• 方案介紹
    • 1.RELY-TSN-REC產品描述
    • 2.設備連接方式
    • 3.RELY-TSN-REC的基本功能測試
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多功能流量記錄儀

2023/08/18
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多功能流量記錄儀器--RELY-TSN-REC.doc

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1.RELY-TSN-REC產品描述

RELY-TSN-REC 是一款基于 RELYUM 靈活開放平臺的強大網絡流量記錄器。 該設備可以使用 IEEE 802.1AS 通過連接到專用端口的外部主時鐘進行同步,并為捕獲的流量提供精確的時間戳。該設備可以安裝在時間敏感網絡(TSN)以太網網絡中,并可以在TAP模式或端口鏡像模式下進行連接。在這兩種情況下,它都作為一個透明的設備,并且不影響網絡的確定性行為。捕獲的流量被記錄到一個內部工業(yè)級SSD磁盤中。該磁盤的標準容量為256GB。使用設備中嵌入的 Web Manager 工具可以從遠程計算機輕松訪問設備中存儲的信息,而不會影響記錄過程。為了簡化對這些數據的后續(xù)分析,RELY-TSNREC可以配置過濾策略,根據不同的參數(IP 地址、以太網類型、內容等)限制記錄的流量。設備如圖1所示。

圖1 RELY-TSN-REC產品

2.設備連接方式

2.1設備端口信息

(1)PL部分:SoC的可編程邏輯部分。

記錄端口(端口0和端口1)合并接收到的流量,并通過一個內部端口將其傳輸到記錄服務。同步端口(端口2)以便從外部主時鐘接收時間參考,并對通過端口 0 和端口 1 接收的流量實施硬時間戳,然后通過內部端口傳輸。

(2)PS部分:SoC的處理系統(tǒng)部分。

通過一個內部端口連接到PL部分,它還有一個被稱為服務端口的外部連接,可用于配置設備和檢索存儲的數據包,服務端口可以在與其他以太網端口不同的網絡中設置,這允許應用網絡分割用于安全目的。

(3)擴展板:RELY-TSN-REC的設計包括兩個擴展板。

通用I/O:也稱為傳感器擴展模塊,它允許將不同類型的傳感器連接到設備上,以定義觸發(fā)記錄條件。

存儲盤:是存儲記錄信息的工業(yè)級SSD硬盤.

設備RELY-TSN-REC的內部結構圖如圖2所示。


圖2 RELY-TSN-REC內部結構

2.2在網絡拓撲中的連接方式

RELY-TSN-REC 允許使用不同的連接模式來記錄傳統(tǒng)以太網或時間敏感網絡 (TSN) 網絡中的流量。RELY-TSN-REC 中的 Port-0 和 Port-1 是分配用于接收將記錄在設備中的流量的端口。本節(jié)介紹 RELY-TSN-REC 為每種網絡類型支持不同架構,以及應如何連接 Port-0 和 Port-1 以支持每種架構。

以太網網絡支持不同類型的流量:

  • 單播流量:是通過傳輸一對一發(fā)送的流量,即具有一個發(fā)送者或源設備和一個接 收者或目標設備(參見圖3)。
  • 多播流量:是通過一對多傳輸發(fā)送的流量,即具有一個發(fā)送方或源設備以及多個接收方或目標設備(參見圖4)。
  • 廣播流量:是以一對一的傳輸方式發(fā)送的流量,即由一個發(fā)送器或源設備以及連接到網絡的所有設備作為接收器或目的地設備。該流量主要用于視頻和音頻網絡。

圖3 單播類型流量

圖4 多播類型流量

RELY-TSN-REC 可以安裝和配置為 TAP,即在網絡鏈路的中間(見圖 5)。 所有廣播流量都通過所有網絡鏈路傳輸,因此由 RELY-TSN-REC 接收,這將鏡像在 Port-0 和 Port-1 之間傳遞的流量并將其合并到內部錄制端口。

圖5 TAP 模式

TAP連接并不能保證網絡的所有單播流量都被接收并記錄在RELY-TSN-REC中。為了確保該網段中傳輸的所有流量都被記錄下來,RELY-TSN-REC必須以Port Mirroring模式連接(見圖6)。為此,必須在被檢查的交換機中啟用端口鏡像。然后,交換機會將在其端口中接收到的所有網絡數據包的副本發(fā)送到一個稱為鏡像端口的端口,該端口將連接到RELY-TSN-REC 。

圖6 端口鏡像模式

3.RELY-TSN-REC的基本功能測試

(1)接入模式

在常規(guī)以太網網絡中記錄流量,如下方的網絡拓撲模型(見圖7),這里采用TAP模式,流量生成器(GEN)向目的地PC發(fā)送流量,中間以一個交換機(BRIDGE)模擬大規(guī)模中間節(jié)點,REC器件用來記錄傳輸到PC中的網絡流量。

注意:也可以用GEN剩余端口通過交換機向目的地PC發(fā)送多種不同類型的流量,通過配置過濾策略,根據不同的參數(IP 地址、以太網類型、內容等)限制記錄的流量。

圖7 TAP模式下的連接方式

(2)GEN定義傳輸流量

使用流量生成器產生流量傳輸,以便在REC中捕獲此流量類別,GEN傳輸參數設置如圖8所示。

圖8 GEN流量參數設置

dst_MAC_address_lo: 該MAC地址被設備用作生成的任何出站幀的目標地址。這些位對應于MAC地址的低部分(位31至0)。設置為目標PC的0x5B893FBE。

dst_MAC_address_hi: 該MAC地址被設備用作生成的任何出站幀的目標地址。這些位對應于MAC地址的高部分(位47至32)。設置為目標PC的0x80FA。

Frame Size:它指定要傳輸的幀長。這個大小從60字節(jié)增加到1518字節(jié)(沒有CRC字段)。定義為1500字節(jié)大小。

Ethertype: 它指定要傳輸的幀的以太類型。默認值為0x000088FB。

Percentage: 它以百分比為單位定義了傳輸速率,它的粒度為一個單位。定義為千兆的百分30,即300兆速率。

Frame_tx_enable:設置為1,以啟用數據包傳輸。

(3)REC設備Web端捕獲操作

進入設備的管理頁面Web(見圖9),進入Recording選項,因為REC接入模式為TAP模式,所以Recording port下拉選擇“TAP”,點擊上方的“start”選項開始記錄流量,點擊“Stop”后停止流量記錄,設備將保存這段時間記錄的流量進SSD硬盤中。

當然也可以選擇觸發(fā)方式記錄,點擊“Trigger”選項,并填寫相應的時間參數。以及選擇“FILTERING”設置相應過濾參數(L2L3Custom)記錄對應的流量。

同時還可以選擇“Event”定義事件觸發(fā)記錄,以及通過擴展的I/O模塊判斷外部環(huán)境變化進行觸發(fā)記錄。

圖9 REC 的Web頁面配置操作

(4)從REC提取捕獲的PCAP文件

點擊下方的RECORDS(見圖10),就能找到捕獲的PCAP文件,點擊“Download”下載文件。

圖10 下載捕獲文件

(5)Wireshark打開捕獲文件

使用Wireshark工具,打開下載的PCAP文件,觀察幀的報文內容是否與GEN設置的幀參數有差異,判斷REC流量記錄可以準確記錄網絡中的傳輸的流量。

如圖11所示,REC捕獲的報文信息以及幀的傳輸速率大小。

圖11 捕獲的流量信息

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