在100跳IPv6无线网状网络内发生了什么?

2021-03-08 07:33:20

无线网状网络是网络中的节点帮助其他节点通过代表其他人转换消息来帮助其他节点来实现覆盖和连接。

街道照明系统是需要无线网状网络的示例。单跳网络不会提供足够的覆盖范围,因此灯互相帮助伸出援手。

上图显示了在野外的ITERS Quare IoT平台IPv6网格的安装。 (虽然我们的系统被众所周知,但是通过单个硬币电池操作的微小设备,这种特殊安装不使用这些低功耗机制,因为路灯可以访问电力。)

这种大型无线网络的巨大挑战是了解正在发生的事情 - 以及如何开发使它们勾选的软件。

在本文中,我们研究了我们如何在物品中开发这种大型系统和我们使用的工具。我们用100跳网络推动信封,比我们通常在真实的安装中看到的网络。

要查看100跳网络中发生的事情,我们在办公室建立了一个测试平台。测试平台由100个无线节点组成,放置在书架中。节点都使用TI CC2538无线系统上的芯片,通过IEEE 802.15.4E低功耗无线电层运行ItemsQuare无线网格。节点由USB供电,但否则仅具有无线连接。每个节点还具有一个LED,我们用于开发和测试我们的无线照明系统。默认情况下,节点形成一个大型无线网络。

一个100节点测试平台和测试用节点创建的无线网状网络。

因为测试台中的每个节点都彼此接近,所以它们可以轻松地形成单跳网络。也就是说,每个节点都可以在没有啮合的情况下到达每个其他节点。

要设置100跳网络,我们手动配置其路由。这样,我们可以强迫系统成为100跳的网络。

我们现在有一种方法来测试100跳的系统,超出任何东西我们可能在野外看到的东西。

要查看100次跳转操作,我们设置了一个节点以充当嗅探器并运行Wireshark以捕获来自网络的数据包。然后,我们要求将100跳的节点与后端进行安全的TLS连接。在Wireshark日志中,我们会看到TLS流量以及RPL路由协议使用的ICMPv6控制流量来设置和维护其路由图。

(有关RPL IPv6路由协议的更多信息,请从我们的文档中查看本文。)

如果我们查看网络内部的流量,我们可以看到数据包如何以蛇形方式从节点移动到节点:

无线网状系统非常复杂,而测试用过于测试系统至关重要,则不足以开发它。

要开发我们的无线网状系统,我们使用我们的无线网络模拟器。 模拟器让我们在现实世界中看到与我们在现实世界中看到相同的环境,而是在一台电脑上设置相同的环境。 在那里,我们可以检查系统的各个方面,以查看正在发生的事情。 要查看与我们测试的类似行为,我们使用常规节点网格设置了模拟,并在测试平台中以类似的方式配置它们:他们选择路由图中的父母,只要制作网络 可能的。 模拟器也让我们在时间轴窗口中看到数据包,我们可以在任何给定时间看每个节点所做的内容。 网络和时间轴视图中的TLS连接。 我们看到多跳的数据包交换。 无线网状网络允许我们构建极大的网络。 但这种网络很复杂,并建立使它们勾选的软件,我们需要两个硬件测试用模拟器和软件模拟器。