# 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 ![alt text](_assets/modbus-arch.png) ## 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 | ::: tip 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 ![alt text](_assets/modbus-memory1.png) - CPU使用：3% ![alt text](_assets/modbus-cpu1.png) - 网络 IO 带宽使用： receive:13KB/s; transmit:3KB/s ![alt text](_assets/modbus-io1-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io1-2.png) ### 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 ![alt text](_assets/modbus-memory2.png) - CPU 使用：13% ![alt text](_assets/modbus-cpu2.png) 网络 IO 带宽使用： receive:69KB/s; transmit:16KB/s ![alt text](_assets/modbus-io2-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io2-2.png) ### 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 ![alt text](_assets/modbus-memory3.png) - CPU 使用：30% ![alt text](_assets/modbus-cpu3.png) - 网络 IO 带宽使用： receive:139KB/s; transmit:32KB/s ![alt text](_assets/modbus-io3-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io3-2.png) ### 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 ![alt text](_assets/modbus-memory4.png) - CPU 使用：2% ![alt text](_assets/modbus-cpu4.png) - 网络 IO 带宽使用： receive:9KB/s; transmit:2KB/s ![alt text](_assets/modbus-io4-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io4-2.png) ### 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 ![alt text](_assets/modbus-memory5.png) - CPU 使用：12% ![alt text](_assets/modbus-cpu5.png) - 网络 IO 带宽使用：  receive:47KB/s; transmit:12KB/s ![alt text](_assets/modbus-io5-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io5-2.png) ### 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 ![alt text](_assets/modbus-memory6.png) - CPU 使用：21% ![alt text](_assets/modbus-cpu6.png) - 网络 IO 带宽使用： receive:94KB/s; transmit:24KB/s ![alt text](_assets/modbus-io6-1.png) ![alt text](_assets/modbus-io6-2.png)