CN106790104A - 多协议融合系统、节点之间的ip通信及fc‑ae‑1553通信方法 - Google Patents

多协议融合系统、节点之间的ip通信及fc‑ae‑1553通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多协议融合系统及节点之间的IP通信及FC‑AE‑1553通信方法。多协议融合系统包括支持FC‑AE‑1553与IP协议的FC‑MPIC节点、FC交换机、FC‑EG网关、以太网节点。其中，FC‑MPIC节点连接到FC网络，FC‑MPIC节点之间通过FC交换机相连，以太网节点通过FC‑EG网关连接到FC交换机；FC‑MPIC节点包括NC/IPFC节点与NT/IPFC节点；所述NC/IPFC节点同时支持FC‑AE‑1553网络控制器与IPFC功能，NT/IPFC节点同时支持FC‑AE‑1553网络终端与IPFC功能；FC交换机基于地址映射表进行信号转发；FC‑EG网关用于实现以太网节点接入FC网络；以太网节点连接到以太网络。通过多协议融合系统，实现了IP非实时网络与FC‑AE‑1553实时性网络的有机统一。

Description

多协议融合系统、节点之间的IP通信及FC-AE-1553通信方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多协议融合系统、节点之间的IP通信及FC-AE-1553通信方法。
背景技术
光纤通道技术凭借高带宽、低延迟、高可靠的特点，在国内外航空航天领域的应用越来越广泛，FC-AE发布了FC-AE-1553、FC-AE-ASM、FC-AE-RDMA等5种面向航空电子的协议标准，FC-AE-1553与FC-AE-ASM协议在国内外均有大量应用。FC-AE-1553作为一种命令响应式的时间触发协议，以其高速、高可靠、支持实时确定性传输行为，可构建确定性网络，适用于航空航天指令控制、数据管理、载荷设备数据传输等，且应用越来越广泛。而IP通信技术由于路由的灵活性，便于跨系统，跨平台的应用，且卫星之间的通信采用IP互联也越来越多。因此，考虑到空间平台内部一般采用高可靠强实时的FC网络进行内部关键任务控制与数据通信，而非采用普通以太网；而空间平台内部非关键的数据通信和平台之间的数据通信采用普通以太网；因此提出异构网络的融合需求，将两者兼容，为用户提供多样化的网络服务是非常有必要的。
目前，天地一体化网络是基于IP构建的，而卫星、飞船等空间平台内部因需要处理关键任务，要求采用实时性网络，FC-AE-1553网络是实时性网络中典型的代表。因此，实现FC-AE-1553网络与通用TCP/IP网络的融合是非常有意义的。然而，FC-AE-1553是一种时间触发协议，TCP/IP是事件触发协议，目前没有两种协议相互融合组成融合网络的技术方案，在融合网络中如何保证TCP/IP协议不对FC-AE-1553协议的时序性造成影响，是两种协议融合的难点。本发明提供一种多协议融合系统及其工作方法，解决现有FC-AE-1553网络与通用TCP/IP网络无法融合的问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种多协议融合系统、节点之间的IP通信及FC-AE-1553通信方法，用以解决现有FC-AE-1553网络与通用TCP/IP网络无法融合的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
提供了一种多协议融合系统，包括：支持FC-AE-1553与IP协议的FC-MPIC节点、FC交换机、FC-EG网关、以太网节点。
其中，FC-MPIC节点连接到FC网络，FC-MPIC节点之间通过FC交换机相连，以太网节点通过FC-EG网关连接到FC交换机；
FC-MPIC节点包括NC/IPFC节点与NT/IPFC节点；所述NC/IPFC节点同时支持FC-AE-1553网络控制器与IPFC功能，NT/IPFC节点同时支持FC-AE-1553网络终端与IPFC功能；
FC交换机基于地址映射表进行信号转发；
FC-EG网关用于实现以太网节点接入FC网络；
以太网节点连接到以太网络。
优选的，所述FC-MPIC节点采用优先级调度，FC-MPIC节点的FC-2层优先为FC-AE-1553提供通信服务，FC-AE-1553序列不可被IPFC序列打断，而FC-AE-1553可以打断IPFC的序列；
所述FC交换机采用优先级调度，FC交换机为FC-AE-1553与IP帧设置不同的优先级。
优选的，所述FC-MPIC节点对IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形；所述FC交换机对节点侧IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形。
优选的，所述多协议融合系统包括受控模式、竞争模式与固定时隙三种工作模式，由NC/IPFC节点通过广播发送工作模式切换指令进行工作模式切换。
其中，在固定时隙工作模式的竞争时隙中或者竞争通信模式下，FC-AE-1553在设计每条数传消息时，留出30us的余量；在固定时隙工作模式的受控时隙中或受控通信模式下，当FC-AE-1553在执行关键任务时，阻塞IP业务。
本发明还提供了一种基于多协议融合系统的以太网节点之间的IP通信方法，具体包括以下步骤：
步骤1.FG-EG网关与FC交换机完成链路初始化，实现链路同步；FG-EG网关、以太网节点与交换机进行交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FG-EG网关之间进行端口登录；
步骤2.以太网节点A1将发送往以太网ETH节点A2的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1；
步骤3.FC-EG网关B1查找地址映射表，查找与以太网节点A2相连的FC-EG网关B2的IP地址对应的端口地址，以及将以太网节点A1传输过来的IP报文转换成FC序列，然后分成1个或多个FC帧并发送給FC交换机C；
步骤4.FC交换机C查找交换机的地址映射表，找到对应的物理端口，并转发1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤5.FC-EG网关B2接收到所述1个或多个FC帧，并还原成IP报文，发送至以太网节点A2；
步骤6.以太网节点A2接收到来源以太网节点A1的IP报文。
本发明还提供了一种基于多协议融合系统的以太网节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，具体包括以下步骤：
步骤1.FC-EF网关B1与FC-MPIC节点D分别与FC交换机C完成链路初始化；且以太网节点、FC-MPIC节点与FC交换机进行交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FC-MPIC节点之间进行端口登录；
步骤2.以太网节点A1将发送往FC-MPIC节点D的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1；
步骤3.FC-EG网关B1查找地址映射表，查找与FC-MPIC节点D的IP地址对应的FC端口地址，FC-EG网关还将以基于以太网的IP报文转换成FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧并发送給FC交换机C；
步骤4.FC交换机节点C查找交换机的地址映射表，找到对应的物理端口并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤5.FC-MPIC节点D接收到所述1个或多个FC帧，通过解析还原成标准IP报文后发送至应用层。
本发明还提供了一种基于多协议融合系统的FC-MPIC节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，具体包括以下步骤：
步骤S1.FC-MPIC节点E、F分别与FC交换机C完成链路初始化，且FC-MPIC节点E、F分别与交换机进行交换登录，交换登录完成后，FC-MPIC节点E、F之间进行端口登录；
步骤S2.FC-MPIC节点E的应用层选择IPFC通道与FC-MPIC节点F进行IP通信，TCP/UDP模块从用户接口接收到用户数据，封装TCP或UDP帧头，送至IPFC层进行IP与附加帧头的封装，IPFC模块根据地址映射表查找与FC-MPIC节点F的IP地址对应的FC端口地址，FC-2层进行分段与封装，然后根据长度分成1个或多个FC帧，并经FC通道发送至FC交换机C；
步骤S3.交换机节点C接收到发送往目的FC-MPIC节点F的所述1个或多个FC帧，通过交换机的地址映射表找到对应的物理端口，并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤S4.FC-MPIC节点F接收到所述1个或多个FC帧，通过解析还原成标准IP报文后发送至应用层。
本发明还提供了一种基于多协议融合系统的NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，包括以下3个子过程：NC/IPFC节点发送命令序列到NT/IPFC节点；NC/IPFC节点发送数据序列到NT/IPFC节点；NT/IPFC节点回复状态序列至NC/IPFC节点。
基于多协议融合系统的NT/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，具体包括以下5个子过程：NC/IPFC节点D发送命令序列到一NT/IPFC节点E；NT/IPFC节点E发送命令序列到NT/IPFC节点F；NT/IPFC节点E发送数据序列到NT/IPFC节点F；NT/IPFC节点F回复状态序列至NT/IPFC节点E；NT/IPFC节点E回复状态序列至NC/IPFC节点D。
本发明有益效果如下：基于IP报文进行异构网络融合，实现了基于FC公共通道的IP非实时网络与FC-AE-1553实时性网络的有机统一，保证了在同一网络环境下，能为用户提供灵活以及实时确定的服务。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为多协议融合系统的示意图；
图2为FC-MPIC节点的协议结构示意图；
图3为IP与FC-AE-1553发送数据到同一目的节点的示意图；
图4为固定时隙工作模式的示意图；
图5为以太网节点之间的IP通信方法的流程图；
图6为以太网节点到FC-MPIC节点的IP通信方法的流程图；
图7为FC-MPIC节点到FC-MPIC节点的IP通信方法的流程图；
图8为FC-MPIC节点中NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法；
图9为FC-MPIC节点中NT/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本发明的一个具体实施例，公开了一种多协议融合系统，如图1所示，包括：支持FC-AE-1553与IP协议的多协议节点—FC-MPIC节点、FC-SW(FC交换机)、FC-EG网关(光纤通道与以太网网关)、ETH(Ethernet network，以太网网络)节点。FC-MPIC节点之间通过FC交换机相连，ETH节点通过FC-EG网关连接到FC交换机。
所述FC-MPIC节点(Fiber Channel-Multi-Protocol Interface Card,FC多协议接口卡)连接到FC网络，具体包括NC/IPFC节点与NT/IPFC节点；所述NC/IPFC节点同时支持FC-AE-1553NC(FC-AE-1553网络控制器)与IPFC(IP over Fiber Channel)功能，NT/IPFC节点同时支持FC-AE-1553NT(FC-AE-1553网络终端)与IPFC(IP over Fiber Channel)功能。优选的，NT/IPFC节点还可以是仅支持FC-AE-1553协议的NT(网络终端)节点。
FC-MPIC节点的协议结构如图2所示，IP协议与FC-AE-1553协议并列属于FC协议结构的FC-4层，FC-0至FC-3采用FC协议的公共服务以及通用通道。承载在光纤通道上的IP网络称为“IPFC”协议。与FC-AE-1553协议上层即为应用层不同，承载在FC之上的IP协议上层仍采用TCP或UDP协议与应用层衔接，与通用TCP/IP网络一致。FC-MPIC节点支持IP与FC-AE-1553两种协议,根据FC-2帧头的Type字段识别协议类型，并发送至FC-MPIC节点中的对应协议模块进行处理。
优选的，当所述节点同时有IP业务与FC-AE-1553业务要传输，为保证FC-AE-1553时序的确定性，FC-MPIC节点设计为支持优先级调度，具体设置为：FC-2层优先为FC-AE-1553提供通信服务，FC-AE-1553序列不可被IPFC序列打断，但是FC-AE-1553可以打断IPFC的序列。上述支持优先级调度的FC-MPIC节点设计能更好的支持IP与FC-AE-1553协议的协调运行。
因IP网络不是受控网络，IP报文容易因节点故障洪泛。因此，优选的，FC-MPIC节点的FC-2层设计为对IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形，对因IP故障导致的连续突发流量进行阻塞。
所述FC交换机(FC-SW)用于为节点之间(ETH节点和FC-MPIC节点之间、FC-MPIC节点之间、ETH节点之间)的信号转发，并基于物理端口地址映射表为信号转发提供电信号转发路径。具体的，FC交换机查找地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>，找到对应的物理端口，并转发业务数据至对应的物理端口。上述<FC_Port_ID,Phy_port>指的是端口地址与交换机具体的物理端口的对应关系表。
优选的，FC交换机设计为支持优先级调度，其为FC-AE-1553与IP帧设置不同的优先级。若不同节点同时有IP业务与FC-AE-1553业务要发送到同一目的节点，FC交换机根据设置的优先级，实现优先级调度，将优先级高的FC-AE-1553帧优先转发，以保证FC-AE-1553协议的确定性。如图3所示的FC交换机，当节点1请求发送FC-AE-1553业务时，FC交换机正在为节点4转发IPFC帧，则等待当前IPFC帧转发完成，FC交换机即可为节点1提供转发服务，在FC交换机完成FC-AE-1553业务的转发后，继续为节点4提供IPFC帧转发服务。
优选的，因IP网络不是受控网络，IP报文容易因节点故障洪泛。因此，FC交换机能够对节点侧IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形，对因节点故障导致的连续突发流量进行阻塞。
所述FC-EG网关，用于实现ETH节点(以太网节点)接入，使得以太网中的IP报文通过FC-EG网关接入FC网络，并通过IPFC帧与FC-MPIC节点进行通信，或跨越FC网络与另一端跟FC-EG网关相连的普通以太网节点通信。FC-EG网关中设置有FC端口与IP地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，每个FC端口都有一个IP地址，该IP地址可以在普通以太网中被识别，因此普通IP报文跨越FC统一网时可以方便的由FC-EG网关转换成FC协议帧，IPFC的协议帧也可以通过FC-EG网关转换成普通IP报文。
所述ETH节点连接到以太网络，可发送和接收IP报文。
FC-AE-1553协议本质上与MIL-STD-1553B一致，是一种基于命令响应式的协议，在NC(网络控制器)侧，所有的消息都是根据消息表、按照时间的先后顺序依次执行的。NC/IPFC节点为时间触发机制，NT/IPFC节点为命令响应机制。本发明的多协议融合系统以FC-AE-1553网络为主，多协议融合系统中的所有通信都由NC/IPFC节点发起与控制，因此不会造成冲突，这继承了FC-AE-1553是确定性网络的本质；而IP为事件触发机制，从每个ETH网络节点发出的IP包的时刻都是随机的，因此很可能造成冲突。为了保证IP协议与FC-AE-1553协议在FC公共通道上有效共存，多协议融合系统优选地设计了受控模式、竞争模式与固定时隙三种工作模式，由FC-AE-1553的NC/IPFC节点通过广播发送工作模式切换指令，以进行多协议融合系统的工作模式切换。
A.受控通信模式
在受控模式下，多协议融合系统仅允许FC-AE-1553业务发送，FC-AE-1553业务具有专享总线，可以保证用户实时确定性业务的传递需求，在该模式下推荐传输控制类消息。
B.竞争通信模式
在竞争通信模式下，多协议融合系统允许FC-AE-1553、IP等业务均可以传输，但FC-MPIC节点与FC交换机都需要提供上述优先级服务，原则上也可以根据用户规定的优先级，对高优先级业务优先传输与转发。
C.固定时隙工作模式
在固定时隙工作模式下，多协议融合系统可以固定时间T为周期进行业务分发，每个周期的开始t时间段为受控时隙，可以传输FC-AE-1553消息；每个周期t时间段后是竞争时隙，竞争时隙可以传输多种业务，如图4所示。
优选的，在固定时隙工作模式的竞争时隙中、或者竞争通信模式下，FC-AE-1553因与IP业务共存，每个FC-AE-1553消息在一级交换结构中带来时序不确定最大是3个FC帧的传输延时，按照线路4.25Gbps计算，最大延时约15us(微秒)。因此，FC-AE-1553在设计每条数传消息时，需要留出合适的余量，以保证FC-AE-1553时序确定性。所述留出的余量可以按照2倍的最大延时来取值，本实施例中可以将余量设为30us(微秒)。
优选的，在固定时隙工作模式的受控时隙中、或受控通信模式下，当FC-AE-1553在执行关键任务时，需要阻塞IP业务，因为IP业务会导致FC-AE-1553消息的抖动。在全网时间同步的基础上，假设同步精度优于1us(微秒)，在固定时隙工作模式的周期性受控时隙阶段，不论FC-MPIC节点还是FC交换机都需要阻塞IP业务，以保证FC-AE-1553中关键任务的执行。
本发明的第二实施例，公开了一种基于多协议融合系统的以太网节点之间的IP通信方法，以太网节点A1通过FC网络与以太网节点A2进行IP通信(图1)，协议模型如图5所示，包括以下步骤：
步骤21.FG-EG网关B1、B2分别与FC交换机C完成链路初始化，实现链路同步；且FG-EG网关、以太网节点分别与交换机分别进行显式或隐式的交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FG-EG网关之间进行显式或隐式的端口登录；登录成功后，即可以FC通信服务。
步骤22.以太网节点(ETH节点)A1将发送往以太网节点(ETH节点)A2的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1。
步骤23.FC-EG网关B1查找地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，查找与以太网节点(ETH节点)A2相连的FC-EG网关B2的IP地址对应的端口地址；FC-EG网关还将以基于以太网的IP报文转换成FC序列，每个IP报文对应1个FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧并发送給FC交换机(FC-SW)C。
步骤24.FC交换机C查找交换机的地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>找到对应的物理端口并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口。
步骤25.FC-EG网关B2接收到所述1个或多个FC帧，并还原成IP报文，发送至以太网节点(ETH节点)A2。
步骤26.以太网节点(ETH节点)A2接收到来源以太网ETH节点A1的IP报文。
本发明的第三实施例，公开了一种基于多协议融合系统的以太网节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，以太网节点A1到FC-MPIC节点D的IP通信(图1)为例，该协议模型如图6所示，包括以下步骤：
步骤31.FC-EF网关B1与FC-MPIC节点D分别与FC交换机C完成链路初始化，实现链路同步，且以太网节点、FC-MPIC节点分别与FC交换机进行显式或隐式的交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FC-MPIC节点之间进行显式或隐式的端口登录；登录成功后，可以提供FC通信服务
步骤32.以太网节点(ETH节点)A1将发送往FC-MPIC节点D的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1。
步骤33.FC-EG网关B1查找地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，查找与FC-MPIC节点D的IP地址对应的FC端口地址，FC-EG网关还将以基于以太网的IP报文转换成FC序列，每个IP报文对应1个FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧并发送給FC交换机C。
步骤34.FC交换机节点C查找交换机的地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>找到对应的物理端口并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口。
步骤35.FC-MPIC节点D接收到所述1个或多个FC帧，FC-2层根据FC帧头Type字段识别出IPFC协议，送至IPFC模块，IPFC模块解析附加帧头后还原成标准IP报文送至TCP/UDP模块；TCP/UDP模块解析后获得用户数据送至应用层。
本发明的第四实施例，公开了一种基于多协议融合系统的FC-MPIC节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，以FC-MPIC节点E到FC-MPIC节点F的IP通信(图1)为例，该协议模型如图7所示，包括以下步骤：
步骤S41.FC-MPIC节点E、F分别与FC交换机(FC-SW)C完成链路初始化，实现链路同步，且FC-MPIC节点E、F分别与交换机进行显式或隐式的交换登录，交换登录完成后，FC-MPIC节点E、F之间进行显式或隐式的端口登录；登录成功后，可以提供FC通信服务。
步骤S42.FC-MPIC节点E的应用层选择IPFC通道与FC-MPIC节点F进行IP通信，TCP/UDP模块从用户接口接收到用户数据，封装TCP或UDP帧头，送至IPFC层进行IP与附加帧头的封装，IPFC模块根据地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>查找与FC-MPIC节点F的IP地址对应的FC端口地址，FC-2层进行分段与封装，每个IP报文对应1个FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧，并经FC通道发送至FC交换机(FC-SW)C。
步骤S43.交换机节点C接收到发送往目的FC-MPIC节点F的所述1个或多个FC帧，查找交换机的地址表<Port_ID,Phy_port>找到对应的物理端口，并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口。
步骤S44.FC-MPIC节点F接收到所述1个或多个FC帧，FC-2层根据FC帧头Type字段识别出IPFC协议，送至IPFC模块，IPFC模块解析附加帧头后还原成标准IP报文送至TCP/UDP模块；TCP/UDP模块解析后获得用户数据送至应用层。
本发明的第五实施例，公开了一种基于多协议融合系统的FC-MPIC节点中NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，以NC/IPFC节点D到NT/IPFC节点E的FC-AE-1553通信(图1)为例，该协议模型如图8所示，所述NC/IPFC节点是FC-AE-1553网络控制端，NT/IPFC节点是FC-AE-1553网络终端。
NC to NT的FC-AE-1553通信分成3个子过程：
(1)NC/IPFC节点发送命令序列到NT/IPFC节点；
(2)NC/IPFC节点发送数据序列到NT/IPFC节点；
(3)NT/IPFC节点回复状态序列至NC/IPFC节点。
与单一协议节点不同的是，FC-2层需要根据帧头字段Type识别协议类型，路由至对应的协议处理模块进行处理。针对用户层，用户需要指定采用的协议类型。下面用其中的1个子过程，NC发送数据序列到NT为例，说明NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，具体包括以下步骤：
步骤S51.NC/IPFC节点D、NT/IPFC节点E分别与FC交换机C完成链路初始化，实现链路同步，且节点与交换机进行显式或隐式的交换登录，交换登录完成后，节点与节点之间进行显式或隐式的端口登录；登录成功后，可以提供FC通信服务。
步骤S52.NC/IPFC节点D的应用层选择FC-AE-1553通道与NT/IPFC节点E进行FC-AE-1553通信，NC/IPFC节点D的NC模块根据用户配置信息，组织数据IU，送至FC-2层。FC-2进行分段与封装，每个数据IU映射成1个FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧。并经FC通道发送至FC交换机(FC-SW)C。
步骤S53.FC交换机节点接收到去往目的端口NT/IPFC节点E的FC帧，查找交换机的地址表<FC_Port_ID,Phy_port>找到对应的物理端口，转发至对应的物理端口。
步骤S54.NT/IPFC节点E接收到FC帧，FC-2层根据FC帧头Type字段识别出FC-AE-1553协议，送至E节点的NT处理模块，NT模块解析序列，获得用户数据存放在用户指定位置，并生成状态信息供用户查询。
本发明的第六实施例，公开了一种基于多协议融合系统的FC-MPIC节点中NT/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，以NT/IPFC节点E到NT/IPFC节点F的FC-AE-1553通信(图1)为例，该协议模型如图9所示，所述NT/IPFC节点是FC-AE-1553网络终端。
NT to NT的FC-AE-1553通信分成5个子过程：
(1)NC/IPFC节点D发送命令序列到一NT/IPFC节点E；
(2)NT/IPFC节点E发送命令序列到NT/IPFC节点F；
(3)NT/IPFC节点E发送数据序列到NT/IPFC节点F；
(4)NT/IPFC节点F回复状态序列至NT/IPFC节点E；
(5)NT/IPFC节点E回复状态序列至NC/IPFC节点D。
与单一协议节点不同的是，FC-2层需要根据帧头字段Type识别协议类型，路由至对应的协议处理模块进行处理。针对用户层，用户需要指定采用的协议类型。与第一种通信连接不同的是，NT to NT的FC-AE-1553通信分成5个子过程，但每个子过程均只涉及到两个节点，通信路径上的处理流程与第五实施例中NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法一致。
综上所述，本发明实施例提供了一种多协议融合系统以及基于该系统的通信方法，基于IP报文进行异构网络融合，可以实现基于FC公共通道的IP非实时网络与FC-AE-1553实时性网络的有机统一，保证了在同一网络环境下，能为用户提供灵活以及实时确定的服务。此外，本发明采用统一物理接口，不需要部署两套网络体系，简化了架构，且节约成本。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多协议融合系统，其特征在于，包括：支持FC-AE-1553与IP协议的FC-MPIC节点、FC交换机、FC-EG网关、以太网节点；
FC-MPIC节点连接到FC网络，FC-MPIC节点之间通过FC交换机相连，以太网节点通过FC-EG网关连接到FC交换机；
FC-MPIC节点包括NC/IPFC节点与NT/IPFC节点；所述NC/IPFC节点同时支持FC-AE-1553网络控制器与IPFC功能，NT/IPFC节点同时支持FC-AE-1553网络终端与IPFC功能；
FC交换机基于地址映射表进行信号转发；
FC-EG网关用于实现以太网节点接入FC网络；
以太网节点连接到以太网络。
2.根据权利要求1所述的多协议融合系统，其特征在于，
所述FC-MPIC节点采用优先级调度，FC-MPIC节点的FC-2层优先为FC-AE-1553提供通信服务，FC-AE-1553序列不可被IPFC序列打断，而FC-AE-1553可以打断IPFC的序列；
所述FC交换机采用优先级调度，FC交换机为FC-AE-1553与IP帧设置优先级。
3.根据权利要求1所述的多协议融合系统，其特征在于，
所述FC-MPIC节点对IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形；
所述FC交换机对节点侧IP流量进行控制，或根据用户配置进行流量整形。
4.根据权利要求1所述的多协议融合系统，其特征在于，所述多协议融合系统包括受控模式、竞争模式与固定时隙三种工作模式，由NC/IPFC节点通过广播发送工作模式切换指令进行工作模式切换。
5.根据权利要求4所述的多协议融合系统，其特征在于，
在固定时隙工作模式的竞争时隙中或者竞争通信模式下，FC-AE-1553在设计每条数传消息时，留出30us的余量；
在固定时隙工作模式的受控时隙中或受控通信模式下，当FC-AE-1553在执行关键任务时，阻塞IP业务。
6.一种基于权利要求1～5之一所述的多协议融合系统的以太网节点之间的IP通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.FG-EG网关与FC交换机完成链路初始化，实现链路同步；FG-EG网关、以太网节点与交换机进行交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FG-EG网关之间进行端口登录；
步骤2.以太网节点A1将发送往以太网ETH节点A2的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1；
步骤3.FC-EG网关B1查找地址映射表，查找与以太网节点A2相连的FC-EG网关B2的IP地址对应的端口地址，以及将以太网节点A1传输过来的IP报文转换成FC序列，然后分成1个或多个FC帧并发送给FC交换机C；
步骤4.FC交换机C查找交换机的地址映射表，找到对应的物理端口，并转发1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤5.FC-EG网关B2接收到所述1个或多个FC帧，并还原成IP报文，发送至以太网节点A2；
步骤6.以太网节点A2接收到来源以太网节点A1的IP报文。
7.一种基于权利要求1～5之一所述的多协议融合系统的以太网节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.FC-EG网关B1与FC-MPIC节点D分别与FC交换机C完成链路初始化；且以太网节点、FC-MPIC节点与FC交换机进行交换登录，交换登录完成后，以太网节点与FC-MPIC节点之间进行端口登录；
步骤2.以太网节点A1将发送往FC-MPIC节点D的IP报文发送给其连接的FC-EG网关B1；
步骤3.FC-EG网关B1查找地址映射表，查找与FC-MPIC节点D的IP地址对应的FC端口地址，FC-EG网关还将基于以太网的IP报文转换成FC序列，然后根据长度分成1个或多个FC帧并发送给FC交换机C；
步骤4.FC交换机节点C查找交换机的地址映射表，找到对应的物理端口并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤5.FC-MPIC节点D接收到所述1个或多个FC帧，通过解析还原成标准IP报文后发送至应用层。
8.一种基于权利要求1～5之一所述的多协议融合系统的FC-MPIC节点到FC-MPIC节点的IP通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.FC-MPIC节点E、F分别与FC交换机C完成链路初始化，且FC-MPIC节点E、F分别与交换机进行交换登录，交换登录完成后，FC-MPIC节点E、F之间进行端口登录；
步骤S2.FC-MPIC节点E的应用层选择IPFC通道与FC-MPIC节点F进行IP通信，TCP/UDP模块从用户接口接收到用户数据，封装TCP或UDP帧头，送至IPFC层进行IP与附加帧头的封装，IPFC模块根据地址映射表查找与FC-MPIC节点F的IP地址对应的FC端口地址，FC-2层进行分段与封装，然后根据长度分成1个或多个FC帧，并经FC通道发送至FC交换机C；
步骤S3.交换机节点C接收到发送往目的FC-MPIC节点F的所述1个或多个FC帧，通过交换机的地址映射表找到对应的物理端口，并转发所述1个或多个FC帧至对应的物理端口；
步骤S4.FC-MPIC节点F接收到所述1个或多个FC帧，通过解析还原成标准IP报文后发送至应用层。
9.一种基于权利要求1～5之一所述的多协议融合系统的NC/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，其特征在于，包括以下3个子过程：NC/IPFC节点发送命令序列到NT/IPFC节点；NC/IPFC节点发送数据序列到NT/IPFC节点；NT/IPFC节点回复状态序列至NC/IPFC节点。
10.一种基于权利要求1～5之一所述的多协议融合系统的NT/IPFC节点到NT/IPFC节点的FC-AE-1553通信方法，其特征在于，包括以下5个子过程：NC/IPFC节点D发送命令序列到NT/IPFC节点E；NT/IPFC节点E发送命令序列到NT/IPFC节点F；NT/IPFC节点E发送数据序列到NT/IPFC节点F；NT/IPFC节点F回复状态序列至NT/IPFC节点E；NT/IPFC节点E回复状态序列至NC/IPFC节点D。
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