CN105515835B

CN105515835B - 一种具有通信完整性检查功能的航空航天tte网络系统级网关

Info

Publication number: CN105515835B
Application number: CN201510847713.6A
Authority: CN
Inventors: 李峭; 贾梦媛; 陈瑶; 李继
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2018-10-02
Anticipated expiration: 2035-11-26
Also published as: CN105515835A

Abstract

本发明公开了一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，该航空航天TTE网络系统级网关由控制型队列单元、监视型队列单元、判断接收时间差单元、判断内容一致性单元和发送队列单元构成；判断接收时间差单元和判断内容一致性单元属于内部协议栈，所述内部协议栈与接收/发送并行执行的一个工作线程，用于判断控制型队列中是否有数据包需要通过内部协议栈。本发明网关能够实现系统级的时序故障隔离和内容故障隔离，在兼容设备级完整性检查的基础上，补充了设备级检查机制的不足，可以在高安全性要求且分层次的航空航天TTE网络互连中得到应用。

Description

一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关

技术领域

本发明涉及一种应用于航空航天设备的网关，更特别地说，是指一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关。是采用具备完整性检查功能的TTE网关来检测不同网络之间的通信时序故障和内容故障，从而达到系统级的故障隔离。

背景技术

在通信系统中，完整性(integrity)是系统在运行过程中发现故障并达到故障安全状态的能力，是可信性(dependability)的重要属性之一。

时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)是支持时间触发通信和速率约束通信的实时网络互连技术，它的协议标准考虑了通信和定时的完整性，已经被用于航空航天电子系统的综合化互连。

对于航空航天设备的通信的完整性，不仅通过协议芯片级的指令/监视组件，保证了交换机接口处的通信完整性，而且对于网络设备和网络系统也可以设置不同层次的完整性保证。协议芯片级的指令/监视组件与TTE网络的多冗余配置相结合，能够显著提高网络通信的可靠性。

采用TTE与航空航天设备的通信结合，即：同时具备监视和流量管制功能，不同安全关键性等级的网络区域之间可以通过具有完整性检查功能的网关实现连接，保护高安全性网络免受低安全性网络的故障影响。美国专利US 8,130,773 B2，公开了“HYBRIDTOPOLOGY ETHERNET ARCHITECTURE”，译文“一种TTE网关”，文中给出了一种具有专用拓扑结构的网络(图5C)——交织环形可用完整性网络(Braided Ring AvailabilityIntegrity Network，BRAIN)，将它作为将远程现场网络通过具有自检对(即COM/MON)的TTE网关接口与控制台相连的方案。该方案的独特之处在于网关的通信和监视模块分别具有独立的物理链路。COM(commander，译文为控制器)。MON(monitor，译文为监视器)。

为了实现航空航天网络的系统级故障隔离，本发明设计了一种具有双通道的内外结合自检的TTE网络系统级网关，使之适应于更通用的TTE网络拓扑结构。

发明内容

本发明的目的是设计了一种具有完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，该TTE网络系统级网关能够在充分利用设备级完整性检查功能的基础上，兼容两端网络的交换式传输，实现系统级的故障隔离。本发明采用交换机构建双冗余网络，实现通用拓扑下内外结合的完整性保障功能，即利用TTE交换机提供的设备级完整性保障功能，通过冗余的外部物理通信链路将交换机内部的芯片级监视流量镜像到外部物理链路网络端口，向TTE网络系统级网关输入成对的COM/MON数据包，再通过网关的内部协议栈实现一致性判决功能，网关将对接收到的成对数据包进行过滤外部的冗余链路提供数据包物理传输的完整性保障，网关内部的一致性判决提供数据包传输时间和内容的完整性保障。

本发明的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，网关中至少设有控制器COM、监视器MON，其特征在于：所述航空航天TTE网络系统级网关还包括有控制型队列单元(3A)、监视型队列单元(3B)、判断接收时间差单元(3C)、判断内容一致性单元(3D)和发送队列单元(3E)；

其中，控制型队列单元(3A)内嵌在控制器COM中；

其中，监视型队列单元(3B)内嵌在监视器MON中；

其中，判断接收时间差单元(3C)、判断内容一致性单元(3D)和发送队列单元(3E)设置在网关中；

所述判断接收时间差单元(3C)和判断内容一致性单元(3D)属于内部协议栈，所述内部协议栈与接收/发送并行执行的一个工作线程，用于判断控制型队列中是否有数据包需要通过内部协议栈；

控制型队列单元(3A)用于实时接收并缓存控制型数据包；

监视型队列单元(3B)用于实时接收并缓存监视型数据包；

判断接收时间差单元(3C)用于判断成对的控制型数据包和监视型数据包是否满足时间一致性，即二者的接收时间差是否在TTE网络系统级网关允许的范围内；

判断内容一致性单元(3D)用于判断成对的控制型数据包和监视型数据包是否满足内容一致性，即二者的包头、A/B网络节点和有效负载是否相同；

发送队列单元(3E)用于缓存并分配通过时间一致性和内容一致性检查的待转发数据包，所述发送队列单元(3E)定义了发送队列TXarray，队列元素为DATA；所述发送队列单元(3E)设有存储模块和发送模块两个模块；存储模块用于接收判断内容一致性单元(3D)输出的COMdata，并将所述的COMdata存入TXarray队尾。

本发明具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关的优点在于：

①本发明设计的TTE网络系统级网关充分考虑到时间触发以太网络的拓扑多样性，提供的通信完整性检查网关适用于通用的交换式网络拓扑结构，其特点在于通过内外结合的双重通信完整性保障，能够满足级联拓扑下高完整性通信的需求。

②本发明设计的TTE网络系统级网关考虑到时间触发以太网的通信时序故障，通过协议栈判决功能实现流量时序检查功能，在充分利用设备级完整性检查的基础上，完善了系统对时序故障包的隔离。

③本发明设计的TTE网络系统级网关考虑到时间触发以太网的通信内容故障，通过协议栈判决功能实现流量内容检查功能，补充了设备级完整性检查功能的不足之处。

附图说明

图1是双冗余网络结构的自检网关结构框图。

图2是本发明设计的具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关的内部结构图。

图3是本发明设计的航空航天TTE网络系统级网关拓扑结构示意图。

图4A是VL ID为1的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图4B是VL ID为2的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图4C是VL ID为3的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图4D是VL ID为4的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图4E是VL ID为5的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图4F是VL ID为6的未采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5A是VL ID为1的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5B是VL ID为2的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5C是VL ID为3的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5D是VL ID为4的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5E是VL ID为5的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

图5F是VL ID为6的采用本发明TTE网络系统级网关进行完整性检查的流量统计图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

参见图1所示的双冗余网络结构，图中，将两个交换机分别定义为A网络交换机10和B网络交换机20。经过A网络交换机10进行通信任务的节点称为A网络节点，所述A网络节点中包括有N个节点，即第一个节点记为1A、第二个节点记为1B、……、最后一个节点记为1N。经过B网络交换机20进行通信任务的节点称为B网络节点，所述B网络节点中包括有M个节点，即第一个节点记为2A、第二个节点记为2B、……、最后一个节点记为2M。一般情况下，网关中至少有控制器COM和监视器MON。

为了使航空航天设备的通信与TTE结合，本发明在常用网关中引入TTE机制，从而构建得到具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关。

参见图2所示，本发明设计的具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关由控制型队列单元3A、监视型队列单元3B、判断接收时间差单元3C、判断内容一致性单元3D和发送队列单元3E构成。其中，控制型队列单元3A内嵌在控制器COM中；监视型队列单元3B内嵌在监视器MON中；判断接收时间差单元3C、判断内容一致性单元3D和发送队列单元3E内嵌(采用编程语言软件实现)在网关中。所述判断接收时间差单元3C和判断内容一致性单元3D属于内部协议栈，所述内部协议栈与接收/发送并行执行的一个工作线程，用于判断控制型队列中是否有数据包需要通过内部协议栈。本发明设计的TTE网络系统级网关不但能够应用于具有高完整性通信要求的多层次TTE(Time-Triggered Ethernet，时间触发以太网)网络；也能应用于任何支持冗余配置的级联拓扑网络。设置有本发明的TTE网络系统级网关应用范围更广。

本发明设计的TTE网络系统级网关的独特之处在于网关的通信和监视模块分别具有独立的物理链路，具有“内外结合”的完整性检查结构，即：外部存在两条物理链路同时发送消息，内部存在缓冲区对消息进行完整性检查。

本发明将接收的数据包分别定义为控制型数据包和监视型数据包。控制型数据包是指节点网络和交换机网络处于同一网络的数据包。监视型数据包是指节点网络和交换机网络处于不同网络的数据包。

控制型队列单元3A

在本发明中，控制型队列单元3A用于实时接收并缓存控制型数据包。本单元定义了一个存储单个数据包的结构体DATA，所述结构体DATA中元素组成如表1所示，定义控制型队列COMarray，队列元素为结构体DATA。

表1数据包的结构体DATA

名称	标识	描述
			包头	Head	包括VLID、源端、目的端等
A/B网络节点	Net	指明发送节点是A网络节点或B网络节点
			有效负载	Information	解析包获得，数据包的有效内容
A/B网络交换机	Switch	指明传输路径的A网络交换机或B网络交换机
			接收时间戳	TimeStamp	API获得，数据包到达端系统卡的时间

控制型队列单元3A的主体是一个循环函数，它的实现过程主要分为两步：

步骤3A-1，读取数据包；当检测到端系统相应端口的缓存区不为空时，该控制型队列单元3A将读出最早到达的数据包，并获取该数据包的名称信息(包头、A/B网络节点、有效负载、A/B网络交换机、接收时间戳)，存储为DATA类型的结构体，命名为rxDATA_COM(任意令的一个文件名)，然后执行步骤3A-2；

步骤3A-2，判断数据包类型，并将数据包存入队列中。若rxDATA_COM满足“rxDATA_COM.Net＝A且rxDATA_COM.Switch＝A”或“rxDATA_COM.Net＝B且rxDATA_COM.Switch＝B”，则确认该数据包为控制型数据包，并将rxDATA_COM插入至控制型队列COMarray的队尾，并进入下一次循环；若既不满足“rxDATA_COM.Net＝A且rxDATA_COM.Switch＝A”，又不满足“rxDATA_COM.Net＝B且rxDATA_COM.Switch＝B”，则判断该数据包不为控制型数据包，直接进入下一次循环。Switch表示交换机，A指代A网络，B指代B网络。

监视型队列单元3B

在本发明中，监视型队列单元3B用于实时接收并缓存监视型数据包。本单元定义了一个监视型队列MONarray，队列元素为DATA。其元素组成如表1所示。

监视型队列单元3B的主体是一个循环函数，它的实现过程主要分为两步：

步骤3B-1，读取数据包；当检测到端系统相应端口的缓存区不为空时，该监视型队列单元3B将读出最早到达的数据包，并获取该数据包的名称信息(包头、A/B网络节点、有效负载、A/B网络交换机、接收时间戳)，存储为DATA类型的结构体，命名为rxDATA_MON(任意令的一个文件名)，然后执行步骤3B-2；

步骤3B-2，判断数据包类型，并将数据包存入队列中。若rxDATA_MON满足“rxDATA_MON.Net＝A且rxDATA_MON.Switch＝B”或“rxDATA_MON.Net＝B且rxDATA_MON.Switch＝A”，则确认该数据包为监视型数据包，将rxDATA_MON插入控制型队列MONarray的队尾，并进入下一次循环；若既不满足“rxDATA_MON.Net＝A且rxDATA_MON.Switch＝B”，又不满足“rxDATA_MON.Net＝B且rxDATA_MON.Switch＝A”，则判断该数据包不为监视型数据包，直接进入下一次循环。

判断接收时间差单元3C

判断接收时间差单元3C用于判断成对(COM/MON)的控制型数据包和监视型数据包是否满足时间一致性，即二者的接收时间差是否在网关允许的范围内。

在本发明中，判断接收时间差单元3C与控制型队列单元3A、监视型队列单元3B并行执行，其主体是一个循环函数，它的实现过程主要分为两步：

步骤3C-1，读取成对的数据包；当检测到控制型队列COMarray不为空时，判断接收时间差单元3C将读取COMarray的队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为COMdata，并删除COMarray的队头元素。随后，判断接收时间差单元3C将读取MONarray的队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为MONdata，并执行步骤3C-2；

步骤3C-2，判断接收时间差；定义接收时间差Offset＝|COMdata.TimeStamp–MONdata.TimeStamp|，TTE网络系统级网关允许的最大接收时间差OffsetMAX为用户输入值，但不得超过数据包的发送周期Period。若满足“Offset<OffsetMAX”，删除MONarray中的队头元素，并将COMdata和MONdata送入判断内容一致性单元3D；若满足“OffsetMAX<Offset<(Period-OffsetMAX)”，删除MONarray中的队头元素，清空COMdata和MONdata，并进入下一次循环；若满足“Offset>(Period-OffsetMAX)”，清空COMdata和MONdata，并进入下一次循环。

判断内容一致性单元3D

判断内容一致性单元3D用于判断成对(COM/MON)的控制型数据包和监视型数据包是否满足内容一致性，即二者的包头、A/B网络节点和有效负载是否相同。

在本发明中，判断内容一致性单元3D对接收到的COMdata和MONdata进行内容一致性判断：若满足“COMdata.Head＝MONdata.Head”且“COMdata.Net＝MONdata.Net”且“COMdata.Information＝MONdata.Information”，则将COMdata送入发送队列单元3E；若不满足“COMdata.Head＝MONdata.Head”或“COMdata.Net＝MONdata.Net”或“COMdata.Information＝MONdata.Information”，则返回执行步骤3C-1。

发送队列单元3E

发送队列单元3E用于缓存并分配通过时间一致性和内容一致性检查的待转发数据包，本单元定义了发送队列TXarray，队列元素也为DATA。

在本发明中，发送队列单元3E设有存储模块和发送模块两个模块。存储模块用于接收判断内容一致性单元3D输出的COMdata，并将所述的COMdata存入TXarray队尾。

在本发明中，发送队列单元3E的发送模块与控制型队列单元3A、监视型队列单元3B并行执行，其主体是一个循环函数，它的实现过程主要分为两步：

步骤3E-1，检测TXarray；若TXarray不为空，则读出队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为TXdata，并执行步骤3E-2；

步骤3E-2，将数据进行重新打包并发送；将TXdata.Head、TXdata.Net、TXdata.Information按顺序组合，并转换为char型指针格式，写入网卡完成发送。

实施例1

在半物理仿真平台进行系统级故障隔离的仿真实验，其物理拓扑结构如图3所示。4-1A、4-2A和4-3A是TTE端系统设备，4-1A作为A网络节点，4-2A作为B网络节点，4-3A作为上层网络节点；4-10和4-20是TTE交换机，4-10作为A网络交换机，4-20作为B网络交换机；TTE网络系统级网关在端系统设备的应用层实现。

实验配置了6条VL(虚拟链路)，每条VL都有成对的流量，配置参数如下表所示。VLID为1的成对流量和VL ID为2的成对流量是正确流量，VL ID为1的成对流量由流量VL1-1和流量VL1-2构成，VL ID为2的成对流量由流量VL2-1和VL2-2构成；VL ID为3的成对流量和VLID为4的成对流量是时间不一致的流量，VL ID为3的成对流量由流量VL3-1和VL3-2构成，VLID为4的成对流量由流量VL4-1和VL4-2构成；VL ID为5的成对流量和VL ID为6的成对流量是内容不一致的流量，VL ID为5的成对流量由流量VL5-1和VL5-2构成，VL ID为4的成对流量由流量VL6-1和VL6-2构成。

注：right massage表示标准消息的有效负载，wrong massage表示错误消息的有效负载。VL ID表示虚拟链路的编号。

图4A-图4F统计了每条流量进入控制型队列的数据包数量随仿真时间的变化，可以看出来自远程节点4-1A和远程节点4-2A的数据包都成功到达TTE网络系统级网关。

图5A-图5F统计了每条流量到达目的端4-3A的数据包数量随仿真时间的变化，可以看出VL ID为1的流量和VL ID为2的流量能够通过TTE网络系统级网关的完整性检查并成功到达目的端，说明本发明设计的TTE网络系统级网关对正确流量的传输没有影响；VL ID为3的流量和VL ID为4的流量没有能够到达目的端，说明本发明设计的TTE网络系统级网关对于时序不一致故障具有检查和隔离能力；VL ID为5的流量和VL ID为6的流量没有能够到达目的端，说明本发明设计的TTE网络系统级网关对于内容不一致故障具有检查和隔离能力。

上述仿真结果表明，本发明设计的TTE网络系统级网关通过内部协议栈，实现了对内容不一致、时序不一致消息的故障隔离，达到了网关对通信完整性的保障功能。

本发明提出了一种适用于TTE网络通信系统级的完整性检查网关，所要解决的是如何提高级联拓扑实时通信网络的通信完整性，该网关通过外部双通道和内部协议栈相结合的完整性检查方法，对跨层网络传输中存在内容故障和时序故障的数据包进行了丢包处理，实现了系统级的故障隔离，能够满足级联拓扑下高完整性通信的需求。

Claims

1.一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，网关中至少设有控制器COM、监视器MON，其特征在于：所述航空航天TTE网络系统级网关还包括有控制型队列单元(3A)、监视型队列单元(3B)、判断接收时间差单元(3C)、判断内容一致性单元(3D)和发送队列单元(3E)；

其中，控制型队列单元(3A)内嵌在控制器COM中；

其中，监视型队列单元(3B)内嵌在监视器MON中；

控制型队列单元(3A)用于实时接收并缓存控制型数据包；控制型队列单元(3A)定义了一个存储单个数据包的结构体DATA，定义控制器COM的控制型队列COMarray，队列元素为DATA；

监视型队列单元(3B)用于实时接收并缓存监视型数据包；监视型队列单元(3B)定义了一个监视器MON的监视型队列MONarray，队列元素为DATA；

发送队列单元(3E)用于缓存并分配通过时间一致性和内容一致性检查的待转发数据包，所述发送队列单元(3E)定义了发送队列TXarray，队列元素为DATA；所述发送队列单元(3E)设有存储模块和发送模块两个模块；存储模块用于接收判断内容一致性单元(3D)输出的COMdata，并将所述的COMdata存入TXarray队尾；TXarray表示发送队列；DATA表示数据包的结构体；COMdata表示控制型数据包。

2.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：控制型队列单元(3A)的主体是一个循环函数，它的实现过程分为两步：

步骤3A-1，读取数据包；当检测到端系统相应端口的缓存区不为空时，该控制型队列单元(3A)将读出最早到达的数据包，并获取该数据包的名称信息，存储为DATA类型的结构体，命名为rxDATA_COM，然后执行步骤3A-2；所述的名称信息是指包头、A/B网络节点、有效负载、A/B网络交换机、接收时间戳；rxDATA_COM表示最早到达的控制型数据包的文件名；

步骤3A-2，判断数据包类型，并将数据包存入队列中；若rxDATA_COM满足“rxDATA_COM.Net＝A且rxDATA_COM.Switch＝A”或“rxDATA_COM.Net＝B且rxDATA_COM.Switch＝B”，则确认该数据包为控制型数据包，并将rxDATA_COM插入至控制型队列COMarray的队尾，并进入下一次循环；若既不满足“rxDATA_COM.Net＝A且rxDATA_COM.Switch＝A”，又不满足“rxDATA_COM.Net＝B且rxDATA_COM.Switch＝B”，则判断该数据包不为控制型数据包，直接进入下一次循环；Net表示网络节点，Switch表示交换机，A指代A网络，B指代B网络；

rxDATA_COM.Net＝A表示最早到达的控制型数据包所在的网络节点属于A网络；

rxDATA_COM.Net＝B表示最早到达的控制型数据包所在的网络节点属于B网络；

rxDATA_COM.Switch＝A表示最早到达的控制型数据包所在的交换机属于A网络；

rxDATA_COM.Switch＝B表示最早到达的控制型数据包所在的交换机属于B网络。

3.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：监视型队列单元(3B)的主体是一个循环函数，它的实现过程分为两步：

步骤3B-1，读取数据包；当检测到端系统相应端口的缓存区不为空时，该监视型队列单元(3B)将读出最早到达的数据包，并获取该数据包的名称信息，存储为DATA类型的结构体，命名为rxDATA_MON，然后执行步骤3B-2；rxDATA_MON表示最早到达的监视型数据包的文件名；

步骤3B-2，判断数据包类型，并将数据包存入队列中；若rxDATA_MON满足“rxDATA_MON.Net＝A且rxDATA_MON.Switch＝B”或“rxDATA_MON.Net＝B且rxDATA_MON.Switch＝A”，则确认该数据包为监视型数据包，将rxDATA_MON插入控制型队列MONarray的队尾，并进入下一次循环；若既不满足“rxDATA_MON.Net＝A且rxDATA_MON.Switch＝B”，又不满足“rxDATA_MON.Net＝B且rxDATA_MON.Switch＝A”，则判断该数据包不为监视型数据包，直接进入下一次循环；Net表示网络节点，Switch表示交换机，A指代A网络，B指代B网络；

rxDATA_MON.Net＝A表示最早到达的监视型数据包所在的网络节点属于A网络；

rxDATA_MON.Net＝B表示最早到达的监视型数据包所在的网络节点属于B网络；

rxDATA_MON.Switch＝A表示最早到达的监视型数据包所在的交换机属于A网络；

rxDATA_MON.Switch＝B表示最早到达的监视型数据包所在的交换机属于B网络。

4.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：判断接收时间差单元(3C)与控制型队列单元(3A)、监视型队列单元(3B)并行执行，其主体是一个循环函数，它的实现过程分为两步：

步骤3C-1，读取成对的数据包；当检测到控制型队列COMarray不为空时，判断接收时间差单元(3C)将读取COMarray的队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为COMdata，并删除COMarray的队头元素；随后，判断接收时间差单元(3C)将读取MONarray的队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为MONdata，并执行步骤3C-2；MONdata表示监视型数据包；

步骤3C-2，判断接收时间差；定义接收时间差Offset＝|COMdata.TimeStamp–MONdata.TimeStamp|，网关允许的最大接收时间差OffsetMAX为用户输入值，但不得超过数据包的发送周期Period；若满足“Offset<OffsetMAX”，删除MONarray中的队头元素，并将COMdata和MONdata送入判断内容一致性单元(3D)；若满足“OffsetMAX<Offset<Period-OffsetMAX”，删除MONarray中的队头元素，清空COMdata和MONdata，并进入下一次循环；若满足“Offset>Period-OffsetMAX”，清空COMdata和MONdata，并进入下一次循环；

COMdata.TimeStamp表示控制型数据包的接收时间；

MONdata.TimeStamp表示监视型数据包的接收时间；

Offset表示接收时间差；

OffsetMAX表示网关允许的最大接收时间差；

Period-OffsetMAX表示数据包的发送周期剩余时间；

MONarray表示监视型队列；

COMdata表示控制型数据包

MONdata表示监视型数据包。

5.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：判断内容一致性单元(3D)对接收到的COMdata和MONdata进行内容一致性判断：若满足“COMdata.Head＝MONdata.Head”且“COMdata.Net＝MONdata.Net”且

“COMdata.Information＝MONdata.Information”，则将COMdata送入发送队列单元(3E)；若不满足“COMdata.Head＝MONdata.Head”或

“COMdata.Net＝MONdata.Net”或

“COMdata.Information＝MONdata.Information”，则将COMdata送入判断接收时间差单元(3C)；

COMdata.Head表示控制型数据包的包头；

MONdata.Head表示监视型数据包的包头；

COMdata.Net表示控制型数据包所在的网络节点；

MONdata.Net表示监视型数据包所在的网络节点；

COMdata.Information表示控制型数据包的有效负载；

MONdata.Information表示监视型数据包的有效负载。

6.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：发送队列单元(3E)的发送模块与控制型队列单元(3A)、监视型队列单元(3B)并行执行，其主体是一个循环函数，它的实现过程分为两步：

步骤3E-1，检测TXarray；若TXarray不为空，则读出队头元素，临时存储为DATA类型的结构体命名为TXdata，并执行步骤3E-2；Txarray表示发送队列；Txdata表示发送队列的队头元素；

步骤3E-2，将数据进行重新打包并发送；将TXdata.Head、TXdata.Net、TXdata.Information按顺序组合，并转换为char型指针格式，写入网卡完成发送；TXdata.Head表示发送队列的包头；TXdata.Net表示发送队列所在的网络节点；TXdata.Information表示发送队列的有效负载。

7.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：所述航空航天TTE网络系统级网关能够应用于具有高完整性通信要求的多层次TTE网络。

8.根据权利要求1所述的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，其特征在于：所述航空航天TTE网络系统级网关能够应用于支持冗余配置的级联拓扑网络。