PCI-Karte zur Analyse von Ethernet-Netzwerken

Die Automatisierung fordert lineare Netzstrukturen, die sich seit Jahren in der etablierten Feldbustechnik bewährt haben. Das führt bei Ethernet zu Geräten mit zwei Ports, internen Switches oder Hubs zu kritischen Anforderungen an Durchlaufzeit und Jitter, wenn der Anwender ein Real-Time-Ethernet-Protokoll verwenden will. Heutige Analyseprogramme wie beispielsweise Wireshark sind lizenzfrei aus dem Internet zu laden und verwenden die Ethernet-Ports des PCs als Analyzer-Hardware. Zusätzlich werden so genannte TAPs benutzt, um sich in die Ethernet-Leitungen einzuschleifen. Delay-Messungen im Full-Duplex-Betrieb benötigen vier Aufzeichnungskanäle, die die verfügbaren Ethernet-Ports eines PCs überschreitet. Zeitmessungen mit PC-Genauigkeit ergeben bestenfalls Aussagen im Mikrosekundenbereich; was um den Faktor 1.000 genauer sein müsste. Der netAnalyzer NXANL 50-RE als intelligente PCI-Karte verfügt über zwei interne TAPs, die zwei Ethernetverbindungen bidirektional aufzeichnen. Dabei erhält jeder Ethernetframe einen Zeitstempel mit einer Auflösung von 10ns, woraus sich dann Verzögerung und Jitter ermitteln lassen. Zur weiteren Analyse werden die Daten über das offene WinPcap-Format an Wireshark übergeben, Protokollfilter stehen für die Systeme Ethercat, Ethernet/IP, Powerlink, Profinet und Sercos III zur Verfügung. Eigentlich sollte jeder der ein Real-Time-Ethernet-Protokoll in seinem Gerät implementiert, einen Netzwerk Analyzer besitzen. Die Ethernet-Leitungen des zu testenden Gerätes werden über die internen TAPs des netAanalyzers geschleift. Dazu können handelsübliche Patch-Kabel verwendet werden. Das Starten und Stoppen der Aufzeichnung bzw. das Ermitteln des Jitters und des Delays werden durch ein Programm auf dem PC des netAnalyzer gesteuert. Die Daten werden anschließend auf der Festplatte des PCs gespeichert. Auf diese greift Wireshark zu und bringt sie zur Anzeige. Zur Analyse können die im Internet kostenlos bereit stehenden Protokollfilter verwendet werden.