CN115022208B - 一种tte网络流量监控设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TTE网络流量监控设备，包括：接收队列模块将进入设备内部的数据帧进行内部协议转换并存储至队列中；时钟同步模块根据网络同步协议周期性矫正本地绝对时间和相对时间；帧信息生成模块根据两种时间为数据帧生成时间戳信息，根据网络同步状态选择分组规则对数据帧进行预分组，并根据预分组情况为数据帧生成类型信息；链路聚合模块将多个队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果生成数据帧ID；报文封装模块将数据帧封装在通信帧中；发送控制模块将通信帧转换为符合高速汇聚接口的格式，并通过该接口将转换后的通信帧发送至外围设备。本发明可以能够对多条链路同时、实时的监控。

Description

一种TTE网络流量监控设备及方法
技术领域
本发明属于时间触发以太网领域，具体涉及一种TTE(Time Triggered Ethernet，时间触发以太网)网络流量监控设备及方法。
背景技术
随着航空电子系统综合化程度的提高，机载总线网络向着高带宽、高可靠性发展，对机载航电系统的网络安全管理提出了更高的要求。时间触发以太网创造性提出了时间触发业务，提高了机载网络确定性和实时性。TTE网络中可完成TT(时间触发)、RC(速率约束)以及BE(尽力而为)三种业务的混合传输，必将成为下一代新型航空航天总线网络技术。
从网络测量中学习必要网络的配置参数的方法，可以为网络提供持续的配置服务。基于网络测量的分析，可以获得特定的流量参数，并通过网络模拟对网络进行评估。其中，进行网络测量首要解决的是如何从网络中获取网络流量。
现有技术中，如图1所示，有通过在单条链路上插入T型转发器来从TTE网络中获取网络流量的方案。其中，网口1和网口2分别连接链路中原本直接相连的两个设备，网口3连接监控设备(可以是一台笔记本或者数据记录仪等)。
然而，上述方案中，T型转发器三个网的端口速率都相等，这就导致当网口1和网口2流量满速转发时，通过网口3发出的数据会损失一半，造成数据的漏监控；并且，每监控一条链路就需要引入一个T型转发器，监控系统的搭建和维护十分不方便，因此每多引入一个T型转发器，网络出现故障的概率就增加一分，对原有网络的稳定性有潜在的不良影响；此外，每个T型转发器都是实实在在的硬件设备，当需要同时监控多条链路时，就需要多个T型转发器以及多个监控设备，使得监控系统的成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种TTE网络流量监控设备及方法。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种TTE网络流量监控设备，包括：
通信接口；所述通信接口包括：多个网口和多个高速汇聚接口；
接收队列模块；所述接收队列模块用于将从TTE网络进入所述设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述源端口是所述多个网口中的一个或多个；
时钟同步模块；所述时钟同步模块用于根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间；
帧信息生成模块；所述帧信息生成模块，用于根据所述本地绝对时间以及所述相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；还用于根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息；
链路聚合模块；所述链路聚合模块用于按照预设的调度算法，将多个所述队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID；
报文封装模块；所述报文封装模块，用于按照预设的私有通信协议将所述总线上的数据帧封装在通信帧中；所述通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、所述数据帧ID、所述时间戳信息以及所述类型信息；其中，所述目的MAC为所述通信帧待被发送至的目的MAC，所述源MAC为所述TTE网络流量监控设备的MAC；
发送控制模块；所述控制模块，用于将所述通信帧转换为符合所述高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过所述高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
可选地，所述TTE网络流量监控设备还包括：交换模块；
所述交换模块，用于配合所述多个网口模拟TTE网络交换机执行网络数据交换；
所述接收队列模块，具体用于：
从所述多个网口中的接收端口或发送端口处获取来自于TTE网络的数据帧，以对所获取的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述接收端口为所述源端口。
可选地，所述TTE网络流量监控设备还包括：镜像监控模块以及多个高速转发接口；
所述镜像监测模块，用于对所述多个网口中的任意一个或多个进行在线实时镜像，将镜像数据转换为符合所述高速转发接口的传输协议的格式，并通过所述高速转发接口将转换后的镜像数据转发至外围设备。
可选地，所述TTE网络流量监控设备还包括：配置模块；
所述配置模块，用于响应于用户的配置，配置所述交换模块是否工作，以及配置所述镜像监控模块以及所述高速发送接口是否工作。
可选地，所述多个高速汇聚接口的传输速率总和，不低于一半的所述网口的传输速率总和。
可选地，所述帧信息生成模块，根据网络状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，包括：
当网络状态为非同步状态时，采用计数分组规则对数据帧进行预分组；
当网络状态为同步状态时，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组。
可选地，所述矩阵周期包括N个基本周期，N≥2；
所述帧信息生成模块，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组的前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至新一组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧。
可选地，所述矩阵周期包括N个基本周期，N≥1；
所述帧信息生成模块，根据数据帧的接收时间，按照矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组到前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在所述监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在所述监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
其中，所述监听时段满足：第N个基本周期的结束时刻向前推一段时长的时间点为起始监听时刻，且监听时长不超过所述一段时长与空数据帧的传输时长之差；其中，所述一段时长为最长以太网帧的传输时长。
可选地，所述类型信息，包括：数据帧所在分组的类型、编号以及数据帧在组内的位置。
本发明提供的TTE网络流量监控设备，包括多个网口；这样，该设备可以通过任意网口连接TTE网络中的任意一个或多个设备(交换机或端设备)的空闲网口上，从而同时对多台TTE网络设备进行网络流量的监控。本发明提供的该设备中，接收队列模块将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中，以便设备内部进行数据处理，同时确保了来自不同源端口的数据不会交叉混淆；时钟同步模块，根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间，帧信息生成模块根据该本地绝对时间以及相对时间为数据帧生成两种时间戳信息，为后续对数据帧的存储以及分析提供了准确的时间信息；帧信息生成模块还根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息，以便数据分析人员后续能够根据该类型信息准确查找、定位数据；链路聚合模块将多个队列中的数据帧轮询至一条总线上，以便后续通过高速汇聚接口向外发送；该链路聚合模块还同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID，确保了来自不同源端口的每帧数据都有其唯一对应的标识，便于对数据进行管理；报文封装模块按照预设的私有通信协议将总线上的数据帧封装在通信帧中，该通信帧中包含有通信帧待被发送至的目的MAC、TTE网络流量监控设备的MAC，以及数据帧的数据帧ID、两种时间戳信息、类型信息，为后续数据分析过程提供了准确、便利的有用信息。发送控制模块，将通信帧转换为符合高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过设备包含的高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备(计算机或数据记录仪等)；本领域技术人员均知晓，高速汇聚接口使用了具有较高的数据传输速率的GT(Gigabit Transceiver)接口，故而将来自于多个源端口的数据帧进行汇总之后，确保了数据不会遗漏。利用该高速汇聚接口可以及时地将汇总数据发送至外围设备，使得监控具有实时性。
综上可见，本发明提供的TTE网络流量监控设备可以同时对多台TTE网络设备进行网络流量的实时监控，不会有数据漏监控的情况。并且，相较于现有技术监控多条链路需要基于多个T型转发器实现监控系统的搭建和维护来说，本发明只需维护单台设备，对原有网络的稳定性的不良影响较少。并且，本发明提供的该设备中的各个模块均可基于FPGA(Field-Programmable Gate Array，可编程门阵列)以及CPU(Central Processing Unit，中央处理器)等处理芯片开发实现，再加上网口以及高速汇聚接口，总体的硬件成本并不高，在本发明能够对多条链路同时、实时的监控，且维护便利的多重有益效果的衬托下，本发明提供的TTE网络流量监控设备具有更高的性价比。
本发明还提供了一种TTE网络流量监控方法，应用于电子设备，所述电子设备具有通信接口，所述通信接口包括多个网口和多个高速汇聚接口；
所述方法包括：
将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述源端口是所述多个网口中的一个或多个；
根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间，并根据所述本地绝对时间以及所述相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；
根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息；
按照预设的调度算法，将多个所述队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID；
按照预设的私有通信协议将所述总线上的数据帧封装在通信帧中；所述通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、所述数据帧ID、所述时间戳信息以及所述类型信息；其中，所述目的MAC为所述通信帧待被发送至的目的MAC，所述源MAC为所述TTE网络流量监控设备的MAC；
将所述通信帧转换为符合所述高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过所述高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是背景技术中提到的一种T型转发器的内部逻辑示意图；
图2是本发明实施例提供的一种TTE网络流量监控设备的内部结构框图；
图3是本发明实施例提供的一种TTE网络流量监控设备连接TTE网络的示意图；
图4是本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备对数据帧进行直通式转发的示意图；
图5是本发明实施例中的计数分组规则的示意图；
图6是本发明实施例中使用的一种通信帧的帧结构；
图7是本发明实施例提供的另一种TTE网络流量监控设备的内部结构框图；
图8是本发明实施例提供的又一种TTE网络流量监控设备的内部结构框图；
图9中示出了本发明实施例中的交换模块的内部逻辑示意图；
图10是本发明实施例提供的又一种TTE网络流量监控设备的内部结构框图；
图11是本发明实施例中在网络同步状态下的一种数据帧分组规则的的示意图；
图12是本发明实施例中的监听时段的示意图；
图13是利用本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备所搭建的网络流量监控系统的拓扑图；
图14是图13所示网络流量监控系统的实物图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为了更好地从TTE网络中获取网络流量，本发明实施例提供了一种TTE网络流量监控设备10(以下简称本设备)。参见图2所示，本设备包括：通信接口、接收队列模块、时钟同步模块、帧信息生成模块、帧信息生成模块、链路聚合模块、报文封装模块以及发送控制模块。
其中，通信接口包括：多个网口和多个高速汇聚接口。如图2所示，PHY_1～PHY_n均为网口，n例如可以等于16，并不局限于此。GT_1和GT_2均为高速汇聚接口；图2中示例性地画出了2个高速汇聚接口，实际设备中的高速汇聚接口并不局限于2个，也可以为1个，或比两个更多。高速汇聚接口优选采用10G的光口，当然并不局限于此。
接收队列模块，用于将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，源端口是上述的多个网口中的一个或多个。
其中，接收队列模块对外来的数据帧进行内部协议转换，主要包括数据位宽转换、跨时钟域操作等等。
举例而言，网口采用的PHY芯片输出的是8比特位宽、125MHZ时钟频率、千兆RGMII(Reduced GMII)协议格式的数据。因此，如果本设备内部采用的是Xilinx公司提出的LocalLink接口协议(Xilinx.LocalLink Interface Specification Z.2005-07-25)，且本设备内部处理的数据位宽是64比特位宽，时钟频率为156.25MHZ。此时，接收队列模块要做的便是将接收端口处转换出的8比特位宽、125MHZ时钟频率、千兆GMII(Gigabit MediumIndependent Interface，千兆介质独立接口)协议格式的数据转换为64比特位宽、时钟频率为156.25MHZ的LocalLink协议格式。
当然，本设备内部的协议格式也可以是其他的协议格式；此外，数据位宽以及时钟频率取决于设备所采用的芯片的数据处理位宽以及硬件时钟，这些都是可以根据实际情况对器件进行选型来确定的，本发明实施例不做限定。
其中，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备10连接TTE网络的方式可以参见图3所示，可连接TTE网络中任意一个或多个设备的空闲端口。
其中，1号TTE网络流量监控设备10有3个网口同时连接了1号TTE网络交换机的3个端口，这3个网口此时是作为数据接收端口来从1号TTE网络交换机中获取数据帧进行监控的，是3个不同的源端口。
2号TTE网络流量监控设备10有2个网口同时连接了1号端设备的2个端口，这2个网口此时是作为数据接收端口来从1号端设备中获取数据帧进行监控的，是2个不同的源端口。其中，端设备在实际中是带有TTE端系统网卡的计算机。
在实际应用中，1号TTE网络流量监控设备10和2号TTE网络流量监控设备可以是集成或关联有多个网口和高速汇聚接口的计算机，当然并不局限于此。
在3号TTE网络流量监控设备10中，有一对网口一端连接2号TTE网络交换机，另一端连接2号端设备，这对网口是一对数据收发端口，构成一个监控对，该监控对串接在2号TTE网络交换机和2号端设备之间的链路中，其中当该监控对中的任一网口从链路中收到数据帧时，该网口即是源端口；此外，3号TTE网络流量监控设备10中还另有一对网口一端连接2号TTE网络交换机，另一端连接3号端设备，这对网口同样为一个监控对，该监控对串接在2号TTE网络交换机和3号端设备之间的链路中，其中当该监控对中对任一网口从该链路中收到数据帧时，该网口即是源端口。
在4号TTE网络流量监控设备10中，有一对网口一端连接2号TTE网络交换机，另一端连接3号TTE网络交换机，这对网口同样是一个监控对，串接在2号TTE网络交换机和3号TTE网络交换机之间的链路中；其中当该监控对中的任一网口从该链路中收到数据帧时，该网口即是源端口。
可以理解的是，对于3号TTE网络流量监控设备10和4号TTE网络流量监控设备10来说，其既可以从作为数据接收端口的网口处获取数据帧，又可以从作为数据发送端口的网口处获取数据帧。此时，3号TTE网络流量监控设备10和4号TTE网络流量监控设备10中的每个监控对都相当于一种直通式数据转发器，同时设备内部复制一份数据进入内部逻辑进行进一步处理；其中，直通式数据转发器内部的信号逻辑可以参见图4所示。
时钟同步模块，用于根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间。
可以理解的是，TTE网络中的节点间都会进行同步帧的交互，同步帧也是数据帧的一种，因此时钟同步模块可以根据从接收队列模块处获取的同步帧来周期性矫正本地绝对时间和相对时间。其中，本地绝对时间根据IEEE 1588网络同步协议矫正，本地相对时间根据AS6802网络同步协议矫正。
帧信息生成模块，用于根据本地绝对时间以及相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；还用于根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息。
具体而言，当数据帧到达接收队列模块中时，帧信息生成模块根据当前的已矫正准确的本地绝对时间以及相对时间为数据帧生成两种时间戳信息，因此时间戳信息与数据帧是一一对应的。当网络同步状态为非同步状态时，即没有同步帧到达时，采用计数分组规则对数据帧进行预分组。当网络同步状态为同步状态时，即周期性地有同步帧到达时，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组。
其中，当网络同步状态从同步状态切换到非同步状态时，立刻结束当前分组，按照非同步状态下的计数分组方式开启下一组数据计数。当网络同步状态从非同步状态切换到同步状态时，一种方式是按照非同步的方式完成当前的计数分组，再继续按照同步方式下的分组规则分组。或者，也可以立刻结束非同步状态下的计数分组，直接切换到同步方式下的分组规则继续进行分组。
可以理解的是，所谓计数分组，即是将一定数量的数据帧划分为一组，例如，图5中F1到FN为连续到达的一组数据帧，计数大小为N，故而F1到FN被划分到同一组中。这样，后续将数据帧发送至外围设备中时，外围设备可以将每组数据帧分别存储到单独的存储文件中，从而避免因不进行分组而导致的数据存储文件过大；同时也便于根据分组存储的文件对数据进行查找和定位。其中，计数分组时具体的计数大小可以通过配置实现，本发明实施例不做限定。
按照矩阵周期对数据帧进行预分组，其总体思路均是尽量将在同一矩阵周期中到达的数据帧划分到一组中，具体的实现细节可以有多种不同的方式，为了使说明书的布局清晰，后续对按照矩阵周期对数据帧进行预分组的具体实现方式进行举例说明。
该帧信息生成模块中，根据数据帧的预分组情况为数据帧生成的类型信息，可以包括数据帧所在分组的类型、编号以及数据帧在组内的位置。其中，数据帧在组内的位置可以是数据帧在组内的计数ID。
链路聚合模块，用于按照预设的调度算法，将多个队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID。
其中，链路聚合模块可用的调度算法包括SP(Strict Priority，严格优先级)、RR(Round Robin，循环调度)、WRR(deficit round robin，差额循环队列)以及DWRR(WeightedRound Robin，加权循环调度算法)等。
可以理解的是，由于链路聚合模块要把来自于多个队列的数据帧汇总到一条总线上，而同一时刻可以有多个源端口收到数据帧，导致多个队列中都有数据帧待被汇总，因此为了避免来自于不同源端口的数据帧发生冲突，可以借助于调度算法来决策各个队列中的数据帧被汇总至总线时的先后顺序。
由于有统计结果既包含数据帧来自于哪个源端口的信息，又包含了来自于同一源端口的各个数据帧到达本设备的次序，因此根据统计结果生成的数据帧ID可以对数据帧进行唯一标识。
报文封装模块，用于按照预设的私有通信协议将总线上的数据帧封装在通信帧中；该通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、数据帧ID、时间戳信息以及类型信息；其中，目的MAC为通信帧待被发送至的目的MAC，源MAC为TTE网络流量监控设备的MAC。
图6示例性的给出了一种通信帧的帧结构；从图6中可以看到，数据帧是作为通信帧的数据载荷被封装在通信帧中的。另外，数据帧中的目的MAC是数据帧被监控对象原本要将数据帧发送至的目的MAC，源MAC则是被监控对象的MAC，与通信帧的目的MAC和源MAC不同。另外，通信帧和数据帧中的FCS均为帧校验序列。
发送控制模块，用于将通信帧转换为符合高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
举例而言，假设数据帧在本设备内部已被转换为8比特、125MHZ的GMII协议格式，高速汇聚接口采用的是10G光口，其需要的数据格式是64比特156.25MHZ的axi stream 64协议格式；因此，可以先将通信帧转换成64比特156.25MHZ的locallink协议格式，再转换成64比特156.25MHZ的axi stream 64协议格式，最后经过10G IP核转换成差分信号(光口传输的数据)发送出去。
本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备，包括多个网口；这样，该设备可以通过任意网口连接TTE网络中的任意一个或多个设备(交换机或端设备)的空闲网口上，从而同时对多台TTE网络设备进行网络流量的监控。本发明提供的该设备中，接收队列模块将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中，以便设备内部进行数据处理，同时确保了来自不同源端口的数据不会交叉混淆；时钟同步模块，根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间，帧信息生成模块根据该本地绝对时间以及相对时间为数据帧生成两种时间戳信息，为后续对数据帧的存储以及分析提供了准确的时间信息；帧信息生成模块还根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息，以便数据分析人员后续能够根据该类型信息准确查找、定位数据；链路聚合模块将多个队列中的数据帧轮询至一条总线上，以便后续通过高速汇聚接口向外发送；该链路聚合模块还同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID，确保了来自不同源端口的每帧数据都有其唯一对应的标识，便于对数据进行管理；报文封装模块按照预设的私有通信协议将总线上的数据帧封装在通信帧中，该通信帧中包含有通信帧待被发送至的目的MAC、TTE网络流量监控设备的MAC，以及数据帧的数据帧ID、两种时间戳信息、类型信息，为后续数据分析过程提供了准确、便利的有用信息。发送控制模块，将通信帧转换为符合高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过设备包含的高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备(计算机或数据记录仪等)；本领域技术人员均知晓，高速汇聚接口使用了具有较高的数据速率的GT接口，故而将来自于多个源端口的数据帧进行汇总之后，确保了数据不会遗漏，利用该高速汇聚接口可以及时地将汇总数据发送至外围设备，使得监控具有实时性。
综上可见，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备可以同时对多台TTE网络设备进行网络流量的实时监控，不会有数据漏监控的情况。并且，相较于现有技术监控多条链路需要基于多个T型转发器实现监控系统的搭建和维护来说，本发明实施例只需维护单台设备，对原有网络的稳定性的不良影响较少。并且，本发明实施例提供的该设备中的各个模块均可基于FPGA或CPU等处理芯片开发实现，再加上网口以及高速汇聚接口，总体的硬件成本并不高，在本发明实施例能够对多条链路同时、实时的监控，且维护便利的多重有益效果的衬托下，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备具有更高的性价比。
其中，基于FPGA芯片开发上述各个功能模块的大致过程包括：根据各模块的功能需求编写RTL(寄存器级)代码，利用工具将代码生成为bit流文件，将bit流文件下载到FPGA开发板中，就可以实现各个模块对应的功能。
在图2所示实施例的基础上，如图7所示，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备还可以包括：镜像监控模块以及多个高速转发接口(图7中用GTR表示)。
其中，镜像监测模块，用于对本设备所具有的多个网口中的任意一个或多个进行在线实时镜像，将镜像数据转换为符合高速转发接口的传输协议的格式，并通过高速转发接口将转换后的镜像数据转发至外围设备。
高速转发接口同样使用了GT接口，例如可以是传输速率为1G的光口。与高速汇聚接口不同的是，由于单个高速转发接口的传输速率只需足够转发单个网口流过的数据即可，效果相当于转发，而高速汇聚接口由于要负责将从多个网口汇聚来的数据向外围设备发送，效果更相当于汇聚。
图7中，示例性地画出了n个高速转发接口，与本设备具有的网口数量相匹配，可以最大程度进行多网口的流量监控。在实际应用中，由于可在通过配置FPGA来具体配置所要镜像监控的网口，因此高速转发接口的数量可以无需设置如此之多，例如4个镜像监控模块也足以满足大多数监控场景下的使用需求。
在图2所示实施例的基础上，如图8所示，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备，还可以包括：交换模块。
该交换模块，用于配合本设备所具有的多个网口模拟TTE网络交换机执行网络数据交换，具体是根据预先为交换模块配置的调度表信息完成TT/RC/BE三种业务综合传输，传输过程大致与现有TTE网络交换机相同，可参见图9所示的内部传输逻辑。
图8中，RX_1～RX_m表示本设备有m个网口在做数据接收，TX_1～TX_m表示本设备的m个网口在做数据发送，m＝n。
相应的，上述接收队列模块，则具体用于：
从本设备所具有的多个网口中的接收端口或发送端口处获取来自于TTE网络的数据帧，以对所获取的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，接收端口即是上述的源端口。
可以理解的是，包含有交换模块的本设备，可以如图3中的3号和4号TTE网络流量监控设备那样连接在TTE网络中，具体是每两个网口构成一个监控对串接在TTE网络的一条链路中，从而使本设备在参与TTE网络数据交换的同时，对TTE网络进行实时的流量监控。此时，本设备可以作为一种TTE网络流量监控交换机，其每个网口都具有接收数据以及发送数据的功能。因此，接收队列模块可以从任意一个或多个网口处获取来自于TTE网络的数据帧，而无论网口当前是作为接收端口(RX)正进行数据接收或作为发送端口(TX)正进行数据发送。
需要说明的是，尽管接收队列模块可以从发送端口处获取数据帧，其也会将所获取的数据帧存储至该数据帧进入本设备时所流经的接收端口对应的队列中。
基于图7和图8所示的实施例，在一种优选实现方式中，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备可以如图10所示，既包含交换模块，又包含镜像监控模块以及高速转发接口。
这样，本设备可以在执行TTE网络数据交换的同时，对TTE网络上经过本设备的任意一条或多条链路进行实时镜像监控，并对多条链路上的数据进行聚合以及封装以便发送到外围设备上进行分析。由此，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备在硬件成本几乎不变的情况下，实现了更多的功能。
在一种优选实现方式中，本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备还可以包括一配置模块。该配置模块，可以响应于用户的配置，配置上述交换模块是否工作，以及配置镜像监控模块以及高速发送接口是否工作。
其中，当配置交换模块工作、且配置镜像监控模块以及高速发送接口也工作时，本设备此时的功能框图如9所示，可以同时实现数据交换、镜像监控以及多路聚合封装与发送。当配置交换模块工作、且配置镜像监控模块以及高速发送接口不工作时，本设备此时的功能框图如8所示，可以同时实现数据交换以及多路聚合封装与发送。当配置交换模块不工作、且配置镜像监控模块以及高速发送接口工作时，本设备此时的功能框图如7所示，可以同时实现镜像监控以及多路聚合封装与发送。当配置交换模块不工作、且配置镜像监控模块以及高速发送接口不工作时，本设备此时的功能框图如2所示，可以实现多路聚合封装与发送。
另外，在实际应用中，配置交换模块还可以将本设备配置为仅有各个网口以及交换模块工作，其余模块不工作，此时，本设备即工作在交换模式下，类似于常规的TTE网络交换机。这种使用场景通常是在先期使用本设备对TTE网络流量进行监控和分析得到了优化的网络配置参数，并将网络配置参数配置到网络中后，已达到了网络优化的目的，因此将本设备配置到交换模式下执行数据的正常交换即可。此外，将本设备配置在交换模式下，也可以便于测试本设备与TTE网络的兼容性，验证监测与AS6802协议的一致性。
可以理解的是，配置模块中能够配置的参数以及模式并不局限于上述所列举的示例。在实际应用中，还可以在配置模块中配置链路聚合模块中所使用的调度算法以及算法中的权重信息，配置帧信息生成模块中计数分组时的计数大小，配置报文封装模块中所要封装的信息种类，配置镜像监控模块所要监控的源端口以及交换模块的TT/RC业务调度表等等。
在一种优选实现方式中，当本设备中包含有交换模块或者如图4所示的内部逻辑时，高速汇聚接口的传输速率总和，不低于本设备一半的网口的传输速率总和。这样，即使本设备所有网口都被同时占用，也可以确保能够高速且及时地将各个网口上的数据帧汇总并发送至外围设备上。
例如，当本设备具有16个网口时，各个高速汇聚接口的传输速率总和要大于8个网口的输出速率总和，因此用2个10G的光口作为高速汇聚接口可以满足这一要求。
下面，对当网络状态为同步状态时，帧信息生成模块根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组的方式进行举例说明。
示例性的，在一种实现方式中，帧信息生成模块根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组，可以包括：
(a)在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
(b)如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组的前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
(c)如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至新一组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧。
其中，矩阵周期包括N个基本周期，N≥2。
举例而言，参见图11所示，矩阵周期包括20个基本周期；其中，第0个基本周期里接收到的第1个数据帧F(0,1)为这一组数据帧的开始，在第19个基本周期里收到的数据帧F(19,1)为这一组数据帧的结束，这个数据帧可能是同步帧，也可能是业务帧。而下一组数据帧的开始，可能是第19个基本周期里传输的下一个数据帧，也可能是下一个矩阵周期里第0个基本周期里的第一帧。
在另一种实现方式中，帧信息生成模块，根据数据帧的接收时间，按照矩阵周期对数据帧进行预分组，可以包括：
(a)在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
(b)如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组到前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
(c)如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
其中，矩阵周期包括N个基本周期，N≥1；监听时段满足：第N个基本周期的结束时刻向前推一段时长的时间点为起始监听时刻，且监听时长不超过该段时长与空数据帧的传输时长之差；上述的一段时长为最长以太网帧的传输时长；其中，最长以太网帧的帧长为1518字节；空数据帧的帧长可以等于最短以太网帧的帧长，即64字节，当然并不局限于此。
参见图12所示，矩阵周期包括0～19共20个基本周期，其中第19个基本周期为最后一个基本周期，监听时段从该第19个基本周期的结束时刻向前推一段长度等于Trans(1518)的时长，且监听时长不超过Trans(1518)与Trans(164)之差。其中，Trans()是表示字节传输时长的函数。
在一个具体的使用示例中，采用本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备搭建了如图13所示的监控环境。该监控环境的实物环境如图14所示。其中，①、②对应图13中的TTE Windows端设备#1和#2，③为实时数据监控端，具体是用一台PC机分别连接10G商用网卡和1G商用网卡来监控数据，并利用wireshark(一种网络抓包工具)捕捉并保存数据进行分析。④为图13中对应的两个瘦终端，⑤为图13中对应的TTE网络流量监控交换机，⑥为图7中对应的TTE机载网络交换机，是被监控对象。
在一种使用场景中，通过分析实时数据监控端中获取的数据发现，被监控交换机卡死之前，有连续的RC流和BE流存在，且触发了被监测交换机的警管。将捕捉下来的数据流作为仿真环境的数据源，经过仿真复现，发现是因为警管丢弃数据帧后，交换机的接收总线模块错误读取了数据帧帧长，导致接收状态机卡死，造成了整个ET平面的卡死。这种情况的出现具有一定的巧合性，在仿真验证阶段甚至是上板验证阶段都很难复现。而通过本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备，完美的还原了故障现场。
在另一种使用场景中，通过对数据帧文件的分析，发现被监控交换机还存在“广播风暴”的隐患，当被监控交换机接收到组播帧后，会向所有的端口包括源端口广播这个组播帧，在单跳交换机的TTE网络拓扑中，这种情况对TTE网络影响不大，但是在多跳级联的拓扑结构中，这种情况会导致组播帧在两个交换机中不停的反复转发，造成广播风暴。将这个组播帧作为数据源进行仿真，发现是被测交换机组播表查表模块的信号位宽不匹配，导致无法触发丢弃状态。
综上可见，利用本发明实施例提供的TTE网络流量监控设备，能够有效地帮助分析人员从网络测量中学习必要网络的配置参数。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种TTE网络流量监控方法，应用于电子设备，该电子设备具有通信接口，该通信接口包括多个网口和多个高速汇聚接口。
该方法包括：
将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，该源端口是多个网口中的一个或多个；
根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间，并根据该本地绝对时间以及该相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；
根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息；
按照预设的调度算法，将多个队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID；
按照预设的私有通信协议将该总线上的数据帧封装在通信帧中；该通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、数据帧ID、时间戳信息以及类型信息；其中，目的MAC为该通信帧待被发送至的目的MAC，源MAC为TTE网络流量监控设备的MAC；
将通信帧转换为符合该高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
可选地，上述方法还包括：
配合多个网口模拟TTE网络交换机执行网络数据交换；
将从TTE网络进入该设备内部的数据帧进行内部协议转换，包括：
从多个网口中的接收端口或发送端口处获取来自于TTE网络的数据帧，以对所获取的数据帧进行内部协议转换；其中，接收端口为源端口。
可选地，上述方法还包括：
对多个网口中的任意一个或多个进行在线实时镜像，将镜像数据转换为符合高速转发接口的传输协议的格式，并通过高速转发接口将转换后的镜像数据转发至外围设备。
可选地，多个高速汇聚接口的传输速率总和，不低于一半的网口的传输速率总和。
可选地，根据网络状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，包括：
当网络状态为非同步状态时，采用计数分组规则对数据帧进行预分组；
当网络状态为同步状态时，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组。
可选地，矩阵周期包括N个基本周期，N≥2；
根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组的前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至新一组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧。
可选地，矩阵周期包括N个基本周期，N≥1；
根据数据帧的接收时间，按照矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组到前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在该监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在该监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
其中，该监听时段满足：第N个基本周期的结束时刻向前推一段时长的时间点为起始监听时刻，且监听时长不超过该时长与空数据帧的传输时长之差；其中，上述一段时长为最长以太网帧的传输时长。
可选地，类型信息，包括：数据帧所在分组的类型、编号以及数据帧在组内的位置。
上述电子设备的具体设备类型已经在方法实施例中进行过举例说明，可参考方法实施例。
需要说明的是，对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TTE网络流量监控设备，其特征在于，包括：
通信接口；所述通信接口包括：多个网口和多个高速汇聚接口；
接收队列模块；所述接收队列模块用于将从TTE网络进入所述设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述源端口是所述多个网口中的一个或多个；
时钟同步模块；所述时钟同步模块用于根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间；
帧信息生成模块；所述帧信息生成模块，用于根据所述本地绝对时间以及所述相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；还用于根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息；
链路聚合模块；所述链路聚合模块用于按照预设的调度算法，将多个所述队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID；
报文封装模块；所述报文封装模块，用于按照预设的私有通信协议将所述总线上的数据帧封装在通信帧中；所述通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、所述数据帧ID、所述时间戳信息以及所述类型信息；其中，所述目的MAC为所述通信帧待被发送至的目的MAC，所述源MAC为所述TTE网络流量监控设备的MAC；
发送控制模块；所述控制模块，用于将所述通信帧转换为符合所述高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过所述高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
2.根据权利要求1所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，还包括：交换模块；所述交换模块，用于配合所述多个网口模拟TTE网络交换机执行网络数据交换；
所述接收队列模块，具体用于：
从所述多个网口中的接收端口或发送端口处获取来自于TTE网络的数据帧，以对所获取的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述接收端口为所述源端口。
3.根据权利要求1或2所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，还包括：镜像监控模块以及多个高速转发接口；
所述镜像监控模块，用于对所述多个网口中的任意一个或多个进行在线实时镜像，将镜像数据转换为符合所述高速转发接口的传输协议的格式，并通过所述高速转发接口将转换后的镜像数据转发至外围设备。
4.根据权利要求3所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，还包括：配置模块；
所述配置模块，用于响应于用户的配置，配置所述交换模块是否工作，以及配置所述镜像监控模块以及所述高速转发接口是否工作。
5.根据权利要求1或2所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，所述多个高速汇聚接口的传输速率总和，不低于一半的所述网口的传输速率总和。
6.根据权利要求1所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，所述帧信息生成模块，根据网络状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，包括：
当网络状态为非同步状态时，采用计数分组规则对数据帧进行预分组；
当网络状态为同步状态时，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组。
7.根据权利要求6所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，所述矩阵周期包括N个基本周期，N≥2；
所述帧信息生成模块，根据数据帧的接收时间，按照TTE网络的矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组的前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至新一组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期内收到的第1个数据帧作为该新组的最后一个数据帧。
8.根据权利要求6所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，所述矩阵周期包括N个基本周期，N≥1；
所述帧信息生成模块，根据数据帧的接收时间，按照矩阵周期对数据帧进行预分组，包括：
在每个矩阵周期内，首先判断上一矩阵周期是否有遗留的数据帧未被预分组；
如果有，按数据帧的接收时间，先将遗留的数据帧顺次划分至新组到前端，然后将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，最后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在所述监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
如果没有，按数据帧的接收时间，先将本矩阵周期的第1～N-1个基本周期内收到的数据帧顺次划分至该新组中，然后将本矩阵周期的第N个基本周期的监听时段内收到的数据帧顺次划分到该新组的末尾；其中，若在所述监听时段内未收到数据帧，则生成一个空数据帧作为该新组的最后一个数据帧；
其中，所述监听时段满足：第N个基本周期的结束时刻向前推一段时长的时间点为起始监听时刻，且监听时长不超过所述一段时长与空数据帧的传输时长之差；其中，所述一段时长为最长以太网帧的传输时长。
9.根据权利要求1、7或8所述的TTE网络流量监控设备，其特征在于，所述类型信息，包括：数据帧所在分组的类型、编号以及数据帧在组内的位置。
10.一种TTE网络流量监控方法，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备具有通信接口，所述通信接口包括多个网口和多个高速汇聚接口；
所述方法包括：
将从TTE网络进入设备内部的数据帧进行内部协议转换，并将转换后的数据帧存储至源端口对应的队列中；其中，所述源端口是所述多个网口中的一个或多个；
根据AS6802以及IEEE 1588网络同步协议，周期性矫正本地绝对时间和相对时间，并根据所述本地绝对时间以及所述相对时间为数据帧生成两种时间戳信息；
根据网络同步状态选择对应的分组规则对数据帧进行预分组，并根据数据帧的预分组情况为数据帧生成类型信息；
按照预设的调度算法，将多个所述队列中的数据帧轮询至一条总线上，同时根据数据帧所来自的源端口对数据帧进行统计，并根据统计结果为数据帧生成数据帧ID；
按照预设的私有通信协议将所述总线上的数据帧封装在通信帧中；所述通信帧中还至少包含有如下字段：目的MAC、源MAC、所述数据帧ID、所述时间戳信息以及所述类型信息；其中，所述目的MAC为所述通信帧待被发送至的目的MAC，所述源MAC为所述TTE网络流量监控设备的MAC；
将所述通信帧转换为符合所述高速汇聚接口的传输协议的格式，并通过所述高速汇聚接口将转换后的通信帧发送至外围设备。
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EP2721785B1 (en) * 2011-06-15 2016-05-18 BAE Systems PLC Data transfer
CN111800213B (zh) * 2020-06-19 2021-10-26 西安电子科技大学 面向高速tte级联网络1588同步方法、系统、装置
CN112073141B (zh) * 2020-08-27 2022-09-06 中国航空无线电电子研究所 一种基于soc的tte与1394互通信的网关控制器
CN114285767B (zh) * 2021-11-23 2024-04-09 陕西电器研究所 时间触发以太网交换机业务转发性能检测装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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