为了保证以太网的性能和质量，本文介绍了如何在以Rockchip Android平台上进行以太网吞吐量和丢包测试基本方法和步骤，以及如何使用一些常用的网络测试工具和指标来评估网络的性能。
硬件准备
要测试两台Android设备之间的以太网性能，我们需要准备以下硬件：
- 两台支持以太网的Rockchip Android设备（设备A和设备B）。
- 一台以太网交换机或路由器。
- 两根以太网线。
连接设备
我们需要使用以太网线将设备A和设备B连接到交换机或路由器上，如下图所示：
设置IP地址
需要确保两台设备都在同一个局域网上，这样才能相互通信。例如，可以将设备A的IP地址设置为192.168.1.25，而将设备B的IP地址设置为192.168.1.183。可以通过以下步骤来设置静态IP地址：
- 在设备上打开设置应用，选择“网络”选项。
- 选择“以太网”选项，然后点击右上角的齿轮图标。
- 选择“高级选项”，然后选择“静态”作为IP设置。
- 输入IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器等信息。
- 点击“保存”按钮，完成设置。
安装测试工具
需要在两台设备上安装网络性能测试工具，例如iperf3。iperf3是一个开源的网络性能测试工具，它可以测量TCP和UDP协议下的吞吐量、延迟、丢包率等指标。可以在Android源码中编译iperf3的Android版本，然后push到设备上。
mmm external/iperf3/ # 编译出来在out目录 ./system/bin/iperf3 adb push iperf3 /system/bin/iperf3
进行测试
可以使用iperf来进行以下两种类型的测试：
吞吐量测试
吞吐量是网络的最大数据传输速率，通常以Mbps（兆比特每秒）或Gbps（吉比特每秒）为单位。要测试两台设备之间的吞吐量，我们可以按照以下步骤进行：
- 在设备A上启动
iperf3作为服务器：在终端中输入命令iperf 3 -s并回车。
127|console:/ # iperf3 -s ----------------------------------------------------------- Server listening on 5201 ----------------------------------------------------------- Accepted connection from 192.168.1.25, port 40536 [ 5] local 192.168.1.183 port 5201 connected to 192.168.1.25 port 40538 [ ID] Interval Transfer Bitrate [ 5] 0.00-1.00 sec 11.0 MBytes 92.7 Mbits/sec [ 5] 1.00-2.00 sec 11.0 MBytes 92.6 Mbits/sec [ 5] 2.00-3.00 sec 11.0 MBytes 92.4 Mbits/sec [ 5] 3.00-4.00 sec 11.0 MBytes 92.5 Mbits/sec [ 5] 4.00-5.00 sec 11.0 MBytes 92.5 Mbits/sec [ 5] 5.00-6.00 sec 11.1 MBytes 92.7 Mbits/sec [ 5] 6.00-7.00 sec 11.1 MBytes 92.8 Mbits/sec [ 5] 7.00-8.00 sec 11.1 MBytes 92.7 Mbits/sec [ 5] 8.00-9.00 sec 11.0 MBytes 92.3 Mbits/sec [ 5] 9.00-10.00 sec 11.0 MBytes 92.5 Mbits/sec [ 5] 10.00-10.01 sec 87.7 KBytes 91.5 Mbits/sec - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - [ ID] Interval Transfer Bitrate [ 5] 0.00-10.01 sec 110 MBytes 92.6 Mbits/sec receiver ----------------------------------------------------------- Server listening on 5201 -----------------------------------------------------------
- 在设备B上启动
iperf3作为客户端，连接到设备A：在终端中输入命令iperf3 -c 192.168.1.183并回车。
rk3568_r:/ # iperf3 -c 192.168.1.183 Connecting to host 192.168.1.183, port 5201 [ 5] local 192.168.1.25 port 40538 connected to 192.168.1.183 port 5201 [ ID] Interval Transfer Bitrate Retr Cwnd [ 5] 0.00-1.00 sec 11.8 MBytes 98.7 Mbits/sec 0 143 KBytes [ 5] 1.00-2.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 2.00-3.00 sec 10.8 MBytes 90.7 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 3.00-4.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 4.00-5.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 5.00-6.00 sec 10.8 MBytes 90.7 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 6.00-7.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 7.00-8.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 8.00-9.00 sec 10.8 MBytes 90.7 Mbits/sec 0 151 KBytes [ 5] 9.00-10.00 sec 11.2 MBytes 93.8 Mbits/sec 0 151 KBytes - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - [ ID] Interval Transfer Bitrate Retr [ 5] 0.00-10.00 sec 111 MBytes 93.4 Mbits/sec 0 sender [ 5] 0.00-10.01 sec 110 MBytes 92.6 Mbits/sec receiver
- 观察终端中显示的结果，它会报告每隔一秒钟的吞吐量，以及总共10秒钟的平均吞吐量。
| 参数/测试方向 | 从 192.168.1.25 到 192.168.1.183 (发送端) | 从 192.168.1.25 到 192.168.1.183 (接收端) |
| 测试模式 | TCP | TCP |
| 测试时间 | 10秒 | 10秒 |
| 平均比特率 | 93.4 Mbits/sec | 92.6 Mbits/sec |
| 总传输数据 | 111 MBytes | 110 MBytes |
| TCP重传次数 | 0 | N/A |
| 拥塞窗口 (Cwnd) | 151 KBytes (平均) | N/A |
这个表格提供了一个清晰的视图，展示了TCP测试的关键参数和结果。
问题来了 , 为什么发送了93.4 Mbits/sec 接收却是92.6 Mbits/sec 的数据?
根据我查阅的资料 , 当使用iperf3或其他网络测试工具进行TCP测试时，发送和接收的数据量之间可能存在微小的差异。这种差异可能是由以下几个原因造成的：
- TCP握手和结束过程：TCP连接的建立和结束涉及到一系列的握手过程。例如，三次握手（SYN, SYN-ACK, ACK）用于建立连接，而四次握手用于结束连接。这些握手数据包也占用了一定的带宽，但它们不包含实际的测试数据。
- TCP重传：尽管在提供的结果中没有显示TCP重传，但在实际的网络测试中，可能会有一些数据包丢失并被重传。重传的数据包可能会被计算在发送的数据量中，但由于它们是重复的，所以不会被计算在接收的数据量中。
- 协议开销：TCP/IP协议本身有一些开销，例如头部信息。这些开销可能会被计算在发送的数据量中，但不会被计算在接收的有效数据量中。
- 测试结束时的数据包：在测试结束时，可能有一些数据包仍在网络中传输，但由于测试已经结束，它们没有被计算在接收的数据量中。
- 其他网络因素：例如，网络设备的缓冲、延迟、路由变化等都可能影响到发送和接收的数据量。
当进行网络测试时，微小的数据量差异是正常的。关键是要关注大的差异或异常，因为它们可能指示网络问题或其他潜在问题。
丢包测试
丢包是指在传输过程中丢失的数据包的百分比。丢包会影响网络的可靠性和质量。要测试两台设备之间的丢包率，我们可以使用iperf的UDP模式进行测试，按照以下步骤进行：
- 在设备A上启动
iperf3作为服务器：在终端中输入命令iperf3 -s并回车。
1|console:/ # iperf3 -s ----------------------------------------------------------- Server listening on 5201 ----------------------------------------------------------- Accepted connection from 192.168.1.25, port 40540 [ 5] local 192.168.1.183 port 5201 connected to 192.168.1.25 port 45222 [ ID] Interval Transfer Bitrate Jitter Lost/Total Datagrams [ 5] 0.00-1.00 sec 124 KBytes 1.02 Mbits/sec 1875.838 ms 0/88 (0%) [ 5] 1.00-2.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 5.299 ms 0/91 (0%) [ 5] 2.00-3.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 0.034 ms 0/90 (0%) [ 5] 3.00-4.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 0.015 ms 0/91 (0%) [ 5] 4.00-5.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 0.018 ms 0/90 (0%) [ 5] 5.00-6.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 0.018 ms 0/91 (0%) [ 5] 6.00-7.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 0.015 ms 0/91 (0%) [ 5] 7.00-8.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 0.017 ms 0/90 (0%) [ 5] 8.00-9.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 0.012 ms 0/91 (0%) [ 5] 9.00-10.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 0.012 ms 0/90 (0%) [ 5] 10.00-10.03 sec 4.24 KBytes 1.21 Mbits/sec 0.013 ms 0/3 (0%) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - [ ID] Interval Transfer Bitrate Jitter Lost/Total Datagrams [ 5] 0.00-10.03 sec 1.25 MBytes 1.05 Mbits/sec 0.013 ms 0/906 (0%) receiver ----------------------------------------------------------- Server listening on 5201
- 在设备B上启动
iperf3作为客户端，连接到设备A：在终端中输入命令iperf3 -c192.168.1.183 -u并回车。
rk3568_r:/ # iperf3 -c 192.168.1.183 -u Connecting to host 192.168.1.183, port 5201 [ 5] local 192.168.1.25 port 45222 connected to 192.168.1.183 port 5201 [ ID] Interval Transfer Bitrate Total Datagrams [ 5] 0.00-1.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 [ 5] 1.00-2.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 90 [ 5] 2.00-3.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 [ 5] 3.00-4.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 90 [ 5] 4.00-5.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 [ 5] 5.00-6.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 [ 5] 6.00-7.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 90 [ 5] 7.00-8.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 [ 5] 8.00-9.00 sec 127 KBytes 1.04 Mbits/sec 90 [ 5] 9.00-10.00 sec 129 KBytes 1.05 Mbits/sec 91 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - [ ID] Interval Transfer Bitrate Jitter Lost/Total Datagrams [ 5] 0.00-10.00 sec 1.25 MBytes 1.05 Mbits/sec 0.000 ms 0/906 (0%) sender [ 5] 0.00-10.03 sec 1.25 MBytes 1.05 Mbits/sec 0.013 ms 0/906 (0%) receiver iperf Done.
- 观察终端中显示的结果，它会报告每隔一秒钟的丢包率，以及总共10秒钟的平均丢包率。
| 参数/测试方向 | 从 192.168.1.25 到 192.168.1.183 (发送端) | 从 192.168.1.25 到 192.168.1.183 (接收端) |
| 测试模式 | UDP | UDP |
| 测试时间 | 10秒 | 10秒 |
| 平均比特率 | 1.05 Mbits/sec | 1.05 Mbits/sec |
| 总传输数据 | 1.25 MBytes | 1.25 MBytes |
| 数据包丢失率 | 0/906 (0%) | 0/906 (0%) |
| 平均抖动 (Jitter) | 0.000 ms | 0.013 ms |
这个表格提供了一个清晰的视图，展示了UDP测试的关键参数和结果。
这表示设备A到设备B的丢包率约为0%。要测试反方向的丢包率，只需在设备B上启动服务器并在设备A上启动客户端即可。
其他设置
要进行持续的测试、大量数据的测试以及TCP测试，可以使用以下方法：
1. 持续测试：
使用iperf3的-t参数可以指定测试的持续时间。例如，要进行一个小时的测试，可以使用：
iperf3 -c 192.168.1.183 -t 3600
2. 进行大量数据的测试：
要进行大量数据的测试，可以结合使用-t（时间）和-b（带宽）参数。例如，要测试一个小时的时间内以100 Mbits/sec的速度传输数据，可以使用：
iperf3 -c 192.168.1.183 -t 3600 -b 100M
3. 测试TCP：
默认情况下，iperf3使用TCP进行测试。只需简单地指定客户端和服务器即可：
- 在目标机器上启动
iperf3服务器：
iperf3 -s
- 在Rockchip Android设备上启动
iperf3客户端：
iperf3 -c 192.168.1.183
要进行特定的TCP测试，例如测试不同的TCP窗口大小，可以使用-w参数：
iperf3 -c 192.168.1.183 -w 2M
这将设置TCP窗口大小为2 MB。
- TCP和UDP的性能可能会有所不同，因为TCP是一个连接导向的协议，它有流量控制、拥塞控制和重传机制，而UDP则没有这些特性。
分析结果
可以根据测试结果，观察吞吐量和丢包率，以确定网络的性能。高的吞吐量和低的丢包率通常意味着良好的网络性能。我们也可以将测试结果与其他网络或设备进行比较，以评估相对的性能差异。
比如 , 根据日志我们大概可以分析
- 测试方向：从设备（IP地址为192.168.1.25）到目标主机（IP地址为192.168.1.183）。
- 测试模式：UDP模式。
- 传输速率：每秒的数据传输量，例如在第一秒，传输了129 KBytes的数据。
- 比特率：每秒的数据传输速率，例如在第一秒，数据传输速率为1.05 Mbits/sec。
- 数据报文总数：例如在第一秒，发送了91个数据报文。
- 总结信息：
- 总传输数据：在10秒内，总共传输了1.25 MBytes的数据。
- 平均比特率：在10秒内，平均数据传输速率为1.05 Mbits/sec。
- 抖动（Jitter）：数据报文的延迟变化，这里的值非常小，几乎为0，这是好的。
- 丢失/总数据报文：这里显示了丢失的数据报文数和总的数据报文数。例如，发送了906个数据报文，丢失了0个。
需要关注的重要信息：
- 比特率（Bitrate）：这告诉我们网络的实际传输速度。在这个测试中，它保持在1.05 Mbits/sec，这是一个相对稳定的速率。
- 丢失的数据报文：在UDP传输中，数据报文的丢失是很关键的。在这里，丢失率为0%，这是非常好的。
- 抖动（Jitter）：在实时应用（如VoIP或在线游戏）中，低抖动是很重要的。这里的抖动几乎为0，这意味着网络延迟是非常稳定的。
- 数据报文总数：这可以帮助我们了解测试的规模。
总结
本文介绍了如何在Rockchip Android平台上进行以太网性能测试的基本方法和步骤，以及如何使用一些常用的网络测试工具和指标来评估网络的性能。这只是一个基本的测试方法，根据你的具体需求和环境，可能需要进行更复杂或详细的测试。希望本文对你有所帮助。如果你有任何问题或建议，请在评论区留言。谢谢！
