CN100505708C

CN100505708C - 航空网关集群系统

Info

Publication number: CN100505708C
Application number: CNB031561675A
Authority: CN
Inventors: 张军; 朱衍波; 张学军; 罗喜伶; 张涛; 顾明; 苑喆; 谢华; 谭锡荆; 马玉文
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: CN1592279A

Abstract

本发明公开了一种航空网关集群系统，包括：宿主网关和多个边缘网关；宿主网关直接与地空数据网相连，每一个边缘网关连接到宿主网关，宿主网关对接收的地空数据网和边缘网关的报文进行实时处理，路由和分发；每一个边缘网关都连接一个航空专用电信网。本发明通过在各个航空网建立的一个边缘网关与宿主网关通信，实现了各个航空专用网之间，各个航空专用网通过地空数据网与飞机之间的方便通信，极大的节省了资金、管理、人员，给航空管理以极大的便利，避免了各种安全的隐患，并且维护方便实现了向ATN的平稳、无缝过渡，节约了成本；同时，本发明兼顾了军民互见，成为开放、发展的空地一体，地面横向和地空纵向的双向航空通信系统。

Description

航空网关集群系统

技术领域

本发明涉及一种应用于航空通信领域的网关集群系统，尤其是一种应用于我国不同航空电信网之间和航空电信网与飞机之间通信的网关集群系统。属于航空通信领域。

背景技术

目前我国航空电信网是处于多网并存的阶段，主要有：VHF地空通信网、平面电报网(AFTN)、各航空公司内部自己的计算机网等。随着我国的国际交流明显增加，国际航班数量增加，还有相当数量的专机和包机，在这种情况，我国又先后引入ARINC网、SITA网国际航空电信公司接口，实现信息的全球共享。

VHF地空通信网也称地空数据网，用来及时向空管部门、航空公司、民航行政管理部门提供飞机的动态信息，保证飞行安全和有效的航空运营管理的需要。目前，中国民航建成了以总局空管局为网管和数据处理中心，以北京、广州、上海、成都、西安、沈阳为数据通信分节点，覆盖国际航路、国内干线航路的VHF地空数据通信网络，基本实现了全国主要航路的通信覆盖，为飞机提供地空超高频数据通信，满足航空公司及空中交通管理的各项应用需求。

AFTN平面电报网是由各有关的航空规定电路组成的全球性系统。它作为航空电信业务的一部分，为具有相同或相兼容的通信特性规定各电台之间提供电报或者数字数据的交换。我国民航目前建成的电报网符合国际民航对AFTN电路、通信中心的技术要求，并且与国际AFTN相连接，也属于全球AFTN网络的一部分。

航空公司综合信息网络涉及运行管理、计划、财务、货运、结算、客运、地面服务、机组管理等业务。其中运行管理系统是航空公司信息系统建设的核心部分，它是围绕飞行运行的计算机综合管理信息系统。综合信息管理系统由中心数据库及其管理维护系统组成。按照数据的更新频度和业务情况，中心数据库的数据可以分为运行信息数据和基本信息数据两大类。其中运行数据包括电报、航班计划、飞行动态、航行通告、乘客、机组情况以及各种动态统计数据；基本信息数据则包括飞机数据、机场数据、航线数据、导航台数据、油料、机组、飞行高度、飞机呼号数据、飞机机型、机场代码数据、发报收电地址库等。运行信息数据和基本信息数据等信息需要通过AFTN网关，VHF地空数据通信网关和SITA网关获得。

我国空域管理的现状是国土防空为主，在这种机制下，空管职能主要由军方负责，而由于体制等现状，军方空管网络和手段都落后于民航，在这基础上，需要解决军民飞机相互看得见的问题，需要做到军民航互联。

另外，ATN是国际民航组织(ICAO)提出的面向新一代航行系统应用的专用通信网络平台，已引起ICAO各成员国高度重视。中国作为国际民航组织的成员国，实施新航行系统势在必行，并已经有计划地开展了一系列的研究与建设，以实现向新航行系统过渡，逐步与国际接轨。

由于各个航空电信网的数据协议均不相同，应用层的传输协议也不相同，现有技术中各个航空电信网之间为了实现信息共享，采用单独各自通信的手段。比如某航空公司为了与地空数据网通信，必须建立一个网关，用来将地空数据网格式的报文翻译成航空公司的格式，并且建立一条专线与地空数据网的网关相连；而与AFTN网、SITA网、空军专用网和其他航空公司内部网通信，必须也采用相同的办法；各个航空网之间实现通信，每个航空电信网或航空公司也需采用同样的办法。

现有的航空网间通信系统存在以下缺点：

1、各个航空电信网针对不同的其他航空电信网，为了实现通信，必须建立单独的网关和专线以及备用网关及专线，造成了资金、管理、人员的极大浪费。

2、各个航空电信网自行通信，这给航空管理造成了极大的不便，并且航空总调度也没有全部的信息，是一种安全的隐患。

3、各个航空电信网自行维护网关及专线，由于不同的网关可能在国内的不同地区，因此维护非常不便。

4、我国向新航行系统的过渡势在必行，每个航空电信网都进行单独过渡，成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种航空网关集群系统，通过各个航空网建立的一个边缘网关与宿主网关通信，实现了各个航空网间方便通信，同时兼顾了军民互见，共同发展和向ATN过渡的特殊情况，成为开放、发展的空地一体，横纵双向的航空通信系统。

本发明的航空网关集群系统，包括：宿主网关、多个边缘网关及网络管理模块；

所述的宿主网关直接与地空数据网相连，每一个边缘网关连接到宿主网关，宿主网关对接收的地空数据网和边缘网关的报文进行实时处理，路由和分发；

所述的每一个边缘网关都连接一个航空专用电信网，将航空专用电信网的数据报文翻译成宿主网关可识别的网关内部报文，发送给宿主网关，或将宿主网关的网关内部报文翻译成航空专用电信网的数据报文，发送给航空专用电信网；

网络管理模块包括信息收集模块、报文处理模块和网管服务器；信息收集模块安装在宿主网关中，收集网络信息，报文处理模块分别安装在宿主网关和边缘网关中，处理网管报文，使宿主网关和边缘网关完成所需的调整；网管服务器与宿主网关相连，发送网管报文，实现对整个通信系统的管理。

如上所述的航空网关集群系统，所述的边缘网关，至少包括：AFTN网边缘网关、各航空公司内部网边缘网关、ARINC网边缘网关、SITA网边缘网关、空军专用网边缘网关和ATN网边缘网关。

如上所述的航空网关集群系统，上述信息收集模块在内部通信接口模块中，设置在接入输出处理模块与通信处理模块/边缘通信处理模块之间，与链路维护模块相连。在边缘内部通信接口模块、航空专用网通信接口模块和地空数据接口模块中，工作方式相同。

报文处理模块设置在通信处理模块中，输入报文管理模块与输出报文管理模块之间，将报文分类模块输出的网管报文处理后，送入输出报文管理模块的输出报文缓存模块中。边缘通信处理模块，工作方式相同。

如上所述的航空网关集群系统，还包括CNS/ATM工作站，CNS/ATM工作站包括CNS/ATM工作站网关与宿主网关相连，CNS/ATM工作站网关的设计类似于边缘网关；CNS/ATM工作站运行GEOMAP、CPDLC、AFN三个主要应用，并可通过CNS/ATM工作站网关与飞机进行数据交换。

本发明通过在各个航空网建立的一个边缘网关与宿主网关通信，实现了各个航空专用网之间，各个航空专用网通过地空数据网与飞机之间的方便通信，由于只须建立单独的网关和专线以及一套备用网关及专线，极大的节省了资金、管理、人员；各个航空专用电信网均与宿主网关通信，全部的信息集中在宿主网关，这给航空管理以极大的便利，避免了各种安全的隐患；各个航空专用电信网的边缘网关及宿主网关可以集中维护，避免了不同的网关可能在国内的不同地区，因此维护非常方便；建立面向新的航行系统ATN的边缘网关，实现了向ATN的平稳、无缝过渡，节约了成本。同时，本发明兼顾了军民互见，成为开放、发展的空地一体，地面横向和地空纵向的双向航空通信系统。

附图说明

图1本发明实施例的整体结构示意图；

图2本发明实施例的宿主网关主要模块示意图；

图3本发明实施例的宿主网关内部通信接口模块结构示意图；

图4本发明实施例的宿主网关地空数据接口模块结构示意图；

图5本发明实施例的宿主网关通信处理模块结构示意图；

图6本发明实施例的边缘网关主要模块示意图；

图7本发明实施例的边缘网关专用网通信接口模块结构示意图；

图8本发明实施例的边缘网关边缘内部通信接口模块结构示意图；

图9本发明实施例的边缘网关边缘通信处理模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例，对本发明的技术方案作详细的说明。

如图1所示，是本发明的航空网关集群系统，所谓的网关集群是许多功能不同的网关连接在一起构成的一个网关网，这个网关网通过网关集群内部协议及网关集群网管功能使得每个功能不同的网关协调一致，共同完成一定的功能。

本实施例的航空网关集群系统，包括：宿主网关和多个边缘网关；

所述的宿主网关直接与地空数据网相连，每一个边缘网关连接到宿主网关，宿主网关对接收的地空数据网和边缘网关的报文进行实时处理，路由和分发；航空电信的数据量并不像邮电网的流量那么大，航空电信大多数是格式固定的报文，所以选择主从模式并不会降低处理的速度。同时，主从模式带来很多管理的好处。

所述的每一个边缘网关都连接一个航空专用电信网，将航空专用电信网的数据报文翻译成宿主网关可识别的网关内部报文，发送给宿主网关，或将宿主网关的网关内部报文翻译成航空专用电信网的数据报文，发送给航空专用电信网。

地空数据网其实也包含一个边缘网关，只是这个边缘网关的功能被集成到了宿主网关上。这样做的原因是飞机是航空通信的最主要的对象，这种方式实现了宿主网关与地空数据网的无缝连接。

本实施例的航空网关集群系统，如图1所示，所述的边缘网关，至少包括：AFTN网边缘网关、各航空公司内部网边缘网关、ARINC网边缘网关、SITA网边缘网关、空军专用网边缘网关和ATN网边缘网关。

如图2所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的宿主网关包括内部通信接口模块、通信处理模块和地空数据接口模块；内部通信接口模块和地空数据接口模块分别与通信处理模块通信。

内部通信接口模块创建并维持与边缘网关的连接，记录边缘网关的状态信息和将边缘网关的数据报文传输到通信处理模块，将通信处理模块的数据报文传输到边缘网关；

地空数据接口模块创建并维持与地空数据网连接，记录飞机状态信息和将地空数据报文输到通信处理模块，将通信处理模块的数据报文传输到地空数据网；

通信处理模块将收到的边缘网关或地空数据网的报文进行协议转换、地址解析和路由处理后，再通过相应的接口模块将报文准确的发到地空数据网或边缘网关。

如图3所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的内部通信接口模块包括：边缘网关接入模块、链路维护模块、信息接入输出处理模块和边缘网关状态记录模块。

边缘网关接入模块分别与链路维护模块、信息接入输出处理模块和边缘网关状态记录模块相连；边缘网关接入模块和信息接入输出处理模块二者与边缘网关相连；链路维护模块和信息接入输出处理模块二者与通信处理模块相连。

边缘网关为了与宿主网关通信，首先，边缘网关向边缘网关接入模块发送请求登陆的信息，边缘网关接入模块查询边缘网关状态记录模块判断边缘网关是否已经登陆，若有，拒绝接入；若没有，更新边缘网关状态记录模块记录的边缘网关状态，然后信息接入输出处理模块创建数据传输线程，处理传入传出的数据报文；边缘网关接入模块通知链路维护模块，发送链路报文到通信处理模块。如果正常时间内，通信处理模块收到链路正常报文，通信处理模块处理链路报文，如果没有收到链路正常报文，关闭线程，发送错误信息。

如图4所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的地空数据接口模块，包括：接入地空数据模块、地空链路维护模块和地空信息接入输出处理模块。

接入地空数据模块分别与地空链路维护模块、地空信息接入输出处理模块和路由记录模块相连；接入地空数据模块和地空信息接入输出处理模块二者与地空数据网相连；地空链路维护模块和地空信息接入输出处理模块二者与通信处理模块相连。

地空数据网为了与宿主网关通信，首先与接入地空数据模块建立握手，握手成功后，地空信息接入输出处理模块创建数据传输线程，处理传入传出的数据报文；接入地空数据模块通知地空链路维护模块发送链路报文到通信处理模块。通信处理模块判断在正常时间内是否收到链路维持信息，如果握手失败或地空链路维护模块没有在正常时间内收到链路维持信息，则连接失败，关闭线程，产生相应的错误信息。

如图5所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的通信处理模块包括协议控制模块、路由模块、路由记录模块、链路报文处理模块和报文管理模块；

所述的报文管理模块包括：输入报文管理模块和输出报文管理模块；所有输入报文(既包括边缘网关的报文，也包括地空数据网的报文)先经过输入报文管理模块排队、分类。

报文输入模块与协议控制模块相连，数据报文(既包括边缘网关的数据报文，也包括地空数据网的数据报文)进入协议控制模块取出报头，将报文数据部分送入缓存；协议控制模块通过路由模块从与其相连的路由记录模块中获得数据报文目的地的地址信息，如果是发向地空数据网的数据报文，进行协议转换成地空数据网格式的报头；如果是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头，其他数据报文，不进行协议转换；然后进入输出报文管理单元与缓存中的报文数据部分组成数据报文，发送到指定的接口。

链路报文处理模块与输入报文模块和路由模块相连，处理链路报文(既包括边缘网关的链路报文，也包括地空数据网的链路报文)；如果链路报文需要更新路由记录单元的记录信息，链路报文处理模块通过路由模块读取边缘网关状态改变与其相连的路由记录单元的记录信息。

如图5所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的输入报文管理模块包括：报文输入缓存模块和报文分类模块。所有报文进入报文输入缓存模块存储，然后进入报文分类模块；报文分类模块将数据报文送入协议控制模块，将链路报文送入链路报文处理模块。

如图5所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的协议控制模块，包括：报文头处理模块，地址处理模块和协议转换模块。报文头处理模块加载相应的协议将输入的数据报文的报头取出，送入到地址处理模块，将数据报文的数据部分送入的缓存；地址处理模块也加载协议从报头中解析出数据报文目的地，送入到路由模块，从路由模块返回现在报文目的地现在的地址信息，然后将报头附加新的地址信息后送入协议转换模块；协议转换模块对报头格式进行判断，如果是发向地空数据网进行协议转换成地空数据网格式的报头；如果是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头，其他数据报文，不进行协议转换；将结果输出到输出报文管理模块。

如图5所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的路由模块，包括：动态路由表生成模块、路由处理模块和路由查表模块。动态路由表生成模块与输入报文管理模块和路由记录模块相连，获取链路信息，生成动态路由表，如果链路维护模块的报文需要更新路由记录模块的记录信息，动态路由表生成模块直接改变与其相连的路由记录模块的记录信息；路由处理模块与协议控制模块相连，获得数据报文的目的地信息，传给路由查表模块；路由查表模块查询与其相连的路由记录模块，获得目的地现在的地址信息，传递给路由处理模块，再由路由处理模块将地址信息传递到协议控制模块。

如图5所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的输出报文管理模块，包括：组报模块和报文输出缓存模块。组报模块将协议控制模块输出的报头和缓存中的报文数据部分重新组合成新的报文，送入到报文输出缓存模块，再由报文输出缓存模块发送到对应的边缘网关或地空数据网。

如图6所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘网关，包括：专用网通信接口模块、边缘通信处理模块和边缘内部通信接口模块。边缘内部通信接口模块和专用网通信接口模块分别与边缘通信处理模块通信。

边缘内部通信接口模块创建并维持与宿主网关的连接，和将宿主网关的数据报文传输到边缘通信处理模块，将边缘通信处理模块的数据报文传输到宿主网关；

专用网通信接口模块创建并维持与航空专用网连接，记录用户状态信息和将航空专用网报文输到边缘通信处理模块，将边缘通信处理模块的数据报文传输到航空专用网；

通信处理模块将收到的宿主网关或航空专用网的报文进行协议转换和地址映射，再通过接口模块将报文准确的发到宿主网关或相应的用户。

如图7所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的专用网通信接口模块，包括：专用网用户接入模块、专用网链路维护模块、专用网信息接入输出处理模块和用户表记录模块。

所述的专用网用户接入模块分别与专用网信息接入输出处理模块、专用网链路维护模块和用户表记录模块相连。专用网用户接入模块和专用网信息接入输出处理模块与航空专用网相连；专用网链路维护模块和专用网信息接入输出处理模块与边缘通信处理模块相连。

航空专用网为了与边缘网关通信，首先与专用网用户接入模块建立握手，握手成功后，用户登陆，登陆成功后专用网信息接入输出处理模块创建数据传输线程，处理传入传出的数据报文；专用网用户接入模块通知专用网链路维护模块发送链路报文到边缘通信处理模块。边缘通信处理模块判断在正常时间内是否收到链路维持信息，如果握手失败或专用网链路维护模块没有在正常时间内收到链路维持信息，则连接失败，关闭线程，产生相应的错误信息。

如图8所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘内部通信接口模块，包括：接入宿主网关模块、边缘链路维护模块和边缘信息接入输出处理模块。

所述的接入宿主网关模块分别与边缘信息接入输出处理模块和边缘链路维护模块相连。接入宿主网关模块和边缘信息接入输出处理模块二者与宿主网关相连；边缘链路维护模块和边缘信息接入输出处理模块二者与边缘通信处理模块相连。

首先与接入宿主网关模块建立握手，握手成功后，边缘信息接入输出处理模块创建数据传输线程，处理传入传出的数据报文；接入宿主网关模块通知边缘链路维护模块发送链路报文到边缘通信处理模块。边缘通信处理模块判断在正常时间内是否收到链路维持信息，如果握手失败或专用网链路维护模块没有在正常时间内收到链路维持信息，则连接失败，关闭线程，产生相应的错误信息。

如图9所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘通信处理模块包括边缘协议控制模块、地址映射处理模块、地址表记录模块和边缘报文管理模块；

所述的边缘报文管理模块包括：边缘输入报文管理模块和边缘输出报文管理模块；所有输入报文(既包括宿主网关的报文，也包括航空专用网的报文)都要先经过输入报文管理模块排队、分类。

如图9所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘输入报文管理模块包括：边缘报文输入缓存模块和边缘报文分类模块。所有报文进入边缘报文输入缓存模块存储，然后进入边缘报文分类模块，对报文进行辨别；如果是链路报文，则不进行后续的分发处理，用于链路状态的监控后直接抛弃。边缘报文分类模块将数据报文送入边缘协议控制模块。

边缘输入报文管理模块与边缘协议控制模块相连，数据报文(既包括宿主网关的数据报文，也包括航空专用网的数据报文)进入边缘协议控制模块取出报头，将报文数据部分送入缓存；边缘协议控制模块通过地址映射处理模块从与其相连的地址表记录模块中获得数据报文目的地的地址信息，如果是发向航空专用网的数据报文，进行协议转换成航空专用网格式的报头；如果是从航空专用网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头；然后进入输出报文管理单元与缓存中的报文数据部分组成数据报文，发送到指定的接口。

如图9所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘协议控制模块，包括：边缘报文头处理模块。报文头处理模块将输入的数据报文的报头取出，将数据报文的数据部分送入的缓存；然后从报头中解析出数据报文目的地，送入到地址映射处理模块，从与地址映射处理模块相连的地址表记录模块返回现在报文目的地的地址信息，然后将报头附加新的地址信息后进行协议转换，对报头格式进行判断，如果是发向航空专用网的数据报文，进行协议转换成航空专业网格式的报头；如果是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头；将结果输出到边缘输出报文管理模块。

如图9所示，本实施例的航空网关集群系统，所述的边缘输出报文管理模块，包括：边缘组报模块和边缘报文输出缓存模块。边缘组报模块将边缘协议控制模块输出的报头和缓存中的报文数据部分重新组合成新的报文，送入到边缘报文输出缓存模块，再由边缘报文输出缓存模块发送到对应的宿主网关或航空专用网。

本实施例的航空网关集群系统，还包括网络管理模块；网管模块包括信息收集模块和报文处理模块和网管服务器。

如图3所示，网络信息收集模块在内部通信接口模块中，设置在接入输出处理模块与通信处理模块，与链路维护模块相连。收集传入和传出的数据报文的信息和网络的信息。

在地空数据接口模块中，如图4所示，地空网络信息收集模块的工作方式相同。二者共同构成网管模块的信息收集模块。

如图5所示，网管报文处理模块设置在通信处理模块中，输入报文管理模块与输出报文管理模块之间，将报文分类模块输出的网管报文处理后，送入输出报文管理模块的输出报文缓存模块中。

通信处理模块中，如图9所示，网管代理模块的工作方式相同。宿主网关的网管报文处理模块和各边缘网关的边缘通信处理模块中网管代理模块共同构成网管模块的报文处理模块。

如图1所示，网管服务器与宿主网关相连，发送网管报文，实现对整个通信系统的管理。

如图1所示，本实施例的航空网关集群系统，还包括CNS/ATM工作站，CNS/ATM工作站包括CNS/ATM工作站网关与宿主网关相连，CNS/ATM工作站网关的设计类似于边缘网关；CNS/ATM工作站运行GEOMAP、CPDLC、AFN三个主要应用，并可通过CNS/ATM工作站网关与飞机进行数据交换。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种航空网关集群系统，其特征在于：包括宿主网关、多个边缘网关及网络管理模块；

所述的宿主网关直接与地空数据网相连，每一个边缘网关连接到宿主网关，宿主网关对所接收的地空数据网或边缘网关的报文进行实时处理，地址查询和分发；

2、根据权利要求1所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘网关，至少包括：AFTN网边缘网关、各航空公司内部网边缘网关、ARINC网边缘网关、SITA网边缘网关、空军专用网边缘网关和ATN网边缘网关中的一个或其组合。

3、根据权利要求2所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的宿主网关包括内部通信接口模块、通信处理模块和地空数据接口模块；内部通信接口模块和地空数据接口模块分别与通信处理模块通信；

4、根据权利要求3所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的内部通信接口模块包括：边缘网关接入模块、链路维护模块、信息接入输出处理模块和边缘网关状态记录模块；

5、根据权利要求3所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的地空数据接口模块，包括：接入地空数据模块、地空链路维护模块和地空信息接入输出处理模块；

6、根据权利要求3所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的通信处理模块包括协议控制模块、路由模块、路由记录模块、链路报文处理模块和报文管理模块；

所述的报文管理模块包括：输入报文管理模块和输出报文管理模块；所有输入报文先经过输入报文管理模块排队、分类，所述输入报文包括边缘网关的报文和地空数据网的报文；

报文输入模块与协议控制模块相连，数据报文进入协议控制模块取出报头，将报文数据部分送入缓存，所述数据报文包括边缘网关的数据报文和地空数据网的数据报文；协议控制模块通过路由模块从与其相连的路由记录模块中获得数据报文目的地的地址信息，如果是发向地空数据网的数据报文，进行协议转换成地空数据网格式的报头；如果是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头，其他数据报文，不进行协议转换；然后进入输出报文管理单元与缓存中的报文数据部分组成数据报文，发送到指定的接口；

链路报文处理模块在报文输入模块和路由模块之间，处理链路报文，所述链路报文包括边缘网关的链路报文和地空数据网的链路报文；如果链路维护模块的报文需要更新路由记录单元的记录信息，链路报文处理模块通过路由模块读取边缘网关状态改变与其相连的路由记录单元的记录信息。

7、根据权利要求6所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的输入报文管理模块包括：报文输入缓存模块和报文分类模块；所有报文进入报文输入缓存模块存储，然后进入报文分类模块；报文分类模块将数据报文送入协议控制模块，将链路报文送入路由模块。

8、根据权利要求6所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的协议控制模块，包括：报文头处理模块，地址处理模块和协议转换模块；报文头处理模块将输入的数据报文的报头取出，送入到地址处理模块，将数据报文的数据部分送入的缓存；地址处理模块从报头中解析出数据报文目的地，送入到路由模块，从路由模块返回现在报文目的地现在的地址信息，然后将报头附加新的地址信息后送入协议转换模块；协议转换模块对报头格式进行判断，是发向地空数据网的报文，进行协议转换成地空数据网格式的报头；是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头，其他数据报文，不进行协议转换；将结果输出到输出报文管理模块。

9、根据权利要求6所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的路由模块，包括：动态路由表生成模块、路由处理模块和路由查表模块；动态路由表生成模块与输入报文管理模块和路由记录模块相连，获取链路信息，生成动态路由表，如果链路维护模块的报文需要更新路由记录模块的记录信息，动态路由表生成模块直接改变与其相连的路由记录模块的记录信息；路由处理模块与协议控制模块相连，获得数据报文的目的地信息，传给路由查表模块；路由查表模块查询与其相连的路由记录模块，获得目的地现在的地址信息，传递给路由处理模块，再由路由处理模块将地址信息传递到协议控制模块。

10、根据权利要求6所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的输出报文管理模块，包括：组报模块和报文输出缓存模块；组报模块将协议控制模块输出的报头和缓存中的报文数据部分重新组合成新的报文，送入到报文输出缓存模块，再由报文输出缓存模块发送到对应的边缘网关或地空数据网。

11、根据权利要求1所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘网关，包括：专用网通信接口模块、边缘通信处理模块和边缘内部通信接口模块；边缘内部通信接口模块和专用网通信接口模块分别与边缘通信处理模块通信；

12、根据权利要求11所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的专用网通信接口模块，包括：专用网用户接入模块、专用网链路维护模块、专用网信息接入输出处理模块和用户表记录模块；

所述的专用网用户接入模块分别与专用网信息接入输出处理模块、专用网链路维护模块和用户表记录模块相连，专用网用户接入模块和专用网信息接入输出处理模块与航空专用网相连；专用网链路维护模块和专用网信息接入输出处理模块与边缘通信处理模块相连。

13、根据权利要求11所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘内部通信接口模块，包括：接入宿主网关模块、边缘链路维护模块和边缘信息接入输出处理模块；

所述的接入宿主网关模块分别与边缘信息接入输出处理模块和边缘链路维护模块相连；接入宿主网关模块和边缘信息接入输出处理模块二者与宿主网关相连；边缘链路维护模块和边缘信息接入输出处理模块二者与边缘通信处理模块相连。

14、根据权利要求11所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘通信处理模块包括边缘协议控制模块、地址映射处理模块、地址表记录模块和边缘报文管理模块；

所述的边缘报文管理模块包括：边缘输入报文管理模块和边缘输出报文管理模块；所有输入报文都要先经过输入报文管理模块排队、分类，所述输入报文包括宿主网关的报文和航空专用网的报文；对报文进行辨别；是链路报文，则不进行后续的分发处理，用于链路状态的监控后直接抛弃；是数据报文，送入边缘协议控制模块；

边缘输入报文模块与边缘协议控制模块相连，数据报文进入边缘协议控制模块取出报头，将报文数据部分送入缓存，所述数据报文包括宿主网关的数据报文和航空专用网的数据报文；边缘协议控制模块通过地址映射处理模块从与其相连的地址表记录模块中获得数据报文目的地的地址信息，如果是发向航空专用网的数据报文，进行协议转换成航空专用网格式的报头；如果是从航空专用网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头；然后进入输出报文管理单元与缓存中的报文数据部分组成数据报文，发送到指定的接口。

15、根据权利要求14所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘输入报文管理模块包括：边缘报文输入缓存模块和边缘报文分类模块；所有报文进入边缘报文输入缓存模块存储，然后进入边缘报文分类模块；报文分类模块将数据报文送入边缘协议控制模块，将链路报文用于链路状态的监控后直接抛弃。

16、根据权利要求14所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘协议控制模块，包括：边缘报文头处理模块；报文头处理模块将输入的数据报文的报头取出，将数据报文的数据部分送入的缓存；然后从报头中解析出数据报文目的地，送入到地址映射处理模块，从与地址映射处理模块相连的地址表记录模块返回现在报文目的地的地址信息，然后将报头附加新的地址信息后进行协议转换，对报头格式进行判断，是发向航空专用网的数据报文，进行协议转换成航空专业网格式的报头；是从地空数据网发回的数据报文，进行协议转换成网关内部报头；将结果输出到边缘输出报文管理模块。

17、根据权利要求14所述的航空网关集群系统，其特征在于：所述的边缘输出报文管理模块，包括：边缘组报模块和边缘报文输出缓存模块；边缘组报模块将边缘协议控制模块输出的报头和缓存中的报文数据部分重新组合成新的报文，送入到边缘报文输出缓存模块，再由边缘报文输出缓存模块发送到对应的宿主网关或航空专用网。

18、根据权利要求1所述的航空网关集群系统，其特征在于：还包括CNS/ATM工作站，CNS/ATM工作站包括CNS/ATM工作站网关与宿主网关相连，CNS/ATM工作站网关的设计类似于边缘网关；CNS/ATM工作站运行GEOMAP、CPDLC、AFN三个主要应用，并可通过CNS/ATM工作站网关与飞机进行数据交换。