Modbus TCP 驱动性能测试
测试目的
在 NeuronEX Modbus TCP 驱动连接设备进行大规模数据采集及数据下发场景下，对 NeuronEX 的资源使用情况进行验证，持续监控包括：CPU，内存，网络 IO 及数据下发延迟等。
测试架构
测试环境、机器配置及测试工具
PeakHMI Modbus TCP simulator 是一款用于模拟 Modbus TCP 通信的工具，它允许用户在没有实际硬件的情况下测试和开发基于 Modbus TCP 协议的应用程序。Modbus TCP 是一种常用的工业通信协议，广泛应用于自动化和控制系统中，用于在设备之间传输数据。
部署 NeuronEX 的Linux机器硬件资源：
| NeuronEX 版本 | 操作系统 | CPU | 内存 | CPU 型号 |
|---|---|---|---|---|
| NeuronEX 3.2.1 | Debian GNU/Linux 12 | 4核 | 30Gi | Intel(R) Xeon(R) Platinum 8269CY CPU T 3.10GHz |
- 通过 Prometheus 监控 Linux 机器上 NeuronEX 软件的 CPU、内存、网络 IO 等资源的使用情况。
测试场景
数据采集场景
- 场景一
NeuronEX 配置 1 个 Modbus TCP 驱动，该驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 万数据点位
- 场景二
NeuronEX 配置 5 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 5 万数据点位
- 场景三
NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 10 万数据点位
- 场景四
NeuronEX 配置 1 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 千数据点位
- 场景五
NeuronEX 配置 5 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 5 千数据点位
- 场景六
NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 万数据点位
数据下发场景
- 场景七
在 NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 10 万数据点位的情况下，下发100个数据点位。
结果概述
数据采集性能测试
| 场景 | 驱动数量 | 每个驱动group数 | 每个group点位数 | 采集频率 | 总计点位 | 点位类型 | 内存使用 | CPU 使用 | 网络带宽消耗 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 场景一 | 1个 | 10 | 1000 | 1秒 | 1w | Float | 199MB | 3% | receive：13kb/s transmit：3kb/s |
| 场景二 | 5个 | 10 | 1000 | 1秒 | 5w | Float | 327MB | 13% | receive：69kb/s transmit：16kb/s |
| 场景三 | 10个 | 10 | 1000 | 1秒 | 10w | Float | 497MB | 30% | receive：139kb/s transmit：32kb/s |
| 场景四 | 1个 | 1 | 1000 | 100ms | 1000 | Float | 128MB | 2% | receive：9kb/s transmit：2kb/s |
| 场景五 | 5个 | 1 | 1000 | 100ms | 5000 | Float | 165MB | 12% | receive：47kb/s transmit：12kb/s |
| 场景六 | 10个 | 1 | 1000 | 100ms | 1w | Float | 189MB | 21% | receive：94kb/s transmit：24kb/s |
数据下发延迟测试
| 场景 | 下发方式 | 下发点位数 | 测试次数 | 最小响应时间 | 最大响应时间 | 平均响应时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 在 NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 10 万数据点位在正常采集的情况下。 | API 下发 | 100个 | 100次 | 85ms | 778ms | 523ms |
注意
- 本测试使用的是模拟器设备，并且采集的数据点位地址均为连续地址段，所以 NeuronEX 与真实设备进行数据采集时，系统资源使用会高于本测试结果。
- 如使用 NeuronEX 数据处理功能，进行数据清洗过滤，边缘计算、算法集成，会额外消耗CPU和内存。
具体测试结果
场景一
NeuronEX 配置 1 个 Modbus TCP 驱动，该驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 万数据点位
- 内存使用：199MB
- CPU使用：3%
- 网络 IO 带宽使用： receive:13KB/s; transmit:3KB/s
场景二
NeuronEX 配置 5 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 5 万数据点位
- 内存使用：327MB
- CPU 使用：13%
网络 IO 带宽使用： receive:69KB/s; transmit:16KB/s
场景三
NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 10 个采集组，每个采集组 1 秒 采集 1000个 Float 类型数据，共计 10 万数据点位
- 内存使用：497MB
- CPU 使用：30%
- 网络 IO 带宽使用： receive:139KB/s; transmit:32KB/s
场景四
NeuronEX 配置 1 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 千数据点位
- 内存使用：128MB
- CPU 使用：2%
- 网络 IO 带宽使用： receive:9KB/s; transmit:2KB/s
场景五
NeuronEX 配置 5 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 5 千数据点位
- 内存使用：165MB
- CPU 使用：12%
- 网络 IO 带宽使用： receive:47KB/s; transmit:12KB/s
场景六
NeuronEX 配置 10 个 Modbus TCP 驱动，每个驱动包含 1 个采集组，每个采集组 100 毫秒采集 1000个 Float 类型数据，共计 1 万数据点位
- 内存使用：189MB
- CPU 使用：21%
- 网络 IO 带宽使用： receive:94KB/s; transmit:24KB/s
