车载网络通信验证方法、装置、系统及存储介质与流程

本技术实施例涉及车载网络通信，具体而言，涉及一种车载网络通信验证方法、装置、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着汽车电子电气架构演进，10base-t1s因低成本、支持多节点总线拓扑等优势成为车载以太网优选方案。其核心物理层冲突避免协议（physical layer collisionavoidance，plca）机制引入隐式令牌传递等复杂行为，显著提升了通信复杂度。

2、相关技术主要依赖普通数据包捕获（packet capture，pcap）分析、scapy数据包解析、ascii/二进制日志文件（ascii log file format/binary log file format，asc/blf）格式分析或示波器波形分析以进行高效验证。然而，普通pcap受系统中断影响，时序精度仅达毫秒级，无法表征plca微秒/纳秒级参数。scapy解析大规模报文效率低。asc/blf格式封闭且依赖专有硬件，兼容性差。示波器分析自动化程度低，难以关联plca状态与报文流。

3、针对上述问题，目前还没有很好的解决方案。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种车载网络通信验证方法、装置、系统及存储介质，以至少解决相关技术中车载网络通信验证方法时序精度低、自动化程度低、可视性差的技术问题。

2、根据本技术实施例的一个方面，提供了一种车载网络通信验证方法，应用于车载网络通信验证系统，车载网络通信验证系统包括：至少一个仿真电子控制单元和网络分析节点，该方法包括：获取至少一个仿真电子控制单元发送的场景模拟报文；对场景模拟报文添加辅助信息，得到目标格式数据，其中，辅助信息包括：报文时间戳信息、物理通道信息、源节点标识信息和捕获点标识信息；对目标格式数据进行行为验证，得到通信行为验证结果，其中，通信行为验证结果用于反映至少一个仿真电子控制单元对应的介质访问行为特征；依据通信行为验证结果生成通信验证报告。

3、可选地，在获取至少一个仿真电子控制单元发送的场景模拟报文之前，车载网络通信验证方法还包括：配置至少一个仿真电子控制单元的应用层报文发送参数，其中，应用层报文发送参数包括以下至少之一：传输协议类型、数据负载长度、报文发送带宽及报文发送周期。

4、可选地，在获取至少一个仿真电子控制单元发送的场景模拟报文之前，车载网络通信验证方法还包括：配置至少一个仿真电子控制单元的冲突避免机制参数，其中，冲突避免机制参数包括以下至少之一：本地节点标识、节点总数、最大突发计数、信标定时器值及超时定时器值。

5、可选地，目标格式数据为基于捕获模块协议格式的网络数据包，其中，报文时间戳信息用于表示场景模拟报文的捕获时刻，物理通道信息用于场景模拟报文的物理捕获端口，源节点标识信息用于指示场景模拟报文的发送节点逻辑地址，捕获点标识信息用于指示场景模拟报文在链路层捕获的位置标识。

6、可选地，对目标格式数据进行行为验证，得到通信行为验证结果包括：对目标格式数据进行解析处理，提取链路层报文时序、物理层冲突避免机制状态；基于链路层报文时序确定节点间的相对发送时序偏差，并对相对发送时序偏差进行修正，得到修正后的时序数据；基于物理层冲突避免机制状态确定行为状态数据，其中，行为状态数据包括以下至少之一：令牌轮询状态、时隙分配情况及冲突恢复行为；将修正后的时序数据与行为状态数据进行行为验证，生成通信行为验证结果。

7、可选地，依据通信行为验证结果生成通信验证报告包括：基于通信行为验证结果生成至少一个仿真电子控制单元对应的节点发送时序图和节点时隙分布图；基于节点发送时序图和节点时隙分布图生成通信验证报告。

8、可选地，车载网络通信验证方法还包括：通过自动化控制脚本编排验证场景信息，其中，验证场景信息包括：验证触发条件和采集时长；响应于车载网络通信验证系统的系统状态满足验证触发条件，控制至少一个仿真电子控制单元执行报文发送操作，以及控制网络分析节点在采集时长内执行报文捕获操作。

9、可选地，网络分析节点包括：车载以太网接口设备与上位机，至少一个仿真电子控制单元通过物理通信链路与车载以太网接口设备连接。

10、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种车载网络通信验证装置，应用于车载网络通信验证系统，车载网络通信验证系统包括：至少一个仿真电子控制单元和网络分析节点，该装置包括：获取模块，用于获取至少一个仿真电子控制单元发送的场景模拟报文；处理模块，用于对场景模拟报文添加辅助信息，得到目标格式数据，其中，辅助信息包括：报文时间戳信息、物理通道信息、源节点标识信息和捕获点标识信息；验证模块，用于对目标格式数据进行行为验证，得到通信行为验证结果，其中，通信行为验证结果用于反映至少一个仿真电子控制单元对应的介质访问行为特征；生成模块，用于依据通信行为验证结果生成通信验证报告。

11、可选地，车载网络通信验证装置还包括：配置模块，用于配置至少一个仿真电子控制单元的应用层报文发送参数，其中，应用层报文发送参数包括以下至少之一：传输协议类型、数据负载长度、报文发送带宽及报文发送周期。

12、可选地，配置模块还用于：配置至少一个仿真电子控制单元的冲突避免机制参数，其中，冲突避免机制参数包括以下至少之一：本地节点标识、节点总数、最大突发计数、信标定时器值及超时定时器值。

13、可选地，目标格式数据为基于捕获模块协议格式的网络数据包，其中，报文时间戳信息用于表示场景模拟报文的捕获时刻，物理通道信息用于场景模拟报文的物理捕获端口，源节点标识信息用于指示场景模拟报文的发送节点逻辑地址，捕获点标识信息用于指示场景模拟报文在链路层捕获的位置标识。

14、可选地，验证模块还用于：对目标格式数据进行解析处理，提取链路层报文时序、物理层冲突避免机制状态；基于链路层报文时序确定节点间的相对发送时序偏差，并对相对发送时序偏差进行修正，得到修正后的时序数据；基于物理层冲突避免机制状态确定行为状态数据，其中，行为状态数据包括以下至少之一：令牌轮询状态、时隙分配情况及冲突恢复行为；将修正后的时序数据与行为状态数据进行行为验证，生成通信行为验证结果。

15、可选地，生成模块还用于：基于通信行为验证结果生成至少一个仿真电子控制单元对应的节点发送时序图和节点时隙分布图；基于节点发送时序图和节点时隙分布图生成通信验证报告。

16、可选地，车载网络通信验证装置还包括：编排模块，用于通过自动化控制脚本编排验证场景信息，其中，验证场景信息包括：验证触发条件和采集时长；执行模块，用于响应于车载网络通信验证系统的系统状态满足验证触发条件，控制至少一个仿真电子控制单元执行报文发送操作，以及控制网络分析节点在采集时长内执行报文捕获操作。

17、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种车载网络通信验证系统，该系统包括：至少一个仿真电子控制单元和网络分析节点，网络分析节点包括：车载以太网接口设备与上位机，其中：至少一个仿真电子控制单元，用于发送场景模拟报文；车载以太网接口设备，用于接收场景模拟报文，以及对场景模拟报文添加辅助信息，得到目标格式数据，其中，辅助信息包括：报文时间戳信息、物理通道信息、源节点标识信息和捕获点标识信息；上位机，用于对目标格式数据进行行为验证，得到通信行为验证结果，依据通信行为验证结果生成通信验证报告，其中，通信行为验证结果用于表征至少一个仿真电子控制单元对应的介质访问行为。

18、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括：存储器，存储有可执行程序；处理器，用于运行程序，其中，程序运行时执行本技术各个实施例中的方法。

19、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的可执行程序，其中，在可执行程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行本技术各个实施例中的方法。

20、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本技术各个实施例中的方法。

21、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术各个实施例中的方法。

22、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本技术各个实施例中的方法。

23、在本技术实施例中，通过获取至少一个仿真电子控制单元发送的场景模拟报文，然后对场景模拟报文添加辅助信息，得到目标格式数据，其中，辅助信息包括：报文时间戳信息、物理通道信息、源节点标识信息和捕获点标识信息，再对目标格式数据进行行为验证，得到通信行为验证结果，其中，通信行为验证结果用于反映至少一个仿真电子控制单元对应的介质访问行为特征，最后依据通信行为验证结果生成通信验证报告，达到了对车载网络通信行为进行验证的目的，从而实现了车载网络通信行为的高时序精度、自动化以及可视化验证的技术效果，进而解决了相关技术中车载网络通信验证方法时序精度低、自动化程度低、可视性差的技术问题。