Cómo simular redes en el SO Android Automotive (AAOS)

En esta página, se describe cómo simular diferentes condiciones de red en dispositivos de hardware de Android Automotive de una manera escalable y con poco mantenimiento. Esta simulación de red independiente del entorno usa herramientas de Linux disponibles comúnmente que se pueden ejecutar en dispositivos de hardware de Android Automotive.

En las siguientes secciones, se describe cómo configurar y ejecutar una simulación de red en dispositivos de hardware de Android Automotive.

Requisito del kernel

Para habilitar la simulación de red en un dispositivo en prueba (DUT), los módulos de Linux ifb y netem deben configurarse en el archivo de configuración del kernel, como se muestra a continuación:

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

Configura la simulación

Todas las simulaciones de red o de limitación se deben realizar en un dispositivo en prueba (DUT). Esta simulación usa las utilidades de Linux tc y NetEm para controlar el tráfico de red en el controlador de interfaz de red (NIC) según la política y las reglas de control.

Para configurar la simulación, haz lo siguiente:

  1. Conecta el DUT y el servidor host a Internet.
  2. Crea la secuencia de comandos NetworkSimulation.sh copiándola del código proporcionado en la sección secuencia de comandos NetworkSimulation.sh y descárgala en el servidor host.
  3. Conecta el servidor host al DUT. Ejecuta adb devices -l para asegurarte de que el DUT aparezca en la lista de dispositivos conectados.

En la siguiente figura, se ilustra la arquitectura de la configuración:

nw-sim

Figura 1: Arquitectura de configuración.

Secuencia de comandos NetworkSimulation.sh

El archivo de secuencia de comandos NetworkSimulation.sh contiene comandos adb que ejecutan la simulación de red. Copia lo siguiente en un archivo llamado 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"

Ejecutar simulación

Para ejecutar una simulación de red, los comandos adb del archivo de secuencia de comandos NetworkSimulation.sh usan argumentos de línea de comandos para establecer valores.

Para especificar la latencia, el ancho de banda y la pérdida de paquetes que deseas simular, ejecuta la secuencia de comandos NetworkSimulation.sh con los siguientes argumentos de la línea de comandos:

  • Es la latencia, especificada en ms.
  • Ancho de banda, especificado en kbit o mbit.
  • Es la pérdida de paquetes, expresada como porcentaje.

Por ejemplo, para establecer una latencia de 300 ms, un ancho de banda de 100 kbit y una pérdida de paquetes del 50%, ejecuta el siguiente comando:

bash NetworkSimulation.sh 300ms 100kbit 50%

Para establecer una latencia de 100 ms, un ancho de banda de 1 Mbit y una pérdida de paquetes del 0%, ejecuta el siguiente comando:

bash NetworkSimulation.sh 100ms 1mbit 0%

Verifica la simulación

Después de ejecutar la secuencia de comandos NetworkSimulation.sh, verifica que la simulación de red esté configurada correctamente y se ejecute según lo esperado con los comandos de Linux ping y curl. Usa el comando ping para verificar la latencia y el comando curl para verificar el ancho de banda.

Por ejemplo, el siguiente es el resultado esperado de ping para una simulación ejecutada con 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

En este ejemplo, se muestra que ping informa una pérdida de paquetes del 10% y una latencia promedio cercana a 108 ms, lo que se espera para el valor de 100 ms especificado en la simulación. Es normal que la latencia informada difiera del valor especificado en una pequeña cantidad.

Para el mismo ejemplo, el siguiente es el resultado esperado de la ejecución del comando 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

En este ejemplo, se muestra que curl informa la velocidad de descarga promedio en 49,220 Bps, lo que se espera para los 500 kbit especificados en la simulación. Es normal que el ancho de banda informado difiera del valor especificado en una pequeña cantidad.