CN104410581A - Afdx网络的配置信息设计及信息提取 - Google Patents

Abstract

本发明涉及AFDX通信网络配置信息设计、校验、提取和加载的实现方法。本发明根据AFDX通信网络延迟可控和配置确定性的要求，在对影响网络性能的参数进行充分分析的前提下，提出AFDX通信网络配置信息配置项的设计，并根据导入的ICD消息和网络拓扑结构自动生成网络配置文件，对已完成的配置信息进行校验，对校验正确后的AFDX网络配置信息进行分项提取并组织成为最终可加载的配置表文件，使用网口或者串口对交换机进行配置文件的加载。该方法从很大程度上降低了人为出错的几率。

Description

AFDX网络的配置信息设计及信息提取

技术领域

本发明属于计算机软件技术，涉及AFDX通信网络配置信息设计、校验、提取和加载的实现方法。

背景技术

在民用以太网基础上发展起来的航空电子全双工交换式以太网(AFDX)，是一种以交换机为中心的星型结构网络，网络中包括交换机和节点机两大部分，它通过100Mb/s全双工链接端系统与交换机。

AFDX端系统完成网络数据的规则发送和接收，交换机提供节点机之间的数据交换、调度和监控功能。AFDX网络采用带宽分配策略实现通信延时确定性网络，采用余度管理策略实现高可靠性网络，能够满足机载环境通信要求。

AFDX网络中，为了保证网络通信的可靠性、低延迟和延时可确定性，需要规定交换机和节点机的配置信息，就要求网络规划者对该网络中使用的交换机和节点机进行确定性配置和加载。根据网络需要设计配置信息并对配置信息进行提取和加载就成为AFDX网络实现的先决条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AFDX网络配置工具，为AFDX网络提供网络配置所必须的操作。

本发明的技术解决方案如下：

在AFDX网络基础上，根据ICD和航电构型，按照流量均衡的原则，自动将各个分区之间的消息通信优化生成为基于虚链路的通信配置，提高AFDX网络中的ICMP、SNMP、ARINC 615A和RTC服务信息的自动化配置程度。

对已完成服务配置信息和网络通信配置的AFDX网络配置文件进行配置信息检查，对通过配置信息检查的文件进行配置信息提取并最终完成配置信息加载，使得AFDX网络中的交换机和端系统按照网络规划者意图工作。AFDX网络配置工具工作原理如图1所示。

本发明具有的优点是：

灵活性好：AFDX网络配置工具采用网络基本通信配置、网络服务配置和交换机监控配置分离的AFDX网络配置信息模式，使得AFDX网络配置工具具有多份输出文件(如图2所示)，使得网络基本通信配置、网络服务配置信息和交换机监控配置信息得到分离，具备较好的使用灵活性；

准确性好：分离用户界面与网络配置数据，减少人为出错、增加网络配置过程的自动化水平，网络配置错误提示和校验功能从参数输入和配置文件有效性方面进行验证，大幅度提高AFDX网络配置参数的规范性和准确性；

自动化程度高：在输入AFDX网络的实际拓扑结构编辑航电构型图和系统的ICD文件后，配置工具按照流量均衡的原则，自动将各个分区之间的通信消息优化生成为基于虚链路的通信配置，该配置完全复合ARINC664协议对于AFDX网络配置参数的约束。

附图说明

图1是AFDX网络配置工具工作原理图；

图2是AFDX网络配置工具输出文件框图。

具体实施方式

AFDX网络配置工具工作原理图如图1所示，其实现分为配置信息参数定义、配置信息输入、配置自动优化生成、配置文件校验、配置文件提取和配置文件加载等几部分组成。具体实现方式如下：

(1)配置信息参数定义

根据AFDX网络特性，定义了网络配置文件，包含交换机配置文件、端系统配置文件、交换机监控配置信息以及网络服务配置信息。交换机配置文件定义了航电网络中所有交换机的端口、VL配置以及内嵌端系统的配置。端系统配置文件定义端系统配置、端系统分区配置、UDP端口配置以及VL的配置。交换机监控配置信息定义了交换机监控方式。服务配置信息定义了ICMP、SNMP、ARINC 615A和RTC的配置信息。

(2)配置信息输入

配置信息输入包括输入系统ICD文件、编辑航电构型图和服务配置信息编辑。其中系统ICD文件基于XML语言，定义了AFDX网络通信系统中各个分区之间的消息通信，包括源分区、目的分区、消息类型、消息大小等，配置工具支持ICD文件的导入和编辑。

配置工具支持航电构型图的编辑，用户按照系统中AFDX网络的实际拓扑结构，来编辑航电构型图。航电构型图以AFDX交换机和端系统为单元，用户能够在编辑界面上定义各个交换机的名称、PIN、端口速率，选择端系统驻留分区的名称、定义各个端系统的名称、域ID、边ID、位置ID、端口速率，并定义各个交换机和端系统的连接关系。

服务配置包括ICMP、SNMP、ARINC 615A和RTC配置。这些配置跟ICD无关，不能自动生成，需要用户进行配置。AFDX网络配置工具支持对这些服务配置的编辑功能，定义了通信的源、目的、虚链路和通信端口等配置信息。在保证服务配置信息正确有效的前提下，工具为了尽量减少用户的手动输入工作，在创建服务配置信息时需要用户输入少数参数，多数采用默认配置，以期达到更好的配置简化功能。

(3)配置自动优化生成

AFDX网络配置工具按照AFDX网络的实际拓扑结构编辑航电构型图和系统的ICD文件，按照流量均衡的原则，自动将各个分区之间的通信消息优化生成为ES下基于通信端口和虚链路的通信配置。该自动生成的AFDX网络配置信息完全复合ARINC664对于网络配置参数的约束，并能够正确执行网络通信任务；

(4)配置文件校验

根据ARINC664规范对网络配置参数进行校验，用户输入的参数若有违ARINC664规定之处，则配置工具将进行错误提示并显示正确范围，用户将该参数修改正确方可继续配置下一个参数。

此外，在AFDX网络配置表完成后，配置工具可针对交换机和节点机的虚拟链路配置，进行物理链路带宽和虚拟链路数目符合性校验，交换机和端系统的物理链路带宽不超过端口速率设置(10Mbps或者100Mbps)，交换机每个物理端口的VL最大支持256条，端系统最大支持发送128条VL和接收128条VL。若校验未通过则配置工具显示具体的未通过项目，方便使用者对配置文件进行相应修改。

(5)配置文件提取

以最简便的方式对交换机和节点机的配置信息格式进行约定，将配置完毕的网络配置信息按照约定格式提取成为所需要的.dat文件，以期交换机和节点机使用ARINC615A协议进行加载时使用。也可提取成为.h文件，用于节点机的单机调试。此外配置文件提取支持.doc文件格式，方便用户对交换机和端系统配置信息进行查看。

(6)配置文件加载

配置工具支持通过网口或者串口方式将交换机的配置信息以约定好的格式发送至交换机，AFDX网络配置工具根据交换机接收和配置的情况进行配置错误或者配置正确的提示。

若显示配置错误，则用户可以根据网络配置工具显示信息进行错误查看和纠正。若显示配置正确，则交换机按照配置文件所述执行相应的过滤管制功能。

配置工具支持网口进行交换机监控配置信息加载，该配置正确配置后，交换机将按照配置表所述方式将需要被监控的网络流量转发至交换机监控端口，供用户进行数据捕获。

以下结合附图对本发明进行详述

AFDX网络配置信息设计及提取，对AFDX通信网络中端系统和交换机进行配置和加载使得二者按照网络规划者的行为约束进行工作。AFDX网络配置信息设计及提取包括：1]AFDX网络配置信息设计，以规定网络中交换机和节点机的行为模式和具体性能参数；2]根据系统ICD消息和网络拓扑结构自动生成网络配置文件；3]支持AFDX网络中服务信息的配置；4]支持交换机监控信息的配置；5]AFDX网络配置信息检查；6]AFDX网络配置信息提取；7]AFDX网络配置信息加载。

设计AFDX网络中配置表信息、ES配置信息和交换机配置信息：配置表信息包括：配置文件版本号、版本日期和交换机PartNumber；ES配置信息包括ES属性、分区配置、发送端口属性、接收端口属性、发送VL属性和接收VL属性：ES属性包括ES名称、LocationID、DomainID、SideID和端口速率；分区列表包括分区名称、分区ID和分区IP地址；ES发送端口属性包括目的UDP号、端口模式、最大消息长度、源UDP号、子VL号、目的IP、该发送端口所用的VL号、端口ID、源IP、最多消息数目、刷新率、是否分片；ES接收端口属性，所述ES接收端口属性与ES发送端口属性相同；ES发送VL配置包括：子VL数目、余度管理使能、优先级、BAG、最小帧长、VL号、最大偏移、网络选择器、最大抖动、VL名称、最大帧长、完整性校验使能、VL的目的ES名称列表、该VL传输消息的ICD ID列表和源ES名称；ES接收VL配置，所述ES接收VL配置参数与ES发送VL属性相同；交换机配置包括：交换机属性、交换机物理端口配置、端口上VL配置和交换机内置ES配置：交换机属性包括交换机名称和交换机PIN值；交换机物理端口配置包括端口号、端口连接的ES名称、低优先级队列缓冲区大小、高优先级队列缓冲区大小、最大延迟、端口状态和端口速率；端口上的VL配置包括VL名称、VL号、BAG、最大帧长、VL的输入端口号、最大抖动、最小帧长、优先级、VL的输出端口号列表、信用量和信用量分组号；交换机内ES配置信息有：交换机内ES属性、发送端口属性、接收端口属性、发送VL和接收VL配置。交换机内置ES属性包括：交换机内ES名称和IP，以及发送端口属性(与ES发送端口属性相同)、接收端口属性(与ES发送端口属性相同)、发送VL属性(与ES发送端口属性相同)、接收VL配置(与ES发送端口属性相同)。

AFDX网络配置工具按照AFDX网络的实际拓扑结构编辑航电构型图和系统的ICD文件，按照流量均衡的原则，自动将各个分区之间的通信消息优化生成为基于虚链路的通信配置；

对AFDX网络中的ICMP、SNMP、ARINC 615A和RTC服务信息进行配置。AFDX网络配置工具根据这些信息的特点，对配置信息进行默认配置，简化用户填写的配置信息量。

服务配置信息如下所述：RTC配置信息包括：RTC属性和VL属性。其中RTC属性包括RTC授时周期、RTC初始时间高32位、RTC初始时间低32位、信用量和RTC输入端口号；RTC VL属性与ES发送VL属性相同：ICMP配置信息包括：ICMP属性、ICMP管理端属性和ICMP被管理端属性：ICMP属性包括ICMP管理端ES名称、ICMP中VLID的起始值；ICMP管理端配置包括管理端属性、管理端的发送和接收VL属性(与ES的发送和接收VL属性相同)。管理端属性包括管理端IP地址，即管理端分区1的IP地址、ICMP回显请求信息使用的子VLID、Ping间隔(ms)；ICMP被管理端配置包括被管理端属性、被管理端的发送和接收VL属性(与ES的发送和接收VL属性相同)。被管理端属性包括被管理端IP地址、ICMP回显应答信息使用的子VLID、ICMP被管理端的ES名称。

SNMP配置信息包括：SNMP属性、SNMP管理端属性和SNMP代理端属性：SNMP属性包括SNMP管理端ES名称和SNMP中VL和通信端口号起始值；SNMP管理端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)；SNMP代理端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)。发送和接收通信端口增加一项信息：端口名称，用于标明本端口的用途。

SNMP下的VL信息(VLName)将分为3类，具体关系是：

名称为SNMP_INFORM_RQT和SNMP_INFORM_ACK的通信端口使用同一个VL，VL名称为SNMP_INFORM；名称为SNMP_ASK的通信端口VL名称为SNMP_ASK；名称为SNMP_RESPONSE和SNMP_TRAP的通信端口使用同一个VL，VL名称为SNMP_Answer；

615A配置信息包括：615A属性、615A加载器端属性和615A目标机端属性。615A属性包括615A加载器ES名称和615A配置中VL和通信端口号起始值；615A加载器端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)；615A目标机端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)。发送和接收通信端口增加一项信息：端口名称，用于标明本端口的用途。加载器加载一个目标机使用1个发送VL，1个接收VL，4个发送端口和5个接收端口。

加载器端的发送端口配置信息：Work发送端口：WORK_SEND；Work_client发送端口：WORK_CLIENT_SEND；状态发送端口：STATUS_SEND；FIND发送端口：FIND_SEND，UDP端口号为1001；加载器端的接收端口配置信息：

命令接收端口：CMD_RCV，UDP端口号为59；Work接收端口：WORK_RCV；Work_client接收端口：WORK_CLIENT_RCV；状态接收端口：STATUS_RCV；FIND接收端口：FIND_RCV，UDP端口号为1001；加载器端发送VL配置信息：发送VL：加载器端向同一个目标机进行数据发送的4个端口使用一个VL，VL名称为DL615_SEND；加载器端接收VL配置信息：接收VL：加载器端向同一个目标机进行数据接收的5个端口使用一个VL，VL名称为DL615_RCV；

支持对AFDX网络中的交换机进行监控信息的配置，其中包括基于端口和基于VL的配置信息。交换机按照监控配置信息进行基于端口或者基于VL的信息捕获。交换机监控配置信息包括：

监控类型(VL或者端口监控)；监控端口列表：将需要监控的端口列表写入，最多支持24个端口的监控。监控的端口范围从1～24，用户可以选择任意多个端口进行监控；监控VL列表：将需要监控的VL列表写入，24端口交换机监控的VL数目最大为6144条，用户可以选择任意多个VL进行监控。

根据ARINC664规范对网络配置参数进行校验，若有错误配置工具将进行错误提示；配置工具针对交换机和节点机的虚拟链路配置，进行物理链路带宽和虚拟链路数目符合性校验，若校验未通过则配置工具显示未通过项目，方便使用者对配置文件进行相应修改；

以最简便的方式对交换机和节点机的配置信息格式进行约定，将配置完毕的网络配置信息按照约定格式提取成为所需要的.dat文件，以期交换机和节点机使用ARINC615A协议进行加载时使用；或者提取成为.h文件，用于节点机的单机调试；通过网络或者串口方式将交换机的配置信息以约定好的格式发送至交换机，AFDX网络配置工具根据交换机接收和配置的情况进行配置错误或者配置正确的提示。若配置正确则交换机按照配置文件所述执行相应的过滤管制功能。

Claims (8)

1.一种AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：对AFDX通信网络中端系统和交换机进行配置和加载使得二者按照网络规划者的行为约束进行工作，AFDX网络配置信息设计及提取包括：

1]AFDX网络配置信息设计，以规定网络中交换机和节点机的行为模式和具体性能参数；

2]根据系统ICD消息和网络拓扑结构自动生成网络配置文件；

3]支持AFDX网络中服务信息的配置；

4]支持交换机监控信息的配置；

5]AFDX网络配置信息检查；

6]AFDX网络配置信息提取；

7]AFDX网络配置信息加载。

2.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：设计AFDX网络中配置表信息、ES配置信息和交换机配置信息：

配置表信息包括：配置文件版本号、版本日期和交换机PartNumber；

ES配置信息包括ES属性、分区配置、发送端口属性、接收端口属性、发送VL属性和接收VL属性：ES属性包括ES名称、LocationID、DomainID、SideID和端口速率；分区列表包括分区名称、分区ID和分区IP地址；

ES发送端口属性包括目的UDP号、端口模式、最大消息长度、源UDP号、子VL号、目的IP、该发送端口所用的VL号、端口ID、源IP、最多消息数目、刷新率、是否分片；

ES接收端口属性，所述ES接收端口属性与ES发送端口属性相同；

ES发送VL配置包括：子VL数目、余度管理使能、优先级、BAG、最小帧长、VL号、最大偏移、网络选择器、最大抖动、VL名称、最大帧长、完整性校验使能、VL的目的ES名称列表、该VL传输消息的ICD ID列表和源ES名称；

ES接收VL配置，所述ES接收VL配置参数与ES发送VL属性相同；

交换机配置包括：交换机属性、交换机物理端口配置、端口上VL配置和交换机内置ES配置：

交换机属性包括交换机名称和交换机PIN值；

交换机物理端口配置包括端口号、端口连接的ES名称、低优先级队列缓冲区大小、高优先级队列缓冲区大小、最大延迟、端口状态和端口速率；

端口上的VL配置包括VL名称、VL号、BAG、最大帧长、VL的输入端口号、最大抖动、最小帧长、优先级、VL的输出端口号列表、信用量和信用量分组号；

交换机内ES配置信息有：交换机内ES属性、发送端口属性、接收端口属性、发送VL和接收VL配置。交换机内置ES属性包括：交换机内ES名称和IP，以及发送端口属性、接收端口属性、发送VL属性、接收VL配置。

3.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：AFDX网络配置工具按照AFDX网络的实际拓扑结构编辑航电构型图和系统的ICD文件，按照流量均衡的原则，自动将各个分区之间的通信消息优化生成为基于虚链路的通信配置。

4.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：对AFDX网络中的ICMP、SNMP、ARINC 615A和RTC服务信息进行配置；AFDX网络配置工具根据这些信息的特点，对配置信息进行默认配置，简化用户填写的配置信息量；服务配置信息如下所述：

所述RTC配置信息包括RTC属性和VL属性；所述RTC属性包括RTC授时周期、RTC初始时间高32位、RTC初始时间低32位、信用量和RTC输入端口号；所述RTC VL属性与ES发送VL属性相同；

所述ICMP配置信息包括：ICMP属性、ICMP管理端属性和ICMP被管理端属性；所述ICMP属性包括ICMP管理端ES名称、ICMP中VLID的起始值；

所述ICMP管理端配置包括管理端属性、管理端的发送和接收VL属性；管理端属性包括管理端IP地址，即管理端分区1的IP地址、ICMP回显请求信息使用的子VLID、Ping间隔；

所述ICMP被管理端配置包括被管理端属性、被管理端的发送和接收VL属性；被管理端属性包括被管理端IP地址、ICMP回显应答信息使用的子VLID、ICMP被管理端的ES名称；

所述SNMP配置信息包括SNMP属性、SNMP管理端属性和SNMP代理端属性：所述SNMP属性包括SNMP管理端ES名称和SNMP中VL和通信端口号起始值；所述SNMP管理端配置信息包括接收和发送通信端口配置信息，接收和发送虚拟链路配置信息；

所述SNMP代理端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息，接收和发送虚拟链路配置信息；发送和接收通信端口增加端口名称；

所述SNMP下的VL信息分为3类，具体关系是：名称为SNMP_INFORM_RQT和SNMP_INFORM_ACK的通信端口使用同一个VL，VL名称为SNMP_INFORM；名称为SNMP_ASK的通信端口VL名称为SNMP_ASK；名称为SNMP_RESPONSE和SNMP_TRAP的通信端口使用同一个VL，VL名称为SNMP_Answer；

615A配置信息包括：615A属性、615A加载器端属性和615A目标机端属性。615A属性包括615A加载器ES名称和615A配置中VL和通信端口号起始值；615A加载器端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)；615A目标机端配置信息包括：接收和发送通信端口配置信息(与ES接收和发送通信端口配置信息一致)，接收和发送虚拟链路配置信息(与ES接收和发送虚拟链路配置信息一致)。发送和接收通信端口增加一项信息：端口名称，用于标明本端口的用途。加载器加载一个目标机使用1个发送VL，1个接收VL，4个发送端口和5个接收端口；加载器端的发送端口配置信息：Work发送端口；Work_client发送端口；状态发送端口；FIND发送端口；

加载器端的接收端口配置信息：命令接收端口：CMD_RCV，UDP端口号为59；Work接收端口：WORK_RCV；Work_client接收端口：WORK_CLIENT_RCV；状态接收端口：STATUS_RCV；FIND接收端口：FIND_RCV，UDP端口号为1001；

加载器端发送VL配置信息：发送VL：加载器端向同一个目标机进行数据发送的4个端口使用一个VL，VL名称为DL615_SEND；

加载器端接收VL配置信息：接收VL：加载器端向同一个目标机进行数

据接收的5个端口使用一个VL，VL名称为DL615_RCV。

5.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：支持对AFDX网络中的交换机进行监控信息的配置，其中包括基于端口和基于VL的配置信息，交换机按照监控配置信息进行基于端口或者基于VL的信息捕获，交换机监控配置信息包括：监控类型，所述监控类型为VL或者端口监控；监控端口列表：将需要监控的端口列表写入，最多支持24个端口的监控；监控的端口范围从1～24，用户可以选择任意多个端口进行监控；监控VL列表：将需要监控的VL列表写入，24端口交换机监控的VL数目最大为6144条，用户可以选择任意多个VL进行监控。

6.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：根据ARINC664规范对网络配置参数进行校验，若有错误配置工具将进行错误提示；配置工具针对交换机和节点机的虚拟链路配置，进行物理链路带宽和虚拟链路数目符合性校验，若校验未通过则配置工具显示未通过项目，方便使用者对配置文件进行相应修改。

7.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：以最简便的方式对交换机和节点机的配置信息格式进行约定，将配置完毕的网络配置信息按照约定格式提取成为所需要的.dat文件，以期交换机和节点机使用ARINC615A协议进行加载时使用；或者提取成为.h文件，用于节点机的单机调试。

8.根据权利要求1所述的AFDX网络的配置信息设计及信息提取，其特征在于：通过网络或者串口方式将交换机的配置信息以约定好的格式发送至交换机，AFDX网络配置工具根据交换机接收和配置的情况进行配置错误或者配置正确的提示；若配置正确则交换机按照配置文件所述执行相应的过滤管制功能。