飛凌LS1028A開發(fā)板網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測試

中聯(lián)恒升線路板 · 發(fā)表于 2021-4-2 11:08:46

本文硬件平臺以飛凌嵌入式OK1028A-C開發(fā)板為基礎(chǔ)進行講解，其它LS1028產(chǎn)品，由于各個廠家設(shè)置不同會有所差異，請參考使用。本文檔主要介紹 NXP LS1028A開發(fā)板網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用測試。包括 DPDK基本環(huán)境測試、 IPSEC基本環(huán)境測試、OpenSSL基本環(huán)境測試、Lighttpd測試、Samba測試。
LS1028A開發(fā)板網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測試
OK1028A-C平臺基于NXP LS1028A處理器設(shè)計，雙核ARM Cortex-A72，主頻最高1.5GHz，板載2GB ddr4 RAM，8GB ROM；原生支持6個Gbit Ethernet，支持TSN的以太網(wǎng)交換機和以太網(wǎng)控制器，可支持融合的IT和OT網(wǎng)絡(luò)；
OK1028A-C所采用的CPU屬于NXP Layerscape®通信處理器，在網(wǎng)絡(luò)吞吐性能方面更具優(yōu)勢，而且原生網(wǎng)口數(shù)量也比較多，下面對LS1028A開發(fā)板在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進行測試。

一、 Samba測試Samba是在Linux和UNIX系統(tǒng)上實現(xiàn)SMB協(xié)議的一個免費軟件，由服務(wù)器及客戶端程序構(gòu)成。SMB（Server Messages Block，信息服務(wù)塊）是一種在局域網(wǎng)上共享文件和打印機的一種通信協(xié)議，它為局域網(wǎng)內(nèi)的不同計算機之間提供文件及打印機等資源的共享服務(wù)。SMB協(xié)議是客戶機/服務(wù)器型協(xié)議，客戶機通過該協(xié)議可以訪問服務(wù)器上的共享文件系統(tǒng)、打印機及其他資源。通過設(shè)置“NetBIOS over TCP/IP”使得Samba不但能與局域網(wǎng)絡(luò)主機分享資源，還能與全世界的電腦分享資源。
飛凌LS1028A平臺默認安裝samba服務(wù)，可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問OK1028A-C的sata硬盤等存儲設(shè)備。
安裝samba
root@forlinx:~# apt-get install samba
創(chuàng)建用戶及共享目錄
root@forlinx:~# groupadd share
root@forlinx:~# useradd share -g share
root@forlinx:~# smbpasswd -a share
根據(jù)提示輸入密碼
root@forlinx:~# chmod 777 -R /share
修改配置文件：
root@forlinx:~# vi /etc/samba/smb.conf
文件末尾加上如下
[share]
comment = Share Folder require password
browseable = yes
path = /share
create mask = 0777
directory mask = 0777
valid users = share
force user = nobody
force group = nogroup
public = yes
writable = yes
available = yes
如果您對配置文件有修改，請重啟samba：
root@forlinx:~# systemctl restart smbd.service
Windows訪問測試：
查看開發(fā)板IP：

在同一局域網(wǎng)內(nèi)的windows上打開運行，輸入\\192.168.1.200

訪問用戶名和密碼，即可看到文件系統(tǒng)/share目錄中的文件
二、 Lighttpd測試飛凌LS1028平臺lighttpd服務(wù)默認開機啟動，為matrix桌面提供WEB服務(wù)。輸入開發(fā)板IP，即可將matrix桌面顯示在瀏覽器中。

三、  OpenSSL基本環(huán)境測試安全套接字層(Ssl)協(xié)議是應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用協(xié)議，通過使用諸如aes、des和3des等密碼算法對數(shù)據(jù)進行加密，在傳輸過程中對數(shù)據(jù)進行保護。
測試對稱加密rsa速度
root@forlinx:~# openssl speed rsa1024

測試AES對稱加密算法：
root@forlinx:~# dd if=/dev/urandom of=test bs=1 count=5922
root@forlinx:~# openssl enc -aes-128-cbc -e -in test -out test.enc -pass pass:123 -pbkdf2
root@forlinx:~# openssl enc -aes-128-cbc -d -in test.enc -out test.dec -pass pass:123 -pbkdf2
root@forlinx:~# diff test test.dec

測試DES對稱加密算法：
root@forlinx:~# dd if=/dev/urandom of=test bs=1 count=5922
root@forlinx:~# openssl enc -des-ede3-cbc -e -in test -out test.enc -pass pass:123 -pbkdf2
root@forlinx:~# openssl enc -des-ede3-cbc -d -in test.enc -out test.dec -pass pass:123 -pbkdf2
root@forlinx:~# diff test test.dec

四、 IPSEC基本環(huán)境測試該項功能設(shè)置較為復(fù)雜，建議在一定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上開展。需要打開內(nèi)核netfilter match ipsec功能，否則iptables不能被正常設(shè)置；如果提示raw表失敗，可以不導(dǎo)入raw表，或者內(nèi)核配置加raw表。
Gateway moon為OK1028A-Ceno0 swp0網(wǎng)口。其它client為標(biāo)準(zhǔn)pc機。
網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)：

子網(wǎng)192.168.0.0/24使用ipsec加密通信，子網(wǎng)192.168.1.0/24使用明文通信。
重新配置內(nèi)核
Networking support  --->
Networking options  --->Network packet filtering framework (Netfilter)  --->
Core Netfilter Configuration  --->
<*> IPsec "policy" match support
Networking support  --->
Networking options  --->Network packet filtering framework (Netfilter)  --->
IP: Netfilter Configuration  --->
<*> raw table support (required for NOTRACK/TRACE)
安裝Strongswan
apt-get install strongswan
所有使用ipsec的主機及網(wǎng)關(guān)均需安裝，非root權(quán)限需要加sudo。
Gateway moon設(shè)置
/etc/ipsec.conf
/etc/ipsec.secrets
/etc/strongswan.conf
/etc/ipsec.d/
ipsec.d目錄存放CA證書、私鑰和公鑰

1 路徑：OK1028A-C（Linux）用戶資料\工具\ipsec
moon相關(guān)文件參照moon_server.tar.bz2
導(dǎo)入iptables
iptables-restore < moon_iptables_1028.txt
ifconfig eno2 up
ifconfig swp0 up
ifconfig swp0 192.168.0.1
ifconfig eno0 192.168.1.250
Roadwarrior carol設(shè)置
/etc/ipsec.conf
/etc/ipsec.secrets
/etc/strongswan.conf
/etc/ipsec.d/
ipsec.d目錄存放CA證書、私鑰和公鑰

1 路徑：OK1028A-C（Linux）用戶資料\工具\ipsec
相關(guān)文件見carol_client.tar.bz2
導(dǎo)入iptables
sudo iptables-restore < carol_iptables.txt
sudo ifconfig eth0 192.168.0.100
Client alice設(shè)置
alice位于192.168.1.0/24網(wǎng)段內(nèi)，需要設(shè)置192.168.0.0/24網(wǎng)關(guān)地址
sudo ifconfig eth0 192.168.1.107

sudo route add -net 192.168.0.0/24 dev eth0
sudo route add -net 192.168.0.0 gw 192.168.0.1 netmask 255.255.255.0
啟動ipsec
a、在moon網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行
ipsec restart
b、在carol主機上執(zhí)行
ipsec restart
ipsec up home

出現(xiàn)connection 'home' established successfully表示ipsec認證完成。
carol和alice的ping通信
目前位于不同網(wǎng)段的carol和alice具備通信功能，且carol所在子網(wǎng)內(nèi)使用加密通信。
carol主機對alice主機的ping。

在網(wǎng)關(guān)192.168.0.1和192.168.0.100之間傳遞的是ESP密文，經(jīng)過解析產(chǎn)生了192.168.1.107對192.168.0.100回復(fù)的明文。
五、  DPDK基本環(huán)境測試DPDK是用戶空間包處理的框架，專注于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中數(shù)據(jù)包的高性能處理，具體體現(xiàn)在DPDK應(yīng)用程序是運行在用戶空間上，利用自身提供的數(shù)據(jù)平面庫來收發(fā)數(shù)據(jù)包，繞過了Linux內(nèi)核協(xié)議棧對數(shù)據(jù)包的處理過程。OK1028A-C平臺支持完整的DPDK環(huán)境，同時支持OVS-DPDK，底層基于DPDK的Open VSwitch。
DPDK的知識庫：
http://doc.dpdk.org/guides-17.05/linux_gsg/index.html
下面以二層轉(zhuǎn)發(fā)和三層轉(zhuǎn)發(fā)為例，測試OK1028A-C平臺的DPDK環(huán)境。首先，使用DPDK環(huán)境，需要修改設(shè)備樹，將網(wǎng)絡(luò)配置到用戶態(tài)。需要使用到的設(shè)備樹文件：
mv /boot/OK1028A-C.dtb /boot/OK1028A-C.dtb.bak
cp /boot/OK1028A-C-DPDK.dtb /boot/OK1028A-C.dtb
reboot
cd /usr/local/dpdk/enetc/
./dpdk_configure_1028ardb.sh
測試DPDK完成后恢復(fù)默認配置方法：
cp /boot/OK1028A-C.dtb.bak /boot/OK1028A-C.dtb
reboot
1、二層轉(zhuǎn)發(fā)測試二層轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓撲如下圖所示：

使用OK1028A-C平臺eno0和swp0,對Linux Host和OK1012A-C之間的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。Linux Host和OK1012A-C您可以替換成其他的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
配置OK1028A-C：
l2fwd -c 0x3 -n 1 -- -p 0x3 -q 1 --no-mac-updating

參數(shù)	說明
-c	Core mask 0xf使用2核
-n	內(nèi)存通道數(shù)
-p	Port mask 0xc二進制0011使用port1 port0
-q	每個核的隊列數(shù)量默認為1
--no-mac-updating	轉(zhuǎn)換后不替換MAC

配置OK1012A-C：
ifconfig eth0 192.168.1.200
tcpdump -i eth0 -vv -n -e
配置Linux Host:
ifconfig eth0 192.168.1.120
sudo modprobe pktgen.ko
echo "add_device eth0" > /proc/net/pktgen/kpktgend_0
echo "dst_mac 6e:56:7d:85:ce:4d" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "dst 192.168.1.200" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "pkt_size 64" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "count 1000000" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "start" > /proc/net/pktgen/pgctrl
注意：如果您的主機不含有pktgen驅(qū)動，請自行配置內(nèi)核編譯驅(qū)動。
查看OK1028A-C：

查看OK1012A-C:

2、三層轉(zhuǎn)發(fā)測試三層轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓撲如下圖所示：

使用OK1028A-C對192.168.1.0網(wǎng)段和192.168.2.0網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。
配置OK1028A-C：
DPDK中自帶的l3fwd lpm路由表與我們的網(wǎng)絡(luò)拓撲環(huán)境不一致，因此需要修改代碼，修改OK1028-linux-fs/flexbuild/packages/apps/dpdk/examples/l3fwd/l3fwd_lpm.c

修改說明：
收到的192.168.1.0/24網(wǎng)段數(shù)據(jù)使用port0輸出
收到的192.168.2.0/24網(wǎng)段數(shù)據(jù)使用port1輸出
在flex-build環(huán)境中使用flex-builder -c dpdk -a arm64 -m ls1028ardb 命令進行編譯。將編譯完的可執(zhí)行程序packages/apps/dpdk/examples/l3fwd/build/l3fwd拷貝到開發(fā)板根目錄。
/l3fwd -c 0x3 -n 1 -- -p 0x3 -P -L --config="(0,0,0),(1,0,1)" \
--eth-dest=0,74:27:ea:f7:8e:10 --eth-dest=1,6e:56:7d:85:ce:4d

參數(shù)	說明
-c	Core Mask
-n	內(nèi)存通道數(shù)
-p	Port Mask
-P	promiscuous mode
-L	使用LPM
--config	(Port, Queue, Core)綁定端口隊列cpu核
--eth-dest	輸出端口對應(yīng)的目的MAC地址

配置OK1012A-C：
ifconfig eth0 192.168.2.2
tcpdump -i eth0 -vv -n -e
配置Linux Host：
ifconfig eth0 192.168.1.120
modprobe pktgen.ko
echo "add_device eth0" > /proc/net/pktgen/kpktgend_0
echo "dst_mac E2:1C:5E:C0:19:88" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "dst 192.168.2.2" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "pkt_size 64" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "count 1000000" > /proc/net/pktgen/eth0
echo "start" > /proc/net/pktgen/pgctrl
查看OK1012A-C:

六、 OVS-DPDK基本環(huán)境測試注意：LS1028A開發(fā)板測試openvswitch時需要開啟內(nèi)核CONFIG_OPENVSWITCH配置。

本節(jié)簡單介紹利用ovs-dpdk搭建如下圖的二層交換環(huán)境。

測試前請確保使用的是支持DPDK的設(shè)備樹，同時執(zhí)行過./dpdk_configure_1028ardb.sh

使用網(wǎng)線連接Host1、OK1028A-C、Host2，使用以下命令測試轉(zhuǎn)發(fā)性能：
Host1：ipeRF3 -s
Host2：iperf3 -c 192.168.1.120 -i 1 -t 60

七、 TSN測試1、 Enetc PTP對時測試
注意：ptp測試時需要先使用apt-get install linuxptp命令安裝測試工具,默認內(nèi)核沒有開啟enetc的硬件時間戳，測試時請打開內(nèi)核FSL_ENETC_HW_TIMESTAMPING配置項。

將兩塊ls1028的eno0使用網(wǎng)線直連，并分別設(shè)置以下參數(shù)：
Ls1028-A:
ifconfig eno0 up
ifconfig eno0 192.168.2.2
Ls1028-B:
ifconfig eno0 up
ifconfig eno0 192.168.2.3
ping 192.168.2.2
保證網(wǎng)絡(luò)能夠ping通，查看內(nèi)核配置是否正確，是否支持硬件時間戳

環(huán)境設(shè)置完成之后進行如下測試：
Ls1028-A:
ptp4l -i eno0 -m -2

Ls1028-B:
ptp4l -i eno0 -s -m -2

master offset值表示從主設(shè)備測量的偏移量（以納秒為單位）；
s0，s1，s2表示時鐘伺服器的不同狀態(tài)，s0表示未鎖定，s1表示正在同步，s2表示鎖定，鎖定狀態(tài)表示不會再發(fā)生階躍行同步，只是緩慢調(diào)整。

2、Switch PTP對時測試
注意：ptp測試時需要先使用apt-get install linuxptp命令安裝測試工具。
將兩塊ls1028的swp0使用網(wǎng)線直連，并分別設(shè)置以下參數(shù)：
Ls1028-A:
ifconfig eno2 up
ifconfig swp0 up
ifconfig swp0 192.168.2.2
Ls1028-B:
ifconfig eno2 up
ifconfig swp0 up
ifconfig swp0 192.168.2.3
ping 192.168.2.2
保證網(wǎng)絡(luò)能夠ping通，查看內(nèi)核配置是否正確，是否支持硬件時間戳

環(huán)境設(shè)置完成之后進行如下測試：
Ls1028-A:
ptp4l -i swp0 -m -2

Ls1028-B:
ptp4l -i swp0 -m -2 -s

master offset值表示從主設(shè)備測量的偏移量（以納秒為單位）；
s0，s1，s2表示時鐘伺服器的不同狀態(tài)，s0表示未鎖定，s1表示正在同步，s2表示鎖定，鎖定狀態(tài)表示不會再發(fā)生階躍行同步，只是緩慢調(diào)整。
Ø Enetc Qbv測試
tc qdisc add dev eno0 root handle 1: mqprio num_tc 8 map 0 1 2 3 4 5 6 7 hw 1
測試前保證eno0的網(wǎng)絡(luò)暢通

cat > qbv0.txt << EOF
t0 00000000b 20000
EOF

tsntool
tsntool> verbose
tsntool> qbvset --device eno0 --entryfile ./qbv0.txt
tsntool> quit
ping 192.168.1.1

可見所有的gate關(guān)閉之后，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不通。