虹科教您 | 可实现带宽计量和延迟计算的时间敏感网络测试工具RELY-TSN-LAB操作指南与基本功能测试

1. RELY-TSN-LAB产品概述

时间敏感网络(TSN)能够合并OT和IT世界，这将是真正确保互操作性和标准化的创新性技术。这项技术的有效开发将显著降低设备成本、维护、先进分析服务的无缝集成以及减少对单个供应商的依赖。为了在这些网络中实现确定性，需要控制连接到网络的设备的延迟和带宽，并预测其在拥堵和错误情况下的行为。RELY-TSN-LAB是一种新概念的测试工具，可以在不同的测试条件下测量设备或TSN网段的延迟和带宽。设备如图1所示。
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图1.RELY-TSN-LAB

2. 网络中的接入方式

开始使用RELY-TSN-LAB的第一步是将设备连接到LAN段或被测设备上。RELY-TSN-LAB对从端口0收到的帧执行所有操作，并将它们转发到端口1,端口2的情况也一样，但帧被转发到端口3。端口1和端口3收到的所有流量都分别传递给端口0和端口2，没有任何变化。在RELY-TSN-LAB中实现的框图如图2所示。

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图2 RELY-TSN-LAB内部结构

PL部分：SoC的可编程逻辑部分，该部分由两个实验工具块组成，执行过滤、错误注入、带宽计量和延迟计量的功能。第一个Labtool通过port-0和port-1向LAN段或被测设备注入流量。第二个Labtool通过port-2和port-3工作，从局域网段或被测设备上获取流量。此外，这两个模块都连接到第三个模块，实现相应的同步，以达到时间标记的目的。

PS部分：SoC 的处理系统部分，该部分通过内部配置接口连接到 PL 部分。它还有一个称为服务端口的外部连接，可用于配置设备和检索存储的 .CSV 文件。服务端口可以设置在与其他以太网端口不同的网络中。

建议的测试设置如图3所示。流量可以在进入被测网络之前以及在到达目的地之前再次被标记、测量或损坏。
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图3. LAB接入网络方式

REL-TSN-LAB 对所有流量都是透明的（启用错误注入时除外）。仅添加了大约 1us 的延迟。该延迟在两个方向上是对称的。这允许出于同步目的而在没有不对称的情况下测量路径延迟。

3. RELY-TSN-LAB基本功能测试

（1）网络拓扑模型

如下方的网络拓扑模型（见图4），这里利用流量生成器（GEN）作为数据源进行流量发送，PC作为目的地，中间以一个交换机（BRIDGE）模拟大规模中间节点，设备LAB则用于测量数据源到目的地之间的流量传输带宽以及延迟。
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图4.测试的网络拓扑结构

注意：也可以用GEN剩余端口通过交换机向目的地PC发送多种不同类型的流量，通过配置过滤策略，根据不同的参数（IP 地址、以太网类型、内容等）限制测量不同流量的带宽和传输延迟。

（2）GEN定义传输的流量

使用流量生成器产生流量传输，以便在REC中捕获此流量类别，GEN传输参数设置如图5所示。
dst_MAC_address_lo: 该MAC地址被设备用作生成的任何出站帧的目标地址。这些位对应于MAC地址的低部分（位31至0）。设置为目标PC的0x5B893FBE。
dst_MAC_address_hi: 该MAC地址被设备用作生成的任何出站帧的目标地址。这些位对应于MAC地址的高部分（位47至32）。设置为目标PC的0x80FA。
Frame Size:它指定要传输的帧长。这个大小从60字节增加到1518字节（没有CRC字段）。定义为1500字节大小。
Ethertype: 它指定要传输的帧的以太类型。默认值为0x000088FB。
Percentage: 它以百分比为单位定义了传输速率，它的粒度为一个单位。定义为千兆的百分30，即300兆速率。
Frame_tx_enable:设置为1，以启用数据包传输。
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图5. GEN流量参数设置

（3）LAB设备的带宽测量

图6显示每个TAP端口的状态，勾选“port enabled”对TAP端口进行启用。除此之外，每个端口还显示了PHY的测量速度。
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图6.使能TAP端口

如图7所示，勾选“Bandwidth meter enabed”，开始启用LAB设备的带宽计量功能，能计算经过两个TAP之间的流量带宽大小。
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图7 启用LAB的带宽计量

如图8所示，通过使用过滤器选择要在哪些帧上应用带宽计量功能，最多可以配置 4 个过滤器，每个过滤器都可以通过用户设置的 ID 来识别。在其 ID 旁边，有一个计数器，用于测量与过滤器集匹配的帧数量。当相应的启用复选框被选中并按下应用更改按钮时，将应用过滤器。
注意：这使用全局过滤器（未进行任何过滤参数设置，只使能过滤器）
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图8.启用LAB的带宽计量过滤器