一文學會手動配置CANoe VLAN

作者 | BLUE小編 | 不吃豬頭肉

隨著汽車智能化發展，車內通信帶寬需求日益增長，車載以太網逐漸成為車內骨干網絡。為了實現更徹底的域間功能解綁，提升信息處理效率，提升網絡安全等目的，VLAN被廣泛應用在車載以太網通信領域。
VLAN能夠將一個物理網絡拆分為多個邏輯網絡，域內無縫通信，域間相互隔離。交換機或網絡通信節點可以在數據幀中添加、移除VLAN Tag字段，來標記、識別數據幀是否屬于當前功能域/安全域。
本文使用VN5000系列接口卡作為交換機，介紹車載以太網絡仿真、測試過程中的VLAN手動配置方法。整體來說，共有兩個位置可以手動配置VLAN信息，分別是硬件驅動側和CANoe軟件側。其中：硬件側的配置，相當于配置交換機。軟件側的配置，相當于配置網絡通信節點。

硬件側VLAN配置
硬件側配置在驅動配置界面（Vector Hardware Manager）中進行。通常根據已劃分的網絡逐一配置：先統一定義可用VLAN ID，再選中網絡中的交換機端口，分別配置各端口的VLAN ID。
具體步驟如下：

1.打開驅動配置界面，調整為配置模式，進入以太網絡配置界面（Ethernet Network Configuration）。

2.選擇需要配置VLAN的以太網絡，點擊Edit，配置當前網絡中可用VLAN的名稱、ID。

3.選中需要配置VLAN的端口，點擊Edit，配置當前端口的VLAN屬性：屬于哪個VLAN，入口規則，出口規則。

其中，VLAN Assignment中，勾選對應VLAN ID，可將該VLAN ID分配給當前端口。
VLAN Tagging中，設置入口規則。VLAN Untagging中，設置出口規則。
所謂入口規則指，當數據幀交換機端口外部到交換機內部的時轉發規則。即下圖中的數據幀A轉變為數據幀A1的規則。對應的，數據幀A1轉變為數據幀A2的規則為出口規則。具體設置中，出口規則勾選后，當數據幀從交換機內部流出到交換機外部時，將移除一個VLAN Tag。

入口規劃分三種情況

Do nothing：不對流入交換機的數據幀做處理。When untagged or single tagged：當流入的數據幀無Tag，或者有1個Tag時，為數據幀添加VLAN Tag（僅可使用在VLAN Assignment中分配給當前端口的VLAN ID）。When untagged：當流入的數據幀不包含VLAN Tag時，添加VLAN Tag。配置完成后，交換機端口處以顏色展示所屬的VLAN ID組。軟件側VLAN配置
CANoe可以同時仿真許多以太網節點，為了確保仿真節點能夠與真實節點進行通信，網絡通信節點需要設置自己的網卡信息。在CANoe中對應位置為TCP/IP Stack屬性設置。
當CANoe中的仿真節點與真實ECU一一對應時，可以為仿真節點配置獨立的TCP/IP Stack屬性。
當CANoe中的多個仿真節點代表同一ECU的不同功能，即多個仿真節點共用同一網卡信息時，可以使用CANoe自帶的CANoe TCP/IP Stack中的“網關節點”（如下圖中的Switched標識的節點）實現網卡信息配置。
對應的，VLAN配置也有以下兩種不同的配置步驟。
為仿真節點配置獨立VLAN
配置步驟

1.在 TCP/IP Stack配置窗口中，選中要配置的節點，在TCP/IP Stack類型中選擇Individual TCP/IP stack。

2.配置可選的VLAN ：在但其概念仿真節點的VLAN Configuration中添加VLAN信息（允許添加多個），可以設置VLAN ID與VLAN優先級。

VLAN的名稱由系統自動生成，命名規則為“VLAN.系統默認網絡編號.VLAN ID”。

3.配置具體VLAN中，節點的IP信息。下圖為基于IPv4的VLAN節點配置步驟。

通常設置規則為，IP地址的子網類別代表VLAN ID，IP地址的主機號保持不變。例如：VLAN 1/2/3/4中，當前節點的IP地址分別設置為 192.168.1/2/3/4.11。至此，軟件側的仿真節點的獨立VLAN配置完成。
為仿真節點配置共用VLAN
配置共用VLAN與獨立VLAN的主要區別，仿真節點使用的網卡信息不是獨立配置的，而是使用所在網絡的CANoe內置網絡通信節點的網卡信息。
以ECU2為例，具體配置步驟如下：

1.確認仿真節點所在的網絡 Eth 3。

2.在CANoe TCP/IP Stcak中，選擇VLAN Configuration，添加VLAN對應網絡可用的VLAN ID。

3.選擇CANoe自帶的網絡通信節點，配置具體的網卡信息（使能IPV4、IPV6添加可用IP）。

4.將ECU 2的TCP/IP Stack 類型設置為Use shared CANoe TCP/IP stack.

至此，軟件側的仿真節點的共享VLAN配置完成。

總結
Vector對VLAN手動配置功能的支持，不僅能夠靈活實現常規的車載以太網功能測試，還可對TSN測試、TC 11交換機測試提供有效支持。北匯信息作為Vector的技術合作伙伴，提供全面的車載以太網測試解決方案、測試集成系統和服務，助力車載以太網通信系統的快速驗證和測試。
注:文中部分圖片來源于Vector。