ホーム  >  Network / RPi

RPi で回線遅延シュミレーター

公開日

最終更新日

投稿者

目次
1. 完成図
2. RPi をsetup
3. RPiに有線LANのアダプタを接続
4. WiFiのsetup
5. WiFi用DHCPサーバ設定
6. WiFi AP セットアップ
7. NATの設定
8. 確認
9. 遅延の設定
10. UIを追加

RPi をWifi のAPにして、回線遅延シュミレーターを作る

完成図

  • RPi WLAN: 192.168.100.1
  • WLAN 192.168.100.2以上をDHCPで付与
  • RPi 有線をinertnet 接続
  • 遅延は有線側のキューで行う
  • SSID は、 rpilss

RPi をsetup

RPi のイメージをダウンロードしてsetupする。

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspberry-pi-os/

Raspberry Pi OS (32-bit) Lite
Minimal image based on Debian Buster
Version:August 2020
Release date:2020-08-20
Kernel version:5.4
Size: 435 MB

RPiに有線LANのアダプタを接続

RPi の有線は、internet接続できるように設定する。

この時点で、 ifconfig を格にするとこんな感じ

$ ifconfig 
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet xxx.xxx.xxx.xxx  netmask 255.255.255.0  broadcast xxx.xxx.xxx.xxx
        inet6 fe80::xxxx:e22:6489:c81  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether xx:27:eb:xx:37:38  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 3059  bytes 323839 (316.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 137  bytes 20089 (19.6 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

firmware も最新にしておく

$ sudo rpi-update
$ sudo reboot

WiFiのsetup

APとする予定のWiFiをsetupする。

/etc/network/interfaces.d/wlan0 に、WiFiの固定IPを設定

$ sudo vi /etc/network/interfaces.d/wlan0
---
iface wlan0 inet static
    address 192.168.100.1
    netmask 255.255.255.0

WiFi用DHCPサーバ設定

/etc/dhcpcd.conf の最後に以下を追加

# for WLAN client
interface wlan0
static ip_address=192.168.100.1/24
sudo systemctl restart dhcpcd

WiFi AP セットアップ

WiFi AP のソフト hostapd をinstallする。

$ sudo apt-get update -y
sudo apt install hostapd -y
sudo vi /etc/hostapd/hostapd.conf
---
interface=wlan0
driver=nl80211
hw_mode=b
channel=1
macaddr_acl=0
auth_algs=1
ignore_broadcast_ssid=0
ieee80211ac=0
wmm_enabled=1
ieee80211d=1
country_code=JP
ieee80211h=1
local_pwr_constraint=3
spectrum_mgmt_required=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
ssid=SSID名
wpa_passphrase=パスワード
sudo vi /etc/default/hostapd
---
DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"

ssid と wpa_passphrase は自分の都合で設定

WiFiの設定が終わったので再起動。

$ sudo systemctl unmask hostapd
$ sudo systemctl enable hostapd
$ sudo systemctl start hostapd

NATの設定

port forward

WLANからinしたpacketを有線にoutするための設定。

net.ipv4.ip_forward=1 のコメント # を外して、有効化する。

$ sudo vi /etc/sysctl.conf
---
# Uncomment the next line to enable packet forwarding for IPv4
net.ipv4.ip_forward=1

masqurade

無線LANの 192.168.100.0/24 のパケットを有線LANのIPとしてOUTする。

dnsmasq をinstall

$ sudo apt install dnsmasq -y
$ sudo vi /etc/dnsmasq.conf
---
interface=wlan0
dhcp-range=192.168.100.2,192.168.100.100,255.255.255.0,24h

firwall のsetup

iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"
$ sudo vi /etc/rc.local
---
iptables-restore < /etc/iptables.ipv4.nat
exit 0

確認

reboot

$ sudo reboot

reboot 後、確認。 wlan0 が 192.168.100.1 で設定OK。

$ ifconfig
---
wlan0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.100.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.100.255
        inet6 fe80::e1ad:xxxx:d6f6:xxxx  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether b8:cc:eb:xx:62:xx  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 24  bytes 3546 (3.4 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

setupが終わったら、iPhoneから接続確認。

WiFiアクセスポイントとしての状態を systemctl コマンドで確認する。

$ sudo systemctl status hostapd
● hostapd.service - Advanced IEEE 802.11 AP and IEEE 802.1X/WPA/WPA2/EAP Authenticator
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/hostapd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Sat 2020-09-19 05:31:48 BST; 34s ago
  Process: 722 ExecStart=/usr/sbin/hostapd -B -P /run/hostapd.pid -B $DAEMON_OPTS ${DAEMON_CONF} (code=exited, sta
 Main PID: 724 (hostapd)
    Tasks: 1 (limit: 2063)
   CGroup: /system.slice/hostapd.service
           └─724 /usr/sbin/hostapd -B -P /run/hostapd.pid -B /etc/hostapd/hostapd.conf

Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: Configuration file: /etc/hostapd/hostapd.conf
Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: wlan0: interface state UNINITIALIZED->COUNTRY_UPDATE
Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: wlan0: Could not connect to kernel driver
Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: Using interface wlan0 with hwaddr b8:27:eb:xx:xx:xx and ssid "rpilss"
Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: wlan0: interface state COUNTRY_UPDATE->ENABLED
Sep 19 05:31:48 rpilss hostapd[722]: wlan0: AP-ENABLED
Sep 19 05:31:48 rpilss systemd[1]: Started Advanced IEEE 802.11 AP and IEEE 802.1X/WPA/WPA2/EAP Authenticator.
Sep 19 05:32:00 rpilss hostapd[724]: wlan0: STA dc:0c:5c:xx:d9:xx IEEE 802.11: associated
Sep 19 05:32:00 rpilss hostapd[724]: wlan0: STA dc:0c:5c:xx:d9:xx RADIUS: starting accounting session 1757A35CF91C
Sep 19 05:32:00 rpilss hostapd[724]: wlan0: STA dc:0c:xx:79:d9:xx WPA: pairwise key handshake completed (RSN)

遅延の設定

準備ができたの、tc コマンドで、遅延設定をためす。

RPi 上

初期化

$ sudo tc qdisc del dev eth0 root

ping で性能をテスト

$ ping -c 3 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=114 time=7.65 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=114 time=7.23 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=114 time=7.25 ms

500msec 遅延

$ sudo tc qdisc del dev eth0 root
$ sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 500ms

ping でテスト

$ ping -c 3 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=114 time=507 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=114 time=507 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=114 time=507 ms

RPi のWiFi接続したMac

遅延なし

$ ping -c 3 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8): 56 data bytes
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=0 ttl=113 time=29.916 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=113 time=19.460 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=113 time=12.443 ms

500msec 遅延

$ ping -c 3 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8): 56 data bytes
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=0 ttl=113 time=588.576 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=113 time=516.176 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=113 time=615.066 ms

UIを追加

NodeRedでRPiの制御

NodeRedでRPiの制御

2020.09.22

カテゴリー:Network​RPi

シェアする

関連投稿