工业4.0开放平台通信 统一架构OPC UA的一种测试方法

工业4.0和工业物联网（Industrial Internet of Things, IIoT）的核心挑战在于设备、机器以及来自不同行业服务之间的安全和标准化的数据和信息交换。

2016年11月工业4.0平台发布了指导纲要《工业4.0产品需要实现哪些准则》，即对于所有位于工业网络中的产品，必须能够基于OPC UA的信息模型，通过TCP/IP或者IP协议进行访问。这也意味着，对于所有希望打上《Industry 4.0 enabled》标签的产品，都必须以内嵌或者网关的方式支持OPC UA功能。

什么是OPC UA

OPC全称为OLE for Process Control，其中，OLE 可以简单理解为接口，而UA 则为Unified architecture，故OPC UA 全称为“开放性生产控制与统一架构”。

OPC UA是传统OPC技术取得很大成功之后的又一突破，让数据采集、信息模型化以及工厂底层与企业层面之间的通信更加安全、可靠。OPC UA通信是跨平台的，具有更高的安全性和可靠性，满足了企业信息高度连通的需求。

OPC UA技术简介

为了实现数据交换，OPC UA针对不同应用场景提供了两种实现机制：

1.客户端 - 服务器模型

绝大部分OPC UA都是基于这种模型来实现的。在该模式下，服务器与客户端之间双向的数据交换遵循请求 - 响应模式，即客户端发出请求，而服务器接收到请求后做出适当的响应。但是在这种通信方式下，服务器和客户端之间的总连接数是受限的。

图1 OPC UA 客户端 - 服务器模型交互过程

2.发布者 - 订阅者模型

市场上也会存在一些基于以太网的现场总线协议，比如EtherCAT等。在这种情况时，将使用发布者-订阅者模型去取代客户端-服务器模型来工作。发布者依据一定的规则发送数据，而一个或多个订阅者接收数据，这种基于广播的数据分发无须使用信息接收方进行确认。但此模式至今尚未发布正式标准，更多时体现在同一个制造商的不同组件之间的数据通信中。

图2 OPC UA发布者-订阅者模型原理

信而泰OPC UA性能测试方法

通过使用信而泰DarYu/DarPeng2000E测试平台双臂测试方法，可有效的模拟大规模的OPC UA 客户端和服务器会话，实现OPC UA性能测试，验证OPC UA中重点关注的新建、并发、吞吐量、响应时间等重要性能指标。

图3 测试拓扑示意图

OPC UA性能测试重要配置：

配置OPC UA 服务器和客户端相关信息，如：Hello&Acknowledge报文中的Buffer，指定端节点链接等；

运行测试用例，生成统计结果，统计结果包括：新建速率，并发数，响应时间等；

该测试方法适用于工业互联网安全、边界安全等厂商，可充分利用现有测试资源针对其安全类设备，例如：工业级防火墙、网闸或光闸等设备进行OPC UA性能测试，利用信而泰DarPeng2000E测试平台使测试变得更简单。