ضبط ترافیک EtherNet/IP از یک Allen-Bradley 842E

لپ‌تاپی که به همان سوئیچ مدیریتیِ متصل به انکودر Allen-Bradley 842E وصل است، به‌طور خودکار ترافیک چرخه‌ای انکودر را مشاهده نخواهد کرد. سوئیچ معمولاً فریم‌های تک‌پخشی را فقط به سمت درگاه مقصد ارسال می‌کند. بنابراین، تحلیل‌گر ممکن است تقریباً چیزی نشان ندهد، در حالی که کنترلر خطای پایان مهلت ورودی/خروجی را گزارش می‌کند.

یک ثبت مفید با فرضیه‌ای قابل‌آزمون درباره خطا و نقطه‌ای برای ثبت آغاز می‌شود که بتواند فریم‌های مرتبط را مشاهده کند.

پیش از جمع‌آوری بسته‌ها، پرسش را مشخص کنید

نشانه خطا را با عباراتی قابل‌اندازه‌گیری بنویسید. نمونه‌ها شامل پایان مهلت اتصال هنگام یک تغییر مشخص در وضعیت ماشین، ثابت ماندن مقدار انکودر، اتصال مجدد مکرر، یا رسیدن داده موقعیت دیرتر از زمان مورد انتظار کنترلر هستند. کد خطای کنترلر، زمان، نشانگرهای انکودر و وضعیت درگاه سوئیچ را ثبت کنید.

مشخص کنید چه شواهدی هر فرضیه را تأیید یا رد می‌کند. اگر پرسش این است که آیا فریم‌ها از انکودر خارج می‌شوند، درگاه متصل به انکودر را آینه کنید. اگر پرسش این است که آیا فریم‌ها به لینک بالادستی کنترلر می‌رسند، همان لینک را مشاهده کنید. ثبت فقط از یک طرف سوئیچ میانی همیشه نمی‌تواند محل از دست رفتن بسته را مشخص کند.

سخت‌افزار انکودر را می‌توان در مجموعه حسگرها بررسی کرد، در حالی که سوئیچ‌های مدیریتی و آداپتورهای شبکه در بخش ارتباطات و شبکه دسته‌بندی شده‌اند.

مسیر شبکه 842E را بشناسید

Rockwell Automation، مدل 842E را به‌عنوان خانواده‌ای از انکودرهای مطلق EtherNet/IP با دو درگاه اترنت برای توپولوژی‌های خطی و حلقه سطح دستگاه پشتیبانی‌شده معرفی می‌کند. کاتالوگ دقیق و پیکربندی پروژه، اتصال داده، اسمبلی، فاصله زمانی درخواست بسته و رفتار تشخیصی را تعیین می‌کنند.

هر دو درگاه فیزیکی، تنظیمات IP، اتصال کنترلر، توپولوژی، میان‌افزار و فعال بودن یا نبودن حلقه سطح دستگاه را مستندسازی کنید. در توپولوژی خطی، کابل یا دستگاه پایین‌دستی می‌تواند بر ترافیک عبوری از انکودر اثر بگذارد. در یک حلقه، رخداد توپولوژی شواهد بیشتری ایجاد می‌کند که باید با خطای اتصال تطبیق داده شود.

فرض نکنید درگاهی که به کنترلر نزدیک‌تر است همیشه تنها نقطه مفید برای ثبت است. مسیر واقعی را رسم کنید و درگاه‌های سوئیچ، لینک‌های بالادستی، ناظر حلقه، مبدل‌های رسانه و هر مسیر افزونه‌ای را در آن بگنجانید.

یک روش ثبت بدون ایجاد اختلال انتخاب کنید

نشست آینه‌سازی در سوئیچ مدیریتی معمولاً کم‌اختلال‌ترین روش است. بر اساس فرضیه، منبع را درگاه انکودر، درگاه کنترلر یا لینک بالادستی موردنیاز تنظیم کنید. درگاه متصل به تحلیل‌گر را به‌عنوان مقصد تعیین کنید و بررسی کنید که سوئیچ فریم‌های ورودی، خروجی یا هر دو را آینه می‌کند.

وقتی معماری و رویه قطعی سیستم اجازه می‌دهد، یک تَپ غیرفعال اختصاصی شبکه نیز گزینه دیگری است. سوئیچ غیرمدیریتی یا هاب اداری معمولی را در مسیر کنترلِ در حال کار وارد نکنید. چنین تغییری می‌تواند توپولوژی، کیفیت خدمات، نحوه مدیریت ترافیک چندپخشی، مذاکره لینک و زمان‌بندی خطا را تغییر دهد.

از یک رابط اختصاصی برای تحلیل‌گر استفاده کنید. در صورت مجاز بودن طبق رویه عملیاتی، پروتکل‌ها و سرویس‌های غیرضروری را غیرفعال کنید. تحلیل‌گر باید فقط مشاهده کند، نه اینکه دستگاه‌ها را اعلام کند، آدرس درخواست کند یا به یکی دیگر از اعضای شبکه کنترل تبدیل شود.

بررسی کنید که آینه‌سازی حقیقت را نشان می‌دهد

یک فریم شناخته‌شده را ایجاد یا شناسایی کنید و مطمئن شوید روی تحلیل‌گر ظاهر می‌شود. در صورت نیاز، قابل‌مشاهده بودن هر دو جهت را بررسی کنید. نشست آینه‌سازی ممکن است خطاهای لایه فیزیکی را حذف کند، هنگام اشباع بودن درگاه مقصد بسته‌ها را بیندازد یا فقط یک جهت را کپی کند.

سرعت درگاه منبع را با ظرفیت مقصد آینه‌سازی مقایسه کنید. آینه‌سازی هر دو جهت یک لینک بالادستی شلوغ یک‌گیگابیتی به یک درگاه یک‌گیگابیتی می‌تواند از پهنای باند مقصد فراتر رود. به‌جای اینکه فرض کنید هر فاصله‌ای در شبکه کنترل رخ داده است، منبع یا بازه ثبت را محدود کنید.

مدل سوئیچ، میان‌افزار، پیکربندی آینه‌سازی، درگاه منبع، درگاه مقصد، رفتار VLAN و تنظیمات رابط ثبت را ثبت کنید. بدون این سوابق، مهندس دیگری نمی‌تواند اندازه‌گیری را بازتولید کند.

کلاس‌های ترافیک EtherNet/IP را از هم جدا کنید

EtherNet/IP برای مدیریت اتصال، پیکربندی و عیب‌یابی از پیام‌رسانی صریح استفاده می‌کند، در حالی که ورودی/خروجی چرخه‌ای معمولاً از انتقال UDP بهره می‌برد. تبادلات کشف، سالم بودن یک اتصال ورودی/خروجی برقرارشده را ثابت نمی‌کنند. راه‌اندازی و خاتمه اتصال را در اطراف خطا حفظ کنید، نه فقط بسته‌های چرخه‌ای را.

با آدرس‌های IP شناخته‌شده انکودر و کنترلر شروع کنید. سپس اتصال مربوطه را شناسایی کنید، نه اینکه هر فریم UDP را داده انکودر بنامید. درگاه‌های رایج EtherNet/IP می‌توانند به محدود کردن ردپا کمک کنند، اما نقاط پایانی، زمان‌بندی و زمینه اتصال شواهد قوی‌تری ارائه می‌دهند.

شواهد ARP، توپولوژی و مدیریت سوئیچ را در اطراف رخداد حفظ کنید. تضاد آدرس یا تغییر لینک ممکن است خارج از جریان ورودی/خروجی فیلترشده ظاهر شود. ثبت بدون فیلتر را ذخیره کنید و برای تحلیل از فیلترهای نمایشی استفاده کنید تا زمینه برای همیشه حذف نشود.

زمان‌بندی و فاصله‌های RPI را تحلیل کنید

فاصله زمانی درخواست بسته، نرخ به‌روزرسانی مورد انتظار اتصال ورودی/خروجی پیکربندی‌شده را تعیین می‌کند. فاصله زمانی بین رسیدن بسته‌ها را در یک دوره سالم و در حوالی خطا اندازه‌گیری کنید. به دنبال فاصله‌های از دست‌رفته، جهش بسته‌ها پس از مکث، رفتار تکراری شماره توالی و بسته شدن یا بازگشایی اتصال باشید.

هر بسته‌ای را که دیرتر از RPI اسمی می‌رسد، خطای کنترلر تلقی نکنید. فاصله مشاهده‌شده را با رفتار پایان مهلت اتصال پیکربندی‌شده در کنترلر مقایسه کنید. چند میکروثانیه تغییر با قطعی چندبازه‌ای معناهای متفاوتی دارند.

زمان رسیدن بسته را در کنار بیت خطای کنترلر، وضعیت وظیفه، رخداد ماشین و گزارش‌های سوئیچ ترسیم کنید. اگر جریان بسته پیش از ظاهر شدن رویداد قطع لینک متوقف شود، دستگاه منبع یا مسیر بالادستی نیازمند بررسی است. اگر آینه همچنان فریم‌های انکودر را می‌بیند اما کنترلر دچار پایان مهلت می‌شود، مسیر باقی‌مانده و پردازش کنترلر را بررسی کنید.

از شواهد سوئیچ در کنار ردپای ثبت‌شده استفاده کنید

شمارنده‌های درگاه را پیش و پس از آزمون بخوانید. خطاهای CRC یا بررسی فریم، تغییرات لینک، بسته‌های حذف‌شده، تغییر سرعت و رخدادهای حلقه می‌توانند یک فاصله در بسته‌ها را توضیح دهند. تحلیل‌گر بسته‌ای که در بالادست لینک معیوب متصل است، ممکن است هرگز فریم‌های خراب را دریافت نکند، زیرا سوئیچ آن‌ها را حذف می‌کند.

وضعیت کابل و کانکتور، روش‌های اتصال شیلد و زمین، شعاع خم، آلودگی و کشش را بررسی کنید. تنها پس از حفظ خط مبنا، هر بار یک قطعه کنترل‌شده را تعویض کنید. تعویض هم‌زمان چند کابل و تنظیم سوئیچ، امکان شناسایی علت را از بین می‌برد.

سرعت و دوطرفه بودن لینک مذاکره‌شده را مطابق پیکربندی پشتیبانی‌شده دستگاه تأیید کنید. بدون مراجعه به دفترچه‌های انکودر و سوئیچ، تنظیمات را به‌اجبار تغییر ندهید. عدم تطابق می‌تواند خطاهایی ایجاد کند که به بار شبکه وابسته به نظر برسند.

از ثبت و شبکه محافظت کنید

مدت ثبت را محدود کنید یا از بافر حلقه‌ای استفاده کنید تا دیسک تحلیل‌گر پر نشود. زمان دقیق محلی و کارخانه را علامت‌گذاری کنید. ردپاهای بسته می‌توانند آدرس‌ها، نام دستگاه‌ها، پیکربندی و رفتار فرایند را آشکار کنند؛ بنابراین آن‌ها را با کنترل دسترسی مناسب ذخیره کنید.

پس از آزمون، پیکربندی آینه‌سازی را حذف کنید و بررسی کنید که درگاه مقصد به وضعیت موردنظر خود بازگشته باشد. باقی ماندن آینه‌سازی می‌تواند ترافیک کنترل را در معرض دستگاه غیرمجاز قرار دهد یا منابع سوئیچ را مصرف کند.

هرگز فقط بر اساس ردپای بسته، تغییر پیکربندی انجام ندهید. شواهد را با عیب‌یابی کنترلر، نشانگرهای انکودر، شمارنده‌های سوئیچ و یک رخداد قابل‌تکرار ماشین تطبیق دهید. ثبت، ترافیک را ثبت می‌کند؛ اما موقعیت مکانیکی را تأیید نمی‌کند و دقت خود انکودر را نیز اثبات نمی‌کند.

مشاهدات را به نتیجه‌گیری درباره خطا تبدیل کنید

فریم‌ها در هر دو نقطه ثبت متوقف می‌شوند

پیش از اولین نقطه ثبت، توان انکودر، وضعیت داخلی، اتصال برنامه بالادستی یا لینک مشترک را بررسی کنید. بررسی کنید که آیا دستگاه راه‌اندازی مجدد می‌شود یا اتصال عمداً غیرفعال شده است.

فریم‌ها در انکودر ظاهر می‌شوند اما در لینک بالادستی نه

بر مسیر سوئیچ میانی، VLAN، رخداد حلقه، خطاهای درگاه، ازدحام یا کابل‌کشی تمرکز کنید. پیش از تغییر انکودر، آزمون را با شمارنده‌های همگام تکرار کنید.

فریم‌ها به مسیر کنترلر می‌رسند اما PLC دچار پایان مهلت می‌شود

اتصال پیکربندی‌شده، RPI، پایان مهلت، بار وظیفه کنترلر، آدرس‌دهی تکراری و تعلق بسته‌های ثبت‌شده به اتصال مورد انتظار را بررسی کنید.

ثبت بسته زمانی ارزشمند می‌شود که محل ثبت، زمان‌بندی و زمینه شبکه کنترل شده باشند. هدف، ساختن یک فایل بزرگ Wireshark نیست؛ بلکه ایجاد مجموعه‌ای کوچک از شواهد است که نشان دهد تبادل چرخه‌ای در کجا تغییر کرده و چه رویداد فیزیکی یا پیکربندی هم‌زمان با آن تغییر کرده است.