标签: 网络故障

导读 在当今快速发展的智能通讯领域，时间敏感网络（TSN）已成为确保网络通信高可靠性和低延迟的关键技术。 IEEE 802.1 Qci作为TSN的一个重要组成部分 ，提供了一套强大的机制来管理网络流量，确保关键数据流的优先级和带宽得到保障。本文将深入探讨IEEE 802.1 Qci协议的基本概念、工作原理以及虹科提供的Qci解决方案，帮您理解如何通过精确的流量控制来提升网络的稳定性和效率。 虹科TSN解决方案 01# 技术简介 时间敏感网络（TSN）通过IEEE 802.1 Qci标准定义了一种关键的高可用性协议。这一协议的主要目的是 防止未配置或存在故障的设备发送不必要流量 ，避免这些流量对网络中的其他类别造成干扰。Qci利用以太网帧中的多个字段，如MAC地址和VLAN ID，来识别和区分不同的数据流。一旦数据流被准确识别，就可以为每个流独立设定规则，包括： 为每个流设置允许的最大数据包大小 规定每个流的最大带宽使用 控制数据包的传输，包括允许或禁止特定数据流的传输 Qci中的带宽限制采用了信用和令牌桶机制 。这一机制确保了对每个数据流的带宽使用进行有效控制，防止任何单一流占用过多带宽。同时，通过VLAN TAG中的DEI字段，Qci能够在丢包发生之前， 实现带宽溢出的预防性传播 ，从而在设备间进行流量控制。 此外，IEEE 802.1 Qci定义了一套丰富的统计计数器，使网络管理员或设计者能够检测配置问题。 02 # 工作原理 PSFP（Per-Stream Filtering and Policing）通过过滤和监管数据流， 防止流量泛洪和恶意节点攻击 。PSFP包含三个层级/功能： ✦ 通过Filter识别和过滤数据流 ，依据Stream ID和Priority选择不同的过滤器，Stream ID通过802.1CB的一个功能来识别。 ✦ Stream gate控制数据流量 ，与802.1Qbv中的gate相比，其位置在队列前，赋予通过gate的帧内部优先级值IPV，确定流量类别。 ✦ 对进入Meter的数据进行流量监管 ，例如设置流量上限，并在超出时丢弃数据，监管算法不包含在802.1Q中，详见MEF10.3。 03 # 虹科Qci解决方案 虹科TSN交换机 虹科TSN交换机通过实施IEEE 802.1Qci标准，提供了一套 每流过滤和监管功能 ，以确保调度流量不受网络基础设施入口点上可能发生的配置错误或设备故障的影响。以下是虹科Qci解决方案的关键警务行动： 1、基于帧长度的监管 这项措施允许设定基于最大帧长度的过滤标准，以规范数据帧的传输。 每流过滤和管理（PSPF） PSPF由一个有序的流过滤器列表组成，这些过滤器确定将应用于在特定流上接收到的帧的过滤和监督操作。 2、针对未配置数据流的监管 对于使用相同流量类别（PCP）但未进行配置的数据流，虹科Qci解决方案将执行监管或将其重新标记为尽力而为（或赋予较低优先级）。 3、基于门状态的监管 此监管机制仅允许在流门开启状态下接收帧，关闭状态下接收到的帧将被视为无效。 流门表 流门表中的每个条目都包含控制流门状态的关键元素，这些元素决定了数据流的接收条件。 4、基于速率的监管 这项监管措施监控数据流的发送速率，确保不超过为特定数据流设定的流量限制。 流量计（表） 流量计（表）记录了每个数据流的流量信息，为监管流量提供了必要的数据支持。 扩展流量表（通过使用CLI访问）： PSPF统计信息 PSPF统计信息提供了对过滤和监管操作的详细记录，帮助网络管理员进行性能监控和优化。 实现PSFP需要依据IEEE Std 802.1CB标准中的流识别函数，该函数提供的流句柄用于PSFP的监督和排队决策。 帧句柄的值和接收帧的优先级参数 共同决定了帧将应用哪个流过滤器，以及将执行哪些过滤和监管操作。 结语 本文介绍了IEEE 802.1 Qci协议及其在构建高可靠性网络中的重要性。虹科的Qci解决方案进一步将这些理论应用于实践，通过每流过滤和监管功能，有效防止了由于配置错误或设备故障导致的网络干扰。随着工业自动化和智能制造对网络稳定性要求的不断提高，理解和应用IEEE 802.1 Qci协议及其相关技术，对于构建一个高效、可靠的网络环境至关重要。 作者简介 罗显志 虹科智能互联技术工程师，专注TSN+以太网技术领域，提供专业TSN和车载以太网技术支持。

PROFIBUS手持式诊断仪的重要性        在工业控制中，PROFIBUS-DP网络是使用最为广泛的现场总线网络之一，而在现场工作中，网络故障比一般的电气故障较难解决，因此引起的停机时间较长。设备人员通常对此类故障缺乏经验，一旦出现故障，常常摸不清头绪，延误开机时间。而使用PROFIBUS手持式诊断仪，您可以很快找出问题所在，尽快排除故障，大大缩短停机所消耗的时间以及成本。    PROFIBUS手持式诊断仪——Nettest Ⅱ         Nettest Ⅱ是成功运作、维护和维修任何PROFIBUS DP网络的基本的必须具备的分析和测试工具。已有的探测安装错误的基本系统在PROFIBUS分析和测试工具方面树立了一个新的标准。具有DP主站功能，使Nettest Ⅱ成为移动调试DP从站的最先进工具。整个PROFIBUS网络无需使用PLC就可以调试。具有在线功能也使Nettese Ⅱ可以检测正在运行的系统内的偶发性错误。自动生成和归档详细的测试报告可满足国家最先进的质量管理体系的所有要求。                                                    Nettest Ⅱ套装外观   亮点   ·易于使用的手持式工具 ·检测安装错误、短路、线路或屏蔽中断（即使在线缆的最末端） ·测量周期时间、信号电平、报文重复和错误的报文，自动扫描波特率，统计总线数据，检测偶发性的从站故障 ·详细的测试记录（多达20个详细的测试记录可保存为文件或者在传统电脑上打印出来，无需任何附加软件） ·一个校验和使之能够检查操作的测试记录 · DP单主站功能：所连接的DP从站的I/O数据可轻松地可视化和修改而无需PLC ·在线功能：实时列表、信号电平测量、DP网络的周期时间、每个DP从站的电平显示、DP网络中的事件触发   测试截图   应用案例 在本节介绍的某金属制品的应用案例中，用户通过Nettest Ⅱ手持式PROFIBUS诊断仪实现对PROFIBUS网络线缆以及通信的测量。 这家公司的业务以不锈钢业务加工处理为主，所有产线均含有大量Profibus终端设备，偶尔发生因现场终端不良或通讯线缆问题导致的网络故障。由于安装设备多，造成故障排查困难，以及处理时间过长的问题。对于手持式Profibus诊断仪的选择，客户要求：首先，对现有设备及网络进行全面可信赖的检测诊断，查找不稳定源；第二，可方便地进行故障网络段的即时诊断，大幅度的减少处理时间，并加强诊断可靠性；第三，希望获得有效的诊断仪器及手段，可以对线缆、设备终端、网络中继器、主站等均可进行判断和分析的仪器。 客户的这些要求通过Nettest Ⅱ手持式Profibus诊断仪是可以全部实现的： 1）Nettest Ⅱ全部从德国生产并进口到中国来，确保品质。 2）Nettest Ⅱ能够检测和准确找出以下错误：通过描述精确到米的距离检测出两根信号线A和B之间的短路、信号线A或者信号线B以及屏蔽情况、线缆中断或者屏蔽中断；检测出交叉的信号线A-B；检测出不准确的或者丢失的总线端接器；检测出总线端接器的错误位置；检测出不允许的线缆长度；检测出错误的总线电缆波阻抗；检测出错误类型的线缆；检测出反射；检测出不够高的传送和接收级别；检测出不允许的支线…… 3）Nettest Ⅱ可作为模拟的DP主站，整个PROFIBUS网络可设置成不用PLC就可工作，基于从站GSD文件，通过PC工具可配置和下载来实现DP从站的配置；通过自定义的标志可轻松读取DP从站的I/O数据；显示和编码DP从站的诊断数据。 4）Nettest Ⅱ的在线功能可实现DP从站状态分析，工作于一个全面的被动监测模式，并且对数据通讯进行一个全面的分析；其事件触发功能可全面测试故障DP从站，还能提供单个事件的详细分析，例如一个诊断报文；Nettest Ⅱ可探测运行着的PROFIBUS当前的波特率，在波特率扫描期间，PROFIBUS上的全部信号水平都被测量和测试；Nettest Ⅱ可计算DP主站轮询所有配置的DP从站一次所需要的时间，所测量的最大值和最小值被保存和显示；Nettest Ⅱ检测总线通讯并生成一个活列表包含网络上所有的有源主站和从站。所有在线测试结果都保存在一个测试协议中，可复制到电脑。   Nettest Ⅱ技术参数    显示 液晶128*64像素矩阵与北京照明和防护玻璃屏幕    键盘 4*6键硅胶键盘   PROFIBUS传输速率 9600bit/s-12Mbit/s  PROFIBUS槽时间范围 300-5000   测试区域电缆长度 5m-1500m   线路阻抗测量区域 0Ω-250Ω         尺寸 230*98*53mm   电池重量 530g     电池 4.8V/1500mAh NiMH  一个电池的工作时间  ≥4.5h（无背景照明）              ≥4h（有背景照明）   工作温度 ‘+10℃...+40℃   存储温度 ’-20℃...+45℃