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服务器偶发网络抖动但 ping 正常的 tracepoint:net:netif_receive_skb 追踪

冷炫風刃

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发布时间:2026-01-28 15:02:02

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来源于php中文网

原创

tracepoint:net:netif_receive_skb 能捕获处理延迟抖动而非丢包,因它在数据包入协议栈首刻触发,反映处理及时性;而 ping 仅验证端到端通断,不暴露中间软中断、RPS 或邻居子系统等导致的微秒级延迟。

服务器偶发网络抖动但 ping 正常的 tracepoint:net:netif_receive_skb 追踪

为什么 tracepoint:net:netif_receive_skb 能抓到抖动但 ping 不丢包

因为 tracepoint:net:netif_receive_skb网卡驱动将数据包送入内核协议的第一刻就触发,它反映的是「进来的原始包是否被及时处理」;而 ping 只测 ICMP echo reply 的端到端通断,中间哪怕有几十毫秒的软中断延迟、ksoftirqd 拥塞、或 RPS 队列不均,只要包最终被处理并回包,ping 就显示正常——抖动藏在处理延迟里,不是丢包。

常见现象包括:ping 延迟从 0.3ms 突跳到 12ms,但无丢包;ss -i 显示 retrans 不增,netstat -s | grep -i "receiving errors" 却持续增长;用 perf record -e 'tracepoint:net:netif_receive_skb' -a sleep 10 能看到时间戳间隔毛刺明显。

如何用 perf 正确抓 netif_receive_skb 并过滤抖动时段

直接 perf record 默认采样精度不够,容易漏掉单次抖动事件。关键在于加时序约束和上下文过滤:

  • perf record -e 'tracepoint:net:netif_receive_skb' --call-graph dwarf -g -a --timestamp --clockid=monotonic_raw,确保时间戳来自硬件单调时钟,避免系统时间调整干扰
  • -F 9999 强制高采样率(部分内核需 patch 才支持 tracepoint 高频采样,否则默认是 per-event 触发,非采样)
  • 抖动分析时,别只看 perf script 文本输出——用 perf script -F time,comm,pid,event,ip,sym 导出带纳秒时间戳的原始流,再用 awk 或 Python 统计相邻事件的 delta > 5ms 的样本
  • 若只想看特定网卡,先查 cat /sys/class/net/eth0/device/subsystem/devices/*/net/eth0/name 确认设备路径,再通过 perf probe 关联 netif_receive_skbskb->dev->name 字段(需开启 CONFIG_KPROBE_EVENTS

netif_receive_skb 抖动的三个典型内核层原因

这个 tracepoint 触发慢 ≠ 网卡慢,而是协议栈入口卡住了。高频原因有:

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  • ksoftirqd/N CPU 利用率短期飙高:RPS/RFS 开启但队列绑定不合理,导致某个 CPU 软中断堆积;检查 /proc/softirqsNET_RX 列的增量分布
  • 邻居子系统阻塞:当大量新 IP 出现且 ARP 表未预热,neigh_event_send() 可能触发同步 ARP 请求,阻塞 netif_receive_skb 流程(尤其在容器场景下频繁建连)
  • tc ingress 或 cls_u32 分类器规则复杂:即使没做限速,仅匹配动作(如 match ip src)在高吞吐下也会引入可观延迟;用 tc filter show dev eth0 parent ffff: 查看是否有非 trivial 规则

比 perf 更轻量的实时观测替代方案

如果生产环境禁用 perf 或担心开销,可用 bpftool + eBPF 替代,资源占用低一个数量级:

  • bpftrace -e 'tracepoint:net:netif_receive_skb { @ts[tid] = nsecs; } tracepoint:net:netif_receive_skb /@ts[tid]/ { $delta = nsecs - @ts[tid]; if ($delta > 5000000) {@hist = hist($delta); delete(@ts[tid]); } }' 实时直方图输出 >5ms 延迟分布
  • 注意:eBPF tracepoint 不支持直接读 skb 内容字段(如 skb->len),但可通过 args->skb 地址 + bpf_probe_read_kernel 安全读取,前提是内核开启 CONFIG_BPF_KPROBE_OVERRIDE
  • 抖动持续时间短于 100μs 时,tracepoint 自身开销(约 300ns)会掩盖信号,此时应切到 raw_tracepoint:skb:kfree_skb 或硬件 PMU(如 cycles)交叉比对

真正难定位的抖动,往往发生在 tracepoint 触发之后、协议栈进一步分发之前——比如 RPS 队列锁竞争、或 mempool 初始化失败导致临时 fallback 到 slab 分配。这时候 netif_receive_skb 时间戳只是表象,得顺着它引出的 PID 去查对应进程的调度延迟和内存分配路径。

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