研發干貨 | LS1028A開發板網絡應用測試
LS1028
2020-12-07 15:20:00
ls1028
LA1028A
本文硬件平臺以飛凌嵌入式OK1028A-C開發板為基礎進行講解，其它LS1028產品，由于各個廠家設置不同會有所差異，請參考使用。本文檔主要介紹 NXP LS1028A開發板網絡中的應用測試。包括 DPDK基本環境測試、 IPSEC基本環境測試、OpenSSL基本環境測試、Lighttpd測試、Samba測試。
LS1028A開發板網絡應用測試
OK1028A-C平臺基于NXP LS1028A處理器設計，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的以太網交換機和以太網控制器，可支持融合的IT和OT網絡；
OK1028A-C所采用的CPU屬于NXP Layerscape?通信處理器，在網絡吞吐性能方面更具優勢，而且原生網口數量也比較多，下面對LS1028A開發板在網絡中的應用進行測試。
一、 Samba測試
Samba是在Linux和UNIX系統上實現SMB協議的一個免費軟件，由服務器及客戶端程序構成。SMB（Server Messages Block，信息服務塊）是一種在局域網上共享文件和打印機的一種通信協議，它為局域網內的不同計算機之間提供文件及打印機等資源的共享服務。SMB協議是客戶機/服務器型協議，客戶機通過該協議可以訪問服務器上的共享文件系統、打印機及其他資源。通過設置“NetBIOS over TCP/IP”使得Samba不但能與局域網絡主機分享資源，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，可以通過網絡訪問OK1028A-C的sata硬盤等存儲設備。
安裝samba
root@forlinx:~# apt-get install samba
創建用戶及共享目錄
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：
查看開發板IP：
在同一局域網內的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/share目錄中的文件
二、 Lighttpd測試
飛凌LS1028平臺lighttpd服務默認開機啟動，為matrix桌面提供WEB服務。輸入開發板IP，即可將matrix桌面顯示在瀏覽器中。
三、 OpenSSL基本環境測試
安全套接字層(Ssl)協議是應用最廣泛的應用協議，通過使用諸如aes、des和3des等密碼算法對數據進行加密，在傳輸過程中對數據進行保護。
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基本環境測試
該項功能設置較為復雜，建議在一定網絡基礎上開展。需要打開內核netfilter match ipsec功能，否則iptables不能被正常設置；如果提示raw表失敗，可以不導入raw表，或者內核配置加raw表。
Gateway moon為OK1028A-Ceno0 swp0網口。其它client為標準pc機。
網絡拓撲結構：
子網192.168.0.0/24使用ipsec加密通信，子網192.168.1.0/24使用明文通信。
重新配置內核
[*] 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的主機及網關均需安裝，非root權限需要加sudo。
Gateway moon設置
/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相關文件參照moon_server.tar.bz2
導入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
相關文件見carol_client.tar.bz2
導入iptables
sudo iptables-restore < carol_iptables.txt
sudo ifconfig eth0 192.168.0.100
Client alice設置
alice位于192.168.1.0/24網段內，需要設置192.168.0.0/24網關地址
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網關上執行
ipsec restart
b、在carol主機上執行
ipsec restart
ipsec up home
出現connection 'home' established successfully表示ipsec認證完成。
carol和alice的ping通信
目前位于不同網段的carol和alice具備通信功能，且carol所在子網內使用加密通信。
carol主機對alice主機的ping。
在網關192.168.0.1和192.168.0.100之間傳遞的是ESP密文，經過解析產生了192.168.1.107對192.168.0.100回復的明文。
五、 DPDK基本環境測試
DPDK是用戶空間包處理的框架，專注于網絡應用中數據包的高性能處理，具體體現在DPDK應用程序是運行在用戶空間上，利用自身提供的數據平面庫來收發數據包，繞過了Linux內核協議棧對數據包的處理過程。OK1028A-C平臺支持完整的DPDK環境，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
下面以二層轉發和三層轉發為例，測試OK1028A-C平臺的DPDK環境。首先，使用DPDK環境，需要修改設備樹，將網絡配置到用戶態。需要使用到的設備樹文件：
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完成后恢復默認配置方法：
cp /boot/OK1028A-C.dtb.bak /boot/OK1028A-C.dtb
reboot
1、 二層轉發測試
二層轉發網絡拓撲如下圖所示：
使用OK1028A-C平臺eno0和swp0,對Linux Host和OK1012A-C之間的數據進行轉發。Linux Host和OK1012A-C您可以替換成其他的網絡設備。
配置OK1028A-C：
l2fwd -c 0x3 -n 1 -- -p 0x3 -q 1 --no-mac-updating
|
參數 |
說明 |
|
-c |
Core mask 0xf使用2核 |
|
-n |
內存通道數 |
|
-p |
Port mask 0xc二進制0011使用port1 port0 |
|
-q |
每個核的隊列數量默認為1 |
|
--no-mac-updating |
轉換后不替換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驅動，請自行配置內核編譯驅動。
查看OK1028A-C：
查看OK1012A-C:
2、 三層轉發測試
三層轉發網絡拓撲如下圖所示：
使用OK1028A-C對192.168.1.0網段和192.168.2.0網段之間的數據進行轉發。
配置OK1028A-C：
DPDK中自帶的l3fwd lpm路由表與我們的網絡拓撲環境不一致，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網段數據使用port0輸出
收到的192.168.2.0/24網段數據使用port1輸出
在flex-build環境中使用flex-builder -c dpdk -a arm64 -m ls1028ardb 命令進行編譯。將編譯完的可執行程序packages/apps/dpdk/examples/l3fwd/build/l3fwd拷貝到開發板根目錄。
/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 |
說明 |
|
-c |
Core Mask |
|
-n |
內存通道數 |
|
-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基本環境測試
注意：LS1028A開發板測試openvswitch時需要開啟內核CONFIG_OPENVSWITCH配置。
本節簡單介紹利用ovs-dpdk搭建如下圖的二層交換環境。
測試前請確保使用的是支持DPDK的設備樹，同時執行過./dpdk_configure_1028ardb.sh
使用網線連接Host1、OK1028A-C、Host2，使用以下命令測試轉發性能：
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,默認內核沒有開啟enetc的硬件時間戳，測試時請打開內核FSL_ENETC_HW_TIMESTAMPING配置項。
將兩塊ls1028的eno0使用網線直連，并分別設置以下參數：
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
保證網絡能夠ping通，查看內核配置是否正確，是否支持硬件時間戳
環境設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，s0表示未鎖定，s1表示正在同步，s2表示鎖定，鎖定狀態表示不會再發生階躍行同步，只是緩慢調整。
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使用網線直連，并分別設置以下參數：
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
保證網絡能夠ping通，查看內核配置是否正確，是否支持硬件時間戳
環境設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，s0表示未鎖定，s1表示正在同步，s2表示鎖定，鎖定狀態表示不會再發生階躍行同步，只是緩慢調整。
? 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的網絡暢通
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關閉之后，網絡已經不通。
TSN關于更詳細的測試內容請參考NXP LSDKUG_Rev20.04.pdf
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