使用被動(dòng)診斷工具進(jìn)行PROFINET分析的優(yōu)勢

01 丨 什么是Profinet？

Profinet(ProcessFieldNetwork，過程現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò))是用于自動(dòng)化行業(yè)數(shù)據(jù)通信的開放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。它用于控制器(=I/O控制器)和現(xiàn)場設(shè)備(=I/O設(shè)備)之間的循環(huán)數(shù)據(jù)交換。為此，Profinet使用基于I/O以太網(wǎng)的協(xié)議。

• I/O控制器：控制自動(dòng)化任務(wù)的控制器。
• I/O設(shè)備：由控制器控制和管理的現(xiàn)場設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備可以由幾個(gè)模塊和子模塊組成。子模塊包含過程的輸入和輸出信號。
• I/O監(jiān)控器：對各個(gè)I/O設(shè)備進(jìn)行參數(shù)化和診斷的工程工具。

02 丨 Profinet數(shù)據(jù)流程，問題在哪里？

控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送到I/O設(shè)備。這些信號由交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。可以將該過程比作優(yōu)先級緩沖區(qū)：先到先服務(wù)(或先處理什么)。如果優(yōu)先級緩沖區(qū)已滿，則丟棄數(shù)據(jù)。設(shè)備的數(shù)據(jù)速率為100Mbit/s。

交換機(jī)在 “存儲和轉(zhuǎn)發(fā) “模式下運(yùn)行，在轉(zhuǎn)發(fā)之前，首先檢查數(shù)據(jù)是否有CRC錯(cuò)誤。如果數(shù)據(jù)有紕漏，就會被刪除。因此，每個(gè)交換機(jī)都可能出現(xiàn)時(shí)間延遲（抖動(dòng)）。流量在控制器和第一個(gè)交換機(jī)之間最為擁擠。這可能給網(wǎng)絡(luò)帶來額外的壓力。

此外，來自TCP或IP流量的較大數(shù)據(jù)包阻礙了數(shù)據(jù)交換。當(dāng)流量較大時(shí)，這可能會導(dǎo)致交換機(jī)上出現(xiàn)排隊(duì)。如果交換機(jī)的緩沖存儲器已滿，隊(duì)列中的多余數(shù)據(jù)將被刪除。這可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失和故障。為防止在早期階段可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，應(yīng)長期控制或監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。這就需要網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工具。但是，主動(dòng)診斷工具可能給網(wǎng)絡(luò)帶來的額外負(fù)載，因此建議使用被動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具。

03 丨 虹科Allegro被動(dòng)監(jiān)控Profinet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障排除

虹科Allegro網(wǎng)絡(luò)萬用表為Profinet故障診斷和控制提供了高粒度的數(shù)據(jù)。基于數(shù)據(jù)包的分析和統(tǒng)計(jì)可用于通信關(guān)系、頂級通話者、帶寬消耗、抖動(dòng)、幀、Profinet錯(cuò)誤、警報(bào)等。

虹科Allegro萬用表是被動(dòng)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，抓取流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的完整數(shù)據(jù)包，可供實(shí)時(shí)和回溯分析，即插即用，不會給網(wǎng)絡(luò)帶來額外的負(fù)載，是網(wǎng)絡(luò)故障排除工具的首選。

為什么不直接用Wireshark進(jìn)行Profinet分析？

這里輸入標(biāo)題

要全面了解零星錯(cuò)誤(系統(tǒng)中發(fā)生了什么？)，Allegro網(wǎng)絡(luò)萬用表更適合。它可以檢查實(shí)時(shí)流量和回溯結(jié)果。當(dāng)需要顯示每個(gè)數(shù)據(jù)包和包括的日志，以及需要在短時(shí)間內(nèi)檢查安裝的數(shù)據(jù)時(shí)，Wireshark是一個(gè)有用的工具。但是，如果中斷發(fā)生在五小時(shí)前（而不是幾分鐘前），而且不清楚是在哪里發(fā)生的，首先需要手動(dòng)記錄和過濾一個(gè)大的pcap。使用 Allegro 網(wǎng)絡(luò)萬用表，這一過程會快很多。Allegro提供更快，且功能更全面的分析。

實(shí)例分析——快速定位Profinet問題

Profinet概覽

用瀏覽器打開Allegro網(wǎng)絡(luò)萬用表web界面，進(jìn)入“應(yīng)用層”->”Profinet統(tǒng)計(jì)”，這里顯示Profinet主設(shè)備和所有與主設(shè)備通訊的profinet設(shè)備的概覽。

這里，顯示了整個(gè)Profinet通信的概況。可以看出，流量以250 kbit/s速率通訊運(yùn)行，然后在1453左右突然停止了，同時(shí)也出現(xiàn)了警報(bào)。圖一目了然了顯示了最小值，平均值，最大值的抖動(dòng)圖在實(shí)時(shí)幀上的時(shí)間偏差，而警報(bào)出現(xiàn)時(shí)，抖動(dòng)明顯增加。

圖片右邊的PACP按鈕，允許你捕獲整個(gè)Profinet的相關(guān)流量。

如果想要看哪個(gè)時(shí)間段發(fā)生了什么，用鼠標(biāo)放大到一個(gè)時(shí)間段，然后導(dǎo)航到儀表板。它將顯示這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)整個(gè)流量的概況。這有助于識別與非Profinet流量有關(guān)的Profinet問題，如可能干擾Profinet設(shè)置的更新或流。

Profinet設(shè)備

“Decives”選項(xiàng)卡可以看到所有的Profinet設(shè)備。

所有重要的信息都會顯示出來，如字節(jié)數(shù)和所選時(shí)間內(nèi)的幀數(shù)。為了快速識別報(bào)警和錯(cuò)誤，你可以通過點(diǎn)擊相關(guān)的列標(biāo)題對設(shè)備表進(jìn)行排序。通過在過濾欄中輸入站名、供應(yīng)商、MAC或IP地址，可以過濾特定設(shè)備。

每個(gè)Profinet設(shè)備的MAC地址都會顯示。只要看到相關(guān)的幀，就會顯示所有設(shè)備的IP地址和Profinet站名。

圖可以看出，Profinet統(tǒng)計(jì)頁面上的兩個(gè)警報(bào)是由WAGO設(shè)備00de663006fa發(fā)出的，站名是 “montagekanuelekappe”。

• 通過單擊MAC地址，您可以查看特定Profinet設(shè)備的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

• 設(shè)備的統(tǒng)計(jì)信息包括傳入和傳出流量、抖動(dòng)以及傳出警報(bào)和錯(cuò)誤的數(shù)量。

• Pcap按鈕使您能夠?yàn)樵撎囟≒rofinet設(shè)備創(chuàng)建所有傳入和傳出流量的捕獲。

通信關(guān)系

選項(xiàng)卡“Communication relations-通信關(guān)系”列出了來自該設(shè)備的所有傳入和傳出幀組。同時(shí)顯示源和目的地，因此可以很容易地識別方向。

“警報(bào) “選項(xiàng)卡顯示了該設(shè)備發(fā)送的所有警報(bào)。圖中，WAGO設(shè)備00de66:fa，站名 “montagekanuelekappe “向VIPA設(shè)備00d519:45發(fā)送了一個(gè)低優(yōu)先級的警報(bào)。

如果您對選定的時(shí)間段的流量感興趣，只需點(diǎn)擊右邊PCAP按鈕，即可保存該時(shí)間段的所有流量包，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)包分析。

在Profinet實(shí)時(shí)選項(xiàng)卡中，可以看到所有實(shí)時(shí)通信和不良的抖動(dòng)。

抖動(dòng)是如何計(jì)算的？

通過使用周期計(jì)數(shù)器計(jì)算兩個(gè)相鄰幀的時(shí)鐘周期。之后將其與這兩個(gè)幀之間的測量時(shí)間進(jìn)行比較。一個(gè)好的抖動(dòng)的值是0，意味著所有幀在同一時(shí)鐘周期內(nèi)無偏差地達(dá)到。一個(gè)差的抖動(dòng)值將等于或甚至大于周期時(shí)間。

如何分析：該設(shè)備在發(fā)送幀方面是否有問題，是否只有它有較差的抖動(dòng)值或甚至幀丟失？還是網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)交換機(jī)導(dǎo)致了這個(gè)問題？檢查在同一交換機(jī)上通信的其他Profinet設(shè)備的抖動(dòng)值和錯(cuò)誤。或者，將Allegro網(wǎng)絡(luò)萬用表連接到另一個(gè)交換機(jī)，看看抖動(dòng)和錯(cuò)誤是否減少。

產(chǎn)品概覽

虹科Allegro網(wǎng)絡(luò)萬用表是先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)診斷工具，通過瀏覽器中的Web界面訪問分析數(shù)據(jù)。無需配置，只需單擊幾下即可檢測到網(wǎng)絡(luò)問題。可以診斷問題區(qū)域或錯(cuò)誤，并可以從預(yù)選的網(wǎng)絡(luò)流量中捕獲pcap以進(jìn)行進(jìn)一步分析。

• 一體化分析設(shè)備

• 軟件永久許可證

• L2-L7全面分析

• 即插即用，無需配置

• 多種型號可選

• 高速全流量捕獲分析

• 中文界面支持