CN113783805A - 一种fc交换网络的传输方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种FC交换网络的传输方法及系统，方法包括：响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用第一端口对当前消息进行传输；其中，候选端口均与同一FC交换机的相应端口相连；当判断当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为主端口，以采用第二端口对当前消息进行重传；若对当前消息进行重传成功，则保持采用第二端口作为主端口，以采用第二端口对下一消息进行传输。本发明通过整合FC交换机并改进端口动态切换机制，从而能够有效降低FC通信网络的系统复杂度，提高系统通信效率和避免带宽浪费，并提高了系统配置的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种FC交换网络的传输方法及系统。
背景技术
基于FC_AE_1553协议的交换式网络主要应用于航空、航天及军用领域，作为电子设备间的通信互联、数据传输、指挥控制，其具备高可靠性、高稳定性、高带宽、抗强电磁干扰和工程应用简单快捷等优点。
FC_AE_1553交换式网络通信系统由一个NC（Network Controller，网络控制器）、多个NT（Network Terminal，网络终端）和FC交换机构成，在通信过程中通过光纤进行消息交换、传递数据，其传输的数据通过编码保证传输的可靠性和稳定性。
为了提高FC通信网络的可靠性，通常NC、NT会采用主备两个端口的冗余设计，通过连接主、备两个交换机来实现备份功能。其结构图如图2所示。在该网络中，NC默认由其主端口发起传输，当NC的主端口传输失败时，则由NC备端口通过备路交换机与NT的备端口实现通信。同时，由于NC、NT设备地址限制，导致NC、NT的主备端口必须连接在不同交换机的同类型接口上才能保证FC网络的正常工作。
目前，FC通信网络的冗余设置方法存在以下缺点：
1、冗余交换机的设置增加了系统复杂度，加大了成本；
2、在冷备份模式下，当主端口传输失败再经备路传输成功时，下一条消息仍会由主端口发起，传输失败后再由转为备路传输，这种传输控制方法降低了系统的通信效率和造成了带宽的浪费；
3、NC、NT连接方式固化，配置操作的灵活性不足。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种FC交换网络的传输方法，能够降低FC交换网络的系统复杂度，提高系统通信效率和避免带宽浪费，并提高了系统配置的灵活性。
本发明提供一种FC交换网络的传输方法，包括：
响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述候选端口均与同一FC交换机的相应端口相连；
当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传；
若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，所述响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输，包括：
响应当前消息发送请求，获取当前的链路连接状态；
若根据所述链路连接状态判断所有链路均处于连通状态，则选择第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述第一端口为与预设的主端口配置信息相对应的端口；
若根据所述链路连接状态判断仅有一链路处于连通状态，则选择第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述第一端口为与当前处于连通状态的链路对应的端口。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，所述当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传，包括：
当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，并将所述当前消息的端口ID修改为与所述第二端口相对应的端口ID，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，所述当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传，包括：
当判断所述当前消息传输异常时，根据预设的备份配置信息判断系统是否开启了冷备份处理模式；
若是，则从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传；
若否，则保持采用所述第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对下一消息进行传输。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，所述若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输，具体为：
若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对后续的消息进行传输，直至下一次发生消息传输异常。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，还包括：
若对所述当前消息进行重传失败，且连续失败次数超过预设的重传次数，则退出冷备份处理过程，并保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，还包括：
响应系统复位指令，将与预设的主端口配置信息相对应的端口作为所述主端口。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，还包括：
若在接收到系统复位指令之后的预设时间段内接收到端口配置指令，则将所述主端口更新配置为与所述端口配置指令相对应的端口。
根据本发明的FC交换网络的传输方法，所述判断所述当前消息传输异常的方式包括：
当接收到所述当前消息的命令帧返回的消息传输异常信息时，判断所述当前消息传输异常；其中，所述消息传输异常信息包括消息超时信息和NT错误状态信息。
本发明还提供一种FC交换网络的传输系统，包括网络控制器、FC交换机和若干个网络终端；所述网络控制器和各个网络终端均与所述FC交换机连接；所述网络控制器包括控制装置，所述控制装置被配置为执行任一项所述的FC交换网络的传输方法。
本发明提供的FC交换网络的传输方法及系统，通过将现有的主、备交换机整合为单个FC交换机，使得系统的NC、NT可以通过其不同端口连接到同一FC交换机，有效降低了系统的复杂度；同时通过配置端口动态切换方法，在发生端口传输异常并通过备用端口重传成功时，该端口会自动作为主端口发起后续传输，从而有效避免了现有的固定主端口情况下，当主端口发生错误时，后续消息传输依然先由主端口发起，导致带宽浪费的情况；另外，不同的端口具备独立的SID，均可独立作为交换网络中的节点使用，使原本NC、NT的不同端口由单独冗余作用扩展为各自具备完整FC通信功能的接口，从而提高了设备的配置的灵活性，可以满足更多应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的FC交换网络的传输方法的流程示意图；
图2是现有技术的FC交换网络的系统结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的FC交换网络的系统结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的FC交换网络的内部处理架构框图；
图5是本发明一实施例提供的初始化主端口配置流程示意图；
图6是本发明一实施例提供的传输中主端口动态处理流程示意图。
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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种FC交换网络的传输方法，包括：
S1、响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用第一端口对当前消息进行传输；其中，候选端口均与同一FC交换机的相应端口相连。
在本发明实施例中，进一步地，步骤S1具体包括：
S110、响应当前消息发送请求，获取当前的链路连接状态；
S120、若根据链路连接状态判断所有链路均处于连通状态，则选择第一端口作为主端口，以采用第一端口对当前消息进行传输；其中，第一端口为与预设的主端口配置信息相对应的端口；
S130、若根据链路连接状态判断仅有一链路处于连通状态，则选择第一端口作为主端口，以采用第一端口对当前消息进行传输；其中，第一端口为与当前处于连通状态的链路对应的端口。
需要说明的是，每当一条消息传输开始前，先对当前的链路连接状态进行判断，在本发明实施例中，若判断所有的端口均未连通，则保持主端口的默认配置不变（按照预设的主端口配置信息），等待链路的连通；若判断只有一条链路连通，则不管默认配置主端口是哪个，都采用当前连通的链路所对应的端口配置为当前的主端口；若所有的链路都处于连通状态，则根据按照主端口配置信息选择预设的端口作为当前的主端口。
S2、当判断当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为主端口，以采用第二端口对当前消息进行重传。
进一步地，判断当前消息传输异常的方式包括：
当接收到当前消息的命令帧返回的消息传输异常信息时，判断当前消息传输异常；其中，消息传输异常信息包括消息超时信息和NT错误状态信息。
需要说明的是，当传输信息过程中出现消息超时、NT返回错误状态等情况时，则对主端口进行变更为其余的备选端口，并采用变更后的端口进行消息传输。
进一步地，步骤S2包括：
当判断当前消息传输异常时，根据预设的备份配置信息判断系统是否开启了冷备份处理模式；
若是，则从其余的候选端口中选择出第二端口作为主端口，以采用第二端口对当前消息进行重传；
若否，则保持采用第一端口作为主端口，以采用第一端口对下一消息进行传输。
需要说明的是，在本发明实施例中，当判断当前消息传输异常时，进一步判断系统是否开启了冷备份处理，如果开启了冷备份处理，则变更主端口并进行重传，如果没有开启冷备份，则跳过重传操作，并保持主端口配置不变直接开始下一条消息的传输。
进一步地，步骤S2包括：
当判断当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为主端口，并将当前消息的端口ID修改为与第二端口相对应的端口ID，以采用第二端口对当前消息进行重传。
需要说明的是，在变更主端口配置时，需要将消息的端口ID进行变更，使得重传消息的SID（Source ID）与更换后的端口相匹配。
S3、若对当前消息进行重传成功，则保持采用第二端口作为主端口，以采用第二端口对下一消息进行传输。
进一步地，步骤S3具体为：
若对当前消息进行重传成功，则保持采用第二端口作为主端口，以采用第二端口对后续的消息进行传输，直至下一次发生消息传输异常。
需要说明的是，在步骤S2变更主端口后，并且对前次传输异常的消息进行重传成功时，则说明更换后的端口没有链路和节点连接问题，则下一条消息采用变更后的端口进行传输。也可以配置为后续所有消息都由变更后的端口进行传输，直至下一次发生消息传输异常（说明变更后的端口对应链路状态出现问题，需要再次更换主端口发送消息）。
在本发明实施例中，进一步地，该方法还包括：
若对当前消息进行重传失败，且连续失败次数超过预设的重传次数，则退出冷备份处理过程，并保持采用第二端口作为主端口，以采用第二端口对下一消息进行传输。
需要说明的是，如果变更主端口后依然重传失败，且重传的次数超过预设的次数，则退出重传过程（冷备份处理过程），然后保持变更后的主端口，并进行下一条消息的传输。
在本发明实施例中，进一步地，该方法还包括：
响应系统复位指令，将与预设的主端口配置信息相对应的端口作为主端口。
在本发明实施例中，进一步地，该方法还包括：
若在接收到系统复位指令之后的预设时间段内接收到端口配置指令，则将主端口更新配置为与端口配置指令相对应的端口。
需要说明的是，当接收到系统复位指令时，则将主端口配置恢复默认值（按照预设的主端口配置信息）。如果在复位后的一段时间内，接收到新的端口配置指令，则根据该端口配置指令对主端口进行更新配置。
基于上述各实施例提供的FC交换网络的传输方法，以下对其进行举例说明：
本发明实施例的具有备份功能的FC交换网络如图3所示。本发明的技术方案的关键在于通过NC、NT主端口的动态管理和各个端口的独立SID共同实现。
在本发明实施例中，NC、NT设备的每个端口可以分别与交换机完成登录过程，并且将本端口的登录ID进行记录，作为端口的源ID。原主备端口变更为端口A和端口B，当前A或B是否为主端口取决于端口连接状态、前次传输是否成功。假设当前NC在初始化配置时A端口被配置为主端口，重传策略为主备，则FC消息会通过A端口输出，当前设备的ID为A端口的SID（101）；若A端口传输出现错误时，NC发起备份重传操作，此时B端口会自动切换为主端口，且设备的ID变更为B端口的SID（102），重传由B端口发出。若B端口该次传输成功，则B端口保持作为NC设备的主端口，后续消息传输由B端口继续进行。
通过主端口和设备ID的动态变更，使NC、NT不再必须将两个端口接到不同交换机的相同接口才能完成备份。同时使NC在完成一次备份传输后，后续都会优先从上次传输成功的端口发起传输，提高了系统传输效率，避免了带宽的浪费。
在本发明实施例中，由于A、B端口具备独立的SID，均可独立作为交换网络中的节点使用，使原本NC、NT的两个端口由单独冗余作用扩展为两个具备完整FC通信功能的接口，提高了设备的适用性，可以满足更多应用场景。
请参见图4，主端口在初始化时处理流程如下：系统复位后，主端口恢复默认值，此时若有上层驱动软件重新配置端口，则主端口值进行更新，否则保持默认配置。
请参见图5，系统主端口在消息运行中动态切换的处理流程如下：
消息处理中，每当一条FC消息重新运行时，先对当前链路状态进行判断，若当前仅有一路连通，则该路恒为主端口；若两路都连通，则进入主端口动态切换处理流程。
使用当前主端口发送命令帧，并等待消息完成，若收到消息完成状态表明该消息传输成功，则保持当前主端口。
若出现消息超时、NT返回错误状态等情况，且开启了冷备份处理，则对当前主端口进行更新，并进入重传过程，重新启动消息发送。同时通知端口ID管理模块，变更设备ID，使重传消息的SID与更换后的端口相匹配。
若重传消息成功，则端口配置保持不变，下一条消息仍从同一端口传输，直至该端口发生异常。若运行完规定的重传次数均传输失败，则退出冷备份处理过程，使用当前端口开始下一条消息发送。
本发明还提供一种FC交换网络的传输系统，包括网络控制器、FC交换机和若干个网络终端；网络控制器和各个网络终端均与FC交换机连接；网络控制器包括控制装置，控制装置被配置为执行任一项的FC交换网络的传输方法。
如图6所示，在本发明实施例中，修改后FPGA内部处理架构包括FC-2M模块、FC消息处理模块、FC端口模块（A端口）、FC端口模块（B端口）、A端口登录处理模块、B端口登录处理模块和端口ID管理模块。
需要说明的是，其中A端口登录处理模块、B端口登录处理模块和端口ID管理模块为本发明实施例新增的处理模块。端口登录处理模块用于实现登录帧发送，以及登录响应帧解析。A、B端口根据端口连接状态独立工作，由FC-2M对发送和接收帧进行仲裁。端口登录处理模块若登录成功，则将该端口获取的ID通知端口ID管理模块。端口ID管理模块根据当前主端口选择，来决定当前系统使用的ID。主端口选择功能由FC消息处理模块（相当于控制装置）根据当前配置和消息运行结果进行处理。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
1.NC、NT的两个端口具备独立的Source ID（SID），可连接在同一台交换机完成备份通信功能；使用1台交换机即可实现冗余备份，省略了额外增加的冗余交换机，从而简化了系统的复杂度；
2.NC、NT主备端口可根据当前传输情况动态切换，当某一端口传输成功后，该端口会自动作为主端口发起后续传输，直到该端口出现错误时，则切换至另一端口进行备份传输。避免了固定主端口情况下，一旦主端口发生错误，后续每次消息传输仍需先由主端口发起，造成的带宽浪费情况，提高了设备通信效率；
3.NC、NT的两个端口均可实现完整的FC通信功能，提高设备的鲁棒性和适用性。
4.兼容原网络和硬件环境，仅固件方面做出改动。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种FC交换网络的传输方法，其特征在于，包括：
响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述候选端口均与同一FC交换机的相应端口相连；
当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传；
若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输。
2.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，所述响应当前消息发送请求，根据链路连接状态从若干个候选端口中选择出第一端口作为主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输，包括：
响应当前消息发送请求，获取当前的链路连接状态；
若根据所述链路连接状态判断所有链路均处于连通状态，则选择第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述第一端口为与预设的主端口配置信息相对应的端口；
若根据所述链路连接状态判断仅有一链路处于连通状态，则选择第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对所述当前消息进行传输；其中，所述第一端口为与当前处于连通状态的链路对应的端口。
3.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，所述当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传，包括：
当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，并将所述当前消息的端口ID修改为与所述第二端口相对应的端口ID，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传。
4.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，所述当判断所述当前消息传输异常时，从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传，包括：
当判断所述当前消息传输异常时，根据预设的备份配置信息判断系统是否开启了冷备份处理模式；
若是，则从其余的候选端口中选择出第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对所述当前消息进行重传；
若否，则保持采用所述第一端口作为所述主端口，以采用所述第一端口对下一消息进行传输。
5.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，所述若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输，具体为：
若对所述当前消息进行重传成功，则保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对后续的消息进行传输，直至下一次发生消息传输异常。
6.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，还包括：
若对所述当前消息进行重传失败，且连续失败次数超过预设的重传次数，则退出冷备份处理过程，并保持采用所述第二端口作为所述主端口，以采用所述第二端口对下一消息进行传输。
7.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，还包括：
响应系统复位指令，将与预设的主端口配置信息相对应的端口作为所述主端口。
8.根据权利要求7所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，还包括：
若在接收到系统复位指令之后的预设时间段内接收到端口配置指令，则将所述主端口更新配置为与所述端口配置指令相对应的端口。
9.根据权利要求1所述的FC交换网络的传输方法，其特征在于，所述判断所述当前消息传输异常的方式包括：
当接收到所述当前消息的命令帧返回的消息传输异常信息时，判断所述当前消息传输异常；其中，所述消息传输异常信息包括消息超时信息和NT错误状态信息。
10.一种FC交换网络的传输系统，其特征在于，包括网络控制器、FC交换机和若干个网络终端；所述网络控制器和各个网络终端均与所述FC交换机连接；所述网络控制器包括控制装置，所述控制装置被配置为执行如权利要求1-9任一项所述的FC交换网络的传输方法。
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