Netzwerke in Android Automotive OS (AAOS) simulieren

Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie verschiedene Netzwerkbedingungen auf Android Automotive-Hardwaregeräten auf skalierbare und wartungsarme Weise simulieren können. Bei dieser umgebungsunabhängigen Netzwerksimulation werden allgemein verfügbare Linux-Tools verwendet, die auf Android Automotive-Hardwaregeräten ausgeführt werden können.

In den folgenden Abschnitten wird beschrieben, wie Sie eine Netzwerksimulation auf Android Automotive-Hardwaregeräten einrichten und ausführen.

Kernel-Anforderung

Damit die Netzwerksimulation auf einem Testgerät (Device Under Test, DUT) aktiviert werden kann, müssen die Linux ifb und netem Module in der Kernel-Konfigurationsdatei konfiguriert werden, wie unten gezeigt:

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

Simulation einrichten

Alle Netzwerk- oder Drosselungssimulationen müssen auf einem Testgerät (Device Under Test, DUT) durchgeführt werden. Bei dieser Simulation werden die Linux tc und NetEm Dienstprogramme verwendet, um den Netzwerkverkehr auf dem Netzwerkinterfacecontroller (Network Interface Controller, NIC) basierend auf der Steuerungsrichtlinie und den Regeln zu steuern.

So richten Sie die Simulation ein:

  1. Verbinden Sie das Testgerät und den Hostserver mit dem Internet.
  2. Erstellen Sie das Skript NetworkSimulation.sh, indem Sie es aus dem Code im Abschnitt Skript NetworkSimulation.sh kopieren und auf den Hostserver herunterladen.
  3. Verbinden Sie den Hostserver mit dem Testgerät. Prüfen Sie mit dem Befehl adb devices -l, ob das Testgerät in der Liste der verbundenen Geräte angezeigt wird.

Eine Veranschaulichung der Einrichtungsarchitektur finden Sie in der folgenden Abbildung:

nw-sim

Abbildung 1 : Einrichtungsarchitektur

Skript „NetworkSimulation.sh“

Die Skriptdatei NetworkSimulation.sh enthält adb-Befehle, mit denen die Netzwerksimulation ausgeführt wird. Kopieren Sie Folgendes in eine Datei mit dem Namen 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"

Simulation ausführen

Um eine Netzwerksimulation auszuführen, werden mit den adb-Befehlen in der Skriptdatei NetworkSimulation.sh Befehlszeilenargumente verwendet, um Werte festzulegen.

Wenn Sie die zu simulierende Latenz, Bandbreite und den Paketverlust angeben möchten, führen Sie das Skript NetworkSimulation.sh mit den folgenden Befehlszeilenargumenten aus:

  • Latenz in Millisekunden.
  • Bandbreite in kbit oder mbit.
  • Paketverlust in Prozent.

Wenn Sie beispielsweise eine Latenz von 300 ms, eine Bandbreite von 100 kbit und einen Paketverlust von 50% festlegen möchten, führen Sie Folgendes aus:

bash NetworkSimulation.sh 300ms 100kbit 50%

Wenn Sie eine Latenz von 100 ms, eine Bandbreite von 1 mbit und einen Paketverlust von 0% festlegen möchten, führen Sie Folgendes aus:

bash NetworkSimulation.sh 100ms 1mbit 0%

Simulation prüfen

Nachdem Sie das Skript NetworkSimulation.sh ausgeführt haben, prüfen Sie mit den Linux ping und curl Befehlen, ob die Netzwerksimulation richtig konfiguriert ist und wie erwartet ausgeführt wird. Verwenden Sie den Befehl ping, um die Latenz zu prüfen, und den Befehl curl, um die Bandbreite zu prüfen.

Die folgende Ausgabe ist beispielsweise die erwartete Ausgabe von ping für eine Simulation, die mit bash NetworkSimulation.sh 100ms 500kbit 10% ausgeführt wurde:

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

In diesem Beispiel meldet ping einen Paketverlust von 10% und eine durchschnittliche Latenz von etwa 108 ms. Das ist wie erwartet für den in der Simulation angegebenen Wert von 100 ms. Es ist normal, dass die gemeldete Latenz geringfügig vom angegebenen Wert abweicht.

Für dasselbe Beispiel ist die folgende Ausgabe die erwartete Ausgabe der Ausführung des Befehls 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

In diesem Beispiel meldet curl eine durchschnittliche Downloadgeschwindigkeit von 49.220 Bps. Das ist wie erwartet für die in der Simulation angegebenen 500 kbit. Es ist normal, dass die gemeldete Bandbreite geringfügig vom angegebenen Wert abweicht.