机器人控制tcp通信参数调优

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了机器人控制tcp通信参数调优相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

机器人使用WiFi通信,实现指令下传,状态上传。而WiFi信道平时带宽较稳定,但会在某些时候突然中断,造成ping的延时较高,但可以马上恢复。如果一直ping,则一般情况下ping值很小,但长时间(数十分钟)测试,有个别ping出现1s左右延时。并迅速恢复。这种现象对于日常上网、下载文件来说,是不可见的。对于视频播放来说,这种现象会造成卡顿。所以日常看视频时,在某次缓冲不足时卡顿,应该是WiFi信道上的短时中断造成的。

特别是机器人使用websocket传输,在无线信道短暂中断时,tcp连接并不中断,而是进行了超时重传。tcp的超时等待时间指数增加,多次重传后等待时间是数十秒的数量级。所以造成了WiFi信道中断虽然迅速恢复,但由于偶然的漏掉了tcp的前几次重传,导致已存在的tcp连接假死。需等待数十秒才能恢复。而在这漫长的等待过程中,WiFi通信一切良好,只是机器人的控制和状态显示卡死了。

实验了多款路由,均无法避免此问题。所以进行udp对比实验,使用udp和tcp客户端连接echo服务器,测试传输延时。然后断开WiFi适配器,重连,模拟信道故障。

用Python脚本建立了udp和tcp两个客户端,同时以10Hz的频率向echo服务器发送4KByte的数据包,并记录延时时间。将延时时间记录到日志文件中。

实验结果:
udp比tcp恢复速度快很多,tcp受中断后,一般在4秒、9秒时恢复连接,而udp会提前2秒到4秒恢复。若中断时间再长,则tcp超时断开连接,再恢复速度较快。

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图中日志文件记录了udp和tcp的延时,空缺部分为TCP的延时导致,可见,udp由于不等待返回,所以只要网络恢复,就立刻恢复传输。但tcp会延时一定时间。

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上图中的链路断开时间较长,tcp超时断开连接,再恢复速度较快。

但如果反复断开连接重连,则有可能使tcp未彻底断开连接,而进入指数退让。测试中最长出现了18秒的延时。而udp在这段时间中断续工作了8秒。

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实验结论:
若在真实的低信号质量环境中,tcp不会顺利断开连接,可能会发生更长时间的假死。所以,应调低tcp重传时间或次数,或改用udp传输。

进而在机器人上做了修改tcp重传次数的实验:

cd /proc/sys/net/ipv4/
# cat tcp_retries2
15
echo 5 > tcp_retries2
操作机器人走到走廊,信号中断,然后退回,WiFi信号恢复,数据很快恢复,与重传15次对比,恢复速度明显加快
 


以上是关于机器人控制tcp通信参数调优的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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