[发明专利]一种网络环回时间测量装置、系统及方法

说明书

本发明提供一种网络环回时间测量装置、系统及方法，通过搭建基于Simulink Real‑Time UDP的实时通信模型；将客户端主机和接收端服务器建以太网；在主机上Matlab开发环境建立Simulink Real‑Time往返时间RTT测量模型，模型中“输出显示”模块的数值即实际网络的往返时延值。利用Simulink主机和服务器的UDP通信，可快速准确评测基于UDP通信的控制器实时响应，适用于多种服务器网络响应测试。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络环回时间测量装置、系统及方法。

背景技术

环回时间（Round-Trip Time，RTT）是网络传输中一个重要性能指标，表示从源端发出一个包到接收到通信端确认ACK包所经历的时长，RTT由三个部分决定：链路的传播时间、发送端和接收端的处理时间以及中间网络设备缓存中的排队和处理时间，RTT是影响网络传输性能和表征网络运行状况的重要参数。

MathWorks Simulink Real-Time提供了连接到物理系统的特定目标计算机硬件的能力，通过Simulink模型建立、测试和运行实时应用程序，提供完整的端到端实时仿真和测试解决方案。特别对机器人系统中需要高频硬实时，周期性计算的针对底层关节位置、速度和扭矩的实时控制，对实时要求更加严苛。实时协议（Real-Time Protocol，RTP）一般在UDP（User Data Protool）上运行，为更好设定Simulink模型运行周期及采样时间，需准确量化UDP网络传输的相关特性，环回时间是决定UDP传输速率的重要指标。

现有的测量方法只能得到监测点到接收端之间的RTT值，并不能真实测量发送端与接收端之间的RTT值，如果监测点距发送端较远，上述RTT测量方法得到的值误差较大。因此解决这个问题就变得很重要了。

发明内容

本发明的目的是提供一种网络环回时间测量装置、系统及方法，解发送端与接收端之间RTT值测量误差较大的问题。

本发明提供一种网络环回时间测量装置，所述装置包括客户机UDP打包发送模块，客户机UDP打包发送模块包括32位计数器、字节打包模块和UDP发送模块，客户端主机内32位计数器数值作为打包数据由字节打包模块打包并通过UDP发送模块发送到接收端服务器；服务器UDP接收解包模块，服务器UDP接收解包模块包括UDP接收模块和字节解包模块，接收端服务器内UDP接收模块接收并通过字节解包模块解包；时间延迟计算模块，将服务器UDP接收解包模块接收解包时间和客户机UDP打包发送模块打包发送时间通过减法运算得到一个UDP包从客户端发送并收到响应的时延测量。

本发明还提供一种网络环回时间测量系统，包括网络环回时间测量装置，以及与所述测量装置相连接的客户端主机和接收端服务器。

本发明还提供一种网络环回时间测量方法，包括以下步骤：（1）搭建基于SimulinkReal-Time UDP的实时通信模型；（2）将客户端主机和接收端服务器建以太网；（3） 在主机上Matlab开发环境建立Simulink Real-Time往返时间RTT测量模型，模型中“输出显示”模块的数值即实际网络的往返时延值。

进一步改进在于：步骤1中实时通信模型的搭建分为两部分进行，第一部分为设置Simulink Real-Time运行环境，在客户端主机与服务器主机间建立网络连接，设置应用程序实时运行环境；第二部分为建立UDP通信协议模型。

本发明的有益效果：利用Simulink主机和服务器的UDP通信，可快速准确评测基于UDP通信的控制器实时响应，测试任何一种服务器网络响应，只须具备基本Ethernet UDP通信功能，即可快速测量其实时性，普适性较高；以32位计数器值作为UDP包数据项，以服务器主机接收到的计数器初值减去当前计数器更新值即UDP包在测试回路的RTT延时，具有直观准确性。

附图说明