CN112448844A - 一种基于预先配置的时间触发网络重构方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于预先配置的时间触发网络重构方法，该方法包括：确定待重构应用标识和待重构设备标识，以及备份设备标识，在航电系统的接口控制文件ICD中提取出航电应用相关的ICD信息，建立重构规划表；根据重构规划表以及其他信息生成各设备配置，备份设备配置表信息包括多个需重构应用对应配置信息；交换机将对应的VL配置成多播，转发端口包含主端系统和备份端系统；当发生网络重构时，故障设备或应用关闭，备份设备启动任务，加载预先准备的配置表与其他设备通信，完成重构过程。本发明实施例解决了现有网络重构方式中，由于调整TT消息需要全网切换配置，从而造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行的问题。

Description

一种基于预先配置的时间触发网络重构方法
技术领域
本发明涉及但不限于计算机通信技术领域，尤指一种基于预先配置的时间触发网络重构方法。
背景技术
时间触发网络属于静态配置网络，当应用于航电系统时，需要根据航电应用的接口控制文件(ICD)进行网络配置，主要配置内容包括消息、虚拟链路、帧长等信息。
当系统出现故障需要重构时，需要将故障设备的应用和配置迁移到备份设备运行，对于网络来说消息路由需要改变，需要调整网络内交换机的虚拟链路(VL)路由配置。虚拟链路配置的改变会影响时间触发(TT)消息的配置，由于时间触发网络的TT消息规划时间点相关性很高，调整部分TT消息的时间点可能会导致整个网络的TT时间点全部需要重新规划，需要全网切换配置。这样会造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行。
发明内容
本发明的目的：
本发明实施例提供一种基于预先配置的时间触发网络重构方法，以解决现有网络重构方式中，由于调整TT消息需要全网切换配置，从而造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行的问题。
本发明的技术方案：
本发明实施例提供一种基于预先配置的时间触发网络重构方法，包括：
步骤1，根据航电系统的重构需求和航电系统的架构，确定待重构应用标识和待重构设备标识，以及备份设备标识，在航电系统的接口控制文件ICD中提取出航电应用相关的ICD信息，建立重构规划表；
步骤2，根据航电系统规划、网络拓扑、航电系统ICD和重构规划表，生成航电系统中所有网络设备的配置表，所述网络设备包括所有正常端系统、交换机和备份端系统；
步骤3，修改交换机的帧校验机制，取消对进入交换机的数据帧进行输入端口检查，将所述交换机的指定端口输入改为可多个端口输入的输入方式；
步骤4，将步骤2中生成的配置表加载到相应的网络设备，网络正常运行，运行时有数据帧发送到备份设备，备份端系统将数据帧丢弃，备份设备上的任务处于休眠状态；
步骤5，当重构发生时，故障设备的任务挂起或将故障设备对应的端系统通信关闭，同时将备份设备上的任务唤醒，备份端系统启动收发数据，网络重构过程完成。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤1中，所建立重构规划表中包括：
待重构的设备标识、ICD信息、待重构应用标识、数据方向和备份设备标识。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤2生成的配置表信息中，
备份端系统配置表信息包括多个待重构应用和待重构设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识VL_ID、源和目的用户数据报UDP端口号、流量类型、TT时间点；
交换机配置表信息包括VL_ID、转发端口、数据受限-带宽分配间隙RC_BAG、TT时间点；
正常端系统配置表信息包括正常应用和正常设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识VL_ID、源和目的用户数据报UDP端口号、流量类型、TT时间点。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤2中，生成备份端系统配置表信息的过程中，要求确保备份端系统的TT时间点与正常端系统的TT时间无冲突。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤2中，生成交换机配置表信息的过程中，将正常端系统与重构相关的虚拟链路VL配置成多播，转发端口包含待重构端系统和备份端系统。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤3中，
将交换机的链路VL11的指定输入端口2改为输入端口为端口2和端口6；
将交换机的链路VL12的指定输入端口2改为输入端口为端口2和端口6；
将交换机的链路VL21的指定输入端口3改为输入端口为端口3和端口6。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤4中，
备份端系统在网络管理和维护消息之外的其它工作状态中，不发送消息。
可选地，如上所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法中，所述步骤4中，网络正常运行，DEVICE3设备的消息103、104通过链路VL13、VL14转发到DEVICE1、BAK_DEV1，DEVICE3消息202通过链路VL22转发到DEVICE2、BAK_DEV1；
步骤5中，当重构发生时，DEVICE1和DEVICE2发生故障且通信关闭，将备份设备BAK_DEV1对应的备份端系统启动收发数据，与DEVICE3通信，接替发生故障的设备执行工作。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的基于预先配置的时间触发网络重构方法，当发生网络重构时，网络不切换配置表，避免了对其他非重构设备正常通信的影响；重构基于网络预先配置，重构时间短，提高航电系统的安全性。采用本发明实施例提供的方法执行网络重构，可以将重构范围限制在可控范围内，同时不影响非重构设备的通信；并且，采用预先配置的方式，将所有可能的系统重构引起的网络配置变化同正常的配置预先设置在同一张配置表中，当发生网络重构时，网络不用切换配置表，采用预先准备的配置表，重构时间短，确保重构过程不中断非重构设备的通信；并且可以避免影响非重构设备的通信。采用本发明实施例提供的方法进行网络重构，有效地解决了现有网络重构方式中，由于调整TT消息需要全网切换配置，从而造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为时间触发网络在正常运行时的示意图；
图2为采用本发明实施例提供的基于预先配置的时间触发网络重构方法执行重构过程的示意图；
图3为图2所示网络正常运行和重构过程的中消息链路的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
背景技术中已经说明现有网络重构方式中，由于调整TT消息需要全网切换配置，从而造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行的问题。
由于整个系统内参与重构的设备数量不多，大部分设备不参与重构，包括比重构设备关键等级高的设备。因此，本发明实施例提供一种基于预先配置的时间触发网络重构方法，该方法可以将重构范围限制在可控范围内，同时不影响非重构设备的通信；并且，采用预先配置的方式，将所有可能的系统重构引起的网络配置变化同正常的配置预先设置在同一张配置表中，当发生网络重构时，网络不用切换配置表，采用预先准备的配置表，重构时间短，确保重构过程不中断非重构设备的通信；并且可以避免影响非重构设备的通信。采用本发明实施例提供的方法进行网络重构，有效地解决了现有网络重构方式中，由于调整TT消息需要全网切换配置，从而造成网络通信中断，影响到整个航电系统的运行的问题。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
下面对本发明实施例提供的基于预先配置的时间触发网络重构方法做进一步的详细描述：
第一步，根据航电系统的重构需求和航电系统架构，确定需要备份的应用标识(即待重构应用标识)或待重构设备标识，以及备份设备标识。在航电系统的接口控制文件(简称为：ICD)中提取出航电应用相关的ICD信息，建立重构规划表。在图1所示航电系统中有4个设备，分别为：DEVICE1、DEVICE2、DEVICE3、BAK_DEV1，上述4个设备分别与交换机的2、3、5、6端口连接，其中待重构设备标识为DEVICE1、DEVICE2，备份设备标识为BAK_DEV1，部分相关ICD如下表1所示。
表1
Figure BDA0002759013120000051
本发明实施例提供您的时间触发网络重构方法中，根据ICD和重构要求，需要把与待重构的设备DEVICE1、DEVICE2相关的ICD信息提取出来，同时指定备份设备BAK_DEV1。重构规划表如下表2所示。
表2
Figure BDA0002759013120000052
根据表2可以看出，步骤1所建立的重构规划表中通常包括的内容有：待重构的设备标识、ICD信息、待重构应用标识、数据方向和备份设备标识。
第二步，根据航电系统规划、网络拓扑、航电系统ICD、重构规划表等信息，生成网络设备配置表信息，网络设备包括所有正常端系统、交换机和备份端系统。其中，备份端系统配置表信息包括多个待重构应用和待重构设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识(VL_ID)、源和目的用户数据报(UDP)端口号、流量类型、TT时间点等信息，另外，在生成备份端系统配置表信息的过程中，生成配置表信息中需确保备份端系统的TT时间点与正常端系统的TT时间无冲突；正常端系统配置表信息包括正常应用和正常设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识(VL_ID)、源和目的用户数据报(UDP)端口号、流量类型、TT时间点等信息；交换机配置表信息包括VL_ID、转发端口、数据受限-带宽分配间隙(RC_BAG)、TT时间点等信息，另外，在生成交换机配置表信息的过程中，将正常端系统与重构相关的VL配置成多播，转发端口包含待重构端系统和备份端系统。
上述生成的配置表信息中，备份端系统BAK_DEV1配置包括收发消息表、收发VL表，发送消息包括DEVICE1和DEVICE2设备的发送消息，接收消息包括DEVICE3发送给DEVICE1和DEVICE2设备的消息，发送VL和接收VL包括DEVICE1、DEVICE2和DEVICE3相互通信的VL。交换机配置包括VL转发表。以下具体示意出备份端系统配置表中的部分信息：
表3备份端系统的收发消息表如下：
Figure BDA0002759013120000061
表4备份端系统发送VL配置信息表如下：
Figure BDA0002759013120000062
表5备份端系统接收VL配置信息表如下：
Figure BDA0002759013120000063
Figure BDA0002759013120000071
第三步，修改交换机的帧校验机制，取消对进入交换机的数据帧进行输入端口号校验检查，将交换机的指定端口输入改为可多个端口输入的输入方式，本发明实施例中，指定链路VL11、VL12、VL21可在2端口和6端口输入。交换机VL配置信息如下表6所示。
表7
Figure BDA0002759013120000072
第四步，将第二步中生成的配置表加载到各网络设备，网络正常运行，运行时有DEVICE3设备的消息103、104通过链路VL13、VL14转发到DEVICE1、BAK_DEV1，DEVICE3消息202通过链路VL22转发到DEVICE2、BAK_DEV1，BAK_DEV1的备份端系统将收到的消息丢弃，BAK_DEV1上的任务处于休眠状态，BAK_DEV1的备份端系统除网络管理和维护消息外不发送消息。
第五步，当重构发生时，DEVICE1和DEVICE2发生故障，设备的通信关闭，同时将备份设备BAK_DEV1上的对应任务唤醒，BAK_DEV1对应的备份端系统启动收发数据，与DEVICE3通信，接替发生故障的待重构设备(包括DEVICE1和DEVICE2)执行工作。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，包括：
步骤1，根据航电系统的重构需求和航电系统的架构，确定待重构应用标识和待重构设备标识，以及备份设备标识，在航电系统的接口控制文件ICD中提取出航电应用相关的ICD信息，建立重构规划表；
步骤2，根据航电系统规划、网络拓扑、航电系统ICD和重构规划表，生成航电系统中所有网络设备的配置表，所述网络设备包括所有正常端系统、交换机和备份端系统；
步骤3，修改交换机的帧校验机制，取消对进入交换机的数据帧进行输入端口检查，将所述交换机的指定端口输入改为可多个端口输入的输入方式；
步骤4，将步骤2中生成的配置表加载到相应的网络设备，网络正常运行，运行时有数据帧发送到备份设备，备份端系统将数据帧丢弃，备份设备上的任务处于休眠状态；
步骤5，当重构发生时，故障设备的任务挂起或将故障设备对应的端系统通信关闭，同时将备份设备上的任务唤醒，备份端系统启动收发数据，网络重构过程完成。
2.根据权利要求1所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤1中，所建立重构规划表中包括：
待重构的设备标识、ICD信息、待重构应用标识、数据方向和备份设备标识。
3.根据权利要求1所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤2生成的配置表信息中，
备份端系统配置表信息包括多个待重构应用和待重构设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识VL_ID、源和目的用户数据报UDP端口号、流量类型、TT时间点；
交换机配置表信息包括VL_ID、转发端口、数据受限-带宽分配间隙RC_BAG、TT时间点；
正常端系统配置表信息包括正常应用和正常设备对应的配置信息，包括端口ID、收发虚拟链路标识VL_ID、源和目的用户数据报UDP端口号、流量类型、TT时间点。
4.根据权利要求3所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤2中，生成备份端系统配置表信息的过程中，要求确保备份端系统的TT时间点与正常端系统的TT时间无冲突。
5.根据权利要求3所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤2中，生成交换机配置表信息的过程中，将正常端系统与重构相关的虚拟链路VL配置成多播，转发端口包含待重构端系统和备份端系统。
6.根据权利要求1所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤3中，
将交换机的链路VL11的指定输入端口2改为输入端口为端口2和端口6；
将交换机的链路VL12的指定输入端口2改为输入端口为端口2和端口6；
将交换机的链路VL21的指定输入端口3改为输入端口为端口3和端口6。
7.根据权利要求1所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤4中，
备份端系统在网络管理和维护消息之外的其它工作状态中，不发送消息。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的基于预先配置的时间触发网络重构方法，其特征在于，所述步骤4中，网络正常运行，DEVICE3设备的消息103、104通过链路VL13、VL14转发到DEVICE1、BAK_DEV1，DEVICE3消息202通过链路VL22转发到DEVICE2、BAK_DEV1；
步骤5中，当重构发生时，DEVICE1和DEVICE2发生故障且通信关闭，将备份设备BAK_DEV1对应的备份端系统启动收发数据，与DEVICE3通信，接替发生故障的设备执行工作。
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CN113193993A (zh) * 2021-04-19 2021-07-30 天津大学 航天以太网拓扑优化方法

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