隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,廣泛分布的網(wǎng)絡(luò)信息需要實時共享和傳輸。為了提高傳統(tǒng)以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性與可靠性,時間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time Sensitive Networking,TSN）應(yīng)運而生。作為下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨于成熟,加強對時間敏感網(wǎng)絡(luò)的測試工作顯得尤為重要。為實現(xiàn)時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的部署和推廣,基于時間敏感網(wǎng)絡(luò)測試工作的研究,本文使用主流網(wǎng)絡(luò)廠商的設(shè)備搭建了時間敏感網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)。論文的主要研究工作如下:1.針對當(dāng)前時間敏感網(wǎng)絡(luò)測試工作缺乏的問題,本文提出了一種時間敏感網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)設(shè)計方案。本方案將測試系統(tǒng)劃分為Talker、Listener、TSN適配器、TSN域、TSN測試儀表五部分,并針對測試需求對每部分的功能進行詳細的設(shè)計。測試結(jié)果表明,系統(tǒng)可以正常運行,時間同步機制符合IEEE 802.1AS標(biāo)準(zhǔn),門控調(diào)度機制符合IEEE 802.1Qbv標(biāo)準(zhǔn),整體網(wǎng)絡(luò)性能良好。2.本文提出了一種面向時間敏感網(wǎng)絡(luò)的測試方法。該方法將測試步驟分為測試準(zhǔn)備、測試執(zhí)行、結(jié)果分析三部分,并從流轉(zhuǎn)換功能測試、時間敏感網(wǎng)絡(luò)功能測試、時間敏感網(wǎng)絡(luò)性能測試、時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試四方... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Paragon-X測試儀實物圖

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第4章方案驗證與測試分析36相位、頻率等參數(shù)的測量和可視化，完成一體化PTP測試，同時生成測試報告，可以充分驗證時間敏感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時間同步性能，驗證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)運行是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。實物如圖4.2所示。圖4.2Paragon-X測試儀實物圖2.時間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試儀（思博倫C1測試儀）C1測試儀支持802.1Qbv的協(xié)議仿真測試，具有強大的流量發(fā)送和接收能力，可以基于端口、基于每條流或者基于用戶自定義調(diào)度發(fā)送流量，支持在同一端口同時發(fā)送恒定流量及突發(fā)流量，可以為每條流根據(jù)工業(yè)場景的不同設(shè)定不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的流量可以按照設(shè)定值恒定發(fā)送，保證輸入流量符合時間敏感網(wǎng)絡(luò)的要求，具有最小抖動。儀表可以對每條流進行詳盡的實時統(tǒng)計，包括每條測試流量的發(fā)送速率、接收速率、發(fā)送總數(shù)、接收總數(shù)、丟包、時延等指標(biāo)。通過測試指標(biāo)可以判斷時間敏感網(wǎng)絡(luò)平臺是否完成調(diào)度功能、網(wǎng)絡(luò)性能是否良好。實物如圖4.3所示。圖4.3C1測試儀實物圖3.ADI評估套件ADI評估套件是嵌入式fido5000實時以太網(wǎng)交換機芯片，可以將幾乎任何現(xiàn)有的以太網(wǎng)設(shè)備連接到TSN網(wǎng)絡(luò)，包括運行EtherNet/IP、PROFINETRT、ModbusTCP、BACnetIP等協(xié)議的設(shè)備。該設(shè)備支持IEEE802.1Qbv（門控調(diào)度）和IEEE802.1AS（時間同步）標(biāo)準(zhǔn)。本平臺使用此設(shè)備重點實現(xiàn)了門控調(diào)度、時間同步、流轉(zhuǎn)換這三個功能，此設(shè)備既可以作為TSN適配器適配現(xiàn)有的以太網(wǎng)設(shè)備，又可以通過時間同步和門控調(diào)度實現(xiàn)TSN交換機的功能。實物如圖4.4所示。

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第4章方案驗證與測試分析38圖4.6思科TSN交換機實物圖6.時間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試儀(TSNBox)TSNBox為TSNSystems公司研發(fā)的一款面向時間敏感網(wǎng)絡(luò)測量與分析的工具。TSNBox是時間敏感網(wǎng)絡(luò)的硬件接口，可以配置為Talker、Listener、TAP等任一角色，可以用于PTP分析、網(wǎng)絡(luò)仿真、CAN數(shù)據(jù)分析等功能，為TSN不同的協(xié)議提供了豐富的功能支持。實物如圖4.7所示。圖4.7TSNBox實物圖4.1.3軟件平臺1.WiresharkWireshark是一個用于網(wǎng)絡(luò)分析的軟件，Wireshark使用WinPCAP作為通信的接口，進而直接與網(wǎng)卡進行數(shù)據(jù)交換和信息處理。抓取網(wǎng)絡(luò)封包并盡可能詳細的顯示數(shù)據(jù)包的協(xié)議信息和資料，通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計信息，使用者可以更加方便快捷且詳盡的查看網(wǎng)絡(luò)中封包的狀態(tài)。Wireshark的具體功能如下：解決網(wǎng)絡(luò)問題；檢查網(wǎng)絡(luò)中的安全問題；驗證網(wǎng)絡(luò)中的功能及性能；調(diào)試協(xié)議棧，發(fā)現(xiàn)錯誤并實現(xiàn)對應(yīng)的功能；學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議內(nèi)部機制。2.SecureCRTSecureCRT是目前很多人都在用的終端仿真程序，可以支持SSH1和SSH2。SecureCRT可用于連接并運行Windows、VMS、UNIX的遠程系統(tǒng)的工具。


本文編號：3416953