1. ข้อมูลเบื้องต้น
Thread & OTNS คืออะไร
เทรดคือโปรโตคอลเครือข่ายที่ทํางานร่วมกันแบบไร้สายและมี IP เป็น IP ที่ทําให้การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กับอุปกรณ์กับระบบคลาวด์ปลอดภัย เครือข่ายชุดข้อความสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงโทโพโลยีเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในแต่ละครั้ง
OpenThread ที่เผยแพร่โดย Google เป็นการใช้งาน Thread แบบโอเพนซอร์ส ถึงแม้ว่าโค้ดและขอบเขตหน่วยความจําจะมีขนาดเล็ก แต่ OpenThread ก็สนับสนุนคุณลักษณะทั้งหมดที่ระบุไว้ในข้อมูลจําเพาะของเธรด
OpenNetwork Network Simulator (OTNS) สามารถใช้ในการจําลองเครือข่ายเทรดได้โดยการเรียกใช้โหนด OpenThread ที่จําลองบนแพลตฟอร์ม Posix ได้ OTNS มอบอินเทอร์เฟซบนเว็บ (OTNS-Web) ที่ใช้งานง่ายสําหรับการแสดงภาพและปฏิบัติการเครือข่ายชุดข้อความจําลอง
สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้
- ติดตั้ง OTNS และทรัพยากร Dependency
- สร้าง OpenThread สําหรับ OTNS
- วิธีเพิ่ม/ย้าย/ลบโหนดใน OTNS-Web
- ใช้คุณลักษณะที่เป็นประโยชน์อื่นๆ ของ OTNS บนเว็บเพื่อจัดการการจําลองเครือข่าย
- ยืนยันความล้มเหลวของจุดเดียวใน OpenThread
Codelab นี้มุ่งเน้นที่ OTNS-CLI และ OTNS-Web โดยจะไม่ครอบคลุมฟีเจอร์อื่นๆ ของ OTNS เช่น การเขียนสคริปต์ Python
สิ่งที่ต้องมี
- Linux x86_64 หรือ Mac OS
- Git
- ใช้ 1.13+
- เว็บเบราว์เซอร์ OTNS-เว็บใช้เว็บเบราว์เซอร์ในการแสดงการจําลอง
- Thread Primer คุณจะต้องทราบแนวคิดพื้นฐานของชุดข้อความเพื่อให้เข้าใจสิ่งที่สอนใน Codelab นี้
2. การติดตั้ง
ติดตั้ง Go
OTNS ต้องใช้ Go 1.13+ จึงจะบิวด์ได้
- ติดตั้ง Go จาก https://golang.org/dl/
- เพิ่ม
$(go env GOPATH)/bin
(ปกติคือ$HOME/go/bin
) ใน$PATH
$ export PATH=$PATH:$(go env GOPATH)/bin
รับรหัส OTNS
$ git clone https://github.com/openthread/ot-ns.git ./otns $ cd otns
การอ้างอิง
$ ./script/install-deps grpcwebproxy installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/grpcwebproxy
ระบบอาจขอให้คุณป้อนรหัสผ่านสําหรับ sudo
ติดตั้ง otns
ติดตั้ง otns
ใน $GOPATH/bin
$ ./script/install otns installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/otns
มาดูกันว่าติดตั้ง otns
ได้ถูกต้องหรือไม่
- เรียกใช้
which otns
เพื่อตรวจสอบว่าไฟล์สั่งการotns
สามารถค้นหาได้ใน$PATH.
หรือไม่ - หากไม่พบคําสั่ง
otns
โปรดตรวจสอบว่าคุณได้เพิ่ม$(go env GOPATH)/bin
ลงใน$PATH.
แล้ว
3. สร้าง OpenThread สําหรับ OTNS
รับโค้ด OpenThread จาก GitHub
$ mkdir -p ~/src $ git clone https://github.com/openthread/openthread ~/src/openthread
สร้าง OpenThread ด้วย OTNS=1
$ cd ~/src/openthread $ ./script/cmake-build simulation -DOT_OTNS=ON -DOT_SIMULATION_VIRTUAL_TIME=ON -DOT_SIMULATION_VIRTUAL_TIME_UART=ON -DOT_SIMULATION_MAX_NETWORK_SIZE=999
คุณจะพบไฟล์ปฏิบัติการ OpenThread ได้ในไดเรกทอรี build
$ ls ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli/ ot-cli-ftd ot-cli-mtd ot-cli-radio
ได้เวลาเรียกใช้ OTNS แล้ว...
4. เรียกใช้ OTNS
เรียกใช้ otns
:
$ cd ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli $ otns > ← OTNS-CLI prompt
เมื่อเริ่มต้นเรียบร้อยแล้ว OTNS ก็จะเข้าสู่คอนโซล CLI (OTNS-CLI
) และเปิดเว็บเบราว์เซอร์เพื่อการแสดงภาพข้อมูลและการจัดการเครือข่าย (OTNS-Web
)
หากคุณเห็นเฉพาะหน้าว่างสําหรับ OTNS-Web แสดงว่าเบราว์เซอร์ของคุณไม่ได้เปิดใช้ WebGL โปรดดูhttps://superuser.com/a/836833 วิธีการเปิดใช้งาน WebGL
ในส่วนต่อไปนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีจัดการการจําลอง OTNS ผ่าน OTNS-CLI
และ OTNS-Web
5. ทําความรู้จักกับ OTNS-CLI และ OTNS-Web
OTNS-CLI
OTNS-CLI
มี Command Line Interface (CLI) สําหรับการจัดการการจําลอง OTNS
$ cd ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli $ otns > ← OTNS-CLI prompt
คุณสามารถพิมพ์คําสั่งผ่าน OTNS-CLI
โปรดดู การอ้างอิง OTNS CLI สําหรับรายการคําสั่งทั้งหมด ไม่ต้องกังวล คุณจะใช้คําสั่งเหล่านี้เพียงไม่กี่คําใน Codelab เท่านั้น
OTNS เว็บ
OTNS-Web
คือเครื่องมือการสร้างภาพและการจัดการเครือข่ายของ OTNS โดยจะแสดงโหนด ข้อความ และลิงก์ของเครือข่ายชุดข้อความจําลอง บันทึกองค์ประกอบต่างๆ ของ OTNS-Web
6. เพิ่มโหนด
เพิ่มโหนดผ่าน OTNS-CLI
เพิ่มเราเตอร์ที่ตําแหน่ง (300, 100)
> add router x 300 y 100 1 Done
คุณควรเห็นโหนดที่สร้างใน OTNS-Web
โหนดนี้จะเริ่มเป็นเราเตอร์และกลายเป็นผู้นําในเวลาไม่กี่วินาที:
เพิ่มโหนดผ่าน OTNS-CLI
> add fed x 200 y 100 2 Done > add med x 400 y 100 3 Done > add sed x 300 y 200 4 Done
รอสักครู่เพื่อให้โหนดผสานเข้าในพาร์ติชันเดียว คุณควรเห็นโหนดใน OTNS-WEB
เพิ่มโหนดภายในวันที่ OTNS-Web
คุณเพิ่มโหนดผ่าน OTNS-Web
ได้ด้วย คลิกที่ปุ่ม New Router
ของ Action Bar
คุณควรเห็นโหนดกําลังสร้างขึ้นเหนือปุ่ม New Router
ลากโหนดเพื่ออยู่ใกล้กับผู้นําที่คุณสร้างขึ้นผ่าน OTNS-CLI
โหนดทั้งหมดควรรวมกันเป็นหนึ่งพาร์ติชันในที่สุด:
รวมถึงคลิกปุ่ม FED, MED และ SED ในแถบการทํางาน เพื่อสร้างโหนดประเภทอื่นๆ ลากโหนดไปยังตําแหน่งที่อยู่ใกล้กับโหนดที่มีอยู่เพื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายเทรดนั้น:
คุณได้สร้างเครือข่ายเทรดของพาร์ติชันที่มีโหนดหลายรายการแล้ว ในหัวข้อถัดไป เราจะปรับความเร็วในการจําลองเพื่อทําให้การจําลองทํางานได้เร็วขึ้น
7. ปรับความเร็ว
ปัจจุบันการจําลองควรทํางานด้วยความเร็ว 1X
ซึ่งหมายความว่าเวลาในการจําลองที่ผ่านไปเท่ากับเวลาจริงนับตั้งแต่ที่เราสร้างโหนดแรก
ปรับความเร็วจนถึง OTNS-CLI
คุณปรับความเร็วในการจําลองได้จนถึง OTNS-CLI
ตั้งค่าความเร็วจําลองเป็น 100X
> speed 100 Done
คุณควรเห็นว่าโหนดส่งข้อความบ่อยกว่าเดิมมาก
ตั้งค่าความเร็วจําลองเป็น MAX
> speed max Done
OTNS กําลังพยายามจําลองให้ดีที่สุดเท่าที่จะทําได้ ดังนั้นคุณควรเห็นโหนดส่งข้อความจํานวนมาก
หยุดการจำลองชั่วคราว
> speed 0 Done
การตั้งค่าการจําลองความเร็วเป็น 0
จะหยุดการจําลองชั่วคราว
คืนค่าการจําลองด้วยความเร็วปกติ
> speed 1 Done
การตั้งค่าการจําลองความเร็วเป็นค่าที่ใหญ่กว่า 0
จะทําให้การจําลองกลับมาทํางานอีกครั้ง
ปรับความเร็วจนถึง OTNS-Web
ปุ่มควบคุมความเร็ว
ค้นหาปุ่มควบคุมความเร็ว บน Action Bar
ปุ่มจะแสดงความเร็วในการจําลองปัจจุบันและสามารถใช้เพื่อปรับความเร็วในการจําลองและหยุดชั่วคราว/เล่นจําลองต่อ
เร่งความเร็วในการจําลอง
คุณเร่งการจําลองได้โดยคลิกปุ่ม จนกว่าความเร็วจะถึง MAX
:
จําลองการช้าลง
คุณทําให้การจําลองช้าลงได้โดยคลิกปุ่ม
หยุดการจำลองชั่วคราว
คลิกปุ่ม เพื่อหยุดการจําลองชั่วคราวเมื่อกําลังทํางานอยู่ ปุ่มจะเปลี่ยนเป็น
ทําการจําลองต่อ
คลิกปุ่ม เพื่อจําลองสถานการณ์อีกครั้งเมื่อหยุดชั่วคราว ปุ่มดังกล่าวจะเปลี่ยนกลับเป็น
ตั้งค่าความเร็วจําลองเป็น 10X
เพื่อประหยัดเวลา ให้ใช้
OTNS-CLI
เพื่อปรับความเร็วในการจําลองเป็น
10X
เพื่อให้เราสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงโทโพโลยีในเครือข่ายได้เร็วขึ้นมาก
> speed 10 Done
8. เปิด/ปิดวิทยุ
ในตอนนี้ การจําลองควรมีเราเตอร์ 2 รายการ (รูปร่างหกเหลี่ยม) และเด็กจํานวนมาก และทํางานด้วยความเร็ว 10 เท่า
ค้นหาผู้นําปัจจุบัน (เส้นขอบสีแดง) ของเราเตอร์ 2 ตัว โดยคลิกเพียง 1 รายการเพื่อเลือก
ปิดวิทยุ
คลิกปุ่ม บนแถบการทํางานเพื่อปิดวิทยุของโหนดผู้นํา
ผู้นําจะส่งหรือรับข้อความโดยปิดวิทยุไม่ได้
รอประมาณ 12 วินาที (120 วินาทีในการจําลองเวลา) เพื่อให้เราเตอร์อื่นๆ กลายเป็นผู้นําคนใหม่:
เครือข่ายเทรดจะกู้คืนจากความล้มเหลวของผู้นําโดยอัตโนมัติด้วยการสร้างพาร์ติชันใหม่โดยมีตัวแปรนําอยู่ พาร์ติชันใหม่จะมีสีพาร์ติชันใหม่ด้วย
เปิดวิทยุ
เลือกตัวแปรที่ปิดวิทยุอยู่ คลิกที่ปุ่ม ใน Action Bar
เพื่อคืนค่าการเชื่อมต่อวิทยุ
ผู้นําควรเชื่อมต่อกับเครือข่ายอีกครั้งหลังจากการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตกลับคืนมา
9. ย้ายโหนด
OTNS ช่วยให้ผู้ใช้ย้ายโหนดได้อย่างง่ายดายผ่าน OTNS-CLI
หรือ OTNS-Web
ย้ายโหนดผ่าน OTNS-CLI
ย้ายโหนด 5 ไปยังตําแหน่งใหม่:
> move 5 600 300 Done
เนื่องจากตอนนี้โหนด 5 อยู่ไกลจากเราเตอร์อื่นแล้ว โหนดจึงควรสูญเสียการเชื่อมต่อกับกันและกัน และหลังจากนั้นประมาณ 12 วินาที (เวลาจําลอง 120 วินาที) ทั้งคู่จะกลายเป็นผู้นําของพาร์ติชันของตนเอง
ย้ายโหนดผ่าน OTNS-Web
ย้ายโหนด 5 กลับไปยังตําแหน่งเดิมด้วยการลาก สองพาร์ติชันควรรวมกันเป็น 1 พาร์ติชัน
10. ลบโหนด
ลบโหนดผ่าน OTNS-CLI
ลบโหนด 8:
> del 8 Done
โหนด 8 ควรหายไปจากการจําลอง:
ลบโหนดผ่าน OTNS-Web
เลือกโหนด 5 แล้วคลิกปุ่ม บน Action Bar
เพื่อลบโหนด 5:
Node 1
ควรเป็นผู้นํา และ Node 7
ควรถอดออกเพราะเข้าถึงเราเตอร์ไม่ได้
ล้างการจําลอง (ลบโหนดทั้งหมด)
คุณจะล้างการจําลองได้โดยลบโหนดทั้งหมดผ่าน OTNS-Web
คลิกปุ่ม บน Action Bar.
โหนดทั้งหมดจะหายไปพร้อมกัน
ก่อนดําเนินการต่อ...
เพิ่มโหนดลงในการจําลองด้วยตัวเอง คุณจะได้ดําเนินการต่อในบทแนะนํานี้
11. บริบทของโหนด OTNS-CLI
OTNS-CLI
ให้โหมดบริบทโหนดเพื่อโต้ตอบกับโหนดได้อย่างง่ายดายเพื่อช่วยให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์วินิจฉัยสถานะของโหนด
เข้าสู่โหมดบริบทโหนด
ป้อนบริบทโหนดของโหนด 1:
> node 1 Done node 1>
ข้อความแจ้ง CLI เปลี่ยนเป็น node 1>
ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบริบทโหนดปัจจุบัน คุณสามารถพิมพ์ คําสั่ง OpenThread CLI เพื่อเรียกใช้บนโหนดประหนึ่งว่าคุณกําลังโต้ตอบกับโหนดโดยตรง
เรียกใช้คําสั่งในบริบทโหนด
node 1> state leader Done node 1> channel 11 Done node 1> panid 0xface Done node 1> networkname OpenThread Done node 1> ipaddr fdde:ad00:beef:0:0:ff:fe00:fc00 fdde:ad00:beef:0:0:ff:fe00:d800 fdde:ad00:beef:0:2175:8a67:1000:6352 fe80:0:0:0:2075:82c2:e9e9:781d Done
เปลี่ยนไปใช้บริบทโหนดอื่น
node 1> node 2 Done node 2>
ออกจากบริบทโหนด
node 1> exit Done >
12. ขอแสดงความยินดี
ขอแสดงความยินดี คุณเรียกใช้การจําลอง OTNS ครั้งแรกสําเร็จแล้ว
คุณดูวิธีติดตั้ง OTNS และทรัพยากร Dependency แล้ว คุณสร้าง OpenThread สําหรับ OTNS และเริ่มการจําลอง OTNS ด้วยอินสแตนซ์การจําลองของ OpenThread แล้ว คุณเรียนรู้วิธีจัดการการจําลองในรูปแบบต่างๆ ผ่านทางทั้ง OTNS-CLI
และ OTNS-Web
ตอนนี้คุณทราบแล้วว่า OTNS คืออะไรและคุณจะใช้ OTNS เพื่อจําลองเครือข่าย OpenThread ได้อย่างไร
ขั้นตอนต่อไป
ลองดู Codelab ต่อไปนี้...
- การจําลองเครือข่ายเทรดด้วย OpenThread
- การจําลองเครือข่ายเทรดโดยใช้ OpenThread ใน Docker
- สร้างเครือข่ายเทรดด้วยกระดาน nRF52840 และ OpenThread