ROS多机通信（三）——Ubuntu Ad-Hoc 组网通信配置指南

基本概念

Ad-Hoc 网络是一种简单的点对点无线网络，设备（称为节点）可以直接相互通信或者通过中继间接通信，而无需依赖中央接入点。在这种网络中，所有设备是对等的，没有固定的路由器或基础设施支持。

特点

• 快速部署：无需基础设施，适合快速建立网络。
• 简单配置：设置过程简单，易于操作。
• 安全性较低：常使用较弱的加密方式（如 WEP），安全性不高。
• 基本 Ad-Hoc 模式通常支持单跳通信，多跳通信需通过 B.A.T.M.A.N. 或 OLSR 等路由协议实现。

以下是在 Ubuntu 系统上实现 Ad-Hoc 组网通信的详细步骤。通过配置无线接口，创建一个Ad-Hoc的无线网络，与其他设备进行通信。本指南提供三种配置方式：

1. 基本 Ad-Hoc 模式：适用于简单、临时的设备间通信。（只支持单跳通信）
2. B.A.T.M.A.N. 协议：适用于移动性高、拓扑变化频繁的网络。
3. OLSR 协议：适用于大型、相对稳定的网络。

使用 B.A.T.M.A.N. 或 OLSR 协议后，Ad-Hoc 网络具备 Mesh 网络特性，支持网状拓扑和多跳传输（支持多跳通信）

准备工作

• 硬件要求：确保您的 Ubuntu 系统配备支持 Ad-Hoc 模式的无线网卡，并已正确安装驱动。
• 权限要求：需要管理员权限，使用 sudo 执行命令。
• 工具检查：确认已安装 iwconfig 和 ip 命令（通常默认可用）。若使用 B.A.T.M.A.N. 或 OLSR，需额外安装相关工具。

配置步骤

1. 检查无线接口

首先，确认您的无线接口名称（例如 wlan0 或 wlp2s0）：

iwconfig

或者

ip link

记下您的接口名称，后续步骤将以 wlan0 为例。

2. 停止 Network Manager（可选）

Network Manager 可能会干扰手动配置，可暂时停止：

sudo systemctl stop NetworkManager

提示：如果希望 Network Manager 永久不管理该接口，可编辑 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf，在 [ifupdown] 下添加 managed=false。

3. 配置基本 Ad-Hoc 模式

将无线接口设置为 Ad-Hoc 模式并指定网络名称和频道：

sudo ip link set wlan0 down           # 关闭接口
sudo iwconfig wlan0 mode ad-hoc       # 设置为 Ad-Hoc 模式
sudo iwconfig wlan0 essid "MyAdHocNet"  # 设置网络名称（自定义）
sudo iwconfig wlan0 channel 6         # 设置频道（1-11 可选）
sudo ip link set wlan0 up             # 启用接口

或者

sudo ip link set wlan0 down # 关闭网卡
sudo iw wlan0 set type ibss # 设置 Ad-Hoc 模式并加入网络
sudo iw wlan0 ibss join MyAdHocNetwork 2412 # 设置 Ad-Hoc 模式并加入网络
sudo ip link set wlan0 up # 开启网卡

MyAdHocNet 是自定义的网络名称，所有设备需保持一致。

设置静态 IP 地址

为接口分配一个静态 IP，确保与其他设备在同一网段：

sudo ip addr add 192.168.1.1/24 dev wlan0

示例中 IP 为 192.168.1.1，其他设备可设为 192.168.1.2、192.168.1.3 等。

验证连接

在其他设备上重复上述步骤，配置相同的网络名称（ESSID）和频道，然后测试连接：

ping 192.168.1.2  # 替换为其他设备的 IP

如果返回正常，说明基本 Ad-Hoc 网络已成功建立。

（可选）添加安全性

为网络设置简单加密（WEP，仅建议测试使用，因安全性较低）：

sudo iwconfig wlan0 key s:yourpassword  # 设置密钥

所有设备需使用相同密钥。

4. 使用 B.A.T.M.A.N. 协议增强网络

什么是 B.A.T.M.A.N.？

B.A.T.M.A.N.（Better Approach To Mobile Ad-hoc Networking）是一种去中心化的路由协议，适用于多跳移动自组织网络。它通过分散路由决策，减少控制开销，适合拓扑频繁变化的场景。

安装 B.A.T.M.A.N. 工具

sudo apt update
sudo apt install batman-adv batctl
sudo modprobe batman-adv  # 加载内核模块

配置步骤

1. 设置无线接口为 Ad-Hoc 模式（同上）：

sudo ip link set wlan0 down
sudo iwconfig wlan0 mode ad-hoc
sudo iwconfig wlan0 essid "MyAdHocNet"
sudo iwconfig wlan0 channel 6
sudo ip link set wlan0 up

2. 创建并配置 B.A.T.M.A.N. 接口：

sudo batctl if add wlan0
sudo ip link set bat0 up

3. 为 bat0 接口分配静态 IP：

sudo ip addr add 192.168.1.1/24 dev bat0

4. 验证配置：

sudo batctl n #检查 B.A.T.M.A.N. 网络状态，将显示邻居节点的信息，表明你的设备已加入 B.A.T.M.A.N. 网络
ping 192.168.1.2  # 测试连接

5. 使用 OLSR 协议增强网络

什么是 OLSR？

OLSR（Optimized Link State Routing Protocol）是一种主动式链路状态路由协议，通过优化消息传播提供最佳路由路径，适合大型、相对稳定的网络。

安装 OLSR 工具

sudo apt-get install olsrd

配置步骤

1. 设置无线接口为 Ad-Hoc 模式（同上）：

sudo ip link set wlan0 down
sudo iwconfig wlan0 mode ad-hoc
sudo iwconfig wlan0 essid "MyAdHocNet"
sudo iwconfig wlan0 channel 6
sudo ip link set wlan0 up

2. 编辑 OLSR 配置文件：

sudo nano /etc/olsrd/olsrd.conf

在文件中，找到 Interface 部分并添加你的无线网卡名称（例如 wlan0）：

Interface "wlan0"
{# 可选：调整 HelloInterval 等参数
}

3. 启动 OLSR 服务：

sudo systemctl start olsrd
sudo systemctl enable olsrd  # 可选：开机自启

4. 为 wlan0 接口分配静态 IP：

sudo ip addr add 192.168.1.1/24 dev wlan0

5. 验证配置：

sudo olsrd -d 1   # 查看路由表和拓扑
ping 192.168.1.2  # 测试连接

6. （可选）恢复 Network Manager

完成后，若需恢复 Network Manager：

sudo systemctl start NetworkManager

注意：恢复后可能需额外配置以避免冲突。

自动化配置（可选）

若需开机自动配置基本 Ad-Hoc 网络，编辑 /etc/network/interfaces：

sudo nano /etc/network/interfaces

添加以下内容：

auto wlan0
iface wlan0 inet staticaddress 192.168.1.1netmask 255.255.255.0wireless-mode ad-hocwireless-essid MyAdHocNetwireless-channel 6

保存后重启网络服务：

sudo systemctl restart networking

注意：若使用 B.A.T.M.A.N. 或 OLSR，自动化配置需相应调整。

故障排除

• 无法连接：

  • 确认所有设备的 ESSID 和频道一致。
  • 检查 IP 地址是否在同一网段（例如 192.168.1.x）。
  • 检查防火墙是否阻止 ping（ICMP）流量。

• 查看状态：
  基本 Ad-Hoc：

  iwconfig wlan0    # 检查 Ad-Hoc 配置
  ip addr show wlan0  # 检查 IP 配置
  

  B.A.T.M.A.N.：

  sudo batctl n          # 查看网络节点
  

  OLSR：

   sudo olsrd -d 1   # 查看路由表和拓扑
  

注意事项

• 安全性：Ad-Hoc 模式默认不加密或仅支持 WEP 加密（安全性较低），仅适合受信任环境。B.A.T.M.A.N. 和 OLSR 本身不提供加密，建议结合其他安全措施。
• 高级加密：若需 WPA/WPA2，可尝试使用 wpa_supplicant，但配置较复杂。
• 协议选择：
  • 基本 Ad-Hoc：适合简单、临时网络。
  • B.A.T.M.A.N.：适合移动性高、拓扑变化频繁的网络。
  • OLSR：适合大型、相对稳定的网络。
• 备份配置：建议在配置前备份网络配置文件（如 /etc/network/interfaces），以便出错时恢复。

总结

本指南提供了在 Ubuntu 上配置 Ad-Hoc 网络的三种方式：

1. 基本 Ad-Hoc 模式：快速部署，适合临时网络。
2. B.A.T.M.A.N. 协议：增强移动性和适应性，适合动态网络。
3. OLSR 协议：优化路由路径，适合大型网络。

根据您的网络需求选择合适的配置方式，确保所有设备配置一致即可开始使用！