จำลองเครือข่ายใน Android Automotive OS (AAOS)

หน้านี้อธิบายวิธีจำลองสภาพเครือข่ายต่างๆ บนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ Android Automotive ด้วยวิธีที่ปรับขนาดได้และมีการบำรุงรักษาต่ำ การจำลองเครือข่ายที่ไม่เชื่อเรื่องสภาพแวดล้อมนี้ใช้เครื่องมือ Linux ที่มีอยู่ทั่วไปซึ่งสามารถทำงานบนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ Android Automotive

ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวิธีการตั้งค่าและรันการจำลองเครือข่ายบนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ Android Automotive

ข้อกำหนดเคอร์เนล

หากต้องการเปิดใช้งานการจำลองเครือข่ายบนอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) ต้องกำหนดค่าโมดูล Linux ifb และ netem ในไฟล์กำหนดค่าเคอร์เนล ดังที่แสดงด้านล่าง:

# Network simulation config fragment start
CONFIG_NET_SCH_NETEM=y
CONFIG_IFB=y
CONFIG_NET_ACT_MIRRED=y
# Network simulation config fragment end

ตั้งค่าการจำลอง

การจำลองเครือข่ายหรือการจำลองการควบคุมปริมาณทั้งหมดจะต้องดำเนินการบนอุปกรณ์ที่ทดสอบ (DUT) การจำลองนี้ใช้ยูทิลิตี้ Linux tc และ NetEm เพื่อควบคุมการรับส่งข้อมูลเครือข่ายบนตัวควบคุมอินเทอร์เฟซเครือข่าย (NIC) ตามนโยบายและกฎการควบคุม

ในการตั้งค่าการจำลอง ให้ทำดังต่อไปนี้:

  1. เชื่อมต่อ DUT และโฮสต์เซิร์ฟเวอร์กับอินเทอร์เน็ต
  2. สร้างสคริปต์ NetworkSimulation.sh โดยการคัดลอกจากโค้ดที่ให้ไว้ในส่วน สคริปต์ NetworkSimulation.sh และดาวน์โหลดบนเซิร์ฟเวอร์โฮสต์
  3. เชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์โฮสต์กับ DUT ตรวจสอบให้แน่ใจว่า DUT ปรากฏในรายการอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อโดยการเรียกใช้ adb devices -l

สำหรับภาพประกอบของสถาปัตยกรรมการตั้งค่า โปรดดูรูปต่อไปนี้:

nw-sim

รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมการตั้งค่า

สคริปต์ NetworkSimulation.sh

ไฟล์สคริปต์ NetworkSimulation.sh มีคำสั่ง adb ที่รันการจำลองเครือข่าย คัดลอกสิ่งต่อไปนี้ลงในไฟล์ชื่อ NetworkSimulation.sh :

  #!/bin/bash

  latency=$1
  bandwidth=$2
  packetloss=$3

  # root device and set it to permissive mode
  adb root
  adb shell setenforce 0

  #Clear the current tc control
  adb shell tc qdisc del dev ifb0 root
  adb shell ip link set dev ifb0 down
  adb shell tc qdisc del dev wlan0 ingress
  adb shell tc qdisc del dev wlan0 root

  # Create a virtual device for ingress
  adb shell ip link set dev wlan0 up
  adb shell ip link set dev ifb0 up
  adb shell tc qdisc del dev wlan0 clsact
  adb shell tc qdisc add dev wlan0 handle ffff: ingress
  adb shell tc filter add dev wlan0 parent ffff: protocol all u32 match u32 0 0 action mirred egress redirect dev ifb0

  # Throttle upload bandwidth / latency / packet loss
  adb shell tc qdisc add dev wlan0 root handle 1: htb default 11
  adb shell tc class add dev wlan0 parent 1: classid 1:1 htb rate "$bandwidth"
  adb shell tc class add dev wlan0 parent 1:1 classid 1:11 htb rate "$bandwidth"
  adb shell tc qdisc add dev wlan0 parent 1:11 handle 10: netem delay "$latency" loss "$packetloss"

  # Throttle download bandwidth
  adb shell tc qdisc add dev ifb0 root handle 1: htb default 10
  adb shell tc class add dev ifb0 parent 1: classid 1:1 htb rate "$bandwidth"
  adb shell tc class add dev ifb0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate "$bandwidth"

ดำเนินการจำลอง

ในการดำเนินการจำลองเครือข่าย คำสั่ง adb ในไฟล์สคริปต์ NetworkSimulation.sh จะใช้อาร์กิวเมนต์บรรทัดคำสั่งเพื่อตั้งค่าที่ต้องการ

หากต้องการระบุเวลาแฝง แบนด์วิดท์ และการสูญเสียแพ็กเก็ตที่คุณต้องการจำลอง ให้รันสคริปต์ NetworkSimulation.sh ด้วยอาร์กิวเมนต์บรรทัดคำสั่งต่อไปนี้:

  • เวลาแฝง ระบุเป็น ms
  • แบนด์วิดท์ ระบุเป็น kbit หรือ mbit
  • การสูญเสียแพ็กเก็ตเป็นเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างเช่น หากต้องการตั้งค่าเวลาแฝง 300ms แบนด์วิดท์ 100kbit และการสูญเสียแพ็กเก็ต 50% ให้เรียกใช้:

bash NetworkSimulation.sh 300ms 100kbit 50%

หากต้องการตั้งค่าเวลาแฝง 100ms แบนด์วิดท์ 1mbit และการสูญเสียแพ็คเก็ต 0% ให้รัน:

bash NetworkSimulation.sh 100ms 1mbit 0%

ตรวจสอบการจำลอง

หลังจากรันสคริปต์ NetworkSimulation.sh ให้ตรวจสอบว่าการจำลองเครือข่ายได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้องและทำงานตามที่คาดไว้โดยใช้คำสั่ง ping และ curl ของ Linux ใช้คำสั่ง ping เพื่อตรวจสอบเวลาแฝง และคำสั่ง curl เพื่อตรวจสอบแบนด์วิธ

ตัวอย่างเช่น ต่อไปนี้คือผลลัพธ์ที่คาดหวังของ ping สำหรับการจำลองที่ดำเนินการด้วย bash NetworkSimulation.sh 100ms 500kbit 10% :

BUILD:/ # ping -c 20 www.google.com
PING www.google.com (172.217.5.100) 56(84) bytes of data.
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=1 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=2 ttl=119 time=105 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=3 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=5 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=6 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=7 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=9 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=10 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=11 ttl=119 time=185 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=12 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=13 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=14 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=15 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=16 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=17 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=18 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=19 ttl=119 time=103 ms
64 bytes from sfo03s07-in-f4.1e100.net (172.217.5.100): icmp_seq=20 ttl=119 time=103 ms

--- www.google.com ping statistics ---
20 packets transmitted, 18 received, 10% packet loss, time 19040ms
rtt min/avg/max/mdev = 103.394/108.307/185.756/18.791 ms

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่า ping รายงานการสูญเสียแพ็กเก็ตที่ 10% และเวลาแฝงเฉลี่ยใกล้เคียงกับ 108ms ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้สำหรับค่า 100ms ที่ระบุในการจำลอง เป็นเรื่องปกติที่เวลาในการตอบสนองที่รายงานจะแตกต่างจากค่าที่ระบุเพียงเล็กน้อย

สำหรับตัวอย่างเดียวกัน ต่อไปนี้คือเอาต์พุตที่คาดหวังของการรันคำสั่ง curl

BUILD:/sdcard/DCIM # curl https://images-assets.nasa.gov/image/PIA15416/PIA15416~orig.jpg -o foo.jpg
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 6598k  100 6598k    0     0  49220      0  0:02:17  0:02:17 --:--:-- 47574

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่า curl รายงานความเร็วในการดาวน์โหลดเฉลี่ยที่ 49220 Bps ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้สำหรับ 500kbit ที่ระบุในการจำลอง เป็นเรื่องปกติที่แบนด์วิธที่รายงานจะแตกต่างจากค่าที่ระบุเพียงเล็กน้อย