LoRaWAN网关设计中UDP链路异常检测

LoRaWAN网关设计中UDP链路异常检测

我们先从应用层来看这个问题，《LoRaWAN Network ServerDemonstration:Gateway to Server InterfaceDefinition》即GWMP协议定义文件

要点

文档很简单，要点如下：

1.  PULL_DATA可理解为心跳，注意“GW不对于PULL_ACK的缺失做出响应”，但是协议明确说明：NS 应该（SHALL）立即回应PULL_DATA。

2. PUSH_DATA，同样，“GW不对于PUSH_ACK的缺失做出响应”，但是协议明确说明：NS SHALL立即回应PUSH_DATA

有了上述两个SHALL，对于GW而言，可以用来进行链路状态检测和修复了。

部分重要的参数描述

 

参数	含义	默认值	配置接口-json
keepalive_time	心跳发送间隔，单位秒	5s	keepalive_interval
stat_interval	统计信息发送间隔，单位秒	30s	keepalive_interval
push_timeout_half	在sock_up上用户报文/gw统计信息报文回应时间的一半。系统关键参数	50ms	push_timeout_ms
pull_timeout	从sock_down收NS下行数据时间片长度	200ms	无
autoquit_threshold			autoquit_threshold

 

代码里提供了什么?

 

参数	含义	使用
meas_up_dgram_sent	sock_up发送到server的消息条数
meas_up_ack_rcv	NS针对sock_up UL的回应消息数（去重）
meas_dw_pull_sent	PULL条数
meas_dw_ack_rcv	针对PULL回应ACK条数（去重）
autoquit_cnt	在收到ACK之后清0，在autoquit_threshold（>0时）退出进程

 

 

GWMP消息类型	方向	lora_pkt_fwd线程	描述
PUSH_DATA	上行	thread_up即sock_up	发送后在两个push_timeout_half里检测ACK，如果没有回应总计等待push_timeout_half meas_up_dgram_sent和meas_up_ack_rcv记录消息数
PULL_DATA	上行	thread_down即sock_down	每keepalive_time 发送一次心跳，每pull_timeout超时检查一次sock_down中NS发送来的数据 meas_dw_pull_sent 和meas_dw_ack_rcv记录消息数 autoquit_cnt达autoquit_threshol(>0)时退出进程
PULL_RESP	下行	thread_down即sock_down	DL

 

怎么用于链路检测？

1. 为什么在sock_down上有autoquit_cnt，但是sock_up上没有呢？

回答：链路失效时，在sock_down上能够及时感知，因为sock_down上有心跳，检测时间可以控制。在进程退出的处理上，有一个socket检测就够了。

2. 怎么利用？

链路失效时，会造成数据丢失。一般情况下，应该开启autoquit_cnt来检测UDP链路的功能，并且开放接口给用户选择合适的参数（最终效果是取决于心跳间隔*无ack次数）

3. 上面这个机制非常有效。当然，设计网关，可以改进机制，并不是一定要退出进程，udp链路重置就可以了。此外，还需要辅以其它修复机制，例如IP地址变化检测，加快UDP链路失效恢复（毕竟UDP通信特点决定了，IP层通，不代表UDP层通）。