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网络性能测试以及流量监测

1. 快速开始

安装依赖​

# Ubuntu/Debian
sudo apt install iperf3 sockperf python3 python3-psutil

# CentOS/RHEL  
sudo yum install iperf3 sockperf python3 python3-psutil

基本使用​

  1. 启动服务端（在VR设备或目标服务器上）

    python3 vr_network_server.py
    • 服务端只负责启动监听，不显示性能数据
    • 测试完成后显示简单的完成提示

  2. 运行客户端测试（在测试机器上）

    python3 vr_network_client.py <VR设备IP>
    • 客户端负责数据分析和结果展示
    • 显示完整的性能指标和VR适用性评估

2. 网络性能测试

📊 测试指标​

核心四大指标（仅客户端显示）：

  • ⚡ 延迟: 通过ping测试获取RTT延迟数据
  • 📈 抖动: 网络延迟波动（iperf3 jitter）
  • 📦 丢包率: 数据包丢失百分比
  • 🚀 吞吐量: 实际数据传输速率
  • 🎮 VR适用性: 综合评估是否适合VR应用

🛠️ 高级配置​

自定义数据包大小​

# 小包测试 (模拟手势数据)
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -l 256 -b 1M

# 中包测试 (模拟复合数据)  
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -l 2048 -b 10M

# 大包测试 (模拟视频流)
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -l 8192 -b 50M

调整流量大小​

# 低流量测试
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -b 1M

# 高流量测试  
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -b 100M

长时间稳定性测试​

python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -t 300  # 5分钟
python3 vr_network_client.py 192.168.1.100 -t 1800 # 30分钟

📋 参数说明​

服务端 (vr_network_server.py)​

  • -p, --port: 监听端口 (默认: 9019)
  • -B, --bind: 绑定IP地址 (默认: 0.0.0.0)

客户端 (vr_network_client.py)​

  • server_ip: 服务器IP地址 (必需)
  • -p, --port: 服务器端口 (默认: 9019)
  • -l, --length: 数据包大小 (bytes, 默认: 512)
  • -b, --bandwidth: 目标带宽 (如: 1M, 10M, 100M, 默认: 5M)
  • -t, --time: 测试时长 (秒, 默认: 30)
  • --tcp: 使用TCP协议 (默认UDP)

🎯 VR测试场景推荐​

Quest3 手势数据测试​

python3 vr_network_client.py <quest3_ip> -l 512 -b 2M -t 60

高频传感器数据测试​

python3 vr_network_client.py <quest3_ip> -l 256 -b 5M -t 120

视频流质量测试​

python3 vr_network_client.py <quest3_ip> -l 16384 -b 50M -t 300

🛠️ 设计原理​

分工明确​

  • 服务端: 纯粹的数据接收器，只负责启动iperf3监听，不做数据分析
  • 客户端: 数据分析器，集成ping延迟测试和iperf3吞吐量测试，提供完整分析

数据流程​

  1. 客户端先用ping测试延迟
  2. 客户端连接服务端进行iperf3测试
  3. 客户端获取并解析所有测试数据
  4. 客户端显示完整的VR网络评估报告

抖动说明​

  • 网络抖动: iperf3测量的UDP数据包传输延迟变化，反映网络稳定性
  • 只显示一个抖动指标，避免混淆

3. 本地端口流量监测工具

3.1 基于tcpdump的流量监控（推荐）​

由于原始的 vr_traffic_monitor.py 监控的是本地端口，而实际上是本地作为客户端连接到VR端的端口，因此提供了基于tcpdump的新监控脚本 vr_tcpdump_monitor.py。

使用方法​

实时监控所有VR端口流量：

sudo python3 vr_tcpdump_monitor.py

限时监控（例如60秒）：

sudo python3 vr_tcpdump_monitor.py -d 60

指定网卡设备（默认wlo1）：

sudo python3 vr_tcpdump_monitor.py -i eth0

自定义统计显示间隔：

sudo python3 vr_tcpdump_monitor.py -s 5  # 每5秒显示一次统计

功能特点​

  • ✅ 正确监控本地连接到VR端的端口流量
  • ✅ 基于tcpdump实现，精确捕获网络数据包
  • ✅ 实时显示每个端口的发送/接收数据量和速率
  • ✅ 显示活跃连接数和端口使用情况
  • ✅ 提供详细的流量统计和汇总报告

注意事项​

  • 需要root权限运行（使用sudo）
  • 确保tcpdump已安装：sudo apt install tcpdump
  • 默认监控wlo1网卡，可通过-i参数指定其他网卡

3.2 原始监控工具（仅供参考）​

基本用法​

1. 监控VR端口流量

python3 vr_traffic_monitor.py monitor -d 60 -i 2

2. 测试VR端口延迟

python3 vr_traffic_monitor.py latency <VR设备IP> -d 10

⚠️ 注意： 此工具监控的是本地端口，当本地作为客户端连接VR设备时可能无法正确显示流量。建议使用上述基于tcpdump的监控工具。

监控的VR端口 (基于实际代码分析)​

脚本会自动监控以下VR相关端口 (共28个)：

核心数据端口: | 端口 | 用途 | 来源文件 | |------|------|----------| | 10019 | Quest3主要数据端口/左手手势数据 | monitor_quest3.py, noitom_hand_publish.py | | 10029 | 右手手势数据服务端口 | noitom_hand_publish.py | | 10050 | Noitom本地左手端口 | noitom_hand_publish.py | | 10060 | Noitom本地右手端口 | noitom_hand_publish.py |

Quest3广播发现端口: | 端口 | 用途 | 来源文件 | |------|------|----------| | 11000-11010 | Quest3广播发现端口 (11个) | monitor_quest3.py |

WebRTC视频流端口: | 端口 | 用途 | 来源文件 | |------|------|----------| | 8765 | WebRTC信令服务器 | webrtc_singaling_server.py | | 10030-10040 | 视频流广播端口 (11个) | webrtc_videostream.py |

其他服务端口: | 端口 | 用途 | 来源文件 | |------|------|----------| | 8031 | Flask HTTP服务端口 | flask_server.py | | 8080 | UDP测试服务端 | test_upd_server.py | | 8443 | VR广播端口 | planarmwebsocketservice, pico-body-tracking | | 12345 | Body Tracking UDP Server | body_tracking_udp_server.py |

📝 端口验证: 所有端口均基于 src/manipulation_nodes/noitom_hi5_hand_udp_python 项目的实际代码分析确定，详见 VR端口分析报告.md

最后： 注意：

一、带宽限制 -b 的实现原理​

  1. 目标速率控制
    -b 参数设定的是 理论发送带宽上限（如 -b 100M 表示目标速率为 100 Mbps）。iperf3 客户端会尝试以该速率发送数据，但实际速率可能受网络拥塞、设备性能等因素影响而低于设定值。

  2. 发包频率计算
    实际发包频率由以下公式决定：
    [ \text{发包频率 (pps)} = \frac{\text{带宽 (bps)}}{\text{有效数据包大小 (bit)}} ]

    • 有效数据包大小 = 应用层数据包大小（-l 参数） + 协议头部开销
      • TCP 开销：IP 头（20B） + TCP 头（20B） = 40B
      • UDP 开销：IP 头（20B） + UDP 头（8B） = 28B
    • 示例：
      • 若 -l 1000 -b 100M（UDP 协议）：
        有效包大小 = 1000B + 28B = 1028B = 8224 bit
        发包频率 = (100 \times 10^6 \, \text{bps} / 8224 \, \text{bit} \approx 12,153 \, \text{包/秒})

  3. 工具行为差异

    • TCP 模式：
      通过滑动窗口和拥塞控制算法动态调整速率，-b 仅作为软性上限（实际速率可能略低）。
    • UDP 模式：
      严格按计算出的发包频率发送数据包，-b 为硬性限制（客户端强制按此速率发包）。
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