端，一台连接，我这里在192.168.0.105主机运行的服务端

1
# 运行服务端
2
iperf3 -s
3

4
# 另一台主机连接
5
iperf3 -c 192.168.0.105 -t 10 -P 4

测试结果如下：

1
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
2
[  5]   0.00-10.01  sec  1.14 MBytes   954 Kbits/sec  318             sender
3
[  5]   0.00-9.29   sec  1.08 MBytes   979 Kbits/sec                  receiver
4
[  8]   0.00-10.01  sec  1.20 MBytes  1.00 Mbits/sec  333             sender
5
[  8]   0.00-9.29   sec  1.13 MBytes  1.02 Mbits/sec                  receiver
6
[ 10]   0.00-10.01  sec  1.11 MBytes   928 Kbits/sec  314             sender
7
[ 10]   0.00-9.29   sec  1.04 MBytes   938 Kbits/sec                  receiver
8
[ 12]   0.00-10.01  sec  1.26 MBytes  1.06 Mbits/sec  340             sender
9
[ 12]   0.00-9.29   sec  1.19 MBytes  1.07 Mbits/sec                  receiver
10
[SUM]   0.00-10.01  sec  4.70 MBytes  3.94 Mbits/sec  1305             sender
11
[SUM]   0.00-9.29   sec  4.44 MBytes  4.01 Mbits/sec                  receiver
12

13
iperf Done.

可以发现总带宽仅 ~4 Mbps，且重传（Retr）高达1305次，网络存在严重问题

排查物理层的网卡#

先通过ifconfig查看网卡，例如我这里一台是eth0，一台是enp3s0，通过ethtool查看网卡状态（如果没有则先apt install ethtool）

1
# 查看主机1网卡状态
2
ethtool enp3s0
3

4
# 输出如下：
5
Settings for enp3s0:
6
        Supported ports: [ TP    MII ]
7
        Supported link modes:   10baseT/Half 10baseT/Full
8
                                100baseT/Half 100baseT/Full
9
                                1000baseT/Full
10
        Supported pause frame use: Symmetric Receive-only
11
        Supports auto-negotiation: Yes
12
        Supported FEC modes: Not reported
13
        Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
14
                                100baseT/Half 100baseT/Full
15
                                1000baseT/Full
16
        Advertised pause frame use: Symmetric Receive-only
17
        Advertised auto-negotiation: Yes
18
        Advertised FEC modes: Not reported
19
        Link partner advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
20
                                             100baseT/Half 100baseT/Full
21
                                             1000baseT/Half 1000baseT/Full
22
        Link partner advertised pause frame use: No
23
        Link partner advertised auto-negotiation: Yes
24
        Link partner advertised FEC modes: Not reported
25
        Speed: 1000Mb/s
26
        Duplex: Full
27
        Auto-negotiation: on
28
        master-slave cfg: preferred slave
29
        master-slave status: slave
30
        Port: Twisted Pair
31
        PHYAD: 0
32
        Transceiver: external
33
        MDI-X: Unknown
34
        Supports Wake-on: pumbg
35
        Wake-on: d
36
        Link detected: yes

重点关注输出中的：

Speed: 1000Mb/s （应该是1000，而不是10或100）
Duplex: Full （应该是全双工）
Link detected: yes

另一个主机：

1
ethtool eth0
2

3
# 输出
4
Settings for eth0:
5
        Supported ports: [ ]
6
        Supported link modes:   Not reported
7
        Supported pause frame use: No
8
        Supports auto-negotiation: No
9
        Supported FEC modes: Not reported
10
        Advertised link modes:  Not reported
11
        Advertised pause frame use: No
12
        Advertised auto-negotiation: No
13
        Advertised FEC modes: Not reported
14
        Speed: 10000Mb/s
15
        Duplex: Full
16
        Port: Other
17
        PHYAD: 0
18
        Transceiver: internal
19
        Auto-negotiation: off
20
        Current message level: 0x000000f7 (247)
21
                               drv probe link ifdown ifup rx_err tx_err
22
        Link detected: yes

可以发现网卡并没有故障，问题的主要原因并不是网卡

更换网线#

更换一根新的网线，再次通过iperf3测速，发现速度还是很低，那么主要原因也不是网线

同时通过网线连接路由器#

网线和网卡都没有问题，那么有理由怀疑是路由器的问题了，目前使用的习惯是在公司中的习惯：

即笔记本连接Wifi，然后访问局域网中主机的共享文件夹（ftp）

公司中通常是企业级方案，是否应该怀疑是路由器瓶颈了，无法像在公司中那样以较高的速度传输大文件

经过实测，两台主机都通过网线连接路由器，再次使用iperf3测速，结果如下：

1
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
2
[  5]   0.00-10.00  sec   240 MBytes   202 Mbits/sec    0             sender
3
[  5]   0.00-9.95   sec   240 MBytes   202 Mbits/sec                  receiver
4
[  8]   0.00-10.00  sec   297 MBytes   249 Mbits/sec    0             sender
5
[  8]   0.00-9.95   sec   297 MBytes   250 Mbits/sec                  receiver
6
[ 10]   0.00-10.00  sec   296 MBytes   249 Mbits/sec    0             sender
7
[ 10]   0.00-9.95   sec   296 MBytes   249 Mbits/sec                  receiver
8
[ 12]   0.00-10.00  sec   279 MBytes   234 Mbits/sec    0             sender
9
[ 12]   0.00-9.95   sec   279 MBytes   235 Mbits/sec                  receiver
10
[SUM]   0.00-10.00  sec  1.09 GBytes   934 Mbits/sec    0             sender
11
[SUM]   0.00-9.95   sec  1.09 GBytes   938 Mbits/sec                  receiver

这次速度跑满千兆带宽了

问题原因#

数据转发路径完全不同

两台设备都通过网线连接（有线↔有线）
- 数据路径：PC1（有线） -> 路由器的交换机芯片 -> PC2（有线）
- 硬件处理：现代家用路由器的有线LAN口通常由一个内置的高速交换机芯片直接管理。这个芯片专门为高速有线数据交换而设计。
一台有线、一台无线（有线↔无线）
- 数据路径：PC1（有线） -> 路由器的交换机芯片 -> 路由器的中央处理器（CPU） -> 路由器的无线芯片（Wi-Fi Radio） -> PC2（无线）
- 硬件处理：数据必须从交换机芯片出来，交给路由器的CPU进行处理，再由CPU指令无线芯片将数据发送出去。这个过程完全依赖于软件的“桥接”功能，无法使用高效的硬件交换

打个比方：

有线↔有线：就像在两个办公室之间修建了一条直达高速公路，车流畅通无阻
有线↔无线：就像车辆下了高速公路后，必须进入一个繁忙的、只有一个收费亭的市区环岛，所有车都要在这个环岛里排队、等待CPU这个“收费员”处理，才能驶向目的地（无线端）。这个环岛就是最大的瓶颈。

尝试复现#

将笔记本的网线拔掉，恢复成wifi连接路由器，查看链接速度为1000Mbps，没有问题，再次通过iperf3测速，速度仍接近于0，问题稳定复现，确实是一个无线连接一个有线连接的问题

问题#