HelloXV1.82發佈已三個月了，這個版本提供了完善的網絡功能，主要有IP路由，地址轉換（NAT），DHCPServer，PPPoE撥號等等面向接入路由器的網絡功能。爲了對其功能進行充分的測試，我搭建了一個家庭網絡環境，家中的所有聯網設備，包括數臺手機，筆記本電腦，智能檯燈，兒童護衛手錶等，都通過這套環境接入運營商的互聯網。經過近三個月的連續測試，總體表現穩定。現簡單總結如下。
HelloX路由器網絡環境介紹
搭建的網絡環境，其邏輯結構如下：
大概來說，就是用一臺筆記本電腦，運行HelloX。這檯筆記本電腦提供兩個USB接口，分別連接兩個USB轉以太網的網絡接口。其中一個接口連接運營商（應該是長城寬帶）部署到家中的網絡接口，另外一頭連接一臺WiFi網關（圖中的無線AP）。之所以額外增加一臺WiFi網關，是因爲當前沒有找到合適的WiFi發射模塊。不過這個WiFi網關工作在二層模式，只負責WiFi無線信號的收發，所有的網絡處理，都是在HelloX GW上完成的。
下圖示意了真實的情況：
HelloX GW通過PPPoE撥號，接入到運營商的網絡中，並獲得一個運營商分配的IP地址（後續稱爲公網地址）。PPPoE撥號方式便於運營商計費，因此是大多數寬帶接入採用的方式。同時，HelloX GW運行一個DHCP服務器的核心線程，爲通過WiFi接入的終端設備，分配私有的IP地址。HelloX GW上同時啓用NAT功能，把分配給終端的私有IP地址，轉換爲公網IP地址，這樣才能被運營商的大網所尋址到，從而能夠訪問Internet。這也是大多數寬帶接入路由器的工作方式。
接入到這個網絡後，HelloX GW會爲終端分配IP地址，以及DNS服務器地址，缺省網關等信息。下圖是我的筆記本電腦（運行WIN10系統）接入之後，自動獲取到的配置信息：
最多的時候，接入這個網絡環境的終端數量，超過了10臺。家人的手機，家裏的電腦，Pad，以及一臺小米的智能檯燈，一個兒童護衛手錶等，都通過這個環境接入Internet，並能夠正常訪問網絡。
驗證情況介紹
幾個月以來，在家中一直用這套網絡環境上網。雖然中間曾出現過一些問題（詳細在下一節介紹），但沒有太大的意外，一直應用下來，上網體驗與原來的專業路由器一樣：
1. 尚未碰到無法打開的網頁，這裏的無法打開，指的是在原來的路由器上能夠打開，而在HelloX GW上無法打開；
2. 常見的手機應用，比如微信，QQ，微博，視頻軟件，網購軟件（京東/淘寶...），銀行客戶端，等等都表現良好。因我個人不喜歡玩手機遊戲，因此沒有對手機遊戲進行測試；
3. 在筆記本電腦上下載文件，各類雲盤，或者通過公共郵箱（比如QQ，outlook等）發送郵件和附件，都沒有問題；
4. 進入WiFi覆蓋範圍，手機可自動接入，並獲得與上一次接入相同的IP地址。這一點對物聯網的應用很重要，很多路由器都無法做到；
5. 長連接穩定不中斷。所謂長連接，是建立後一直維持的連接，比如智能檯燈，會註冊到後臺服務器上，手機通過服務器查看和管理智能燈。不在家裏時，曾多次通過手機查看家中的智能檯燈的狀態，都處於在線狀態。
對於上網速度來說，HelloX GW不是瓶頸，瓶頸是向運營商購買的接入帶寬。比如，我購買的是10M帶寬接入服務，下面是在筆記本電腦上的網速測試結果：
下載速度已超過13M（感謝運營商，可能把接入帶寬給我稍稍調大了一點:-)），一般寬帶接入都是不對稱的，下行遠大於上行，因此上載速度在2M左右。總體來說，超過98%的用戶。
這個測試，說明HelloX GW本身不是瓶頸，如實的反映了運營商做的帶寬限制。在測試網速的時候，查看HelloX GW的CPU佔用率，大概在1%左右。如果是普通的路由器，這時候的CPU佔用率估計要到50%了。雖然這主要是硬件原因造成，但充分說明，如果用Intel CPU做路由器，會有大量的富餘計算能力，用於其它用途。這在將來的物聯網場景，邊緣計算場景，是很重要的。
綜合來說，採用HelloX GW上網，與成熟的寬帶接入路由器體驗一致，甚至更好。對我個人來說，還可以做一些惡作劇。比如，可以取消WLAN的密碼，這樣任何人就可以接入。HelloX GW會記錄下每個接入終端的信息（MAC地址，IP地址，等等），這時候就可以通過查看這些信息，判斷蹭網的數量。如果你願意，可以把選定的蹭網終端的通信報文，都抓取和保存下來。但是這樣做不道德，甚至違法，因此我從未做過。
測試過程中出現的問題
當然，在這個測試過程中，也出現過一些問題，主要是代碼的BUG引起，都已經過修改代碼解決：
1. 最開始的時候，某些SSL網站（加密網站）訪問很慢。比如12306網上購票等，響應很慢，有時候甚至打不開。經過抓包排查，發現是TCP連接的建立過程有丟包，少於46字節的IP包，在傳輸過程中會被丟棄。經過深入分析，發現是HelloX OS在做NAT的時候，對TCP的校驗和計算法上，存在BUG，導致小包的校驗和計算錯誤，從而導致接收端丟包。修改代碼後，該問題解決；
2. 偶發性死機現象，該問題偶爾出現，概率很低，不是必現。一旦出現，電腦的CPU佔用率會達到100%，並無法響應輸入。在代碼中實現了一個定位方法，具體就是打印出各個核心線程的CPU佔用率，以及當時所執行的指令位置。通過這個定位手段，發現是處理TCP選項（TCP option）的一個函數導致。這個函數在處理TCP選項的時候，有一種選項沒做考慮，一旦出現就會進入死循環。修改代碼後解決；
3. 提供服務的運營商，每隔24個小時，會把建立的PPPoE連接中斷一次。中斷之後，HelloX沒有重建，因此導致網絡中斷。需要重新手工撥號解決（通過命令行操作）。後續會增加PPPoE會話中斷後的重新自動建立機制；
4. DHCP Server的decline消息沒有處理，導致有時候無法分配IP地址。這在HelloX GW重啓的情況下，尤其明顯。因爲這時候已經爲某些終端分配了IP地址，重新啓動之後，HelloX GW上記錄的信息丟失，於是重新開始分配。結果會把已經分配出去的地址，重新分配給不同的終端。這樣終端就會發送decline消息，而最開始的時候，HelloX沒有處理這個消息，導致無法獲取地址。
當然，還有一些其它的小問題，都已經解決。
經過這一長時間的測試，對HelloX的穩定性的提升，也有重要意義。
驗證結論及後續計劃
經過此番長時間的實際應用驗證，我們認爲，採用HelloX OS做軟件的路由器，已經達到可以實際應用的程度。而且作爲一個通用的物聯網操作系統平臺，HelloX OS還提供其它路由器所不具備的功能，比如可編程，能力開放等。
當然，由於硬件限制，並沒有直接在HelloX GW上實現WLAN發射功能，這也是後續要重點實現的功能。
後續我們會開發專用的硬件平臺，依託HelloX OS，做出專門的面向物聯網的路由器。這種路由器不但具備傳統寬帶接入路由器的所有功能，而且還具備更強的計算能力，更高的安全性，更加靈活的定製能力，同時集成物聯網開發框架，適應將來物聯網的需求。下圖示意了這個設計思想：
最新的HelloX OS代碼，已上傳到github上，歡迎朋友們參考：github.com/hellox-project/HelloX_OS
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