CN117650987A - 以太网工业总线分析仪 - Google Patents
以太网工业总线分析仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117650987A CN117650987A CN202311638711.7A CN202311638711A CN117650987A CN 117650987 A CN117650987 A CN 117650987A CN 202311638711 A CN202311638711 A CN 202311638711A CN 117650987 A CN117650987 A CN 117650987A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- bus
- industrial bus
- packet
- analyzer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 43
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 19
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/14—Network analysis or design
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
本发明实施例中提供了一种以太网工业总线分析仪,属于网络性能分析技术领域,包括:数据采集模块,所述数据采集模块能够实时采集以太网工业总线发送端和接收端的总线数据,所述发送端和所述接收端在同一时钟下运行;数据处理模块,所述数据处理模块能够对采集的工业总线中的数据包进行可靠性分析,形成针对以太网工业总线的分析数据;数据存储模块,所述数据存储模块能够将处理后的分析数据存储到本地或者云端;用户交互模块,所述用户交互模块能够实现用户对分析过程的实时监控和控制。采用本方案,能够快速准确的对工业总线的性能进行分析。
Description
技术领域
本发明涉及网络性能分析技术领域,尤其涉及一种以太网工业总线分析仪。
背景技术
以太网工业总线是一种高速、可靠、安全的工业通讯网络,被广泛应用于各种工业控制系统中,如工业自动化、机器人控制、电力系统、交通运输系统、石油化工等,以太网工业总线是以太网技术在工业领域的应用,可以实现不同设备之间的数据交换和通信,通讯速度高达百兆比特/秒,可以满足工业控制系统对高速通讯的要求。
现有技术中针对以太网工业总线的性能分析主要包括:
现有技术一:ping,通过ping来统计网络的时延和抖动。
缺点:由于ping这种方式,是通过发送端比较自己发出数据包的时间和数据包从目的端返回的时间差来获得时延的,也无法承载工业总线协议,因此只能测双向的时延和抖动,无法统计上下行的单向时延,抖动和包间隔。因此对生产者消费者模型的总线通讯方式,不具有参考价值也无法统计看门狗等工业总线特有的网络评估指标。
现有技术二:以抓包为基础,通过抓包获取到总线网络里的所有数据包,并统计接收到的数据包间隔,来进行分析。
缺点:抓包的方式无法在数据包上获取到数据包的发送时间,只能通过抓包工具获得抓包工具的收包时间,因此只能通过抓包工具的收包时间来统计设备的收包间隔,再基于收包间隔来分析网络的抖动,由于统计到的收包间隔和OT设备的时间收包间隔是不一致的因此统计存在较大的误差。同时抓包的方式也需要现场的OT网络部署完成,业务全部跑起,因此只能做验收,无法给前期调测提供参考,无法测量时延,无法评估网络的实时性。
现有技术三:基于时间同步的单向时延测量。
缺点:由于时间同步的方式需要在多个测量设备上实现时间同步,部署复杂需要实现设备间的时间同步,测量结果受同步精度的影响,测量误差大。要测量实际运行的表现,需要现场的OT网络部署完成,业务全部跑起。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种以太网工业总线分析仪,至少部分解决现有技术中存在的问题。
本发明实施例提供了一种以太网工业总线分析仪,包括:
数据采集模块,所述数据采集模块能够实时采集以太网工业总线发送端和接收端的总线数据,所述发送端和所述接收端在同一时钟下运行;
数据处理模块,所述数据处理模块能够对采集的工业总线中的数据包进行可靠性分析,形成针对以太网工业总线的分析数据;
数据存储模块,所述数据存储模块能够将处理后的分析数据存储到本地或者云端;
用户交互模块,所述用户交互模块能够实现用户对分析过程的实时监控和控制。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
总线模拟模块,所述总线模拟模块用于完整模拟以太网工业总线通信,所述以太网工业总线包括5G工业以太网总线。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
SLVAE模拟端口,所述SLAVE模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
MASTER模拟端口,所述MASTER模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发,所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路;
数据统计分析模块,所述数据统计分析模块与所述总线模拟模块连接,用于对总线模拟模块发送或接收的数据进行数据统计和分析。
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的单向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的双向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的包间隔进行分析。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还用于对以太网工业总线的单向时延性能进行分析,包括:
计算不同温度环境下的单向数据传输时延,具体时延计算方法包括:
步骤S51:确定传输介质的温度系数(TC),所述传输介质的温度系数表示单位温度变化引起的传输速率的变化,为传输介质的固有特性,所述温度系数通常以百分比或小数形式给出;
步骤S52:确定传输速率(R0)在参考温度下(To)的基准值,所述基准值由在To温度下的实际测试数据统计得到;
步骤S53:计算当前温度下数据传输速率:
ΔR=R0*TC*(T-To)
其中:
ΔR是传输速率在给定温度下相对于参考温度的变化量;
R0是参考温度下的传输速率;
TC是传输介质的温度系数;
T是当前传输温度;
To是参考温度;
步骤S54:根据计算得到的ΔR,可以调整传输速率为:
Rt=R0+ΔR
其中,Rt是根据当前温度调整后的传输速率,R0是参考温度下的传输速率。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还用于对以太网工业总线的包间隔进行分析,包括:
步骤S61:对采集的数据包的到达时间戳按照升序排列;
步骤S62:计算连续两个数据包之间的时间间隔(Interpacket Intervals,IPI),具体计算公式为:
IPI(i)=timestamp(i)-timestamp(i-1)
其中:
IPI(i)是第i个数据包与前一个数据包之间的时间间隔;
timestamp(i)是第i个数据包的到达时间戳;
timestamp(i-1)是前一个数据包的到达时间戳;
步骤S63:对所有的IPI进行统计和分析,计算平均IPI值为数据包时间间隔。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路,包括:
步骤S41:MASTER模拟端口确定数据认证算法,具体的,采用HMAC(基于散列函数的消息认证码)作为数据认证算法;
步骤S42:MASTER模拟端口确定秘密密钥(Secret Key),用于生成和验证认证码;
步骤S43:MASTER模拟端口将要传输的数据进行分组,并为每个数据组生成相应的MAC值;
步骤S44:MASTER模拟端口使用MAC算法和秘密密钥,计算消息认证码,具体计算公式为:
MAC=HMAC(key,data)
其中:
MAC表示生成的消息认证码;
HMAC表示选定的MAC算法;
key表示秘密密钥;
data表示要传输的数据;
步骤S45:MASTER模拟端口将原始数据和消息认证码一起传输给SLVAE模拟端口;
步骤S46:SLVAE模拟端口使用相同的MAC算法和共享的秘密密钥,对接收到的数据进行验证;
步骤S47:SLVAE模拟端口计算接收到的数据的消息认证码,并与传输过来的认证码进行比较;
步骤S48:如果接收到的认证码5与传输过来的认证码匹配,则数据传输被认证为有效和完整;如果不匹配,则表明数据可能被篡改或损坏,则向MASTER模拟端口发送重放数据指令。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述发送端和所述接收端为主设备或从设备中的一种。
本发明实施例中提供的一种以太网工业总线分析仪,包括:数据采集模块,所述数据采集模块能够实时采集以太网工业总线发送端和接收端的总线数据,所述发送端和所述接收端在同一时钟下运行;数据处理模块,所述数据处理模块能够对采集的工业总线中的数据包进行可靠性分析,形成针对以太网工业总线的分析数据;数据存储模块,所述数据存储模块能够将处理后的分析数据存储到本地或者云端;用户交互模块,所述用户交互模块能够实现用户对分析过程的实时监控和控制。通过本申请的方案,能够对工业总线的性能进行快速有效的分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种以太网工业总线分析仪示意图;
图2为本发明实施例提供的以太网工业总线分析仪应用场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想,图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
参见图1及图2,本发明实施例提供了一种以太网工业总线分析仪,包括:
数据采集模块,所述数据采集模7块能够实时采集以太网工业总线发送端和接收端的总线数据,所述发送端和所述接收端在同一时钟下运行;
数据处理模块,所述数据处理模块能够对采集的工业总线中的数据包进行可靠性分析,形成针对以太网工业总线的分析数据;
数据存储模块,所述数据存储模块能够将处理后的分析数据存储到本地或者云端;
用户交互模块,所述用户交互模块能够实现用户对分析过程的实时监控和控制。
具体的,参见图2,本方案在同一设备里实现了总线通讯的MASTER和SLAVE,将设备的两个网口分别作为MASTER和SLAVE.测试时只要将两个网口接入网络即可开始测量和分析。
在一个设备里同时实现master和slave,这样保证master和slave的时钟是绝对一致的,避免了时钟同步的误差,进一步提高了准确性。
在master和slave发包时将发包时刻的时间戳,发包包序号加到数据包里。
收到数据包时,记录收包时间,收包时master/slave里的看门狗值,将数据包里的时间戳解析出来,得到发包时间将收包时间,发包时间,数据包序号,看门狗值写入数据缓存用于数据分析和统计。
在数据处理模块进行性能分析的过程中,包括:
收包时间减发包时间就得到Master到slave或者slave到master的单向时延;
收包时间前后相减得到收包间隔;
收包间隔相减发包间隔比较得到网络的抖动;
判断收包的包序号,得到数据包的乱序情况。
统计看门狗值的状态与设定的看门狗阈值比较,得到当前网络情况下,
总线设备的掉线情况;
将发包数金和收包数比较得出丢包率。
通过上述指标,进而数据处理模块能够分析工业总线的时延可靠性,抖动可靠性,总线设备的通讯可靠性。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
总线模拟模块,所述总线模拟模块用于完整模拟以太网工业总线通信,所述以太网工业总线包括5G工业以太网总线。5G工业以太网总线是一种数据交换网络技术,该技术基于IEEE 802.3(以太网)的强大的区域和单元网络,提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。工业以太网总线技术上与商业以太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品设计时,在材质的选用、产品的强度、适用性以及实用性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中具有广泛的应用前景。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
SLVAE模拟端口,所述SLAVE模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述分析仪还包括:
MASTER模拟端口,所述MASTER模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发,所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路;
数据统计分析模块,所述数据统计分析模块与所述总线模拟模块连接,用于对总线模拟模块发送或接收的数据进行数据统计和分析。
为了更加方便的对工业总线的性能进行测试,定义如下网络性能或技术特征:
单向时延:单向时延指的是信息从发送方传到接收方的所花费的时间。
双向时延:双向时延(Round Trip Time,RTT),指的是信息从发送方到达接收方,加上接受方发信息给发送方所花费的总时间。双向延迟在工程中更加常见,因为我们可以只在信息发送方或者接收方的其中一方就可以测量到双向延迟(利用ping等工具)。
抖动:时延的波动。
包间隔:发送端按照固定的时间间隔发送数据包,经过网络传输后,接收方收到数据包的时间间隔。
看门狗:接收方以与发送方相同的时间间隔(通常是1ms)对某一个计数器加1,在接收到发送方的数据包后对计数器置0,这个计数器就是看门狗,接收方根据看门狗值的大小来快速诊断网络是否有问题(通常当看门狗大于3时就认为网络有问题)。
乱序:先发的数据包后到的情况。
时延可靠性:每个数据包的时延达成率。
抖动可靠性:每个数据包的时延抖动达成率
实时性:在规定时间内系统的反应能力,在网络上就是数据包的单向时延大小。
PING:Ping是工作在TCP/IP网络体系结构中应用层的一个服务命令,主要是向特定的目的主机发送ICMP(Internet Control Message Protocol因特网报文控制协议)Echo请求报文,测试目的站是否可达及网络双向时延。
生产者消费者模型:生产者和消10费者彼此之间不直接通讯,而通过阻塞队列来进行通讯,所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理,直接扔给阻塞队列,消费者不找生产者要数据,而是直接从阻塞队列里取,阻塞队列就相当于一个缓冲区,平衡了生产者和消费者的处理能力。
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的单向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的双向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的包间隔进行分析。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的数据掉线情况进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的丢包率进行分析。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,数据采集的过程中,发送端发包时将发包时刻的时间戳,发包序号加到数据包中。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,数据采集模块在采集数据的过程中,从接收端中采集看门狗数值。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述发送端和所述接收端通过5G网络进行通信连接。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述对以太网工业总线的单向时延性能进行分析,包括:
计算不同温度环境下的单向数据传输时延,具体时延计算方法包括:
步骤S51:确定传输介质的温度系数(TC),所述传输介质的温度系数表示单位温度变化引起的传输速率的变化,为传输介质的固有特性,所述温度系数通常以百分比或小数形式给出;
步骤S52:确定传输速率(R0)在参考温度下(To)的基准值,所述基准值由在To温度下的实际测试数据统计得到;
步骤S53:计算当前温度下数据传输速率:
ΔR=R0*TC*(T-To)
其中:
ΔR是传输速率在给定温度下相对于参考温度的变化量;
R0是参考温度下的传输速率;
TC是传输介质的温度系数;
T是当前传输温度;
To是参考温度;
步骤S54:根据计算得到的ΔR,可以调整传输速率为:
Rt=R0+ΔR
其中,Rt是根据当前温度调整后的传输速率,R0是参考温度下的传输速率。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述对以太网工业总线的包间隔进行分析,包括:
步骤S61:对采集的数据包的到达时间戳按照升序排列;
步骤S62:计算连续两个数据包之间的时间间隔(Interpacket Intervals,IPI),具体计算公式为:
IPI(i)=timestamp(i)-timestamp(i-1)
其中:
IPI(i)是第i个数据包与前一个数据包之间的时间间隔;
timestamp(i)是第i个数据包的到达时间戳;
timestamp(i-1)是前一个数据包的到达时间戳;
步骤S63:对所有的IPI进行统计和分析,计算平均IPI值为数据包时间间隔。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路,包括:
步骤S41:MASTER模拟端口确定数据认证算法,具体的,采用HMAC(基于散列函数的消息认证码)作为数据认证算法;
步骤S42:MASTER模拟端口确定秘密密钥(Secret Key),用于生成和验证认证码;
步骤S43:MASTER模拟端口将要传输的数据进行分组,并为每个数据组生成相应的MAC值;
步骤S44:MASTER模拟端口使用MAC算法和秘密密钥,计算消息认证码,具体计算公式为:
MAC=HMAC(key,data)
其中:
MAC表示生成的消息认证码;
HMAC表示选定的MAC算法;
key表示秘密密钥;
data表示要传输的数据;
步骤S45:MASTER模拟端口将原始数据和消息认证码一起传输给SLVAE模拟端口;
步骤S46:SLVAE模拟端口使用相同的MAC算法和共享的秘密密钥,对接收到的数据进行验证;
步骤S47:SLVAE模拟端口计算接收到的数据的消息认证码,并与传输过来的认证码进行比较;
步骤S48:如果接收到的认证码与传输过来的认证码匹配,则数据传输被认证为有效和完整;如果不匹配,则表明数据可能被篡改或损坏,则向MASTER模拟端口发送重放数据指令。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述发送端和所述接收端为主设备或从设备中的一种。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种以太网工业总线分析仪,其特征在于,包括:
数据采集模块,所述数据采集模块能够实时采集以太网工业总线发送端和接收端的总线数据,所述发送端和所述接收端在同一时钟下运行;
数据处理模块,所述数据处理模块能够对采集的工业总线中的数据包进行可靠性分析,形成针对以太网工业总线的分析数据;
数据存储模块,所述数据存储模块能够将处理后的分析数据存储到本地或者云端;
用户交互模块,所述用户交互模块能够实现用户对分析过程的实时监控和控制。
2.根据权利要求1所述的分析仪,其特征在于,所述分析仪还包括:
总线模拟模块,所述总线模拟模块用于完整模拟以太网工业总线通信,所述以太网工业总线包括5G工业以太网总线。
3.根据权利要求2所述的分析仪,其特征在于,所述分析仪还包括:
SLVAE模拟端口,所述SLAVE模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发。
4.根据权利要求3所述的分析仪,其特征在于,所述分析仪还包括:
MASTER模拟端口,所述MASTER模拟端口用于模拟发送端或接收端进行以太网工业总线的数据收发,所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路;
数据统计分析模块,所述数据统计分析模块与所述总线模拟模块连接,用于对总线模拟模块发送或接收的数据进行数据统计和分析。
5.根据权利要求1所述的分析仪,其特征在于:
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的单向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的双向时延性能进行分析;
所述数据处理模块基于数据采集模块采集的数据,对以太网工业总线的包间隔进行分析。
6.根据权利要求5所述的分析仪,其特征在于:
所述分析仪还用于对以太网工业总线的单向时延性能进行分析,包括:
计算不同温度环境下的单向数据传输时延,具体时延计算方法包括:
步骤S51:确定传输介质的温度系数(TC),所述传输介质的温度系数表示单位温度变化引起的传输速率的变化,为传输介质的固有特性,所述温度系数通常以百分比或小数形式给出;
步骤S52:确定传输速率(R0)在参考温度下(To)的基准值,所述基准值由在To温度下的实际测试数据统计得到;
步骤S53:计算当前温度下数据传输速率:
ΔR=R0*TC*(T-To)
其中:
ΔR是传输速率在给定温度下相对于参考温度的变化量;
R0是参考温度下的传输速率;
TC是传输介质的温度系数;
T是当前传输温度;
To是参考温度;
步骤S54:根据计算得到的ΔR,可以调整传输速率为:
Rt=R0+ΔR
其中,Rt是根据当前温度调整后的传输速率,R0是参考温度下的传输速率。
7.根据权利要求5所述的分析仪,其特征在于:
所述所述分析仪还用于对以太网工业总线的包间隔进行分析,包括:
步骤S61:对采集的数据包的到达时间戳按照升序排列;
步骤S62:计算连续两个数据包之间的时间间隔(Interpacket Intervals,IPI),具体计算公式为:
IPI(i)=timestamp(i)-timestamp(i-1)
其中:
IPI(i)是第i个数据包与前一个数据包之间的时间间隔;
timestamp(i)是第i个数据包的到达时间戳;
timestamp(i-1)是前一个数据包的到达时间戳;
步骤S63:对所有的IPI进行统计和分析,计算平均IPI值为数据包时间间隔。
8.根据权利要求4所述的分析仪,其特征在于:
所述MASTER模拟端口与所述SLVAE模拟端口构成闭环通信线路,包括:
步骤S41:MASTER模拟端口确定数据认证算法,具体的,采用HMAC(基于散列函数的消息认证码)作为数据认证算法;
步骤S42:MASTER模拟端口确定秘密密钥(Secret Key),用于生成和验证认证码;
步骤S43:MASTER模拟端口将要传输的数据进行分组,并为每个数据组生成相应的MAC值;
步骤S44:MASTER模拟端口使用MAC算法和秘密密钥,计算消息认证码,具体计算公式为:
MAC=HMAC(key,data)
其中:
MAC表示生成的消息认证码;
HMAC表示选定的MAC算法;
key表示秘密密钥;
data表示要传输的数据;
步骤S45:MASTER模拟端口将原始数据和消息认证码一起传输给SLVAE模拟端口;
步骤S46:SLVAE模拟端口使用相同的MAC算法和共享的秘密密钥,对接收到的数据进行验证;
步骤S47:SLVAE模拟端口计算接收到的数据的消息认证码,并与传输过来的认证码进行比较;
步骤S48:如果接收到的认证码与传输过来的认证码匹配,则数据传输被认证为有效和完整;如果不匹配,则表明数据可能被篡改或损坏,则向MASTER模拟端口发送重放数据指令。
9.根据权利要求8所述的分析仪,其特征在于:
所述发送端和所述接收端为主设备或从设备中的一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311638711.7A CN117650987B (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 以太网工业总线分析仪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311638711.7A CN117650987B (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 以太网工业总线分析仪 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117650987A true CN117650987A (zh) | 2024-03-05 |
CN117650987B CN117650987B (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=90046085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311638711.7A Active CN117650987B (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 以太网工业总线分析仪 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117650987B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1435036A (zh) * | 2000-04-07 | 2003-08-06 | 因芬尼昂技术北美公司 | 集成的接入设备控制器 |
CN203466828U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-03-05 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 | 一种时延可控制的基于e1链路的ethernet传输系统 |
WO2016090934A1 (zh) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 国家电网公司 | 一种lte无线通信智能变电站互感器模拟测试装置 |
CN106644112A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-10 | 合肥移顺信息技术有限公司 | 一种基于fpga的工业现场温度采集报警方法及装置 |
CN107800588A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 上海市共进通信技术有限公司 | 基于y.1731协议的跨平台网络性能测验系统及方法 |
CN116016295A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-25 | 鹏城实验室 | 以太网性能监控方法、系统、工控设备以及存储介质 |
CN116055373A (zh) * | 2022-11-26 | 2023-05-02 | 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 | 一种工业终端及网络通信质量测试评估系统 |
CN117061378A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-11-14 | 广州乐兴科技有限公司 | 一种语音通话质量检测方法 |
-
2023
- 2023-12-01 CN CN202311638711.7A patent/CN117650987B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1435036A (zh) * | 2000-04-07 | 2003-08-06 | 因芬尼昂技术北美公司 | 集成的接入设备控制器 |
CN203466828U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-03-05 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 | 一种时延可控制的基于e1链路的ethernet传输系统 |
WO2016090934A1 (zh) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 国家电网公司 | 一种lte无线通信智能变电站互感器模拟测试装置 |
CN106644112A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-10 | 合肥移顺信息技术有限公司 | 一种基于fpga的工业现场温度采集报警方法及装置 |
CN107800588A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 上海市共进通信技术有限公司 | 基于y.1731协议的跨平台网络性能测验系统及方法 |
CN116055373A (zh) * | 2022-11-26 | 2023-05-02 | 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 | 一种工业终端及网络通信质量测试评估系统 |
CN116016295A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-25 | 鹏城实验室 | 以太网性能监控方法、系统、工控设备以及存储介质 |
CN117061378A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-11-14 | 广州乐兴科技有限公司 | 一种语音通话质量检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117650987B (zh) | 2024-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yu et al. | Flowsense: Monitoring network utilization with zero measurement cost | |
CN101729303B (zh) | 测量网络性能参数的方法和装置 | |
US20070171827A1 (en) | Network flow analysis method and system | |
EP3295612B1 (en) | Uplink performance management | |
CN102164058A (zh) | 基于iec61850标准变电站通信网络与系统测试方法 | |
WO2019196425A1 (zh) | 网络报文时延测量的可信度评估方法、装置及存储介质 | |
CN102223263A (zh) | 基于fpga的丢包率监测方法及装置 | |
CN105245399A (zh) | 一种端到端网络通信路径中瓶颈链路的度量方法 | |
Prasad et al. | On the effectiveness of delay-based congestion avoidance | |
EP2936741B1 (en) | Probing a network | |
US9917757B2 (en) | Network connectivity identification | |
Basso et al. | Estimating packet loss rate in the access through application-level measurements | |
CN117650987B (zh) | 以太网工业总线分析仪 | |
JP5199224B2 (ja) | フロー通信品質推定方法と装置およびプログラム | |
CN105388395B (zh) | 基于goose的牵引网故障测距系统的数据传输方法 | |
CN100568825C (zh) | 电信网中监控服务质量的方法、系统及组件和计算机产品 | |
CN105611406B (zh) | 一种接入网服务商监测用户到视频服务器延迟特性方法 | |
Sestito et al. | Evaluating Real-Time Ethernet performance indicators for SERCOS III networks | |
EP2719104B1 (en) | Methods and apparatus for using a layered gear to analyze and manage real-time network quality of service transmission for mobile devices on public networks | |
Lee et al. | Opportunistic flow-level latency estimation using consistent netflow | |
Zhou | Measuring available bandwidth for smart cyber-physical applications | |
Vondrous et al. | Simulation of the application layer in narrowband networks with conditional data injection XML scheme based on universal data generator | |
Cena et al. | Inexpensive tools for measuring Ethernet performance | |
Allalouf et al. | On the feasibility of a large scale distributed testbed for measuring quality of path characteristics in the internet | |
Santander | End-to-end available bandwidth estimation and monitoring |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |