1. Introducción
¿Qué es Thread & TENOS
Thread es un protocolo de red en malla inalámbrica de bajo consumo basado en IP que permite comunicaciones seguras entre dispositivos y entre dispositivos. Las redes de Thread pueden adaptarse a los cambios de topología para evitar puntos únicos de fallo.
Lanzada por Google OpenThread es una implementación de código abierto de Thread. A pesar de su pequeño tamaño de código y uso de memoria, OpenThread admite todas las funciones que se definen en la Especificación de subprocesos.
El simulador de red OpenThread (OTNS) se puede usar para simular redes Thread mediante la ejecución de nodos de OpenThread simulados en plataformas posix. OTNS proporciona una interfaz web (OTNS-Web) fácil de usar para visualizar y operar redes Thread simuladas.
Qué aprenderás
- Instala OTNS y sus dependencias
- Cómo compilar OpenThread para OTNS
- Cómo agregar, mover o borrar nodos en OTNS-Web
- Usar otras funciones útiles de OTNS-Web para operar la simulación de redes
- Cómo verificar el punto de falla sin punto único de OpenThread
Este codelab se enfoca en OTNS-CLI y OTNS-Web. Las otras funciones de OTNS, como la secuencia de comandos de Python, no están cubiertas.
Requisitos
- Linux x86_64 o Mac OS.
- Git
- Go 1.13 y versiones posteriores
- Navegador web. OTNS-Web usa un navegador web para mostrar simulaciones.
- Primer para hilos. Deberás conocer los conceptos básicos de Thread para comprender lo que se enseña en este Codelab.
2. Instalación
Instala Go
OTNS requiere Go 1.13+ para compilarse.
- Instala Go desde https://golang.org/dl/.
- Agrega
$(go env GOPATH)/bin(normalmente$HOME/go/bin) a$PATH:
$ export PATH=$PATH:$(go env GOPATH)/bin
Obtener código OTNS
$ git clone https://github.com/openthread/ot-ns.git ./otns $ cd otns
Instala las dependencias
$ ./script/install-deps grpcwebproxy installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/grpcwebproxy
Es posible que debas ingresar una contraseña para sudo.
Instalar otns
Instala otns en $GOPATH/bin:
$ ./script/install otns installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/otns
Comprobemos si otns está instalado correctamente
- Ejecuta
which otnspara verificar si el ejecutableotnsse puede buscar en$PATH.. - Si no se encuentra el comando
otns, verifica que hayas agregado$(go env GOPATH)/bina$PATH..
3. Compila OpenThread para OTNS
Cómo obtener código de OpenThread desde GitHub
$ mkdir -p ~/src $ git clone https://github.com/openthread/openthread ~/src/openthread
Compila OpenThread con 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
Puedes encontrar los archivos ejecutables de OpenThread en el directorio build:
$ ls ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli/ ot-cli-ftd ot-cli-mtd ot-cli-radio
Ahora es momento de ejecutar OTNS...
4. Ejecuta OTNS
Ejecuta otns:
$ cd ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli $ otns > ← OTNS-CLI prompt
Cuando se inicie correctamente, OTNS ingresará a una consola de CLI (OTNS-CLI) e iniciará un navegador web para la visualización y administración de la red (OTNS-Web):
Si solo puedes ver una página en blanco para OTNS-Web, es probable que WebGL no esté habilitado en tu navegador. Consultahttps://superuser.com/a/836833 para habilitar WebGL.
En las siguientes secciones, aprenderás a administrar simulaciones de OTNS a través de OTNS-CLI y OTNS-Web.
5. Descubre OTNS-CLI y OTNS-Web
OTNS-CLI
OTNS-CLI proporciona una interfaz de línea de comandos (CLI) para administrar simulaciones de OTNS.
$ cd ~/src/openthread/build/simulation/examples/apps/cli $ otns > ← OTNS-CLI prompt
Puedes escribir comandos a través de OTNS-CLI. Consulta la referencia de la CLI de OTNS para obtener una lista completa de los comandos. No te preocupes, solo usarás algunos de estos comandos en este Codelab.
OTNS-Web
OTNS-Web es la herramienta de visualización y administración de redes de OTNS. Proporciona una representación visual de los nodos, mensajes y vínculos de la red Thread simulada. Observa los distintos elementos de OTNS-Web:
6. Agregar nodos
Agregar nodos a través de OTNS-CLI
Cómo agregar un router en la posición (300, 100)
> add router x 300 y 100 1 Done
Deberías ver un nodo creado en OTNS-Web. El nodo se inicia como un router y se convierte en líder en pocos segundos:
Agrega más nodos mediante 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
Espera unos segundos a que los nodos se combinen en una partición. Deberías ver los nodos en OTNS-WEB:
Agrega nodos antes del OTNS-Web
También puedes agregar nodos a través de OTNS-Web. Haz clic en el botón New Router de Action Bar. Deberías ver que se crea un nodo justo encima del botón New Router. Arrastra el nodo para que esté cerca del líder que creaste a través de OTNS-CLI. En algún momento, todos los nodos deberían combinarse en una partición:
También haz clic en los botones FED, MED y SED de la barra de acciones para crear otros tipos de nodos. Arrástralos a posiciones cercanas a los nodos existentes para adjuntarlos a la red de Thread:
Ahora creaste una red Thread de una partición que contiene muchos nodos. En la siguiente sección, ajustaremos la velocidad de la simulación para que se ejecute más rápido.
7. Ajustar velocidad
Actualmente, la simulación debe ejecutarse a una velocidad de 1X, lo que significa que el tiempo de simulación transcurrido hasta el momento es el mismo que el tiempo real desde que creamos el primer nodo.
Ajustar velocidad en OTNS-CLI
Puedes ajustar la velocidad de simulación mediante OTNS-CLI.
Establecer la velocidad de simulación en 100X
> speed 100 Done
Deberías ver que los nodos envían mensajes con mucha más frecuencia que antes.
Establecer la velocidad de simulación en MAX
> speed max Done
Ahora, OTNS está intentando simular lo más rápido posible, por lo que deberías ver nodos que envían una gran cantidad de mensajes.
Poner simulación en pausa
> speed 0 Done
Si se establece la velocidad de simulación en 0, se detiene la simulación.
Restablecer la simulación a velocidad normal
> speed 1 Done
Si se configura la velocidad de la simulación en un valor mayor que 0, se reanuda la simulación.
Ajustar velocidad en OTNS-Web
Botones de control de velocidad
Busca los botones de control de velocidad 
en Action Bar. Los botones muestran la velocidad de simulación actual y se pueden usar para ajustar la velocidad de simulación y pausar o reanudar la simulación.
Acelerar la simulación
Para acelerar la simulación, haz clic en el botón 
hasta que la velocidad llegue a MAX: 
.
Simulación de aceleración
Para ralentizar la simulación, haz clic en el botón 
.
Poner simulación en pausa
Haz clic en el botón 
para detener la simulación cuando se esté ejecutando. El botón se cambiará a 
.
Reanudar simulación
Haz clic en el botón para reanudar la simulación cuando esté en pausa. El botón volverá a ser .
Establecer la velocidad de simulación en 10X
Para ahorrar tiempo, utiliza
OTNS-CLI para ajustar la velocidad de simulación a
10X para que podamos observar los cambios de topología en la red mucho más rápido.
> speed 10 Done
8. Encender/apagar radio
Ahora, la simulación debería contener 2 routers (forma hexagonal) y muchos elementos secundarios, y se ejecuta a una velocidad 10 veces mayor.
Busca el líder actual (borde rojo) de los 2 routers con un solo clic para seleccionarlo:
Apagar la radio
Haz clic en el botón 
en la barra de acciones para desactivar la selección del nodo líder:
El líder no podrá enviar ni recibir mensajes con la radio apagada.
Espera unos 12 s (120 s en el tiempo de simulación) para que el otro router se convierta en el nuevo líder:
La red de Thread se recupera automáticamente de una falla de líder mediante la formación de una nueva partición con un nuevo líder. La partición nueva también tiene un color de partición nuevo.
Encender la radio
Selecciona al líder cuya radio se desactivó. Haz clic en el botón 
de Action Bar para restablecer la conectividad de radio:
El líder debe volver a conectarse a la red después de que se restablezca la conectividad de radio.
9. Mover nodos
OTNS permite a los usuarios mover nodos con facilidad a través de OTNS-CLI o OTNS-Web.
Mover nodo por OTNS-CLI
Mueve el nodo 5 a una nueva ubicación:
> move 5 600 300 Done
Dado que ahora el nodo 5 está lejos del otro router, deberían perder conectividad entre sí y, después de unos 12 s (120 s en el tiempo de simulación), ambos se convierten en líderes de su propia partición:
Mover nodo a través de OTNS-Web
Arrastra el nodo 5 para volver a su ubicación original. Las dos particiones deberían volver a combinarse en una sola:
10. Borrar nodos
Borrar nodos hasta OTNS-CLI
Borra el nodo 8:
> del 8 Done
El nodo 8 debería desaparecer de la simulación:
Borrar nodos hasta OTNS-Web
Selecciona el nodo 5 y haz clic en el botón 
en Action Bar para borrarlo:
Node 1 debería convertirse en líder y Node 7 debería desconectarse, ya que no puede conectarse a ningún router.
Borrar simulación (borrar todos los nodos)
Para borrar la simulación, borra todos los nodos mediante OTNS-Web.
Haz clic en el botón 
de Action Bar.. Todos los nodos desaparecerán a la vez.
Antes de continuar...
Agrega algunos nodos a la simulación por tu cuenta para poder continuar con este instructivo.
11. Contexto del nodo de OTNS-CLI
OTNS-CLI proporciona el modo de contexto de nodos para facilitar la interacción con los nodos y ayudar a los desarrolladores a diagnosticar el estado de un nodo.
Ingresa al modo de contexto del nodo
Ingresa el contexto del nodo del nodo 1:
> node 1 Done node 1>
El símbolo del sistema de la CLI cambió a node 1> , lo que indica el contexto del nodo actual. Puedes escribir los comandos de la CLI de OpenThread para que se ejecuten en el nodo como si estuvieras interactuando directamente con él.
Ejecuta comandos en el contexto de nodos
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
Cambia a otro contexto de nodo
node 1> node 2 Done node 2>
Salir del contexto del nodo
node 1> exit Done >
12. Felicitaciones
Felicitaciones, ejecutaste con éxito tu primera simulación de OTNS.
Aprendiste a instalar OTNS y sus dependencias. Compilaste OpenThread para OTNS y también iniciaste la simulación de OTNS con instancias de simulación de OpenThread. Aprendiste a manipular la simulación de varias maneras con OTNS-CLI y OTNS-Web.
Ahora sabes qué es OTNS y cómo puedes usarlo para simular redes de OpenThread.
Próximos pasos
Consulta algunos codelabs sobre los siguientes temas:
- Cómo simular una red Thread con OpenThread
- Simula una red Thread con OpenThread en Docker
- Compila una red Thread con placas nRF52840 y OpenThread