如何用網卡，讓NuStreams單Port檢測封包數

一般我們板卡都是有一個接收端和一個發送端，實際上，任何一個端口，都可以同時傳送與接收。因此，要實現單一端口同時傳送與接收數值，就需要有一個回彈的設備。這樣一個迴路，我們可以稱作Loopback，或是自環。

這個Loopback的設備，通常我們可以用一台具備Loopback功能的機器做到，更簡便的來說，我們可以利用網卡來做。以下就是介紹如何用網卡設定。


【工具】NICLoopback.exe
【需求】PC端必須安裝Winpcap 4.1.3版本以上
【模擬環境】

【使用說明】

• 開啟NICLoopback.exe之後，選擇一張想要當作Loopback的網卡

• 啟動

• 就可以看到結果了

【傳送端的設定】

這工具需要設定兩個特殊條件：

1. SA = 00-22-A2-27-XX-XX
2. Type = 0xFFAB

API會用到的PortMAP設定 - Lock, Group, Global commands

這三種命令，都有PortMap的設定，Map設定三者皆相同，以下說明如何設定Port Map

int membermap[4] - 代表有4個unsigned int值。

每個byte設定一個slot，每個bit代表一個port，多餘的保留不設。因此一個map就可以設定4張板卡（因為4個byte），4個map總共可 以設定4*4＝16張板卡。板卡從第二個槽開始，所以：

• membermap[0]可以設定Slot2（第一個byte）～5（第四個byte）。
• membermap[1]可以設定Slot6～9
• membermap[2]可以設定Slot10～13
• membermap[3]可以設定Slot14～17

再來說明每個membermap的bit設定，以membermap[0]來說：
bit0可以設定(0,2,1)，bit1可以設定(0,2,2)，bit2可以設定(0,2,3)，...，依此類推
如果板卡只有4個port，高位的bit都不用設的。亦即最多為0x0f(0b00001111)。
要設定Port(0,2,1)～Port(0,2,4)，就將map設為0x0000000f
           
範例：

假設要lock (0,2,1)～(0,2,4), (0,7,1)～(0,7,4)，(0,13,1)～(0,13,2)共3張板卡，10個port，那我們的map長成這樣（對照上表）：
membermap[0]＝0x00 00 00 0f;//(0,2,1)~(0,2,4)
membermap[1]＝0x00 00 0f 00;//(0,7,1)~(0,7,4)
membermap[2]＝0x03 00 00 00;//(0,13,1)~(0,13,2)
membermap[2]＝0x00 00 00 00;//沒有版卡

如何讓舊的NuStream XM板卡，設定自訂的觸發條件

XM板卡沒有像RM板卡有自動化的XTAG，所以需要自己告 訴板卡要過濾哪些包。

    XTrailer是類似XTAG，在封包裡頭加特定標記，但這標記是用來取裡頭Timestamp欄位用的，不是要達到的功能。在XM板卡上，有一個作法可以達到--「Trigger」。就是觸發的意思， 告訴Rx端哪類型的封包， 需要被觸發。說明如下：

 設定Tx端：

DA(6)

SA(6)

Type(2)

IPHeader(20)

Payload

CRC(4)

    假設自定義的欄位裡頭，自行插入4byte標記，以插入「Xtra」這四個字為例，16進制值為「0x58 0x74 0x72 0x61」，    Tx端封包變成類似如此：

DA(6)

SA(6)

Type(2)

IPHeader(20)

58

74

72

61

00

……

CRC(4)

    這四個byte是給Rx端觸發的，所以等 等Rx端也要設定此條件，才搭配的起來。

 設定Rx端：

Rx端必須設定這個function - Nu_XM23L4_StartTriggerCounter(chassis, board, port, triggerSetting)

 使用到「XM23L4_STARTTGRCTR_T」這個結構體，裡頭結構很簡單，一組三個欄位，
 告訴XM-23L4要觸發的「位置，值，和長度」，可以設定6組（API寫8組，實際只用到6組）。

 以上面例子來說，我要觸發從第35個byte（DA+SA+Type+Header用掉34個bytes）開始，長度為4bytes，
 值為0x58, 0x74, 0x72, 0x61。那我就這樣設定：

XM23L4_STARTTGRCTR_T trigger; memset(&trigger, 0, sizeof(XM23L4_STARTTGRCTR_T)); trigger.trigger1_offset = 35; trigger.trigger1[0] = 0x58; trigger.trigger1[1] = 0x74; trigger.trigger1[2] = 0x72; trigger.trigger1[3] = 0x61; trigger.trigger1_len = 4; trigger.trigger_ctrl = 0x1;// 0b11111111， 從右到左分別是trigger1, 2, ..., 8。 設定trigger1， 就設0x1 Nu_XM23L4_StartTriggerCounter(chassis, board, port, trigger);

Rx端在Tx端打包之前，經過 以上設定，那我在counter裡頭就可以看到「RxTriggerN」這些欄位，會有值出現了。

NuTCL-RM的架構

NuStream目前在上層軟體方面，有這三種方式來操控。

先看一下我們一般NuApps系列的軟體，和使用NuTCL軟體的示意圖。黃色部份是我們一般的NuApps系列，呼叫NuAPI-RM的方式。而NuTCL-RM的方式，透過Labview呼叫，一樣可以達到NuApps系列軟體效果。
    

名詞定義：

• TCL：一種直譯式的程式語言。意思是執行過程中，所下的命令是瀑布式的由上到下執行。
• DLL：動態執行檔，將一些函式給封裝起來像是黑盒子，透過開放指令讓其他DLL或是AP能夠操作的檔案。
• NuTCL-RM：一種DLL。以TCL為Base，延伸出Xtramus獨特指令的特殊TCL，對於基本TCL指令亦包含。
• NuCPP：一種DLL。將NuTCL-RM的參數值整合，並呼叫NuAPI-RM來執行。
• NuAPI-RM：一種DLL。提供NuStream操作命令的集合檔案。

以軟體分層架構來說，NuTCL-RM就像是 View( UI ) 的部份，負責處理所有TCL輸入指令，有被延展或是原生的TCL指令，才可以被呼叫使用。參數上的正確性判斷也會在這邊完成。

而 NuCPP 就像是 Model 的部份，負責處理資料儲存，以及呼叫NuAPI-RM。基本上所有NuTCL-RM命令，參數，都有一個相對應的NuCPP。名稱應該是取其以C++寫成 的含意。

NuAPI-RM 則像是 Control 的部份，負責所有 NuStream 的指令，NuCPP看狀況選擇性使用部份NuAPI-RM功能。

所以以完整支援性來說，NuAPI-RM > NuCPP > NuTCL-RM。
    
因此NuTCL-RM可以看成是一個完整可以單獨執行的AP，沒有Visual view，可以被Labview等框架給包裝加上 Visual view。

產線監控系統的初步架構

• 「1」-Database Server + DB。負責存放Database的地方。AP端的Uploader負責寫值，再透過Web Server來取值呈現。我簡易產生一個資料庫，資料表格，以及一些欄位，可以放在有獨立IP的電腦。
• 「2」-Web Server + Service。負責處理去資料庫擷取資料，以及處理來自網頁的請求，呈現結果至網頁。目前Java在這一塊蓬勃發展，有非常.非常多的框架幫助使用，用意在於強制開發者寫出來的code能維持良好風格我這邊僅透過良好風格的寫法儘量不使用一些框架，再利用一些輔助的工具來達到效果。目前已經可以做到發布在網路上，讓使用者用瀏覽器觀看。
• 「3」-Uploader。負責將蒐集而來的Log(其實是特定封包結構)，透過資料庫Driver，上傳至資料庫。這邊和「4」是利用TCP/IP Socket的方式建立架構，我們要自定義一個封包結構，這邊尚未定義結構內容。
• 「4」-AP Log Sender。有兩個方式要嘗試，4.1 是一隻獨立的程式，抓取Log後分析上傳。4.2 是內建在ap當中，每當產生Log同時，也去上傳資料。

這邊方式是會產生幾個Demo用的AP，開啟後不斷產生資料，然後送交給Uploader，模擬多個AP測試完成後產生Log的情況。

目前「1」「2」雛型已經完成了，透過手動去更新「1」的方式，網頁的數值就會自動（每5秒update一次）跟著變動。等待Evans將「3」「4」完成並接軌到DB之後，整個雛型就完成了。

【實作】

• 按先前规划讨论的架构，拟定一个雏型，底下展示的是这个雏型具体化，以一条简单的MAP为例：
• 其中写到IP的部份都是表示透过IP来连接，因此不限於Local端
• 目前整套放在非固定IP端，因此展示在一台机器上，也可以透过同一区域的另一台机器连上观看

• Server端（Uploader）：汇整來自AP的资料，重复的部份用Update的，不重复的部份用新增的。
• 开启後自动打开开放的Port，和Client协定好的
• 等待来自Client（AP）的资料
• Update之後，先去DB捞资料比对，判断是否重复，重复则更新「Pass」/「Fail」栏位。不重复则新增
• 1.4 图示：

• Client端（AP）：模拟执行完AP之後，要上传的资料。
• 连结至Server（Uploader所在位置）
• 变更好资料後上传
• 图示：

• DB端：纪录汇整资料，透过Server（Uploader）上传资料更新。
• 不执行任何操作，都是由Server（Uploader）负责处理内容
• 图示：

• Web Service端：透过Java Service去调用DB中资料，单纯做捞值，不写值
• 透过「jdbc driver」连结到资料库，利用绑定的帐号密码
• 将资料表全部取出，储存在Vector里头後结束
• 图示：无，都是Class
• Browser端：使用者透过浏览器直接看结果
• 透过JSP连结Web Service的Class动作
• 利用Struts2替换网页别名，避免直接引用档名
• 用「显示网页」去包装「读取并呈现DB资料网页」，利用JQuery自动更新「读取并呈现DB资料网页」，避免画面闪动
• 图示：

NuStream API Group 和 Global 命令差異

關於Global command以及Group command的差異，這邊都先忽略counter等其他動作，單純就設定打包。我這邊用圖來說明：

Group Command for XM module

Global Command for RM module

這邊簡單說明一下內容：

1. 設定FillTxpkt
• 這邊換成以「RMModule_FILLTXPKT_ADDENTRY_T」來對每個Port做設定，因此會多了(chassis, board, port) 需要去設定
2. 設定StartTx
• 在「RMModule_STARTTXPKT_T」裡頭有個欄位「start_tx」，設定成0，表示需要等待Global Command觸發
3. 設定Global Command
• 這邊要稍微說明一下，因為Global command是叫XM-2S8G（NuStream 2000i機箱）或是XM-2S10（NuStream 600i機箱）這兩著控制卡來操控，因此是對這兩張板卡下Gloabl命令，以2000i的例子來說，就是去呼叫「Nu_XM2S8G_GlobalCmd_StartTx」這個function而裡頭的參數portmap可以這樣設定：
• globaltx_map += power(2, (port.boardid-2)*4+(port.portid-1));
• 意思是說，bit0代表（機箱插槽2的第1個port），bit1代表（機箱插槽2的第2個port），…，bit10代表（機箱插槽4的第2個port），……，bit63（機箱插槽17的第4個port）

這樣設定就可以達到Global Start Tx的效果了

NuStreams API 如何設定一次多條Streams

先解釋一下我們版卡多條stream的概念。
首先，我們版卡每條stream稱作一個entry槽，每一個entry槽代表可以設定一種封包，裡頭可以設定長度，Gap，內容Payload等等，而其中還有另外兩個欄位，是這樣的架構的：

兩者都是數字，Entry代表目前的槽編號，Next Entry代表下一個Entry槽編號，因此透過這樣架構，可以連結組成，很像鍊結串列，只是最後一個槽的next entry必須返回最初的，形成一個迴路：

觀念上是如圖說明，而實際上，我們也按照這樣設定，在每次設定封包時，填上這兩個值，板卡收到之後會自行串連，就可以達到目的。以下是範例，假設我要讓一個port同時打出4種不同size的封包，那這樣設定：

RMModule_FILLTXPKT_ADDENTRY_T tmpEntry;
memset(&tmpEntry, 0xFF, sizeof(RMModule_FILLTXPKT_ADDENTRY_T));
//......
tmpEntry.packet_len = 64;
tmpEntry.entry_index = 0;
tmpEntry.next_index = 1;
tmpEntry.stream_id = 123;
Nu_RMModule_FillTxPkt_AddEntry(chassis, board, port, tmpEntry);
tmpEntry.packet_len = 256;
tmpEntry.entry_index = 1;
tmpEntry.next_index = 2;
tmpEntry.stream_id = 124;
Nu_RMModule_FillTxPkt_AddEntry(chassis, board, port, tmpEntry);
tmpEntry.packet_len = 512;
tmpEntry.entry_index = 2;
tmpEntry.next_index = 3;
tmpEntry.stream_id = 125;
Nu_RMModule_FillTxPkt_AddEntry(chassis, board, port, tmpEntry);
tmpEntry.packet_len = 1500;
tmpEntry.entry_index = 3;
tmpEntry.next_index = 0;
tmpEntry.stream_id = 126;
Nu_RMModule_FillTxPkt_AddEntry(chassis, board, port, tmpEntry);

最後要返回第0個entry。透過這種設定方式，再送出傳送命令之後，就可以叫Port打出FrameSize=64,256,512,1500的封包了。

TCL運算得到錯誤數值

這問題發生原因，可能在於32位元和64位元電腦的處理方式。
假設有這樣運算如下：

• $param*1000/125000000*($length+12+$frame_gap/8) 

第一個變數假設是10000000，那運算結果會是：
$param*1000 ＝ 10000000*1000 ＝ 10000000000
換算成16進制來看會得到「0x2540BE400」

帶入運算值 > 32位元最大值。這個值都會預設裁切成1410065408，以符合32位元，把這個值再去做後面的運算，得到結果就是2924了。 最後得到完全錯誤結果，因此在數值運算時還是得考慮到這一點。

NuStreams 2000 如何收發封包

首先先說明標準的NuStreams環境架構圖

User操作的流程很簡單，
1. 透過Software執行功能
2. Software透過API將相對應的command送出給NuStreams
3. NuStreams根據命令去通知該打包的板卡收送包給DUT
4. NuStreams隨時將結果以Report的方式回傳給API
5.上層Software顯示結果。

而打包的內容校驗方面，可以分成軟硬體，以及收送包共四個區塊，統整如下：

• XTAG – NuStreams特有的TAG，在封包中，且不影響內容的特定位置插入，主要用來識別NuSteams打出的封包
• SDFR - NuStreams特有的Filter技術，可以識別Destination MAC, Source MAC, VLAN ID, QinQ, MPLS, Source IP, Destination IP, Source IPv6, Destination IPv6, Source Port, Destination Port, XTG, user define, ICMP, IGMP等封包

RFC2544 Latency

Method：

• Cut-Through switch：只看CRC有沒有錯，直接轉出 - 較快。
• Store-and-Forward switch：將封包整個收完檢查，處理後再轉出 - 較慢。

Latency：

• Cut-Throughput機器是FIFO(First-in, First-out)

• Store-and-Forward機器則是屬於LIFO(Last-in, First-out)

因此根據以上說明，有兩種情況：

1. 對不同裝置打包 –以上圖來說，S&F我們定義為ST0和ST1，CT我們定義為CT0和CT1。起始相同（CT0=ST0），結束時間（ST1 >> CT1）ST1遠遠大於CT1，因此S&F數值較大，是可以理解的。
2. 對相同裝置打包 – cut-throughput多了封包長度，因此T1-T0後，得到數值比較大，也是可以理解的。

這問題在於，我們不知道待測物是哪種裝置，因此同時列出兩種數值呈現。用CT的機器來測試，就看CT的數值，而用SF的機器來測試，就看SF數值了。

Linux载入自建的*.so失败

我是按照這步驟做的（1-3步可以不用做）：

1. 先確保所有軟體是最新版本，至少GCC和G++是4.9以上
• $ sudo apt-get update
• $ sudo apt-get install g++-4.9
• $ sudo apt-get install gcc-4.9
2. 檢查系統內的gcc版本
• $ gcc –version
3. 如果不是4.9而是其他版本，但又不確定電腦中是否有安裝4.9以上，列出所有安裝版本
• $ ls /usr/bin/gcc*
4. 幫系統建立替換的項目，可以建立多組，並給定Index。如果只建立一組，系統就會用指定的。我隨便給個Index=50，另外可以幫gcc-4.8建立一個其他index也可以，這樣就可以在多組內切換。如果沒有要切換，建立這兩個就好
• $ sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-4.9 50
• $ sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-4.9 50
5. 嗯這樣就完成了，如果有指定多組，再利用以下命令切換。
• $ sudo update-alternatives --config gcc
• 這樣會列出清單，然後再按數字鍵選擇

參考這篇的：http://www.linuxidc.com/Linux/2012-10/72284.htm

如何將TCL包到C的方式

【建立TCL Library】
要將TCL Library成功build，按照底下幾個步驟，以Windows為例：

1. 準備好TCL 8.6.2 32bit的source code
2. 執行.\tcl8.6.2\win底下的「vsvars32.bat」，確保環境為32bit
3. 再利用console切換到「.\tcl8.6.2\win」底下，執行
• nmake -f makefile.vc
• 這邊主要是看有哪些選項設定可以用的，可以跳過
4. 然後輸入底下就可以
• 產生Release - nmake -f makefile.vc release
• 產生Debug - nmake -f makefile.vc release OPT=symbols
5. 關於使用，以Release來說，他產生的library名稱為「tcl86t.lib」，直接在VC++環境裡頭Link就好了

【使用TCL Library，並寫自己的TCL】
要將TCL包進C/C++裡頭，寫一個TCL的延伸，按照底下幾個步驟：

1. 開一個DLL專案，將剛剛的library給Link進來
2. 因為是DLL所以這樣宣告主要的function載入點：
• EXTERN int Hello_Init(Tcl_Interp * interp);
• 這個EXTERN是TCL內建的define，後面是你自己的名稱
3. 為這個函式加入TCL元素，這個意思是，先Initial TCL環境，再確認版本，最後加入TCL command
• 這邊加入的是"SayHello"，意思是說，當進入TCL，畫面上輸入"SayHello"時，會去呼叫Hello_Cmd做出反應
• if (Tcl_InitStubs(interp, TCL_VERSION, 0) == NULL)
                                   return TCL_ERROR;
  if (Tcl_PkgProvide(interp, "hello", VERSION) != TCL_OK)
                                  return TCL_ERROR;
                        Tcl_CreateObjCommand(interp, "SayHello", Hello_Cmd, NULL, NULL);
  return TCL_OK;
4. 然後我們去寫Hello_Cmd function，這個Hello_Cmd必須遵照TCL的語法，這裡意思是說去顯示Hello, World在螢幕上：
• static int Hello_Cmd(ClientData cdata, Tcl_Interp *interp, int objc, Tcl_Obj *const objv[])
          {
                   Tcl_SetObjResult(interp, Tcl_NewStringObj("Hello, World!", -1));
                   return TCL_OK;
          }

5. 我們的NuTCL-RM就是這樣擴充下去，分出很多命令，底下又帶子命令，完全是自己定義的。