จำลองเครือข่ายใน Android Automotive OS (AAOS)

หน้านี้อธิบายวิธีจำลองเงื่อนไขต่างๆ ของเครือข่ายใน Android อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์รถยนต์ในแบบรองรับการปรับขนาดและดูแลรักษาต่ำ ช่วงเวลานี้ การจำลองเครือข่ายที่ไม่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมนั้นใช้เครื่องมือ Linux ที่หาได้ทั่วไป สามารถทำงานในอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ของ Android Automotive ได้

ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวิธีการตั้งค่าและเรียกใช้การจำลองเครือข่ายใน อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ของ Android Automotive

ข้อกำหนดของเคอร์เนล

หากต้องการเปิดใช้การจำลองเครือข่ายในอุปกรณ์ที่อยู่ภายใต้การทดสอบ (DUT) Linux ifb และ netem ต้องกำหนดค่าโมดูลในไฟล์การกำหนดค่าเคอร์เนลดังที่แสดงด้านล่าง

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

ตั้งค่าการจำลอง

การจำลองเครือข่ายหรือการควบคุมปริมาณทั้งหมดต้องดำเนินการใน อุปกรณ์อยู่ระหว่างทดสอบ (DUT) การจำลองนี้ใช้ Linux tc และ NetEm ยูทิลิตีเพื่อควบคุมการจราจรของข้อมูลในเครือข่ายบนตัวควบคุมอินเทอร์เฟซเครือข่าย (NIC) ตามนโยบายและกฎการควบคุม

หากต้องการตั้งค่าการจำลอง ให้ทำดังนี้

  1. เชื่อมต่อ DUT และเซิร์ฟเวอร์โฮสต์กับอินเทอร์เน็ต
  2. สร้างสคริปต์ NetworkSimulation.sh โดยคัดลอกจากโค้ดที่ให้ไว้ ในส่วนสคริปต์ NetworkSimulation.sh แล้วดาวน์โหลด บนเซิร์ฟเวอร์โฮสต์
  3. เชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์โฮสต์กับ DUT ตรวจสอบว่า DUT ปรากฏในรายการ ของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อโดยใช้ adb devices -l

สำหรับภาพประกอบของสถาปัตยกรรมการตั้งค่า โปรดดูรูปต่อไปนี้

NW-SIM

รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมการตั้งค่า

สคริปต์ NetworkSimulation.sh

ไฟล์สคริปต์ NetworkSimulation.sh มี adb คำสั่งที่เรียกใช้ฟังก์ชัน การจำลองเครือข่าย คัดลอกรายการต่อไปนี้ลงในไฟล์ชื่อ 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

หากต้องการเรียกใช้การจำลองเครือข่าย คำสั่ง adb ใน ไฟล์สคริปต์ NetworkSimulation.sh รายการใช้อาร์กิวเมนต์บรรทัดคำสั่งในการตั้งค่า

ในการระบุเวลาในการตอบสนอง แบนด์วิดท์ และการสูญเสียแพ็กเก็ตที่ต้องการจำลอง ให้เรียกใช้ สคริปต์ NetworkSimulation.sh ที่มีอาร์กิวเมนต์บรรทัดคำสั่งต่อไปนี้

  • เวลาในการตอบสนอง ระบุเป็นมิลลิวินาที
  • แบนด์วิดท์ที่ระบุเป็นกิโลบิตหรือ Mbit
  • การสูญเสียแพ็กเก็ตเป็นเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างเช่น หากต้องการตั้งค่าเวลาในการตอบสนอง 300 มิลลิวินาที แบนด์วิดท์ 100 kbit และการสูญเสียแพ็กเก็ต 50% ให้เรียกใช้

bash NetworkSimulation.sh 300ms 100kbit 50%

หากต้องการตั้งค่าเวลาในการตอบสนอง 100 มิลลิวินาที แบนด์วิดท์ 1 เมกะบิต และการสูญเสียแพ็กเก็ต 0% ให้เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้

bash NetworkSimulation.sh 100ms 1mbit 0%

ยืนยันการจำลอง

หลังจากเรียกใช้สคริปต์ NetworkSimulation.sh แล้ว ให้ยืนยันว่าเครือข่าย การจำลองมีการกำหนดค่าอย่างถูกต้อง และทำงานตามที่คาดไว้โดยใช้ Linux ping และ curl คำสั่ง ใช้คำสั่ง ping เพื่อยืนยันเวลาในการตอบสนองและคำสั่ง curl เพื่อ ตรวจสอบแบนด์วิดท์

ตัวอย่างเช่น เอาต์พุตที่คาดไว้ของ ping สำหรับการจำลองมีดังนี้ ดำเนินการด้วย 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 รายงานการสูญหายของแพ็กเก็ตที่ 10% และเวลาในการตอบสนองโดยเฉลี่ย ใกล้เคียงกับ 108 มิลลิวินาที ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้สำหรับค่า 100 มิลลิวินาทีที่ระบุไว้ในฟิลด์ การจำลอง เป็นเรื่องปกติที่เวลาในการตอบสนองที่รายงานจะแตกต่างจาก เล็กน้อย

ในตัวอย่างเดียวกัน ต่อไปนี้เป็นเอาต์พุตที่คาดหมายของการเรียกใช้การเรียก คำสั่ง 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 รายงานความเร็วการดาวน์โหลดโดยเฉลี่ยที่ 49,220 Bps ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้สำหรับ 500 kbit ที่ระบุในการจำลอง เป็นเรื่องปกติ เพื่อให้แบนด์วิดท์ที่รายงานแตกต่างจากค่าที่ระบุเล็กน้อย