這是一家使用了很多國外進口的機器裝置來生產(chǎn)汽車配件的企業(yè)，它的現(xiàn)場PN設(shè)備和IT網(wǎng)線都連接至一個知名的第三方的交換機上，基本上采用星型的拓撲連接方式，那么測試工程師首先要使用Bany來檢測一下來自IT網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)是否包含大量的廣播數(shù)據(jù)或者高負荷的數(shù)據(jù)，然而可能是由于這根網(wǎng)線連接到IT側(cè)的端口是千兆口，不能使用Bany的T1/T2口進行抓包，也就是基于這樣的原因，測試工程師當(dāng)時改Bany的T3/T4口代替T1/T2口和更換網(wǎng)線等方式進行測試，在更換連接方式過程中，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)插入IT網(wǎng)線到該交換機時就會出現(xiàn)生產(chǎn)裝置急停，實際上就是PN IO通信中斷。此時，大家已經(jīng)看到了這個故障現(xiàn)象，也知道了其中的一點端倪。
為了驗證測試工程師的想法，使用Bany捕捉當(dāng)網(wǎng)線插入前后，PN網(wǎng)絡(luò)中的IO控制器的所有出入的報文，然后使用Wireshark打開，使用IO圖表來查看插入網(wǎng)線前后的報文流量情況，可見網(wǎng)絡(luò)流量突然消失，中間間隔約30秒后恢復(fù)，看到這里，大家是否知道這個30秒是什么時間呢？
這個30秒是典型的生成樹協(xié)議STP收斂的時間，就是說當(dāng)STP檢測到直連鏈路撲發(fā)生變化，STP會使網(wǎng)絡(luò)進行重構(gòu)，此時交換機的地址表全部復(fù)位，重新進行學(xué)習(xí)，重新建立正常的沒有環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲。然后使用_ws.col.protocol == "PNIO-CM" or pn_dcp or pn_io or stp or arp過濾條件，查看詳細的報文情況，可見PN IO通信中斷到通信恢復(fù)過程中都是STP的協(xié)議。這就證明了測試工程師的推測，表明插入網(wǎng)線，生成樹協(xié)議發(fā)現(xiàn)拓撲變化，進行重新收斂，促使交換機刷新地址表，從而導(dǎo)致PN網(wǎng)絡(luò)通信中斷。
此外，由于該交換機支持VLAN功能，從而導(dǎo)致IO設(shè)備的PN報文的優(yōu)先級出VLAN接口的時候就會丟失，這意味著PN通信的實時性無法得到保證。
這是典型的IT/OT融合過程中網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的問題，測試工程師給用戶的建議是采用西門子工廠自動化典型的網(wǎng)絡(luò)推薦，Cell層對應(yīng)用戶全部的機器裝置，然后通過環(huán)網(wǎng)連接至匯聚層，在與IT連接的中間，使用帶有數(shù)據(jù)中心和DMZ的骨干層網(wǎng)絡(luò)進行連接，用戶對此方案很滿意，開始積極推動現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)改造。
作者：馮學(xué)衛(wèi)
馮工簡介及擅長領(lǐng)域：西門子全集成自動化系統(tǒng)和技術(shù)，包括S7-PLC自動化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通訊，Profinet網(wǎng)絡(luò)，工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，工業(yè)遠程通信，工業(yè)信息安全，工業(yè)邊緣計算。
