Σχεδιασμός και υλοποίηση εφαρμογής σε Raspberry Pi για χρήση σε MANET δίκτυα

Design and implementation of an application on Raspberry Pi for use in MANET networks (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Γκιούλης, Θεόφιλος
  3. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  4. 18 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-18]
  5. Ελληνικά
  6. 121
  7. Φραγκιαδάκης , Αλέξανδρος
  8. ΜΑΝΕΤ | B.A.T.M.A.N. Advanced | MACsec | Raspberry Pie | Python | API | Αισθητήρες και Sensors | Δίκτυο των Πραγμάτων και IoT
  9. 6
  10. 35
  11. Περιέχει : εικόνες
  12. Αναστάσιος Παπαζαφειρόπουλος, & Δημήτριος Τσώλης. (2015). Δίκτυα Υπολογιστών.
    • Είναι γεγονός γνωστό σε όλους ότι για την επικοινωνία μεταξύ δύο ή περισσοτέρων συσκευών/ανταποκριτών απαιτείται η ύπαρξη δικτυακής υποδομής (ενσύρματης ή ασύρματης) και αριθμού δικτυακών συσκευών όπως δρομολογητές κ.λπ. μέσω των οποίων θα δρομολογούνται τα δεδομένα των συσκευών/ανταποκριτών. Τι γίνεται όμως στην περίπτωση όπου αυτή δεν υφίσταται ή έχει καταστραφεί λόγω κάποιου έντονου φαινομένου (π.χ. σεισμός, τυφώνες); Η λειτουργία ενός δικτύου σε τέτοιες περιπτώσεις αποτελεί πρόκληση τόσο στο κομμάτι της ανάπτυξης και υλοποίησης αυτού όσο και στο κομμάτι της παρεχόμενης ασφάλειας στις συσκευές/ανταποκριτές. Στο πλαίσιο των ανωτέρω και με σκοπό την επίλυση του υπόψη προβλήματος, η παρούσα διπλωματική εργασία, μελετάει τον τρόπο υλοποίησης/ανάπτυξης ενός MANET (Mobile Ad-hoc Network) χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης (B.A.T.M.A.N. Advanced), κατάλληλο για τέτοιου είδους δίκτυα κα εφαρμόζοντας ταυτόχρονα ένα πρωτόκολλο για την παροχή υψηλού επίπεδου ασφάλειας στις συσκευές/ ανταποκριτές του δικτύου (MACsec). Ως ανταποκριτές του δικτύου χρησιμοποιήθηκαν μία συσκευή Raspberry Pie που είχε τον ρόλο της συσκευής που συλλέγει δεδομένα και ένας φορητός υπολογιστής που είχε τον ρόλο του κεντρικού εξυπηρετητή. Στο Raspberry Pie προσαρμόστηκαν αισθητήρες για μέτρηση α) της υγρασίας και της θερμοκρασίας, της τιμής του καπνού, του μονοξειδίου του άνθρακα και του υγραερίου (LPG) του περιβάλλοντα χώρου και β) των καρδιακών παλμών του χρήστη που φέρει την υπόψη συσκευή. Για την ανάγνωση των τιμών από τους αισθητήρες και την αποθήκευση των συλλεγόμενων δεδομένων στην τοπική βάση δεδομένων (SQLite), επιλέχθηκε η γλώσσα προγραμματισμού Python και έγινε χρήση του framework Flask. Επιπρόσθετα, στην υπόψη γλώσσα προγραμματισμού έγινε και η ανάπτυξη ενός API (Application Programming Interface – API), προκειμένου τα δεδομένα να είναι διαθέσιμα για συλλογή από την εφαρμογή διαχείρισης του δικτύου. Επιπλέον, για την επικοινωνία μεταξύ των χρηστών υλοποιήθηκε λειτουργικότητα ζωντανής μετάδοσης φωνής, παρόμοια με την επικοινωνία μέσω ασυρμάτου αλλά μέσω του δικτύου ΜΑΝΕΤ. Τέλος, στην συσκευή συνδέθηκε κάμερα και εγκαταστάθηκε λογισμικό για τον διαμοιρασμό του live video. Για την κεντρική συλλογή και αποθήκευση των δεδομένων των αισθητήρων καθώς και την παρακολούθηση του live video από τις συσκευές του δικτύου (στην περίπτωσή μας του Raspberry Pie), αναπτύχθηκε στην γλώσσα προγραμματισμού PHP κατάλληλη δικτυακή εφαρμογή η οποία χρησιμοποιεί το σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων MySQL ενώ ως διακομιστής ιστού (Web Server) επιλέχθηκε ο Apache HTTP Server.
    • It is a well-known fact that the communication between two or more devices/ correspondents requires the existence of a network infrastructure (wired or wireless) and a number of network devices such as routers, etc. through which the data of the devices/ correspondents will be routed. But what happens in the case where it does not exist or has been destroyed due to a strong phenomenon (eg earthquake, hurricanes)? The operation of a network in such cases is a challenge both in terms of its development and implementation and in terms of the security provided to the devices/correspondents. In the context of the above and in order to solve that problem, this thesis studies the implementation/development of a MANET (Mobile Ad-hoc Network) using a routing protocol (BATMAN Advanced), suitable for such networks and applying at the same time a protocol for providing a high level of security to network devices/correspondents (MACsec). As network correspondents used a Raspberry Pie device that acted as the data collector and a laptop that acted as the host server. The Raspberry Pie has sensors adapted to measure a) humidity and temperature, the value of smoke, carbon monoxide and liquefied petroleum gas of the environment and b) the heart rate of the user carrying the device. To read the values from the sensors and store the collected data in the local database (SQLite), the Python programming language was selected and the Flask framework was used. An API (Application Programming Interface – API) was also developed with this programming language, so that the data be available for collection from the network management application. In addition, for the communication between the users, a function of live voice transmission was implemented, similar to the communication through radios but through the MANET network. Finally, a camera was set up on the device and software for live video sharing was installed. For the central collection and storage of sensor data as well as the monitoring of live video from network devices (in our case Raspberry Pie), a suitable web application was developed in the PHP programming language which uses the MySQL database management system while as web server, Apache HTTP Server selected.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.