在树莓派上部署ATC网络模拟工具（Augmented Traffic Control）

一、前言

作为移动开发者的我们，为了良好的用户体验，经常需要模拟手机应用在比较差的网络环境下的表现，模拟网络环境的方式有很多，比如使用Charles，或者在手机的开发者模式下模拟网络环境等等，但是这些都有一定的门槛。

使用Charles，首先你得连接WiFi，然后设置代理，接着开启网络模拟模式，最后测试完了如果忘了关闭代理，可能手机就上不了网了。而且都连上你电脑的代理的话就一次只能模拟一种网络环境。

使用手机的开发者模式，首先你的手机能进入开发者模式。

如果你需要随便抓一位不懂技术同事帮你测试，这些方式都不太友好，有没有一种方式可以连上WiFi就可以使用的测试方式呢？有！接下来就介绍Facebook出品的一款网络模拟工具ATC。

二、简介

Augmented Traffic Control (ATC) is a tool to simulate network conditions. It allows controlling the connection that a device has to the internet. Developers can use ATC to test their application across varying network conditions, easily emulating high speed, mobile, and even severely impaired networks.

ATC全名叫Augmented Traffic Control，是Facebook出品的一款网络模拟工具，移动开发者可以通过这款工具模拟不同条件下的网络环境，可以通过网页自由地模拟网络带宽（bandwidth）、延迟（latency）、丢包率（packet loss）、错包率（corrupted packets）和乱序率（packets ordering）。

而且！！！更牛逼的是：不同的设备连接到同一WiFi还可以模拟不同的网络环境互不影响。

github地址

三、准备

1、树莓派3（已内置有无线网卡）
2、已刷入最新RASPBIAN系统的SD卡

四、安装

安装主要有两步：
1、让树莓派有发射AP热点的能力；
2、安装ATC。

1、让树莓派有发射AP热点的能力

1.安装hostapd虚拟热点程序和dnsmasq配置DHCP、DNS服务程序：

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

2.编辑sudo vim /etc/dhcpcd.conf文件，在该文件的最后加入下面的命令，用来为wlan0固定一个内网IP。

interface wlan0
static ip_address=10.0.0.1/24

3.编辑sudo vim /etc/dnsmasq.confdnsmasq配置文件，有600+行的内容，我们可以shift+g滚动到最下面，然后加入下面的命令，用来控制IP地址的取值范围

interface=wlan0
dhcp-range=10.0.0.2,10.0.0.50,255.255.255.0,12h

4.添加hostapd.conf配置文件sudo vim /etc/hostapd/hostapd.conf并添加下面内容，用于配置热点的账号密码等信息。

ssid=PI3                 #账号
wpa_passphrase=12345678  #密码
interface=wlan0
driver=nl80211
hw_mode=g
channel=10
macaddr_acl=0
auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=CCMP
rsn_pairwise=CCMP

5.编辑sysctl.conf文件，设置路由转发sudo vim /etc/sysctl.conf，打开下面的注释

# Uncomment the next line to enable packet forwarding for IPv4
net.ipv4.ip_forward=1

6.更新iptables规则，依次执行下面命令

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o eth0 -j ACCEPT
sudo sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"

7.编辑sudo vim /etc/network/interfaces，在最后加入下面的命令

up iptables-restore < /etc/iptables.ipv4.nat

8.重启树莓派后执行下面命令，如无意外就可以发射热点了

sudo service hostapd start 
sudo service dnsmasq start 

2、安装ATC

ATC需要依赖Python环境，RASPBIAN系统默认已经支持Python，所以不用再安装，如果你的是Ubuntu或者其他Linux系统，你需要输入下面命令先安装Python的依赖，并安装pip包管理工具。

sudo apt-get install python-pip python-dev build-essential）
sudo pip install --upgrade pip 

1.安装ATC依赖库

sudo pip install atc_thrift atcd django-atc-api django-atc-demo-ui django-atc-profile-storage

注意这里要加上sudo，不然会因没有权限而安装失败。

2.创建新的Django项目

django-admin startproject atcui
cd atcui

3.编辑settings.py文件sudo vim atcui/settings.py，并在INSTALLED_APPS的后面加入下面参数

INSTALLED_APPS = (
    ...
    # Django ATC API
    'rest_framework',
    'atc_api',
    # Django ATC Demo UI
    'bootstrap_themes',
    'django_static_jquery',
    'atc_demo_ui',
    # Django ATC Profile Storage
    'atc_profile_storage',
)

4.编辑urls.py文件，并加入下面内容

cd atcui
sudo vim urls.py

...
...
from django.views.generic.base import RedirectView
from django.conf.urls import include

urlpatterns = [
    ...
    # Django ATC API
    url(r'^api/v1/', include('atc_api.urls')),
    # Django ATC Demo UI
    url(r'^atc_demo_ui/', include('atc_demo_ui.urls')),
    # Django ATC profile storage
    url(r'^api/v1/profiles/', include('atc_profile_storage.urls')),
    url(r'^$', RedirectView.as_view(url='/atc_demo_ui/', permanent=False)),
]

5.更新Django数据库

python manage.py migrate

到这里，我们已经完成整个环境的部署，步骤有点多，只要一步一步做，应该不会出问题。

五、使用

1、启动核心组件atcd

sudo atcd --atcd-lan wlan0

出现Awaiting graceful shutdown.后按Ctrl+c退出。

2、启动Django工程

cd ..
sudo python manage.py runserver 0.0.0.0:8000

3、移动设备连接WiFi，使用浏览器输入10.0.0.1:8000/atc_demo_ui/即可进入控制中心，添加网络配置

控制中心

ALLOWED_HOSTS = ['10.0.0.1']

六、坑

在部署ATC工具的过程中，我遇到过三个坑，还好解决起来不太难，希望大家再遇到的时候可以快速解决。

1、权限问题

安装ATC依赖库时没有权限，在命令签名加上sudo即可。

2、Invalid HTTP_HOST header :'xxx'. You may need to add u'xxx' to ALLOWED_HOSTS.

 

这个时候只需要编辑atcui目录下的settings.py文件，在ALLOWED_HOSTS后加上本机ip即可：

ALLOWED_HOSTS = ['10.0.0.1']

3、成功进入控制中心，但是中间提示ATC is not running

Google了一下，发现还蛮多人遇到同样的问题，下面是作者的回复：

ATC is not running

Issues地址

根据作者的提示，我重新安装了django-rest-framework

sudo apt-get install django-rest-framework

然后重启服务即可。

作者：oudushu
链接：https://www.jianshu.com/p/0a10ead567c3

尝试了下在树莓派上搭建Augmented Traffic Control (ATC) 来模拟弱网测试环境，主要分为两个部分：

1. 将树莓派设置成具有发射AP热点的能力
2. 在树莓派上安装ATC

网上手动配置的教程方式很多，步骤比较多也容易出错，这里整理成一份自动化脚本配置的方式，主要参考Raspberry Pi 3 access-point-setup · GitHub

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首先将树莓派设置成具有发射AP热点的能力

1. 手动配置AP的步骤比较繁琐，可以使用rPi3-ap-setup.sh脚本进行自动化配置，执行以下命令，其中password rPi3AP可以自定义，对应热点密码和热点名称。以下脚本主要包括：
   1.1. 给wlan0配置static ip
   1.2. 使用hostapd配置一个热点AP的帐号密码等
   1.3. 使用dnsmasq配置DHCP和DNS服务

curl -sSL https://gist.githubusercontent.com/jeffreyzh/e7f29c01cd1f07e9ff58a9f7b57f3187/raw/f620e2b3a878fdae361010efeabefca4c3b06c52/rPi3-ap-setup.sh | sudo bash $0 password rPi3AP

2. 以上完成后，正常情况下可以搜索到热点 ，但热点可能无法连接，或者提示密码错误，那么可以执行以下命令：

sudo wget -q https://gist.githubusercontent.com/Lewiscowles1986/390d4d423a08c4663c0ada0adfe04cdb/raw/5b41bc95d1d483b48e119db64e0603eefaec57ff/dhcpcd.sh -O /usr/lib/dhcpcd5/dhcpcd
sudo chmod +x /usr/lib/dhcpcd5/dhcpcd

3. 此时设置热点AP已完成，但连接后无法上网，所以还需要配置热点AP使用有线网卡的链接网络，以下脚本主要包括：
   3.1. 打开ipv4转发
   3.2. 在wlan0和eth0之间配置NAT规则

curl -sSL https://gist.githubusercontent.com/jeffreyzh/f6c03de9af9a9799a7725d0d0e917946/raw/f1d2477b2919c8887cfe578587f550c8883baedd/adapter-passthrough.sh | sudo bash $0

以上的规则需要设置为重启时自动配置，可以执行：

sudo sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"

然后打开sudo nano /etc/rc.local,在exit 0之前添加一行：

iptables-restore < /etc/iptables.ipv4.nat  

4. 此时AP配置完成，可以通过连接树莓派的热点来上网了！

在树莓派上配置AP的一些参考资料:

• 手动配置AP参考:Using your new Raspberry Pi 3 as a WiFi access point with hostapd
• 自动配置AP参考:Raspberry Pi 3 access-point-setup · GitHub
• 设置AP，设置完成后能手机能搜索到热点，但无法上网 Raspberry Pi 3 access-point-setup · GitHub
  -dhcpcd5 Raspberry pi stretch allow dhcpcd5 with /etc/network/interfaces · GitHub
  允许AP使用有线网卡来链接网络 ：Allows passthrough for bridges, wireless access-point’s and range extenders · GitHub

安装ATC

以上AP设置完成后，可以开始部署atc，步骤参考官方文档Augmented Traffic Control:
这里需要注意的是ATC所需的Python 和django版本

Python 2.7: Currently, ATC is only supported on python version 2.7.
Django 1.10: Currently, ATC is only supported using django version 1.10.

下面记录部署时踩过的坑

pip instasll atc时提示 AttributeError: ‘module’ object has no attribute ‘lru_cache'

• issues地址：get "'module' object has no attribute 'lru_cache'" issues when install django-atc-demo-ui
• 首先确定python和django的版本是否符合ATC要求:

Python 2.7: Currently, ATC is only supported on python version 2.7.
Django 1.10: Currently, ATC is only supported using django version 1.10.

查看当前django版本的方式：

pi@raspberrypi:~ $ python
Python 2.7.13 (default, Nov 24 2017, 17:33:09)
[GCC 6.3.0 20170516] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import django
>>> django.get_version()
'1.10'
>>>

如果不符合，使用pip安装指定版本

sudo pip uninstall Django
sudo pip install django==1.10.6

• pip会有缓存，可能发现安装了指定版本后，当前版本并没有改变，这样情况下可以尝试清理缓存： python - Removing pip’s cache? - Stack Overflow
• 卸载老的django版本:How to install Django
  python -c "import django; print(django.__path__)"
• 如果问题仍然存在，可以强制指定Django的版本为1.10，这也是我最终解决问题的方式:
  sudo pip install django-atc-demo-ui Django==1.10 --no-cache-dir

atc is not running:ATC和最新版django-rest-framework不兼容

issues地址 atc is not running

atc 和最新版本的django-rest-framework 不兼容

50588DEC-93ED-4957-8AB9-953E2DFA3717.png

查看atc的changelog发现从0.1.3版本支持django-rest-framework 3.2
CHANGELOG

B3589170-7CE1-4616-9AB2-5039A7145564.png

但是我安装3.2后，在使用sudo bash restore-profiles.sh设置默认profile时，还是会有兼容问题，会提示AttributeError: 'Options' object has no attribute 'get_all_related_objects'的错误Issue #351, 所以我最后使用3.4.0的版本，可以正常运行，但还未详细验证是否会起其他问题。 重新安装djangorestframework：

sudo pip install djangorestframework==3.4

atc not running：atcd启动时没有设置正确的网卡

执行完python manage.py runserver 0.0.0.0:8000后打开http://localhost:8000页面上提示atc not running

默认情况下执行sudo atcd是使用eth0外网网卡和eth1作为局域网网卡，如果网卡不同，需要按自身情况指定。举个例子：首先通过ifconfig 查看网卡情况

4D5E8BB3-9121-4C7D-8CAF-CA965B937824.png

可以看到eth0是网线，wlan0是ap无线热点，所以这里使用—atcd-wan和—atcd-lan来指定:
sudo atcd --atcd-wan eth0 --atcd-lan wlan0
执行成功会显示：
DEBUG:AtcdVService:All tasks started
DEBUG:AtcdVService:VService Active. Awaiting graceful shutdown.
然后新再开启一个终端窗口执行：
sudo python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
最后打开地址即可：
http://localhost:8000/

作者：盖瑞_
链接：https://www.jianshu.com/p/9a6515ef2d29
来源：简书
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