Sharppcap如何获取连续数据包？

Question

我目前正在尝试捕获通过名为 TwinCAT 的程序发送和接收的 EtherCAT 数据包。 TwinCAT 是用于 Windows 上 EtherCAT 通信的实时控制软件。该程序用于每4ms与slave通信。

顺便抓包，分析的时候发现数据不是连续的。于是，我在抓包的部分插入了检查时间差的代码，确认有些包是比上一个包晚了20ms的包。

由于我可以在TwinCAT XAE Tool中检查Lost Frame，所以我认为数据包实际上并没有丢失，我认为我的程序有问题。

下面是我的代码。

public class EtherCATPacketCaptureService
{
    private const int PacketQueueSize = 1024;

    private object locker;  //<-Mutex
    private Queue<RawCapture> PacketQueue;  //<-패킷을 저장할 큐
    private WinPcapDevice _etherCATDevice;  //<-EtherCAT 통신 네트워크 장치

    public int PacketsCount { get => PacketQueue.Count; }

    //생성자 : _etherCATDevice 객체와 EtherCAT통신장치 매칭 
    public EtherCATPacketCaptureService(string etherCATNICAddr)
    {
        CaptureDeviceList devices = CaptureDeviceList.Instance;

        if (devices.Count() < 1)
        {
            throw new Exception("Not exist network interface");
        }

        foreach (WinPcapDevice dev in devices)
        {
            if (dev.Addresses.Count > 0)
            {
                foreach (PcapAddress addr in dev.Addresses)
                {
                    if (addr.Addr.hardwareAddress != null)
                    {
                        string HWAddr = addr.Addr.hardwareAddress.ToString();
                        if (HWAddr == etherCATNICAddr)  // EtherCAT NIC MAC주소를 EtherCATNICAddr파라미터로 넘겨받아 설정
                        {
                            _etherCATDevice = dev;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        if (_etherCATDevice == null)
            throw new NullReferenceException("Can't find EtherCAT NIC");
        else
        {
            PacketQueue = new Queue<RawCapture>(PacketQueueSize);
            locker = new object();
            _etherCATDevice.OnPacketArrival += Device_OnPacketArrival;
            _etherCATDevice.Open(OpenFlags.Promiscuous, 1000);
        }
    }

    ~EtherCATPacketCaptureService()
    {
        _etherCATDevice.Close();
    }

    //패킷 캡쳐 시작
    public void StartCapture(int timeout)
    {
        if(_etherCATDevice != null)
        {
            _etherCATDevice.StartCapture();
        }
    }

    //패킷 캡쳐 종료
    public void StopCapture()
    {
        if (_etherCATDevice != null)
        {
            _etherCATDevice.StopCapture();
        }
    }

    //패킷캡쳐 이벤트 발생 시 패킷을 큐메모리에 저장
    private void Device_OnPacketArrival(object sender, SharpPcap.CaptureEventArgs e)
    {
        if (_etherCATDevice != null)
        {
            lock (locker)
            {
                if (PacketQueue != null)
                {
                    if (PacketQueue.Count > 0)
                    {
                        if((e.Packet.Timeval.Date.Ticks - PacketQueue.Peek().Timeval.Date.Ticks) > 200000)
                            throw new Exception("Packet Droped");
                    }
                    PacketQueue.Enqueue(e.Packet);
                }
            }
        }
    }

    //저장된 패킷을 리턴(Dequeue)
    public RawCapture[] GetPackets(int count)
    {
        RawCapture[] PacketArray;
        if (_etherCATDevice != null)
        {
            lock (locker)
            {
                if (count >= PacketQueue.Count)
                    PacketArray = new RawCapture[PacketQueue.Count];
                else
                    PacketArray = new RawCapture[count];

                for (int i = 0; i < PacketArray.Length; i++)
                {
                    PacketArray[i] = PacketQueue.Dequeue();
                }
            }
            return PacketArray;
        }
        else
            return null;
    }

    public RawCapture[] GetPackets()
    {
        RawCapture[] PacketArray;
        if (_etherCATDevice != null)
        {
            lock (locker)
            {
                PacketArray = new RawCapture[PacketQueue.Count];

                for (int i = 0; i < PacketArray.Length; i++)
                {
                    PacketArray[i] = PacketQueue.Dequeue();
                }
            }
            return PacketArray;
        }
        else
            return null;
    }

    //저장된 패킷 클리어
    public void ClearPackets()
    {
        lock (locker)
        {
            PacketQueue.Clear();
        }
    }
}

OnPacketArrival 的事件处理程序是 Device_OnPacketArrival，如果它发现处理程序中的时间与前一个数据包的时间相比有 20 毫秒或更多的差异，则通过抛出异常来检测问题。

这是因为我的表现不好导致的问题吗？性能提升能解决吗？如果您有好的意见，请回复。

Answer 1

如果您不是为了娱乐或出于教育目的而编写此程序，而是为了专业用途，我建议您使用 Wireshark 和一个名为 ET2000 的附加硬件分析您机器的 Ethercat 数据包。

ET2000 增加了时间戳，最大。 40ns 的延迟，到发送到 pc 的镜像数据包，由于 EtherCAT Stack Link wireshark 中的解析器，您将能够读取它。

Answer 2

我们在 EtherCAT 和 PROFINET 捕获方面遇到了类似的问题。我们从那时起就使用 Hilscher netANALYZER 工具，现在一切都很好。这些工具内置了硬件 TAP，因此延迟更小 1 ns。时间戳分辨率也是 1 ns。

Sharppcap如何获取连续数据包？

How to get continuous packet by Sharppcap?

c#

sharppcap