9.4. Attivare il collegamento#

Il livello di collegamento trattato nella pagina precedente e perlopiu automatico, ma c’e un punto in cui uno script Python deve intervenire: indicare alla camera a quale rete unirsi. Finche quel passaggio non riesce, nessuna delle funzionalita di rete che il resto di questa sezione tratta funzionera.

9.4.1. Il modulo `network`#

Il modulo network espone a Python l’hardware di rete della camera. L’esatto insieme di interfacce dipende dalla scheda: molte camere hanno un chip wireless ed espongono una classe WLAN (chiamata cosi da Wireless Local Area Network); alcune schede hanno anche una porta Ethernet integrata ed espongono una classe LAN (chiamata cosi da Local Area Network, ovvero la versione cablata). Lo schema d’uso e lo stesso per entrambe, con una differenza importante: a un’interfaccia wireless va indicato a quale rete unirsi, mentre Ethernet recepisce qualunque cosa ci sia sul cavo.

9.4.2. Il flusso Wi-Fi#

Unirsi a una rete Wi-Fi avviene in tre passaggi: costruire l’interfaccia, attivarla, chiederle di connettersi a una rete nominata con una password. L’interfaccia negozia con il punto di accesso in background; una chiamata a isconnected() segnala quando il collegamento ha terminato di attivarsi:

import network
import time

wlan = network.WLAN(network.WLAN.IF_STA)
wlan.active(True)
wlan.connect("my-network", "my-password")

while not wlan.isconnected():
    time.sleep_ms(100)

print("link up")

L’argomento IF_STA seleziona la modalita station – la camera si unisce a una rete ospitata da qualcun altro. La modalita opposta, IF_AP, fa si che la camera ospiti la propria piccola rete a cui altri dispositivi possono unirsi; utile per interfacce di configurazione e installazioni sul posto, ma non e il caso comune.

Una volta che isconnected() ritorna True, la camera e sulla rete. Tutto il resto di cui i livelli superiori avevano bisogno per configurarsi e avvenuto automaticamente mentre il collegamento si attivava; le pagine che seguono illustrano quei pezzi uno alla volta.

9.4.3. Cosa puo andare storto#

A questo passaggio si presentano alcune modalita pratiche di fallimento.

Nome di rete o password errati. Il tentativo di connessione riprova silenziosamente finche l’applicazione non si arrende. Avvolgi l’attesa con un timeout in modo che il ciclo sopra non si blocchi per sempre:

start = time.ticks_ms()
while not wlan.isconnected():
    if time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start) > 10000:
        raise OSError("Wi-Fi did not come up in 10 s")
    time.sleep_ms(100)

Fuori portata. La camera e il punto di accesso devono essere abbastanza vicini da garantire che il segnale sia abbastanza forte da mantenere un collegamento. status() ritorna un codice che indica perche il collegamento non e attivo; scan() ritorna l’elenco delle reti che la radio riesce a vedere, ed e la diagnostica da eseguire quando connect non ha successo.
Il punto di accesso chiede piu di una password. Le reti aperte (senza password) e quelle comuni protette da password sono coperte da connect come mostrato sopra. Reti piu grandi presso luoghi di lavoro e scuole talvolta usano uno schema diverso in cui la camera deve autenticarsi presso un server di login separato; queste richiedono argomenti aggiuntivi per connect. Vedi classe WLAN – controllo delle interfacce WiFi integrate per la superficie completa.

9.4.4. Restare connessi#

Attivare il collegamento e meta del problema. Restare connessi e l’altra meta – i punti di accesso si riavviano, la camera si allontana fuori portata, i lease DHCP scadono, il firmware della radio occasionalmente si blocca. Una camera destinata a vivere sulla rete per mesi deve accorgersene e recuperare da sola.

Lo schema di rilevamento consiste nel chiamare isconnected() una volta per ogni iterazione del ciclo principale e reagire quando ritorna False. isconnected() puo mentire per un breve istante quando una connessione e caduta senza che la radio se ne sia ancora accorta – un invio su socket che fallisce quando il collegamento «dovrebbe» essere attivo e l’altra prova della caduta a disposizione dell’applicazione. status() e la fonte piu autorevole quando le due sono in disaccordo.

Lo schema di riconnessione e disconnect() seguito da connect() con le stesse credenziali, con l’attesa avvolta in un timeout come nella connessione iniziale. Applica un’attesa crescente tra i tentativi – un secondo, due, quattro, raddoppiando fino a un minuto circa – in modo che un’interruzione prolungata non martelli l’AP e non bruci il budget di potenza della radio in cicli a vuoto:

import network
import time

_BACKOFF_S = (1, 2, 4, 8, 16, 32, 60)

def reconnect(wlan, ssid, password):
    for delay in _BACKOFF_S:
        wlan.disconnect()
        wlan.connect(ssid, password)
        deadline = time.ticks_add(time.ticks_ms(), 10_000)
        while not wlan.isconnected():
            if time.ticks_diff(deadline, time.ticks_ms()) < 0:
                break
            time.sleep_ms(100)
        if wlan.isconnected():
            return True
        time.sleep(delay)
    return False

Quando quella funzione di supporto continua a ritornare False, il firmware della radio stesso potrebbe essere bloccato. L’ultima risorsa e spegnere e riaccendere la radio: active(False), una breve pausa, active(True), riconnessione da zero. Questo riporta il firmware della radio a uno stato noto al costo di qualche secondo aggiuntivo di inattivita:

def radio_power_cycle(wlan, ssid, password):
    wlan.active(False)
    time.sleep(1)
    wlan.active(True)
    return reconnect(wlan, ssid, password)

Una camera rimasta fuori dalla rete per minuti e un fallimento reale che l’applicazione deve vedere. Il codice di recupero dovrebbe far emergere quello stato – contrassegnare la rete come non integra in un flag che il ciclo principale controlla, e lasciare che l’applicazione salti gli invii di rete che avrebbe effettuato finche il flag e attivo – in modo che un’interruzione prolungata non blocchi l’applicazione in attesa su socket che non scriveranno mai.

9.4.5. Ethernet, quando presente#

Le schede con Ethernet integrata espongono lo stesso schema senza il passaggio connect. L’interfaccia LAN viene attivata con active(), e non appena il cavo viene inserito l’interfaccia e pronta all’uso:

import network

lan = network.LAN()
lan.active(True)
print("link up")

Da questo punto in poi il resto delle pagine di questa sezione si applica allo stesso modo indipendentemente da quale interfaccia abbia portato la camera sulla rete. I livelli superiori non si curano se il collegamento sottostante sia Wi-Fi o Ethernet – «connesso» e «connesso».

Per il riferimento completo di WLAN e LAN, comprese le manopole di configurazione che non hanno trovato spazio qui, vedi network — configurazione di rete.