Linux/Ubuntu下多机间基于socket通信进行数据交互及C++代码实现
一、测试说明
- 项目需要两台主机（视觉端Nvidia AGX Xavier；控制端Intel NUC10i7）进行机器人位姿、关节指令等double数据传输，计划使用socket通信实现；
- 两台主机通过一条网线建立局域网，分别创建新的有线连接：
服务器端：ipv4：192.168.56.3；子网掩码：255.255.255.0；网关：192.168.56.1
客户端：ipv4：192.168.56.2；子网掩码：255.255.255.0；网关：192.168.56.1 - 服务器端先启动，后启动客户端；
- 一定要长时间测试双方通信过程中的收发延时以及数据丢失情况；
二、数据传输实时性及稳定性提升方案
- 巨帧（jumbo frame）
# MTU(最大传输单元)的缺省值为1500，通过下面命令将其改为9000
# 每次开机都要重新设置，可设置开机自启动脚本
ifconfig eth0 mtu 9000
经测试，mtu默认保持1500时，发送端发送10000次数据，接收端只能收到300左右。将mtu改为9000后基本消除这个问题。
- 更改双方收发缓冲区大小
缓冲区大小计算公式：链接带宽（link_bandwidth）* 往返时间（RTT）/ 8；
例如，如果应用程序是通过一个 100Mbps 的局域网进行通信，其 RRT 为 50 ms，那么缓冲区就是：100 MBps * 0.050 sec / 8 = 0.625 MB = 625 KB
在代码中设置缓冲区大小时，需要转换量级：625 KB * 1024 = 640,000 Byte
实际测试发现，计算出的缓冲区大小往往只有几十KB（详见代码附录）
# 查询链接带宽，打印结果中有一项关于speed的信息即为带宽
sudo apt install ethtool
ethtool 网卡名称
# 往返时间RRT查询方法
ping ip地址
- 设置双方缓冲区大小
int ret, sock, sock_buf_size;
sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
sock_buf_size = BDP;
ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
(char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );
ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
(char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );
三、C++代码
- 服务器端：
/*
* @Author: XUYANG
* @Date: 2022-02-18 15:07:04
* @LastEditTime: 2022-02-18 17:59:15
* @LastEditors: XUYANG
* @Description:
* @FilePath: \src\auto_charging_system\robot_planner\src\socket_proc.cpp
*/
//#include commands = {12.0, 12.0, 12.0, 12.0, 12.0, 12.0};
// vector commands = {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1};
vector<double> commands = {12.3, 12.3, 12.3, 12.3, 12.3, 12.3};
// vector commands = {123.0, 123.0, 123.0, 123.0, 123.0, 123.0};
// vector commands = {120, 120, 120, 120, 120, 120};
while (1)
{
// 接受
netRobot->socketRecvRun();
netRobot->parseCommand();
// 发送
netRobot->socketSendRun(commands, 0);
usleep(1000); // 微秒
}
// netRobot->socketRecvRun();
// netRobot->parseCommand();
// // 发送
// netRobot->socketSendRun(commands, 0);
// close(netRobot->new_fd_);
return 0;
}
- 客户端
#include commands = {123, 123.0, 123.0, 123.0, 123.0, 123.0};
while (1)
{
// 接受
netClient->socketRecvRun();
netClient->parseCommand();
// 发送
netClient->socketSendRun(eepose, 4);
usleep(1000); // 微秒
}
// gettimeofday(&netClient->tv, NULL);
// printf("millisecond: %ld\n", netClient->tv.tv_sec * 1000 + netClient->tv.tv_usec / 1000); // 毫秒
// printf("microsecond: %ld\n", netClient->tv.tv_sec * 1000000 + netClient->tv.tv_usec); // 徽秒
// netClient->socketSendRun(joint_current, 2);
// netClient->socketRecvRun();
// netClient->parseCommand();
// gettimeofday(&netClient->tv, NULL);
// printf("millisecond: %ld\n", netClient->tv.tv_sec * 1000 + netClient->tv.tv_usec / 1000); // 毫秒
// printf("microsecond: %ld\n", netClient->tv.tv_sec * 1000000 + netClient->tv.tv_usec); // 徽秒
// close(netClient->sock_fd_);
return 0;
}