1. Introducción
¿Qué es Thread &OTNS?
Thread es un protocolo de red en malla inalámbrico de bajo consumo basado en IP que permite establecer comunicaciones seguras de un dispositivo a otro y de un dispositivo a la nube. Las redes de subprocesos pueden adaptarse a los cambios de topología para evitar un punto único de fallo.
OpenThread, lanzado por Google, es una implementación de código abierto de Thread. A pesar del tamaño de código pequeño y la huella de memoria, OpenThread admite todas las funciones definidas en la Especificación de subprocesos.
El simulador de red de OpenThread (OTNS) se puede usar para simular redes de Thread ejecutando nodos de OpenThread simulados en plataformas posix. OTNS proporciona una interfaz web fácil de usar (OTNS-Web) para visualizar y operar redes de Thread simuladas.
Qué aprenderás
- Instala OTNS y sus dependencias
- Cómo compilar OpenThread para OTNS
- Cómo agregar, mover o borrar nodos en OTNS-Web
- Usa las otras funciones útiles de OTNS-Web'para operar la simulación de la red
- Verificar el punto único de fracaso de OpenThread
Este codelab está enfocado en OTNS-CLI y OTNS-Web. No se incluyen otras funciones de OTNS, como la secuencia de comandos de Python.
Requisitos
- Linux x86_64 o Mac OS.
- Git
- Go 1.11+.
- Navegador web. OTNS-Web usa un navegador web para mostrar simulaciones.
- Primer hilo. Deberás conocer los conceptos básicos de Thread para comprender lo que se enseña en este Codelab.
2. Instalación
Instala Go
OTNS requiere Go 1.11 o una versión posterior para que se compile.
- 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 dependencias
$ ./script/install-deps grpcwebproxy installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/grpcwebproxy
Es posible que debas ingresar una contraseña para sudo
.
Instala Otns
Instala otns
en $GOPATH/bin
:
$ ./script/install otns installed: /usr/local/google/home/simonlin/go/bin/otns
Comprobemos si otns
está correctamente instalado
- Ejecuta
which otns
para verificar si se puede buscar el ejecutableotns
en$PATH.
- Si no se encuentra el comando
otns
, verifica que hayas agregado$(go env GOPATH)/bin
a$PATH.
3. Cómo compilar OpenThread para OTNS
Obtén el código de OpenThread en GitHub
$ mkdir -p ~/src $ git clone https://github.com/openthread/openthread ~/src/openthread
Compila OpenThread con OTNS=1
$ cd ~/src/openthread $ ./script/bootstrap $ ./bootstrap $ make -f examples/Makefile-simulation OTNS=1
Puedes encontrar los archivos ejecutables de OpenThread en el directorio output
:
Linux
$ ls ~/src/openthread/output/simulation/bin ot-cli-ftd ot-cli-mtd ot-ncp-ftd ot-ncp-mtd ot-rcp
macOS
$ ls ~/src/openthread/output/simulation/bin ot-cli-ftd ot-cli-mtd ot-ncp-ftd ot-ncp-mtd ot-rcp
Ahora es el momento de ejecutar OTNS...
4. Ejecutar OTNS
Ejecuta otns
:
$ cd ~/src/openthread/output/simulation/bin $ otns > ← OTNS-CLI prompt
Cuando se inicie correctamente, OTNS ingresará a una consola de la CLI (OTNS-CLI
) e iniciará un navegador web para la visualización y la administración de la red (OTNS-Web
):
Si solo puedes ver una página en blanco para OTNS-Web, es posible que WebGL no esté habilitado en tu navegador. Consultahttps://superuser.com/a/836833 cómo habilitar WebGL.
En las siguientes secciones, aprenderás a administrar simulaciones de OTNS a través de OTNS-CLI
y OTNS-Web
.
5. Conoce OTNS-CLI & OTNS-Web
OTNS-CLI
OTNS-CLI
proporciona una interfaz de línea de comandos (CLI) para administrar simulaciones de OTNS.
$ cd ~/src/openthread/output/simulation/bin $ otns > ← OTNS-CLI prompt
Puedes escribir comandos mediante OTNS-CLI
. Consulta la referencia de la CLI de OTNS para ver la lista completa de comandos. No te preocupes, solo usarás algunos de estos comandos en este codelab.
OTNS-Web
OTNS-Web
es una herramienta de administración y visualización de red de OTNS. Proporciona una representación visual de los nodos, mensajes y vínculos de la red Thread simulada. Observa los diversos elementos de OTNS-Web
:
6. Agregar nodos
Agregar nodos a través de OTNS-CLI
Cómo agregar un router a la posición (300 y 100)
> add router x 300 y 100 1 Done
Deberías ver un nodo creado en OTNS-Web
. El nodo comienza 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
:
Agregar nodos antes del OTNS-Web
También puedes agregar nodos mediante OTNS-Web
. Haz clic en el botón New Router
de la Action Bar
. Deberías ver que se está creando un nodo justo antes del botón New Router
. Arrastra el nodo para acercarte al líder que creaste a través de OTNS-CLI
. Todos los nodos finalmente se deberían combinar en una partición:
También haz clic en los botones FED, MED y SED de la barra de acciones para crear otros tipos de nodos. Arrástralas a posiciones cerca de los nodos existentes para adjuntarlas a esa red Thread:
Acaba de crear una red Thread de una partición que contenga muchos nodos. En la siguiente sección, ajustaremos la velocidad de simulación para que la simulación se ejecute más rápido.
7. Ajustar velocidad
En este momento, la simulación se debe ejecutar a la 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.
Ajusta la velocidad durante OTNS-CLI
Puedes ajustar la velocidad de simulación mediante OTNS-CLI
.
Establecer la velocidad de simulación en 100X
> speed 100 Done
Debería 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 tratando de simular lo más rápido posible, por lo que deberías ver los nodos que envían una gran cantidad de mensajes.
Poner simulación en pausa
> speed 0 Done
Si se configura la velocidad de simulación en 0
, se pausa la simulación.
Restablece la simulación a velocidad normal
> speed 1 Done
Si se configura la velocidad en un valor mayor que 0
, se reanuda la simulación.
Ajusta la velocidad durante OTNS-Web
Botones de control de velocidad
Busca los botones de control de velocidad en el
Action Bar
. Los botones muestran la velocidad de simulación actual y se pueden usar para ajustar la velocidad de simulación y pausar/reanudar la simulación.
Acelerar simulación
Para acelerar la simulación, haz clic en el botón hasta que la velocidad alcance
MAX
: .
Simulación de ralentización
Puedes ralentizar la simulación haciendo clic en el botón .
Poner simulación en pausa
Haz clic en el botón para detener la simulación cuando se esté ejecutando. Se cambiará el botón a
.
Reanudar simulación
Haz clic en el botón para reanudar la simulación cuando se detenga. Se volverá a cambiar el botón a
.
Establecer la velocidad de simulación en 10X
Para ahorrar tiempo, utilice
OTNS-CLI
para ajustar la velocidad de simulación a
10X
para que podamos observar los cambios de la 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. Además, se ejecuta a una velocidad de 10 X.
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 radio del nodo líder:
El líder no podrá enviar ni recibir mensajes con la radio desactivada.
Espera aproximadamente 12 s (120 s en tiempo de simulación) para que el otro router se convierta en el nuevo líder:
La red Thread se recupera de la falla de los líderes automáticamente formando una nueva partición con un nuevo líder. La partición nueva también tendrá un color de partición nuevo.
Encender la radio
Selecciona el líder cuya radio se haya desactivado. Haz clic en el botón de
Action Bar
para restaurar la conectividad:
El líder deberá volver a conectarse a la red después de que se restablezca la conectividad.
9. Mover nodos
OTNS permite que los usuarios muevan nodos con facilidad a través de OTNS-CLI
o OTNS-Web
.
Mover nodo por OTNS-CLI
Mueve el nodo 5 a una ubicación nueva:
> move 5 600 300 Done
Dado que ahora el nodo 5 está lejos del otro router, debería perder conectividad entre sí y, después de unos 12 segundos (120 s en tiempo de simulación), ambos se convertirán en líderes de su propia partición:
Mover nodo a través de OTNS-Web
Arrastra el nodo 5 a la ubicación original arrastrando. Las dos particiones se deberían volver a combinar en una sola partición:
10. Borrar nodos
Borra nodos mediante OTNS-CLI
Borre el nodo 8:
> del 8 Done
El nodo 8 debería desaparecer de la simulación:
Borra nodos mediante OTNS-Web
Selecciona el nodo 5 y haz clic en el botón en el
Action Bar
para borrar el nodo 5:
Node 1
debe convertirse en líder y Node 7
debe desconectarse porque no puede llegar 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 en
Action Bar.
. Todos los nodos desaparecerán a la vez.
Antes de continuar...
Agregue algunos nodos a la simulación usted mismo para poder continuar con este instructivo.
11. Contexto del nodo de OTNS-CLI
OTNS-CLI
proporciona un modo de contexto de nodos para facilitar la interacción con nodos a fin de ayudar a los desarrolladores a diagnosticar el estado de un nodo.
Ingresar al modo de contexto de nodo
Ingresa el contexto del nodo 1:
> node 1 Done node 1>
El mensaje de la CLI cambió a node 1>
, lo que indica el contexto del nodo actual. Puede escribir comandos de la CLI de OpenThread para que se ejecuten en el nodo como si estuviera interactuando directamente con este.
Ejecuta comandos en el contexto del nodo
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 correctamente tu primera simulación de OTNS.
Aprendiste cómo instalar OTNS y sus dependencias. Creaste OpenThread para OTNS e iniciaste la simulación de OTNS con instancias de simulación de OpenThread. Aprendiste a manipular la simulación de varias maneras, tanto a través de OTNS-CLI
como con OTNS-Web
.
Ahora sabes qué es OTNS y cómo puedes usarlo para simular redes de OpenThread.
Próximos pasos
Consulta algunos de estos Codelabs…
- Simula una red Thread con OpenThread
- Simula una red Thread con OpenThread en Docker
- Cómo compilar una red Thread con placas nRF52840 y OpenThread