여러 LTE 모뎀에서 동시 속도 테스트

격리 기간 동안 저는 여러 이동통신사의 LTE 모뎀 속도를 측정하는 장치 개발에 참여하라는 제안을 받았습니다.

고객은 예를 들어 비디오 방송을 위해 LTE 연결을 사용하여 장비를 설치할 때 어느 이동통신사가 자신에게 가장 적합한지 파악하기 위해 다양한 지리적 위치에 있는 다양한 통신 사업자의 속도를 평가하고 싶었습니다. 동시에 값비싼 장비 없이 최대한 간단하고 저렴하게 문제를 해결해야 했습니다.

이 작업은 가장 간단하고 지식 집약적이지 않다는 점을 즉시 말씀 드리며, 어떤 문제가 발생했는지, 어떻게 해결했는지 알려 드리겠습니다. 자, 가자.

주의

LTE 연결 속도를 측정하는 것은 매우 복잡한 문제입니다. 올바른 장비와 측정 기술을 선택해야 하며 셀룰러 네트워크의 토폴로지와 작동을 잘 이해해야 합니다. 또한 속도는 셀의 가입자 수, 기상 조건, 셀 간 속도 등 여러 요인의 영향을 받을 수 있으며 네트워크 토폴로지로 인해 속도가 크게 달라질 수 있습니다. 일반적으로 이는 알려지지 않은 문제가 엄청나게 많은 문제이며, 통신 사업자만이 이 문제를 올바르게 해결할 수 있습니다.

처음에 고객은 교환원의 휴대폰을 가지고 택배기사를 운전하고, 휴대폰으로 직접 측정한 다음, 속도 측정 결과를 노트북에 기록하기를 원했습니다. 이상적이지는 않지만 LTE 네트워크 속도를 측정하는 솔루션이 문제를 해결합니다.

시간이 부족해서 편의성이나 실용성이 아닌 개발 속도를 우선으로 결정을 내렸습니다. 예를 들어, 서버 및 각 개별 클라이언트 설정에 소요되는 시간을 절약하기 위해 보다 실용적인 VPN 대신 원격 액세스에 역방향 SSH를 사용했습니다.

기술적 과제

기사에 나와 있듯이 기술 사양이 없는 경우: 클라이언트가 이를 원하지 않는 이유: 기술 사양 없이는 작업하지 마십시오! 절대로, 어디서도!

기술적인 작업은 상당히 간단했는데, 최종 사용자의 이해를 돕기 위해 조금 확장해 보겠습니다. 기술 솔루션과 장비의 선택은 고객이 결정했습니다. 따라서 모든 승인 후 기술 사양 자체는 다음과 같습니다.

단일 보드 컴퓨터 기반 vim2 H 모뎀을 통한 LTE 연결 속도 테스터 만들기화웨이 e3372h - 153 여러 통신 사업자(XNUMX부터 n까지). UART를 통해 연결된 GPS 수신기로부터 좌표를 수신하는 것도 필요합니다. 서비스를 사용하여 속도 측정 www.speedtest.net 다음과 같은 테이블에 넣으십시오.

CSV 형식의 표입니다. 그런 다음 이 서명을 6시간마다 이메일로 보내세요. 오류가 발생한 경우 GPIO에 연결된 LED를 깜박입니다.

나는 여러 번의 승인을 거쳐 기술 사양을 자유 형식으로 설명했습니다. 그러나 작업의 의미는 이미 보입니다. 모든 것에 일주일이 주어졌습니다. 그러나 실제로는 XNUMX주 동안 지속되었습니다. 이것은 제가 본업 이후와 주말에만 이 일을 했다는 사실을 고려한 것입니다.

여기서 저는 고객이 속도 측정 서비스 및 하드웨어 사용에 대해 사전에 동의했기 때문에 제 능력이 크게 제한되었다는 사실에 다시 한 번 주목하고 싶습니다. 예산도 제한되어 있어서 특별히 구매한 것은 없습니다. 그래서 우리는 이 규칙을 따라야 했습니다.

아키텍처 및 개발

계획은 간단하고 분명합니다. 그러므로 특별한 코멘트는 생략하겠습니다.

나는 이 언어로 개발한 경험이 전혀 없었음에도 불구하고 전체 프로젝트를 Python으로 구현하기로 결정했습니다. 개발 속도를 높일 수 있는 미리 만들어진 예제와 솔루션이 많이 있기 때문에 이를 선택했습니다. 그러므로 나는 모든 전문 프로그래머들에게 나의 첫 파이썬 개발 경험을 꾸짖지 말 것을 당부하며, 내 능력을 향상시키기 위한 건설적인 비판을 언제나 기쁘게 듣습니다.

또한 그 과정에서 나는 Python에 두 가지 실행 중인 버전 2와 3이 있다는 것을 발견했고 그 결과 세 번째 버전으로 결정했습니다.

하드웨어 노드

단일 플레이트 vim2

나는 메인 머신으로 싱글보드 컴퓨터를 받았습니다. vim2

스마트 홈 및 SMART-TV를 위한 우수하고 강력한 미디어 프로세서이지만 이 작업에는 매우 부적합하거나 적합하지 않습니다. 예를 들어, 주요 OS는 Android이고 Linux는 보조 OS이므로 Linux에서 모든 노드와 드라이버의 고품질 작동을 보장하는 사람은 아무도 없습니다. 그리고 일부 문제는 이 플랫폼의 USB 드라이버와 관련되어 있어 이 보드에서는 모뎀이 예상대로 작동하지 않았다고 가정합니다. 또한 문서가 매우 열악하고 분산되어 있어 각 작업에 부두를 파헤치는 데 많은 시간이 걸렸습니다. GPIO를 사용한 일반적인 작업에도 많은 피가 필요했습니다. 예를 들어 LED를 설정하는 데 몇 시간이 걸렸습니다. 그러나 객관적으로 어떤 종류의 싱글 보드인지는 근본적으로 중요하지 않았고 가장 중요한 것은 작동하고 USB 포트가 있다는 것입니다.

먼저 이 보드에 Linux를 설치해야 합니다. 모든 사람과 이 단일 보드 시스템을 다루는 사람들을 위해 방대한 문서를 샅샅이 뒤지지 않기 위해 나는 이 장을 쓰고 있습니다.

Linux를 설치하는 방법에는 외부 SD 카드 또는 내부 MMC의 두 가지 옵션이 있습니다. 나는 카드를 사용하여 작동시키는 방법을 알아내려고 저녁 시간을 보냈기 때문에 MMC에 설치하기로 결정했습니다. 의심할 여지없이 외부 카드를 사용하는 것이 훨씬 쉬울 것입니다.

펌웨어 정보 여기서 삐딱하게 말했어. 나는 이상한 것을 러시아어로 번역합니다. 보드를 플래시하려면 하드웨어 UART를 연결해야 합니다. 연결했어요 다음과 같이

• 툴 핀 GND: <—> VIM GPIO의 핀 17
• 툴 핀 TXD: <—> VIM GPIO의 핀 18(Linux_Rx)
• 도구 핀 RXD: <—> VIM GPIO의 핀 19(Linux_Tx)
• 툴 핀 VCC: <—> VIM GPIO의 핀 20

그다음 펌웨어를 다운받았어요 따라서. 특정 펌웨어 버전 VIM1_Ubuntu-server-bionic_Linux-4.9_arm64_EMMC_V20191231.

이 펌웨어를 업로드하려면 유틸리티가 필요합니다. 이에 대한 자세한 내용 여기에. Windows에서는 플래싱을 시도하지 않았지만 Linux의 펌웨어에 대해 몇 마디 말씀 드리고 싶습니다. 먼저 지침에 따라 유틸리티를 설치하겠습니다.

git clone https://github.com/khadas/utils
cd /path/to/utils
sudo ./INSTALL

그리고... 아무것도 작동하지 않습니다. 모든 것이 올바르게 설치되도록 설치 스크립트를 편집하는 데 두 시간이 걸렸습니다. 거기서 무엇을 했는지는 기억나지 않지만, 말과 함께하는 서커스도 있었어요. 그러니 조심해. 그러나 이러한 유틸리티가 없으면 vim2를 더 이상 고문할 필요가 없습니다. 그 사람을 전혀 건드리지 않는 것이 좋습니다!

일곱 개의 지옥, 스크립트 구성 및 설치를 마친 후 작동하는 유틸리티 패키지를 받았습니다. USB를 통해 보드를 Linux 컴퓨터에 연결하고 위 다이어그램에 따라 UART도 연결했습니다.
하드웨어 및 소프트웨어 오류 제어 없이 115200의 속도로 제가 가장 좋아하는 미니컴 터미널을 설정하고 있습니다. 그리고 시작해 봅시다.

UART 터미널에 VIM2를 로딩할 때 스페이스바 등의 키를 누르면 로딩이 중단됩니다. 줄이 나타난 후

kvim2# 

다음 명령을 입력합니다.

kvim2# run update

로드 중인 호스트에서 다음을 실행합니다.

burn-tool -v aml -b VIM2 -i  VIM2_Ubuntu-server-bionic_Linux-4.9_arm64_EMMC_V20191231.img

그게 다야, 휴. 확인해 보니 보드에 Linux가 있습니다. 로그인/비밀번호 khadas:khadas.

그 후 몇 가지 사소한 초기 설정이 있습니다. 추가 작업을 위해 sudo의 비밀번호를 비활성화합니다(예, 안전하지는 않지만 편리합니다).

sudo visudo

양식의 줄을 편집하고 저장합니다.

# Allow members of group sudo to execute any command
%sudo ALL=(ALL:ALL) NOPASSWD: ALL

그런 다음 시간이 모스크바에 있도록 현재 로케일을 변경하고, 그렇지 않으면 그리니치에 있게 됩니다.

sudo timedatectl set-timezone Europe/Moscow

또는

ln -s /usr/share/zoneinfo/Europe/Moscow /etc/localtime

어렵다면 이 보드를 사용하지 마세요. 라즈베리파이가 더 좋습니다. 솔직히.

모뎀 화웨이 e3372h – 153

이 모뎀은 나에게 중요한 혈액 공급원이었고, 실제로 전체 프로젝트의 병목 현상이 되었습니다. 일반적으로 이러한 장치의 "모뎀"이라는 이름은 작업의 본질을 전혀 반영하지 않습니다. 이것은 강력한 결합이며 이 하드웨어에는 드라이버를 설치하기 위해 CD-ROM인 것처럼 가장하는 복합 장치가 있습니다. 그런 다음 네트워크 카드 모드로 전환합니다.

구조적으로 Linux 사용자의 관점에서 모든 설정을 마친 후의 모습은 다음과 같습니다. 모뎀을 연결한 후 dhcp를 통해 IP 주소 192.168.8.100과 기본 게이트웨이를 받는 eth* 네트워크 인터페이스가 있습니다. 192.168.8.1입니다.

그리고 가장 중요한 순간! 이 모뎀 모델은 AT 명령으로 제어되는 모뎀 모드에서 작동할 수 없습니다.. 모든 것이 훨씬 간단해질 것입니다. 각 모뎀에 대해 PPP 연결을 만든 다음 작동하십시오. 하지만 내 경우에는 "자신"(보다 정확하게는 udev 규칙에 따른 Linux 다이버)이 eth 인터페이스를 생성하고 dhcp를 통해 여기에 IP 주소를 할당합니다.

더 이상의 혼란을 피하기 위해 "모뎀"이라는 단어를 잊어버리고 네트워크 카드와 게이트웨이라고 말하는 것이 좋습니다. 본질적으로 이는 새 네트워크 카드를 게이트웨이에 연결하는 것과 같기 때문입니다.
모뎀이 하나인 경우에는 특별한 문제가 발생하지 않지만 둘 이상, 즉 n개 조각이 있는 경우 다음과 같은 네트워크 그림이 나타납니다.

즉, IP 주소가 동일하고 각각 기본 게이트웨이가 동일한 n개의 네트워크 카드입니다. 그러나 실제로는 각각 자체 운영자와 연결되어 있습니다.

처음에는 간단한 해결책이 있었습니다. ifconfig 또는 ip 명령을 사용하여 모든 인터페이스를 끄고 하나씩 켜서 테스트하는 것이었습니다. 솔루션은 전환하는 동안 장치에 연결할 수 없다는 점을 제외하면 모두에게 좋았습니다. 그리고 전환이 잦고 빠르기 때문에 실제로 연결할 기회가 전혀 없었습니다.

그래서 모뎀의 IP 주소를 수동으로 변경한 뒤 라우팅 설정을 이용해 트래픽을 유도하는 방식을 선택했습니다.

이것이 모뎀 문제의 끝이 아니었습니다. 전원 문제가 발생하면 모뎀이 떨어져서 USB 허브에 안정적인 전원 공급 장치가 필요했습니다. 저는 전원을 허브에 직접 납땜하여 이 문제를 해결했습니다. 내가 직면하고 전체 프로젝트를 망친 또 다른 문제: 장치를 재부팅하거나 콜드 스타트한 후에 모든 모뎀이 감지되지 않았고 항상 그런 것은 아니었으며, 이것이 발생한 이유와 어떤 알고리즘에 의해 발생했는지 확인할 수 없었습니다. 하지만 가장 먼저 해야 할 일이 있습니다.

모뎀이 제대로 작동하려면 usb-modeswitch 패키지를 설치했습니다.

sudo apt update
sudo apt install -y usb-modeswitch

그런 다음 연결한 후 udev 하위 시스템에서 모뎀을 올바르게 감지하고 구성합니다. 간단히 모뎀을 연결하고 네트워크가 나타나는지 확인하여 확인합니다.
제가 해결할 수 없는 또 다른 문제는 이 모뎀에서 우리가 함께 작업하고 있는 교환원의 이름을 어떻게 알 수 있습니까? 운영자 이름은 모뎀 웹 인터페이스(192.168.8.1)에 포함되어 있습니다. 이는 Ajax 요청을 통해 데이터를 수신하는 동적 웹 페이지이므로 단순히 페이지를 가져오고 이름을 구문 분석하는 것만으로는 작동하지 않습니다. 그래서 웹페이지 등을 개발하는 방법을 알아보기 시작했고, 제가 일종의 말도 안되는 일을 하고 있다는 것을 깨달았습니다. 결과적으로 그는 침을 뱉었고 운영자는 Speedtest API 자체를 사용하여 받기 시작했습니다.

모뎀이 AT 명령을 통해 액세스할 수 있다면 훨씬 더 쉬울 것입니다. 재구성하고, ppp 연결을 만들고, IP를 할당하고, 통신사를 구하는 등의 작업이 가능할 것입니다. 하지만 아쉽게도 나는 주어진 일을 하고 있습니다.

GPS

제가 받은 GPS 수신기에는 UART 인터페이스와 전원이 있었습니다. 최선의 해결책은 아니었지만 여전히 실행 가능하고 간단했습니다. 수신기는 이렇게 생겼습니다.

솔직히 말해서 GPS 수신기로 작업하는 것은 이번이 처음 이었지만 예상대로 모든 것이 오래 전에 우리를 위해 생각되었습니다. 그래서 우리는 기성 솔루션을 사용합니다.

먼저 uart_AO_B(UART_RX_AO_B, UART_TX_AO_B)를 활성화하여 GPS를 연결합니다.

khadas@Khadas:~$ sudo fdtput -t s /dtb.img /serial@c81004e0 status okay

그런 다음 작업 성공 여부를 확인합니다.

khadas@Khadas:~$ fdtget /dtb.img /serial@c81004e0 status
okay

이 명령은 분명히 devtree를 즉석에서 편집하는데, 이는 매우 편리합니다.

이 작업이 성공하면 재부팅하고 GPS 데몬을 설치하십시오.

khadas@Khadas:~$ sudo reboot

GPS 데몬을 설치합니다. 모든 것을 설치하고 추가 구성을 위해 즉시 잘라냅니다.

sudo apt install gpsd gpsd-clients -y
sudo killall gpsd
 
/* GPS daemon stop/disable */
sudo systemctl stop gpsd.socket
sudo systemctl disable gpsd.socket

설정 파일을 편집 중입니다.

sudo vim /etc/default/gpsd

GPS가 걸릴 UART를 설치하고 있습니다.

DEVICES="/dev/ttyS4"

그런 다음 모든 것을 켜고 시작합니다.

/* GPS daemon enable/start */
sudo systemctl enable gpsd.socket
sudo systemctl start gpsd.socket

그 후 GPS를 연결합니다.

GPS 선은 내 손에 있고 UART 디버거 선은 내 손가락 아래에 보입니다.

재부팅 후 gpsmon 프로그램을 이용하여 GPS 동작을 확인합니다.

이 스크린샷에서는 위성을 볼 수 없지만 GPS 수신기와의 통신을 볼 수 있으며 이는 모든 것이 정상임을 의미합니다.

Python에서 이 데몬을 사용하기 위해 많은 옵션을 시도했지만 Python 3에서 올바르게 작동하는 옵션을 선택했습니다.

필요한 라이브러리를 설치합니다.

sudo -H pip3 install gps3 

그리고 작업 코드를 조각했습니다.

from gps3.agps3threaded import AGPS3mechanism
...

def getPositionData(agps_thread):
	counter = 0;
	while True:
		longitude = agps_thread.data_stream.lon
		latitude = agps_thread.data_stream.lat
		if latitude != 'n/a' and longitude != 'n/a':
			return '{}' .format(longitude), '{}' .format(latitude)
		counter = counter + 1
		print ("Wait gps counter = %d" % counter)
		if counter == 10:
			ErrorMessage("Ошибка GPS приемника!!!")
			return "NA", "NA"
		time.sleep(1.0)
...
f __name__ == '__main__':
...
	#gps
	agps_thread = AGPS3mechanism()  # Instantiate AGPS3 Mechanisms
	agps_thread.stream_data()  # From localhost (), or other hosts, by example, (host='gps.ddns.net')
	agps_thread.run_thread()  # Throttle time to sleep after an empty lookup, default '()' 0.2 two tenths of a second

좌표를 가져와야 하는 경우 다음 호출을 통해 수행됩니다.

longitude, latitude = getPositionData(agps_thread)

그리고 1~10초 안에 좌표를 얻을지 말지 결정하게 됩니다. 네, 좌표를 얻으려고 XNUMX번이나 시도했어요. 최적은 아니고 비뚤어지고 비스듬하지만 작동합니다. GPS 수신이 좋지 않고 항상 데이터를 수신하지 못할 수 있기 때문에 이렇게 하기로 결정했습니다. 데이터 수신을 기다리다가 원격실에서 작업하면 프로그램이 이곳에서 정지됩니다. 따라서 나는 이 우아하지 않은 옵션을 구현했습니다.

원칙적으로 시간이 더 있다면 UART를 통해 GPS에서 직접 데이터를 수신하고 이를 별도의 스레드에서 구문 분석하여 작업하는 것이 가능할 것입니다. 하지만 시간이 전혀 없었기 때문에 잔인할 정도로 추악한 코드가 작성되었습니다. 그리고 네, 저는 부끄럽지 않습니다.

발광 다이오드

LED를 연결하는 것은 간단하면서도 어려웠습니다. 가장 큰 어려움은 시스템의 핀 번호가 보드의 핀 번호와 일치하지 않고 문서가 왼손으로 작성된다는 것입니다. 하드웨어 핀 번호와 OS의 핀 번호를 비교하려면 다음 명령을 실행해야 합니다.

gpio readall

시스템과 보드의 핀 대응 표가 표시됩니다. 그 후에는 이미 OS 자체에서 핀을 작동할 수 있습니다. 제 경우에는 LED가 다음과 같이 연결되어 있습니다. GPIOH_5.

GPIO 핀을 출력 모드로 전환합니다.

gpio -g mode 421 out

저는 XNUMX으로 씁니다.

gpio -g write 421 0

하나 적어봅니다.

gpio -g write 421 1

"1"을 쓴 후 모든 것이 켜집니다.

#gpio subsistem
def gpio_init():
	os.system("gpio -g mode 421 out")
	os.system("gpio -g write 421 1")

def gpio_set(val):
	os.system("gpio -g write 421 %d" % val)
	
def error_blink():
	gpio_set(0)
	time.sleep(0.1)
	gpio_set(1)
	time.sleep(0.1)
	gpio_set(0)
	time.sleep(0.1)
	gpio_set(1)
	time.sleep(0.1)
	gpio_set(0)
	time.sleep(1.0)
	gpio_set(1)

def good_blink():
	gpio_set(1)

이제 오류가 발생할 경우 error_blink()를 호출하면 LED가 아름답게 깜박입니다.

소프트웨어 노드

속도 테스트 API

speedtest.net 서비스에 자체 Python-API가 있다는 것은 큰 기쁨입니다. 깃허브.

좋은 점은 소스코드도 볼 수 있다는 점이다. 이 API를 사용하는 방법(간단한 예)은 다음에서 찾을 수 있습니다. 관련 섹션.

다음 명령을 사용하여 Python 라이브러리를 설치합니다.

sudo -H pip3 install speedtest-cli

예를 들어 소프트웨어에서 직접 Ubuntu에 속도 테스터를 설치할 수도 있습니다. 이는 동일한 Python 애플리케이션이며 콘솔에서 직접 실행할 수 있습니다.

sudo apt install speedtest-cli -y

그리고 인터넷 속도를 측정해 보세요.

speedtest-cli
Retrieving speedtest.net configuration...
Testing from B***** (*.*.*.*)...
Retrieving speedtest.net server list...
Selecting best server based on ping...
Hosted by MTS (Moscow) [0.12 km]: 11.8 ms
Testing download speed................................................................................
Download: 7.10 Mbit/s
Testing upload speed......................................................................................................
Upload: 3.86 Mbit/s

결과적으로는 나처럼 됐다. 나는 이 속도 테스트의 소스 코드를 내 프로젝트에 더 완벽하게 구현하기 위해 들어가야 했습니다. 가장 중요한 작업 중 하나는 번호판에 대체하기 위해 통신 사업자의 이름을 알아내는 것입니다.

import speedtest
from datetime import datetime
...
#Указываем конкретный сервер для теста
#6053) MaximaTelecom (Moscow, Russian Federation)
servers = ["6053"]
# If you want to use a single threaded test
threads = None
s = speedtest.Speedtest()
#получаем имя оператора сотовой связи
opos = '%(isp)s' % s.config['client']
s.get_servers(servers)
#получаем текстовую строку с параметрами сервера
testserver = '%(sponsor)s (%(name)s) [%(d)0.2f km]: %(latency)s ms' % s.results.server
#тест загрузки
s.download(threads=threads)
#тест выгрузки
s.upload(threads=threads)
#получаем результаты
s.results.share()

#После чего формируется строка для записи в csv-файл.
#получаем позицию GPS
longitude, latitude = getPositionData(agps_thread)
#время и дата
curdata = datetime.now().strftime('%d.%m.%Y')
curtime = datetime.now().strftime('%H:%M:%S')
delimiter = ';'
result_string = opos + delimiter + str(curpos) + delimiter + 
	curdata + delimiter + curtime + delimiter + longitude + ', ' + latitude + delimiter + 
	str(s.results.download/1000.0/1000.0) + delimiter + str(s.results.upload / 1000.0 / 1000.0) + 
	delimiter + str(s.results.ping) + delimiter + testserver + "n"
#тут идет запись в файл логов

훨씬 더 단순 해 보이지만 여기에서도 모든 것이 그렇게 단순하지 않은 것으로 나타났습니다. 처음에는 서버 매개변수가 다음과 같았습니다. [], 그들은 최고의 서버를 선택한다고 말합니다. 결과적으로 나는 임의의 서버를 갖게 되었고, 짐작할 수 있듯이 가변적인 속도를 갖게 되었습니다. 이는 고정 서버를 사용하는 매우 복잡한 주제입니다. 그렇다면 정적 또는 동적 서버를 사용하려면 연구가 필요합니다. 그러나 다음은 테스트 서버를 동적으로 선택할 때와 정적으로 고정된 서버를 선택할 때 Beeline 운영자를 위한 속도 측정 그래프의 예입니다.

동적 서버를 선택할 때 속도를 측정한 결과입니다.

엄선된 하나의 서버를 대상으로 속도 테스트를 실시한 결과입니다.

테스트하는 동안 양쪽에 "털"이 있으며 수학적 방법을 사용하여 제거해야 합니다. 그러나 고정 서버를 사용하면 약간 적고 진폭이 더 안정적입니다.
일반적으로 이곳은 훌륭한 연구 장소입니다. 그리고 iperf 유틸리티를 사용하여 서버의 속도를 측정했습니다. 그러나 우리는 기술 사양을 고수합니다.

메일 보내기 및 오류

메일을 보내기 위해 수십 가지 다른 옵션을 시도했지만 결국 다음으로 결정했습니다. Yandex에 사서함을 등록한 다음 메일을 보내는 예시입니다. 확인하고 프로그램에 구현해봤습니다. 이 예에서는 Gmail에서 보내기 등을 포함한 다양한 옵션을 검사합니다. 메일 서버 설정에 신경쓰고 싶지 않았고 시간도 없었지만 나중에 알고 보니 그것도 헛된 일이었습니다.

스케줄러에 따라 로그가 전송되었으며, 연결이 있다면, 6시간마다: 00시, 오전 06시, 정오 12시, 오후 18시. 아래와 같이 보냈습니다.

from send_email import *
...
message_log = "Логи тестирования платы №1"
EmailForSend = ["[email protected]", "[email protected]"]
files = ["/home/khadas/modems_speedtest/csv"]
...
def sendLogs():
	global EmailForSend
	curdata = datetime.now().strftime('%d.%m.%Y')
	сurtime = datetime.now().strftime('%H:%M:%S')
	try:
		for addr_to in EmailForSend:
			send_email(addr_to, message_log, "Логи за " + curdata + " " + сurtime, files)
	except:
		print("Network problem for send mail")
		return False
	return True

처음에는 오류도 전송되었습니다. 우선 목록에 누적된 다음 연결이 있으면 스케줄러를 사용하여 전송됩니다. 그러나 Yandex에는 하루에 전송되는 메시지 수에 제한이 있다는 사실(고통, 슬픔, 굴욕감)에 문제가 발생했습니다. 분당이라도 엄청난 오류가 발생할 수 있기 때문에 메일로 오류를 보내는 것을 포기해야 했습니다. 따라서 Yandex 서비스를 통해 이러한 문제에 대한 정보를 자동으로 보낼 때 명심하십시오.

피드백 서버

원격 하드웨어에 액세스하고 이를 사용자 정의하고 재구성하려면 외부 서버가 필요했습니다. 일반적으로 공정하게 말하면 모든 데이터를 서버로 보내고 웹 인터페이스에서 아름다운 그래프를 모두 작성하는 것이 옳을 것입니다. 그러나 한꺼번에는 아닙니다.

VPS를 선택했습니다 ruvds.com. 가장 간단한 서버를 사용할 수 있습니다. 그리고 일반적으로 내 목적으로는 이것으로 충분합니다. 하지만 서버 비용을 내 주머니에서 지불하지 않았기 때문에 웹 인터페이스, 자체 SMTP 서버, VPN 등을 배포하는 경우 충분할 수 있도록 약간의 여유분을 가지고 가져가기로 결정했습니다. 게다가 텔레그램 봇을 설정할 수 있고 차단되는 문제도 없습니다. 따라서 저는 암스테르담과 다음 매개변수를 선택했습니다.

하드웨어와의 통신 방법으로 vim2는 역방향 SSH 연결을 선택했으며 실습에서 알 수 있듯이 이것이 최선은 아닙니다. 연결이 끊어지면 서버가 포트를 보유하고 있어 일정 시간 동안 해당 포트를 통한 연결이 불가능합니다. 따라서 VPN과 같은 다른 통신 방법을 사용하는 것이 더 좋습니다. 나중에 VPN으로 전환하고 싶었지만 시간이 없었습니다.

방화벽 설정, 권한 제한, 루트 SSH 연결 비활성화 및 기타 VPS 설정에 대한 자세한 내용은 다루지 않겠습니다. 나는 당신이 이미 모든 것을 알고 있다고 믿고 싶습니다. 원격 연결의 경우 서버에 새 사용자를 만듭니다.

adduser vimssh

하드웨어에서 SSH 연결 키를 생성합니다.

ssh-keygen

그리고 그것을 우리 서버에 복사합니다.

ssh-copy-id [email protected]

우리 하드웨어에서는 부팅할 때마다 자동 역방향 SSH 연결을 생성합니다.

[Unit] Description=Auto Reverse SSH
Requires=systemd-networkd-wait-online.service
After=systemd-networkd-wait-online.service
[Service] User=khadas
ExecStart=/usr/bin/ssh -NT -o ExitOnForwardFailure=yes -o ServerAliveInterval=60 -CD 8080 -R 8083:localhost:22 [email protected]
RestartSec=5
Restart=always
[Install] WantedBy=multi-user.target

포트 8083에 주의하세요. 이는 역방향 SSH를 통해 연결하는 데 사용할 포트를 결정합니다. 시작에 추가하고 시작하십시오.

sudo systemctl enable autossh.service
sudo systemctl start autossh.service

상태도 확인할 수 있습니다.

sudo systemctl status autossh.service

이제 VPS 서버에서 다음을 실행하면:

ssh -p 8083 khadas@localhost

그런 다음 하드웨어 테스트를 진행합니다. 그리고 하드웨어에서 SSH를 통해 로그와 모든 데이터를 내 서버로 보낼 수도 있는데, 이는 매우 편리합니다.

그것을 하나로 모으기

스위치를 켜고 개발과 디버깅을 시작해보자

휴, 그게 다입니다. 모든 노드를 설명했습니다. 이제 모든 것을 하나로 모을 시간입니다. 코드를 볼 수 있습니다. 여기에.

코드에 대한 중요한 점: 이 프로젝트는 특정 아키텍처의 특정 작업에 맞게 조정되었기 때문에 이렇게 시작되지 않을 수 있습니다. 소스 코드를 제공하더라도 가장 중요한 내용은 여기서 바로 텍스트로 설명하겠습니다. 그렇지 않으면 완전히 이해할 수 없습니다.

처음에는 gps, gpio를 초기화하고 별도의 스케줄러 스레드를 시작합니다.

#запуск потока планировщика
pShedulerThread = threading.Thread(target=ShedulerThread, args=(1,))
pShedulerThread.start()

스케줄러는 매우 간단합니다. 메시지를 보낼 시간이 되었는지, 현재 오류 상태가 무엇인지 확인합니다. 오류 플래그가 있으면 LED를 깜박입니다.

#sheduler
def ShedulerThread(name):
	global ready_to_send
	while True:
		d = datetime.today()
		time_x = d.strftime('%H:%M')
		if time_x in time_send_csv:
			ready_to_send = True
		if error_status:
			error_blink()
		else:
			good_blink()
		time.sleep(1)

이 프로젝트에서 가장 어려운 부분은 각 테스트마다 역방향 SSH 연결을 유지하는 것입니다. 각 테스트에는 기본 게이트웨이와 DNS 서버 재구성이 포함됩니다. 어쨌든 아무도 책을 읽지 않기 때문에 기차는 나무 난간 위로 운행되지 않는다는 것을 알아두십시오. 부활절 달걀을 찾은 사람은 사탕을 얻습니다.

이를 위해 별도의 라우팅 테이블 -set-mark 0x2와 트래픽을 리디렉션하는 규칙을 만듭니다.

def InitRouteForSSH():
	cmd_run("sudo iptables -t mangle -A OUTPUT -p tcp -m tcp --dport 22 -j MARK --set-mark 0x2")
	cmd_run("sudo ip rule add fwmark 0x2/0x2 lookup 102")

작동 방식에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 이 기사에서 읽으십시오.

그런 다음 끝없는 루프에 들어가 매번 연결된 모뎀 목록을 얻습니다(네트워크 구성이 갑자기 변경되었는지 확인하기 위해).

network_list = getNetworklist()

네트워크 인터페이스 목록을 얻는 것은 매우 간단합니다.

def getNetworklist():
	full_networklist = os.listdir('/sys/class/net/')
	network_list = [x for x in full_networklist if "eth" in x and x != "eth0"]
	return network_list

목록을 받은 후 모뎀에 관한 장의 그림에 표시된 것처럼 모든 인터페이스에 IP 주소를 설정했습니다.

SetIpAllNetwork(network_list)

def SetIpAllNetwork(network_list):
	for iface in network_list:
		lastip = "%d" % (3 + network_list.index(iface))
		cmd_run ("sudo ifconfig " + iface + " 192.168.8." + lastip +" up")

그런 다음 루프의 각 인터페이스를 간단히 살펴봅니다. 그리고 각 인터페이스를 구성합니다.

	for iface in network_list:
		ConfigNetwork(iface)

def ConfigNetwork(iface):
#сбрасываем все настройки
		cmd_run("sudo ip route flush all")
#Назначаем шлюз по умолчанию
		cmd_run("sudo route add default gw 192.168.8.1 " + iface)
#задаем dns-сервер (это нужно для работы speedtest)
		cmd_run ("sudo bash -c 'echo nameserver 8.8.8.8 > /etc/resolv.conf'")

인터페이스의 기능을 확인했는데, 네트워크가 없으면 오류가 발생합니다. 네트워크가 있다면 이제 행동에 나서야 합니다!

여기서는 이 인터페이스에 대한 SSH 라우팅을 구성하고(아직 완료되지 않은 경우), 시간이 되면 서버에 오류를 보내고, 로그를 보내고, 마지막으로 속도 테스트를 실행하고 로그를 csv 파일에 저장합니다.

if not NetworkAvalible():
....
#Здесь мы формируем ошибки
....
else: #Есть сеть, ура, работаем!
#Если у нас проблемный интерфейс, на котором ssh, то меняем его
  if (sshint == lastbanint or sshint =="free"):
    print("********** Setup SSH ********************")
    if sshint !="free":
      сmd_run("sudo ip route del default via 192.168.8.1 dev " + sshint +" table 102")
    SetupReverseSSH(iface)
    sshint = iface
#раз сетка работает, то давай срочно все отправим!!!
    if ready_to_send:
      print ("**** Ready to send!!!")
        if sendLogs():
          ready_to_send = False
        if error_status:
          SendErrors()
#и далее тестируем скорость и сохраняем логи. 

역방향 SSH를 설정하는 기능을 언급할 가치가 있습니다.

def SetupReverseSSH(iface):
	cmd_run("sudo systemctl stop autossh.service")
	cmd_run("sudo ip route add default via 192.168.8.1 dev " + iface +" table 102")
	cmd_run("sudo systemctl start autossh.service")

물론 이 모든 아름다움을 스타트업에 추가해야 합니다. 이를 위해 파일을 만듭니다.

sudo vim /etc/systemd/system/modems_speedtest.service

그리고 나는 그 안에 이렇게 씁니다.

[Unit] Description=Modem Speed Test
Requires=systemd-networkd-wait-online.service
After=systemd-networkd-wait-online.service
[Service] User=khadas
ExecStart=/usr/bin/python3.6 /home/khadas/modems_speedtest/networks.py
RestartSec=5
Restart=always
[Install] WantedBy=multi-user.target

자동 로딩을 켜고 시작합니다!

sudo systemctl enable modems_speedtest.service
sudo systemctl start modems_speedtest.service

이제 다음 명령을 사용하여 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 로그를 볼 수 있습니다.

journalctl -u modems_speedtest.service --no-pager -f

조사 결과

자, 이제 가장 중요한 것은 그 결과 무슨 일이 일어났는가 하는 것입니다. 다음은 개발 및 디버깅 과정에서 캡처한 몇 가지 그래프입니다. 그래프는 다음 스크립트와 함께 gnuplot을 사용하여 작성되었습니다.

#! /usr/bin/gnuplot -persist
set terminal postscript eps enhanced color solid
set output "Rostelecom.ps"
 
#set terminal png size 1024, 768
#set output "Rostelecom.png"
 
set datafile separator ';'
set grid xtics ytics
set xdata time
set ylabel "Speed Mb/s"
set xlabel 'Time'
set timefmt '%d.%m.%Y;%H:%M:%S'
set title "Rostelecom Speed"

plot "Rostelecom.csv" using 3:6 with lines title "Download", '' using 3:7 with lines title "Upload"
 
set title "Rostelecom 2 Ping"
set ylabel "Ping ms"
plot "Rostelecom.csv" using 3:8 with lines title "Ping"

첫 번째 경험은 제가 며칠 동안 진행한 Tele2 운영자와의 경험이었습니다.

여기서는 동적 측정 서버를 사용했습니다. 속도 측정은 작동하지만 변동이 매우 심하지만 일부 평균 값은 여전히 ​​표시되며 이는 이동 평균 등을 사용하여 데이터를 필터링하여 얻을 수 있습니다.

나중에 나는 다른 통신 사업자를 위해 여러 그래프를 만들었습니다. 이 경우 이미 테스트 서버가 하나 있었는데, 그 결과도 매우 흥미로웠습니다.

보시다시피, 이 주제는 이 데이터의 연구 및 처리에 매우 광범위하며 분명히 몇 주 동안 지속되지 않습니다. 하지만…

작업 결과

제가 통제할 수 없는 상황으로 인해 작업이 갑자기 완료되었습니다. 내 주관적인 견해로는 이 프로젝트의 약점 중 하나는 다른 모뎀과 동시에 작동하는 것을 실제로 원하지 않고 로드될 때마다 그러한 트릭을 만드는 모뎀이었습니다. 이러한 목적을 위해 수많은 다른 모뎀 모델이 있으며 일반적으로 이미 Mini PCI-e 형식으로 되어 있고 장치 내부에 설치되어 있으며 구성이 훨씬 쉽습니다. 그러나 그것은 완전히 다른 이야기입니다. 프로젝트가 흥미로웠고 참여할 수 있어서 매우 기뻤습니다.

출처 : habr.com