[發明專利]以太網性能監控方法、系統、工控設備以及存儲介質

在審

• 申請號: 202211615927.7
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN116016295A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李昂;龐川;郭磊;許雪松;梁俊
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室
• 主分類號: H04L43/18
• 分類號: H04L43/18;H04L43/04
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 何秋石

本申請公開了一種以太網性能監控方法、系統、工控設備以及存儲介質，其以太網性能監控方法包括：通過掛載在網卡驅動層接收數據包的路徑上的快速數據路徑XDP程序，將進入內核協議棧之前的數據包進行捕獲；根據數據包分析規則對所述進入內核協議棧之前的數據包進行性能分析，得到所述工業以太網的性能分析結果并存儲至內核數據庫；根據所述性能分析結果處理所述進入內核協議棧之前的數據包，得到數據包的處理結果；根據所述性能分析結果和所述數據包的處理結果監控所述工業以太網。本申請為解決現有軟硬件結合方案存在的操作繁瑣的問題，提出了一種工業以太網現場總線純軟件實時監控方案，實現軟件自動抓包及分析，簡化操作步驟。

技術領域

本申請涉及網絡通信技術領域，尤其涉及一種以太網性能監控方法、系統、工控設備以及存儲介質。

背景技術

工業以太網要求數據包傳輸具備高實時性和可靠性，通常情況下，測試并分析工業現場總線的通信質量需要購買專用硬件網絡分析儀。目前，網絡分析儀除了價格較為昂貴外，它的操作也較為繁雜，一般分為兩個步驟：第一步，將網絡分析儀串聯到現場網絡拓撲結構中進行數據包抓取并保存；第二步，將抓取的數據包傳輸到電腦上并使用Wireshark等軟件工具進行數據包的分析與篩選。

因此，針對現有軟硬件結合方案存在的操作繁瑣的問題，有必要提出一種簡化操作步驟的以太網性能監控解決方案。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種以太網性能監控方法、系統、工控設備以及存儲介質，旨在解決現有軟硬件結合方案存在的操作繁瑣的問題，通過純軟件實時監控工業以太網現場總線傳輸質量，實現了軟件自動抓包及分析，簡化操作步驟。

為實現上述目的，本申請提供一種以太網性能監控方法，應用于工業以太網，所述以太網性能監控方法包括：

通過掛載在網卡驅動層接收數據包的路徑上的快速數據路徑XDP程序，將進入內核協議棧之前的數據包進行捕獲；

根據數據包分析規則對所述進入內核協議棧之前的數據包進行性能分析，得到所述工業以太網的性能分析結果并存儲至內核數據庫；

根據所述性能分析結果處理所述進入內核協議棧之前的數據包，得到數據包的處理結果；

根據所述性能分析結果和所述數據包的處理結果監控所述工業以太網。

可選地，所述性能分析結果包括協議類型、數據包的走向定義、數據流量分析結果和數據包超時結果，所述根據數據包分析規則對所述進入內核協議棧之前的數據包進行性能分析，得到所述工業以太網的性能分析結果并存儲至內核數據庫的步驟包括：

讀取所述進入內核協議棧之前的數據包的元數據中的協議偏移地址；

根據所述協議偏移地址判斷所述進入內核協議棧之前的數據包的協議類型是否符合當前工業以太網的協議類型；

若符合當前工業以太網的協議類型，則輸出第一數據包的走向定義XDP_DROP；

若符合當前工業以太網的協議類型，則獲取當前時間點作為所述進入內核協議棧之前的數據包的時間戳并記錄到所述內核數據庫中；

從所述內核數據庫中查找并獲取上一個數據包的時間戳和預設的抖動門限值；

根據所述進入內核協議棧之前的數據包的時間戳和所述上一個數據包的時間戳計算得到時間差值，將所述時間差值與所述預設的抖動門限值進行比較；

若所述時間差值小于所述預設的抖動門限值，則輸出第二數據包的走向定義XDP_REDIRECT，并控制所述內核數據庫中的數據流量計數器加一，得到所述數據流量分析結果；

若所述時間差值大于所述預設的抖動門限值，則控制所述內核數據庫中的超時計時器加一，得到所述數據包超時結果。