About BATMAN, mesh routing protocol. 라우팅 프로토콜인 배트맨과 그 기반으로 만들어진 batman_adv에 대해 설명한다.

1. BATMAN project
김준호
2015.11.25
Mobile Convergence LAB,
Department of Computer Engineering,
Kyung Hee University.

2. INDEX
1. Overview
2. BATMAN
3. BATMAN daemon(batmand)
4. BATMAN-adv
5. BATCTL
6. ALFRED
7. My program(GOTHAM)

3. Overview
1. BATMAN
- Routing protocol
2. BATMAN daemon(batmand)
- First implementation of BATMAN routing protocol (Layer 3)
3. BATMAN-adv (batman-adv)
- Substantive implementation of BATMAN routing protocol (Layer 2)
4. BATCTL (batctl)
- Managing, Debugging tool
5. ALFRED (alfred)
- User space daemon (vis, hostname, DNS information, local weather forecast
etc.)

4. BATMAN
1. BATMAN(Better Approach To Mobile Ad hoc Network)
2. 기존 Routing protocol과 다름
- 기존의 routing protocol은 wireless ad-hoc network에 맞지 않다.
- Wireless ad-hoc network
- Unstructured, Dynamically change topology, Unreliable
3. 전체 경로는 기억 X -> 노드 사이의 가장 좋은 링크 정보만 기억
- Routing 시 무조건 좋은 쪽으로 보냄(목적지에 따라)
4. OGM(OriGinator Message)
- 각 노드에서 OGM을 broadcast, 이웃 노드가 OGM을 받으면 source를 자기
자신의 주소로 바꾼 뒤 다시 re-broadcast

5. BATMAN DAEMON(batmand)
1. Start on layer 3(IP layer)
2. 개발 중지(현재) – 현재 batman-adv로 개발 중
- 처음 테스트 용으로 개발
3. Internet connection
- http://www.open-mesh.org/projects/batmand/wiki/InternetTuning
4. Visualization
- Vis server 생성
- 각 노드의 local view들을 모아 graph 생성
- 동작 X
- s3d.berlios.de – 최신버전 : 2011.01.05
- http://s3d.sourceforge.net
- 설치 했으나 사용법을 모르겠음

6. BATMAN DAEMON(batmand)

7. BATMAN-adv
1. BATMAN routing protocol 구현물
- 현재 BATMAN 0.3(BATMAN Ⅳ) – default routing algorithm
2. 2007년부터 개발 시작
- 개발 인원 : 6명
3. batmand와 구별하기 위해 –adv 명명
4. Layer 2에서 동작
5. Implementation as a kernel module
- overhead를 줄이기 위해
6. BATMAN-adv를 설치하지 않아도 mesh-network에 들어 올 수 O

8. BATMAN-adv
1. Layer 2
- Network layer agnostic
- IPv4, IPv6, DHCP etc. 상관 없음
- Nodes can participate in a mesh without having an IP
- Easy integration of non-mesh (mobile) clients
- Roaming of non-mesh clients (hand-over)

9. BATMAN-adv (Quick Start Guide)
개발 환경 : Raspberry Pi 2
OS : Ubuntu mate 15.04
kernel version : Linux-kernel version 3.18.0-20-rpi2
BATMAN-adv version : 2014.4.0
BATCTL version : 2014.3.0-2

10. BATMAN-adv (Quick Start Guide)
sudo apt-get install batctl
sudo stop network-manager
sudo ifconfig wlan0 down
sudo iwconfig wlan0 mode ad-hoc essid junho_mesh channel 8
essid별로 네트워크 구축
sudo ifconfig wlan0 up
sudo modprobe batman-adv
-> load batman-adv module(이거 안 할 시, Error - batman-adv module has not been loaded 뜸)
sudo batctl if add wlan0
sudo ifconfig wlan0 mtu 1527
sudo cat /sys/class/net/wlan0/batman_adv/iface_status
"active"라고 떠야한다
sudo ifconfig wlan0 10.0.0.10
노드마다 다른 ip주소(10.0.0.10은 임시 ip)
sudo ifconfig bat0 192.168.0.10
노드마다 다른 ip주소(10.0.0.10은 임시 ip)
sudo ifconfig bat0 up
sudo batctl o
현재 연결된 노드가 보인다.

11. BATMAN-adv
1. Tables
- Originator table
- 모든 노드는 다른 모든 노드 리스트를 가지고 있으며 어디로 패킷을 보
내야 할지 알고 있다.
- Specific information
- .
- Sample output

12. BATMAN-adv
1. Tables
- Translation table
- 자신이 속해있는 mesh에 들어오고 싶어하는 client의 MAC 정보를 가지
고 있다.
- Specific information
- (local)
- (global)
- Sample output (local)
- .

13. BATMAN-adv
1. Tables
- Gateway table
- 사용 가능한 모든 gateway 정보를 가지고 있다.
- Specific information
- .
- Sample output
- .

14. BATMAN-adv
1. Tables
- Bridge loop avoidance claim table
- Bridge loop 문제를 해결하기 위해 bridge 노드에 존재하는 client 목록
과 그 노드의 주소를 가지고 있다.
- Bridge loop avoidance backbone table
- Bridge loop 문제를 해결하기 위해 bridge 노드의 backbone gateway 정
보를 가지고 있다.
- Distributed ARP table – local cache table
- Cached로 ARP 정보를 가지고 있다(IPv4 + MAC). – LAN으로 바로 ARP
request를 하기 위해.
- Network coding – potential coding neighbor table
- Network coding이 가능한 모든 incoming & outgoing 정보를 가지고 있
다.

15. BATMAN-adv (Gateways)
1. How to make the internet uplink?
- Gateway mode
- 인터넷이 연결되어 있는 노드는 gateway mode로 되어있고, 다른 노드
들은 gateway client mode로 되어있어야 한다.
- gateway client mode로 되어있지 않으면 routing 시 gateway 무시
- non-mesh client 인터넷 연결
- Gateway 노드는 무조건 DHCP 서버가 존재해야 한다.
- .
- .

16. BATMAN-adv (Gateways)
1. How to make the internet uplink? (Configuration)
- 인터넷 bandwidth를 조절 할 수 있다. (gateway)
- batctl gw_mode server 5mbit/1mbit
- (download bandwidth of 5Mbit, upload of 1Mbit)
- Client setting
- batctl gw_mode client
- Status show
- batctl gwl
- batctl gw_mode

17. BATMAN-adv (Ap-isolation)
1. Ap isolation mode 설정 가능
- .
- inter-meshnode communications prevention only
2. Configure
- batctl ap_isolation 1
- batctl ap 1

18. BATMAN-adv (NetworkCoding)
1. Network Coding 설정 가능
- 네트워크 코딩은 relay node가 두 개의 packet을 한번에 전송하는 것이다.
- CATWOMAN project
- .
-
2. Configure
- Setting at compile time
- disable -> batctl nc 0

19. BATMAN-adv (Roaming-improvements)
1. Hand-over (?)
- non-mesh client가 roaming 시(새로운 mesh node로 switching시)
interruption time을 줄이고, synchronization issue를 제거한다.
- TVLV(Type-Version-Length-Value)
- Translation table
- http://www.open-mesh.org/projects/batman-adv/wiki/Client-roaming
- http://www.open-mesh.org/projects/batman-adv/wiki/TVLV

20. BATMAN-adv (Etc.)
1. ELP(Echo Location Protocol)
- 새로운 neighbors을 찾을 때 OGM이 아닌 ELP를 사용해서 찾는다.
2. Bridge loop avoidance
- loop avoidance mechanism
3. Network wide multi link optimization
- 한 노드에 여러 개의 인터페이스가 존재할 때 최적의 길로 optimize한다.

21. BATCTL (batctl)
1. Configuration tool
- Mesh network에 interface 추가 및 제거
- batman-adv 설정 변경 및 확인 (OGM interval setting etc.)
- batman-adv 기능 변경 및 확인 (gateway announcement etc.)
2. Debugging tool
- Ping & traceroute nodes(MAC address)
- Parse log files
- Retrieve live information from the batman-adv module
- List 확인(Originator, client, available gateway etc.)
- http://downloads.open-mesh.org/batman/manpages/batctl.8.html

22. ALFRED (alfred)
1. ALFRED(Almighty Lightweight Fact Remote Exchange Daemon)
- user space daemon
- 각 노드에서 필요한 정보들을 모은다.
- batman-adv visualization을 위해 설계
- hostname, phone books, administration info, DNS info 할당 가능
- unix daemon background system.
2. batadv-vis
- alfred를 통해 neighbor 정보와 자신의 local 정보를 가져와 네트워크 구조를
json, graphviz로 나타낸다.
- graphviz(프로그램)를 통해 그린 그림(다음 장)
3. alfred-gpsd
- GPS 정보를 받아와 그림을 그림.
4. alfredA
- Android에서 돌아가는 alfred
- slave server 역할을 할 수 있다.

23. ALFRED (batadv-vis)

24. sudo apt-get install git
git clone git://git.open-mesh.org/alfred.git
sudo apt-get install gcc make
make시 에러 발생(make pkg config not found)
sudo apt-get install pkg-config - 해결
(make no libcap development libraries found)
sudo apt-get install libcap-dev - 해결
(make no libgps development libraries found)
sudo apt-get install libgps-dev - 해결
ALFRED (설치)

25. ALFRED (alfred + batadv-vis)
1. Network topology 생성
- 모든 노드에 alfred 서버 시작
- alfred –i bat0 –m (-m은 master를 의미)
- 모든 노드에 batadv-vis 서버 시작
- batadv-vis –i bat0 -s
- batadv-vis 명령 -> graphviz-compatible vis output
- .
- http://git.open-mesh.org/alfred.git/blob_plain/refs/heads/master:/README

26. ALFRED (architecture)
1. Structure
node – alfred가 돌고 있는 device
master – alfred server로써, 주위
의 다른 master들과 함께 주기적으로
들어오는 정보를 저장하고
synchronize를 맞추며 slave에게 정보
를 제공하는 device
slave – alfred server로써, 주기적
으로 데이터를 master에게 보내며, 필
요 시 master에 정보를 request
slave는 주위에 있는 master중 가장
TQ가 좋은 node만을 알고 있다.