北汇信息 | 一文学会手动配置CANoe VLAN

随着汽车智能化发展，车内通信带宽需求日益增长，车载以太网逐渐成为车内骨干网络。为了实现更彻底的域间功能解绑，提升信息处理效率，提升网络安全等目的，VLAN被广泛应用在车载以太网通信领域。

VLAN能够将一个物理网络拆分为多个逻辑网络，域内无缝通信，域间相互隔离。交换机或网络通信节点可以在数据帧中添加、移除VLAN Tag字段，来标记、识别数据帧是否属于当前功能域/安全域。

本文使用VN5000系列接口卡作为交换机，介绍车载以太网络仿真、测试过程中的VLAN手动配置方法。整体来说，共有两个位置可以手动配置VLAN信息，分别是硬件驱动侧和CANoe软件侧。其中：

• 硬件侧的配置，相当于配置交换机。
• 软件侧的配置，相当于配置网络通信节点。

1. 硬件侧VLAN配置

硬件侧配置在驱动配置界面（Vector Hardware Manager）中进行。通常根据已划分的网络逐一配置：先统一定义可用VLAN ID，再选中网络中的交换机端口，分别配置各端口的VLAN ID。
具体步骤如下：

1. 打开驱动配置界面，调整为配置模式，进入以太网络配置界面（Ethernet Network Configuration）。

2. 选择需要配置VLAN的以太网络，点击Edit，配置当前网络中可用VLAN的名称、ID。
   
   

3. 选中需要配置VLAN的端口，点击Edit，配置当前端口的VLAN属性：属于哪个VLAN，入口规则，出口规则。
   
   

其中，VLAN Assignment中，勾选对应VLAN ID，可将该VLAN ID分配给当前端口。

VLAN Tagging中，设置入口规则。VLAN Untagging中，设置出口规则。

所谓入口规则指，当数据帧交换机端口外部到交换机内部的时转发规则。即下图中的数据帧A转变为数据帧A1的规则。对应的，数据帧A1转变为数据帧A2的规则为出口规则。

具体设置中，出口规则勾选后，当数据帧从交换机内部流出到交换机外部时，将移除一个VLAN Tag。

入口规则划分了三种情况：

✅Do nothing：不对流入交换机的数据帧做处理。
✅ When untagged or single tagged：当流入的数据帧无Tag，或者有1个Tag时，为数据帧添加VLAN Tag（仅可使用在VLAN Assignment中分配给当前端口的VLAN ID）。
✅ When untagged：当流入的数据帧不包含VLAN Tag时，添加VLAN Tag。

配置完成后，交换机端口处以颜色展示所属的VLAN ID组。

2. 软件侧VLAN配置

CANoe可以同时仿真许多以太网节点，为了确保仿真节点能够与真实节点进行通信，网络通信节点需要设置自己的网卡信息。在CANoe中对应位置为TCP/IP Stack属性设置。

当CANoe中的仿真节点与真实ECU一一对应时，可以为仿真节点配置独立的TCP/IP Stack属性。

当CANoe中的多个仿真节点代表同一ECU的不同功能，即多个仿真节点共用同一网卡信息时，可以使用CANoe自带的CANoe TCP/IP Stack中的“网关节点”（如下图中的Switched标识的节点）实现网卡信息配置。

对应的的，VLAN配置也有以下两种不同的配置步骤。

2.1 为仿真节点配置独立VLAN

配置步骤：

1. 在 TCP/IP Stack配置窗口中，选中要配置的节点，在TCP/IP Stack类型中选择Individual TCP/IP stack。
   

2. 配置可选的VLAN ：在但其概念仿真节点的VLAN Configuration中添加VLAN信息（允许添加多个），可以设置VLAN ID与VLAN优先级。
   

   VLAN的名称由系统自动生成，命名规则为“VLAN.系统默认网络编号.VLAN ID”。
   

3.配置具体VLAN中，节点的IP信息。下图为基于IPv4的VLAN节点配置步骤。

通常设置规则为，IP地址的子网类别代表VLAN ID，IP地址的主机号保持不变。例如：VLAN 1/2/3/4中，当前节点的IP地址分别设置为 192.168.1/2/3/4.11。
至此，软件侧的仿真节点的独立VLAN配置完成。

2.2为仿真节点配置共用VLAN

配置共用VLAN与独立VLAN的主要区别，仿真节点使用的网卡信息不是独立配置的，而是使用所在网络的CANoe内置网络通信节点的网卡信息。
以ECU2为例，具体配置步骤如下：

1. 确认仿真节点所在的网络 Eth 3。

2. 在CANoe TCP/IP Stcak中，选择VLAN Configuration，添加VLAN对应网络可用的VLAN ID。
   

3. 选择CANoe自带的网络通信节点，配置具体的网卡信息（使能IPV4、IPV6添加可用IP）。
   

4. 将ECU 2的TCP/IP Stack 类型设置为Use shared CANoe TCP/IP stack.
   

至此，软件侧的仿真节点的共享VLAN配置完成。

3. 总结

Vector对VLAN手动配置功能的支持，不仅能够灵活实现常规的车载以太网功能测试，还可对TSN测试、TC 11交换机测试提供有效支持。北汇信息作为Vector的技术合作伙伴，提供全面的车载以太网测试解决方案、测试集成系统和服务，助力车载以太网通信系统的快速验证和测试。