FreeBSD 中文社区 2025 第二季度问卷调查
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FreeBSD 中文社区(CFC) 2025

在本页
  • 移植过程什么样?
  • 合并 batman_adv 到上游
  • 还有什么需要做的?
  • 进一步阅读
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  1. 2024-0102 网络(十周年)

BATMAN:更优的可移动热点网络方式

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最后更新于5个月前

  • 原文链接:

  • 作者:Aymeric Wibo

在广阔的网络协议领域,有一种协议脱颖而出,作为一个多功能且自适应的竞争者:BATMAN,即 Better Approach to Mobile Ad-hoc Networks(随建即连网络优化方案)。在大城市的无线电波中,BATMAN 能让设备在网状网络中无缝通信,却无需让任何一台设备了解整个网络拓扑。

今夏,我参加了谷歌编程之夏 (GSoC),并将内核模块 batman-adv(提供了 Linux 对 BATMAN 协议的支持)移植到了 FreeBSD。谷歌编程之夏是个学生在暑期参与开源项目的计划,谷歌为学生提供津贴,并由导师监督。对我而言,我的导师是那位唯一无二的 Mahdi(或 Mehdi,取决于你问他是星期几)Mokhtari,即 mmokhi@。他是位非常有风度的人,我非常感激在谷歌编程之夏的旅程中有他的指导!

现在,使用 batman_adv(FreeBSD 上等同于 batman-adv)可以创建、参与网状网络,通过以太网发送/接收数据包。所有这些都在 Linux 兼容层中正常工作。移植的工作主要集中在 LinuxKPI 上(特别是让 struct net_device 与 struct ifnet 兼容,mbuf 与 sk_buff 兼容),希望在未来,这将简化将其他与网络相关的驱动程序从 Linux 移植到 FreeBSD 的过程。

移植过程什么样?

虽然我远不是内核组件移植方面的专家(这是我首次移植像 BATMAN 这样的大型项目),但下面是我对这个过程的一个高层次概述——希望从我的小冒险中可以获得一些洞见。

第一步——自然而然——是将 Linux 上的 batman-adv 代码拉入 sys/contrib/dev/batman_adv,再创建一个 Makefile 来构建它,Makefile 中列出了所有源文件,设置了编译参数,例如告诉它包含 LinuxKPI 的内容。正如预期的那样,初次尝试并未成功;batman-adv 调用了很多函数,使用了许多仅在 Linux 内核上下文中存在/才有意义的结构体。这正是 LinuxKPI 存在的原因;它提供了兼容层,通过调用 FreeBSD 内核中等效(或者有时并不完全等效)的函数来实现 Linux 内核的子集。

因此,下一步自然就是通过为 LinuxKPI 中所有缺失的函数和结构体编写存根(stub)来使其能够编译,弥补缺失的字段(我们不能直接复制 Linux 中的结构体,因为 Linux 采用 GPL 许可证)。这些存根仅包含调试打印语句,以便我们知道它们何时被调用。

在所有编译通过后,我可以加载内核模块,但这随即引发了内核崩溃。接下来的过程就是逐一检查所有调用的存根,查找并理解它们在 Linux 中的实现,并在 LinuxKPI 中实现一个等效的版本,直到内核不再崩溃为止。这大概占了工作量的 70%。

在每个操作(加载模块、创建接口、发送数据等)都能正常工作且不再崩溃后,就该拉上窗帘,在第二台显示器上打开 Wireshark,锁在我的 kot(= = 比利时宿舍的房间)里一周,确保 1) 所有设备在网状网络中能够互相识别,2) 数据能够从设备 A 通过设备 B 正常传输到设备 C,不会在过程中丢失和被破坏。大部分时间花在了重新审视之前步骤中(有时不充分的)实现上。这可能占了 30% 的工作量,但感觉像是 90%。大部分时间我都在凝视着 Wireshark,Wireshark 也在凝视着我。

最后,BATMAN 在 FreeBSD 上工作了,剩下的就是让用户态工具支持操作 BATMAN 接口,写几行文档,然后拉开窗帘。

合并 batman_adv 到上游

去年在 EuroBSDCon 上,我与核心团队的一些成员讨论了将 batman_adv 合并到上游的可能性,他们表示不大愿意这样做,因为 BATMAN 是 GPL 许可证的。所以它可能会永远作为一款 port 存在,因为 BATMAN 在 FreeBSD 系统中并非必需;如果你需要使用 BATMAN 来做某些事情,你很可能已处于一个可以轻松自行获取、构建 port 的环境中(与网卡驱动程序等情况不同)。

还有什么需要做的?

目前 BATMAN 在 FreeBSD 上的最大限制是,它不能加入无线网络。我完全打算在接下来的一年内让无线网络也能够正常工作,因为那才是 BATMAN 的主要使用场景。希望能在 BSDCan 2024 之前完成这项工作 ??

我强烈建议所有符合申请条件的人参加谷歌编程之夏。我从一开始对 FreeBSD 的网络栈和内核了解不多,到现在,在大局上仍然了解不多,但肯定比我刚开始时知道的要多得多。它尤其帮助我更加自如地在源代码树中浏览,调试内核崩溃,即使这些崩溃与网络代码无关。

进一步阅读


Aymeric Wibo 是比利时法语鲁汶大学的计算机科学学生,自高中起就一直使用 FreeBSD,开发基于 FreeBSD 的项目。他的主要兴趣在于图形学和网络。

这是我的谷歌编程之夏项目 Wiki 页面,包含了所有的具体内容、代码和一个小的演示视频:

此外,你可能会对这个链接感兴趣,它详细介绍了 BATMAN 在 Linux 上的实现(因此也包括在 FreeBSD 上的实现):

BATMAN: the Better Approach to Mobile Ad-hoc Networks
https://wiki.freebsd.org/SummerOfCode2023Projects/CallingTheBatmanFreeNetworksOnFreeBSD
https://www.open-mesh.org/projects/batman-adv/wiki/Wiki