MQTT协议&&对比TCP网络性能测试&&模拟弱网测试

MQTT正常外网压测数据---时延diff/ms如下图：

MQTT实车外网非弱网压测数据---时延diff/ms如下图：

MQTT外网弱网压测数据

MQTT实车弱网压测数据

TCP正常外网压测数据

TCP正常实车外网压测数据

TCP弱网外网压测数据

TCP弱网实车外网压测数据

平行驾驶工程场景

一、信号网络好的情况，tcp响应时延会有高的情况，mqtt正常，mqtt稳定性强

1.1 11:04:40 掉自驾（ 强网络区域，tcp 连接异常 , mqtt正常 ），移动三格，电信两格

exit parallel unexpect! [;ctrl cmd hz = 14 < 15 check interval = 800ms]

1.2 11:06:21 掉自驾（ 强网络区域，tcp 连接异常 , mqtt正常 ）移动三格，电信三格

exit parallel unexpect! [;no pong in last 1720ms, now = 1702177579390 lastPongTime = 1702177577637]

二、弱网情况下，tcp响应时延高时 , mqtt响应时延较好，mqtt抗弱网能力强

2.1 11:00:50 掉自驾 （ 弱网区域，tcp 连接异常 , mqtt正常 ）

exit parallel unexpect! [;no pong in last 1720ms, now = 1702177248310 lastPongTime = 1702177246557]

2.2 11:02:21 掉自驾 （ 弱网区域，tcp 连接异常 , mqtt正常 ）

exit parallel unexpect! [;ping latency = 403ms > 350ms] 

三、强弱网情况下，tcp 连接断开，mqtt也连接断开，网络极差时mqtt与tcp一致。

3.1 10:11 路过强弱网区域，掉自驾，车的长连接也掉了

四、在网络不佳的情况下，TCP时延和MQTT时延都会出现波动

4.1 10:04--10:08 路过弱网区域，无掉自驾, 视频与指令有延迟高， mqtt也有时延高。

测试总结

       1. 信号网络好的情况，tcp响应时延会有高的情况， mqtt正常---mqtt稳定性强。
       2. 弱网情况下，tcp响应时延高，mqtt响应时延较好---mqtt抗弱网能力强。
       3. 强弱网情况下，tcp 连接断开，mqtt也连接断开---网络极差时mqtt与tcp一致。
       4. 在网络不佳的情况下，TCP时延和MQTT时延都会出现波动。

待完善---

        1. 弱网梯度划分需要更细致，以至于可以对于工程场景更为细化的评估

        2. 不同梯度的tcp跟mqtt的数据对比

结论

在弱网场景下，MQTT和TCP的网络性能表现会有所不同。下面是它们在弱网环境中的对比：

1. 连接建立：MQTT使用基于TCP的协议栈，因此在弱网环境中，与TCP相比，MQTT的连接建立可能需要更长的时间。TCP协议在建立连接时会进行三次握手，这可能在高延迟或丢包较多的网络中引起连接延迟和失败。

2. 传输效率：在弱网环境中，MQTT相对于原生TCP可能具有更好的传输效率。MQTT协议通过使用轻量级的消息头和可压缩的消息负载，可以减少数据包的大小和传输延迟。此外，MQTT支持发布/订阅模型，可以减少不必要的网络流量。

3. 断线重连：TCP在弱网环境中的一个优势是它具备自动的断线重连机制。当网络连接中断并重新恢复时，TCP会自动尝试重新建立连接。相比之下，MQTT协议并没有内置的断线重连机制，你需要在应用层实现断线重连逻辑。

4. 丢包处理：TCP协议在传输过程中具有可靠性保证和自动的重传机制。在弱网环境中，TCP会尽力确保数据的可靠传输，通过自动重传丢失的数据包来保证数据的完整性。MQTT作为基于TCP的协议，也能从TCP的可靠性机制中受益。

综上所述，虽然MQTT基于TCP，但它通过一些优化和特性，如轻量级的消息格式和发布/订阅模型，可以在弱网环境中表现得更好。但需要注意的是，MQTT的性能仍然受限于底层TCP连接的建立和维护。在实际应用中，在弱网环境下选择适当的协议还需综合考虑网络条件、实时性要求和数据传输的可靠性等因素。