时间敏感网络测试系统研究与设计
发布时间：2021-10-01 01:09
随着工业物联网的发展,广泛分布的网络信息需要实时共享和传输。为了提高传统以太网中数据传输的实时性与可靠性,时间敏感网络（Time Sensitive Networking,TSN）应运而生。作为下一代工业网络的发展方向,时间敏感网络技术趋于成熟,加强对时间敏感网络的测试工作显得尤为重要。为实现时间敏感网络技术的部署和推广,基于时间敏感网络测试工作的研究,本文使用主流网络厂商的设备搭建了时间敏感网络测试系统。论文的主要研究工作如下:1.针对当前时间敏感网络测试工作缺乏的问题,本文提出了一种时间敏感网络测试系统设计方案。本方案将测试系统划分为Talker、Listener、TSN适配器、TSN域、TSN测试仪表五部分,并针对测试需求对每部分的功能进行详细的设计。测试结果表明,系统可以正常运行,时间同步机制符合IEEE 802.1AS标准,门控调度机制符合IEEE 802.1Qbv标准,整体网络性能良好。2.本文提出了一种面向时间敏感网络的测试方法。该方法将测试步骤分为测试准备、测试执行、结果分析三部分,并从流转换功能测试、时间敏感网络功能测试、时间敏感网络性能测试、时间敏感网络系统测试四方...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Paragon-X测试仪实物图
重庆邮电大学硕士学位论文第4章方案验证与测试分析36相位、频率等参数的测量和可视化，完成一体化PTP测试，同时生成测试报告，可以充分验证时间敏感网络设备的时间同步性能，验证网络设备和系统运行是否符合行业标准。实物如图4.2所示。图4.2Paragon-X测试仪实物图2.时间敏感网络协议测试仪（思博伦C1测试仪）C1测试仪支持802.1Qbv的协议仿真测试，具有强大的流量发送和接收能力，可以基于端口、基于每条流或者基于用户自定义调度发送流量，支持在同一端口同时发送恒定流量及突发流量，可以为每条流根据工业场景的不同设定不同的优先级，高优先级的流量可以按照设定值恒定发送，保证输入流量符合时间敏感网络的要求，具有最小抖动。仪表可以对每条流进行详尽的实时统计，包括每条测试流量的发送速率、接收速率、发送总数、接收总数、丢包、时延等指标。通过测试指标可以判断时间敏感网络平台是否完成调度功能、网络性能是否良好。实物如图4.3所示。图4.3C1测试仪实物图3.ADI评估套件ADI评估套件是嵌入式fido5000实时以太网交换机芯片，可以将几乎任何现有的以太网设备连接到TSN网络，包括运行EtherNet/IP、PROFINETRT、ModbusTCP、BACnetIP等协议的设备。该设备支持IEEE802.1Qbv（门控调度）和IEEE802.1AS（时间同步）标准。本平台使用此设备重点实现了门控调度、时间同步、流转换这三个功能，此设备既可以作为TSN适配器适配现有的以太网设备，又可以通过时间同步和门控调度实现TSN交换机的功能。实物如图4.4所示。
重庆邮电大学硕士学位论文第4章方案验证与测试分析38图4.6思科TSN交换机实物图6.时间敏感网络协议测试仪(TSNBox)TSNBox为TSNSystems公司研发的一款面向时间敏感网络测量与分析的工具。TSNBox是时间敏感网络的硬件接口，可以配置为Talker、Listener、TAP等任一角色，可以用于PTP分析、网络仿真、CAN数据分析等功能，为TSN不同的协议提供了丰富的功能支持。实物如图4.7所示。图4.7TSNBox实物图4.1.3软件平台1.WiresharkWireshark是一个用于网络分析的软件，Wireshark使用WinPCAP作为通信的接口，进而直接与网卡进行数据交换和信息处理。抓取网络封包并尽可能详细的显示数据包的协议信息和资料，通过创建数据包的统计信息，使用者可以更加方便快捷且详尽的查看网络中封包的状态。Wireshark的具体功能如下：解决网络问题；检查网络中的安全问题；验证网络中的功能及性能；调试协议栈，发现错误并实现对应的功能；学习网络协议内部机制。2.SecureCRTSecureCRT是目前很多人都在用的终端仿真程序，可以支持SSH1和SSH2。SecureCRT可用于连接并运行Windows、VMS、UNIX的远程系统的工具。
本文编号：3416953
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Paragon-X测试仪实物图
重庆邮电大学硕士学位论文第4章方案验证与测试分析36相位、频率等参数的测量和可视化，完成一体化PTP测试，同时生成测试报告，可以充分验证时间敏感网络设备的时间同步性能，验证网络设备和系统运行是否符合行业标准。实物如图4.2所示。图4.2Paragon-X测试仪实物图2.时间敏感网络协议测试仪（思博伦C1测试仪）C1测试仪支持802.1Qbv的协议仿真测试，具有强大的流量发送和接收能力，可以基于端口、基于每条流或者基于用户自定义调度发送流量，支持在同一端口同时发送恒定流量及突发流量，可以为每条流根据工业场景的不同设定不同的优先级，高优先级的流量可以按照设定值恒定发送，保证输入流量符合时间敏感网络的要求，具有最小抖动。仪表可以对每条流进行详尽的实时统计，包括每条测试流量的发送速率、接收速率、发送总数、接收总数、丢包、时延等指标。通过测试指标可以判断时间敏感网络平台是否完成调度功能、网络性能是否良好。实物如图4.3所示。图4.3C1测试仪实物图3.ADI评估套件ADI评估套件是嵌入式fido5000实时以太网交换机芯片，可以将几乎任何现有的以太网设备连接到TSN网络，包括运行EtherNet/IP、PROFINETRT、ModbusTCP、BACnetIP等协议的设备。该设备支持IEEE802.1Qbv（门控调度）和IEEE802.1AS（时间同步）标准。本平台使用此设备重点实现了门控调度、时间同步、流转换这三个功能，此设备既可以作为TSN适配器适配现有的以太网设备，又可以通过时间同步和门控调度实现TSN交换机的功能。实物如图4.4所示。
重庆邮电大学硕士学位论文第4章方案验证与测试分析38图4.6思科TSN交换机实物图6.时间敏感网络协议测试仪(TSNBox)TSNBox为TSNSystems公司研发的一款面向时间敏感网络测量与分析的工具。TSNBox是时间敏感网络的硬件接口，可以配置为Talker、Listener、TAP等任一角色，可以用于PTP分析、网络仿真、CAN数据分析等功能，为TSN不同的协议提供了丰富的功能支持。实物如图4.7所示。图4.7TSNBox实物图4.1.3软件平台1.WiresharkWireshark是一个用于网络分析的软件，Wireshark使用WinPCAP作为通信的接口，进而直接与网卡进行数据交换和信息处理。抓取网络封包并尽可能详细的显示数据包的协议信息和资料，通过创建数据包的统计信息，使用者可以更加方便快捷且详尽的查看网络中封包的状态。Wireshark的具体功能如下：解决网络问题；检查网络中的安全问题；验证网络中的功能及性能；调试协议栈，发现错误并实现对应的功能；学习网络协议内部机制。2.SecureCRTSecureCRT是目前很多人都在用的终端仿真程序，可以支持SSH1和SSH2。SecureCRT可用于连接并运行Windows、VMS、UNIX的远程系统的工具。
本文编号：3416953
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