專利名稱：航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空電子網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種航空全雙工交換以太網(wǎng) 監(jiān)測處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
航空電子網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)對于現(xiàn)代的飛機起著關(guān)鍵的系統(tǒng)綜合作用，對于提高飛機 的作戰(zhàn)能力非常重要。航空電子網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以綜合顯示與控制系統(tǒng)為核心，集成了大量 的機載設(shè)備如任務(wù)計算機、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、外掛管理系統(tǒng)、無線電 通訊系統(tǒng)，敵我識別系統(tǒng)等。然而傳統(tǒng)的MIL-1553B或者ARINC429總線技術(shù)存在著數(shù)據(jù)交 換速度慢、電纜復(fù)雜等缺陷。在航空領(lǐng)域中盡管802. 3局域網(wǎng)具有很高的傳輸速度、較低的成本以及良好的商 用性，但是，802. 3局域網(wǎng)常常缺乏對于帶寬和服務(wù)質(zhì)量的保障，而這恰恰是航空通信網(wǎng)所 必須的，航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(Avioni cs Full Duplex Switched Ethernet，簡稱 為AFDX)就是針對這一問題給出的解決方案。AFDX最早由空中客車公司用于大型客機A380 的新一代航空電子網(wǎng)絡(luò)，它與以往的航空總線或者網(wǎng)絡(luò)有著較好的兼容性。冗余性和確定性是AFDX網(wǎng)絡(luò)的主要特性。為了確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)能夠到達需要傳輸 的終端，并達到冗余性的要求，AFDX采用了冗余通道的方式。為了達到確定性的要求，AFDX 網(wǎng)絡(luò)引入虛擬鏈路(Virtual Link)。虛擬鏈路是AFDX網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，每一個虛擬鏈路定義了 一個單向的數(shù)據(jù)流，這個數(shù)據(jù)流可能來自于一個終端，目的地可能是一個或多個終端，在這 里虛擬鏈路也解決了一部分關(guān)于多播的問題。基于AFDX總線的網(wǎng)絡(luò)與普通網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別主要在于實時性和傳輸時間的確定性 的應(yīng)用上，主要包含以下幾點固定帶寬或帶寬限制AFDX對數(shù)據(jù)發(fā)送和接收都有嚴(yán)格地 延時要求，這就指定了保證帶寬的最大數(shù)據(jù)包大??；數(shù)據(jù)包的順序數(shù)據(jù)包必須按發(fā)送的 順序接收；雙端口 雙冗余設(shè)計，兩個端口發(fā)送相同數(shù)據(jù)；虛擬鏈接(Visual Link，簡稱為 VL)繼承了 ARINC429的技術(shù)。AFDX采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，將點與點之間的數(shù)據(jù)線連接用一種虛擬鏈路(VL)代替， 在終端之間傳送數(shù)據(jù)幀。虛擬鏈路定義了從一個唯一源端到一個或多個目的端邏輯上的單 向連接，且任意一個虛擬鏈路只能有一個源端。為了確保數(shù)據(jù)幀帶寬和延遲的確定性，AFDX網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采用了靜態(tài)路由和VL個體 設(shè)計的思想，報文的路由信息、所占有的帶寬、發(fā)送的頻率等都由設(shè)計人員在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段 就要完成設(shè)計并進行優(yōu)化。在物理設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)中后，網(wǎng)絡(luò)運行的細節(jié)對于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計者 和管理者來說都是一個“黑匣子”，因此，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)性能、校驗帶寬的有效利用，路由設(shè)計是 否正確、完善等方面成為設(shè)計者所面臨的問題。通過監(jiān)測可以知道AFDX網(wǎng)絡(luò)中是否發(fā)生了阻塞，故障產(chǎn)生的具體終端系統(tǒng)。通過 積累這些數(shù)據(jù)就可以深入的觀察AFDX網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的規(guī)劃效果。當(dāng)AFDX網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，網(wǎng) 絡(luò)管理者希望發(fā)現(xiàn)并排除故障，不中斷網(wǎng)絡(luò)的正常流量的監(jiān)測為最佳手段。
圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，目前人們常用的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的方式是利用交換機的鏡像端口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測。端口鏡像通過配置將通過交換機的所有數(shù)據(jù)包或者來自于一個指定端口(端口 1) 的數(shù)據(jù)包都發(fā)送到一個特定的端口(即鏡像端口)和目的端口(端口 2)。利用交換機的鏡 像端口來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是相對簡單、易行的方法。但利用鏡像端口存在一些無法避免的問題，包 括監(jiān)測多個端口會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象；監(jiān)測端口占用交換機的資源，會影響交換機的性能。AFDX網(wǎng)絡(luò)雖然來源于以太網(wǎng)，又區(qū)別于它，在AFDX交換機中采用的是靜態(tài)路由信 息，如果需要將數(shù)據(jù)通過鏡像端口送出，則需要修改交換機中配置的靜態(tài)路由信息，從而導(dǎo) 致在監(jiān)測模式下的網(wǎng)絡(luò)拓撲與實際工作時并不相同。同樣，由于增加了目的端口，會占用原 有的AFDX交換機內(nèi)部的交換帶寬，影響交換機本身的性能。目前AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機都屬于專用產(chǎn)品，在ARINC664協(xié)議中，并沒有關(guān)于監(jiān)測端口 的概念和定義，標(biāo)準(zhǔn)的AFDX交換機并不能提供監(jiān)控端口 /鏡像端口，因此采用鏡像端口進 行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的方法并不是一個好的選擇。但現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機時，可以采用在 AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機上定義一個端口，當(dāng)交換機發(fā)送數(shù)據(jù)報時不僅發(fā)送到對應(yīng)的端口，也發(fā)送 到該定義端口，則該定義端口執(zhí)行的功能與鏡像端口相同，故存在相同的技術(shù)問題。針對相關(guān)技術(shù)中AFDX的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方法影響AFDX的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路信息的交換，導(dǎo) 致交換的數(shù)據(jù)鏈路信息丟失的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)及方法，以解決相關(guān)技 術(shù)中AFDX的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方法影響AFDX的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路信息的交換，導(dǎo)致交換的數(shù)據(jù)鏈路信 息丟失的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)可以包括AFDX交換機和終端，還包括監(jiān)控 設(shè)備，該監(jiān)控設(shè)備通過監(jiān)控鏈路連接于AFDX交換機和終端之間的數(shù)據(jù)鏈路節(jié)點，獲取并處 理AFDX網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路信息。進一步地，監(jiān)控設(shè)備可以設(shè)有監(jiān)測端口對，AFDX交換機和終端之間具有第一和第 二數(shù)據(jù)鏈路，監(jiān)測端口對的第一和第二監(jiān)測端口通過監(jiān)控鏈路一對一地分別連接到第一和 第二數(shù)據(jù)鏈路。進一步地，監(jiān)控設(shè)備具有多個監(jiān)測端口對，可以分別連接于AFDX交換機與各相應(yīng) 的終端之間。進一步地，監(jiān)控設(shè)備還可以包括可控開關(guān)，連接于監(jiān)測端口對，選擇性地接通或 斷開監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部的處理單元與第一和第二數(shù)據(jù)鏈路的連接；緩沖器，連接于可控開關(guān)，將 處理單元與監(jiān)測端口對隔離，并向處理單元發(fā)送隔離后的數(shù)據(jù)鏈路信息；處理單元，連接于 緩沖器，接收并處理來自緩沖器的數(shù)據(jù)鏈路信息，并將處理后的數(shù)據(jù)鏈路信息輸出到輸出 設(shè)備。進一步地，緩沖器將監(jiān)控鏈路邏輯隔離，可以得到監(jiān)聽路徑和傳輸交互路徑，監(jiān)聽 路徑和傳輸交互路徑分別傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路信息和交換數(shù)據(jù)鏈路信息，并發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路信息到處理單元。進一步地，處理單元還可以包括端口處理單元，接收緩沖器發(fā)送的數(shù)據(jù)鏈路信 息，并對數(shù)據(jù)鏈路信息進行解碼及數(shù)模轉(zhuǎn)換；時戳處理單元，使用計時系統(tǒng)記錄解碼和數(shù)模 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)鏈路信息的到達時間，得到具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息；過濾處理單元， 對具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息按照預(yù)定規(guī)則進行過濾，并發(fā)送過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信 息；交換處理單元，接收過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息，將過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息放入緩存區(qū)；輸 出處理單元，將緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路信息發(fā)送到輸出設(shè)備。實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理方法。根據(jù)本發(fā)明的AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理方法可以包括監(jiān)控設(shè)備獲取AFDX交換機和終 端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對AFDX網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，其中，AFDX網(wǎng)絡(luò)包括AFDX交換機和終端。進一步地，監(jiān)控設(shè)備獲取AFDX交換機和終端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對AFDX網(wǎng)絡(luò) 進行監(jiān)控可以包括監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測端口接收AFDX交換機和終端交互的數(shù)據(jù)鏈路信息；監(jiān) 控設(shè)備對數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理，將監(jiān)測處理后的數(shù)據(jù)鏈路信息發(fā)送到輸出端口 ；將 輸出端口處的數(shù)據(jù)鏈路信息提交到輸出設(shè)備。進一步地，監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理的步驟中，可以包括對監(jiān)測端 口接收到的數(shù)據(jù)鏈路信息進行隔離，得到監(jiān)測信號；將監(jiān)測信號進行解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換；記 錄解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的監(jiān)測信號的到達時間，并生成插入時間戳的監(jiān)測信號；根據(jù)預(yù)定過 濾規(guī)則對插入時間戳的監(jiān)測信號進行過濾處理，得到過濾后的符合預(yù)定過濾規(guī)則的數(shù)據(jù)鏈 路信息。進一步地，將過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息可以放入交換處理單元的緩存區(qū)后等待提交 發(fā)送。通過本發(fā)明，采用該監(jiān)控設(shè)備通過監(jiān)控鏈路連接于AFDX交換機和終端之間的數(shù) 據(jù)鏈路節(jié)點，獲取并處理AFDX網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路信息，解決了相關(guān)技術(shù)中AFDX的網(wǎng)絡(luò)監(jiān) 控方法影響AFDX的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路信息的交換，導(dǎo)致交換的數(shù)據(jù)鏈路信息丟失的問題，進而 達到了在AFDX的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控過程中，實現(xiàn)不改變AFDX網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，達到保證AFDX網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)傳輸完整的同時節(jié)省交換機的存儲空間并保證交換機的穩(wěn)定性的效果。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)圖2所示AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)圖2所示AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的接口處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的處理單元的處理方法的流程圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，該AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)包括AFDX交換機和終端，還包括監(jiān)控設(shè)備，該監(jiān)控設(shè)備通過監(jiān)控鏈路連接于AFDX交換機和終端之間的數(shù)據(jù)鏈路節(jié)點，獲取并處理 AFDX網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路信息。本發(fā)明通過在AFDX交換機和終端之間插入監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系 統(tǒng)，監(jiān)控設(shè)備執(zhí)行AFDX網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的監(jiān)測處理及用戶感興趣數(shù)據(jù)的過濾/選擇性接收功 能。實現(xiàn)不需要在AFDX交換機上設(shè)置端口執(zhí)行監(jiān)測功能，將AFDX網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏?交換路徑和監(jiān)聽路徑分開，不改變原有的AFDX網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，不影響數(shù)據(jù)幀的傳輸，不占 用AFDX交換機內(nèi)部交換帶寬，從而不會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，從而保證數(shù)據(jù)傳輸完整。同時監(jiān)控 設(shè)備接收到數(shù)據(jù)幀后將處理后的數(shù)據(jù)保存到對應(yīng)的緩沖區(qū)，不占用AFDX交換機的端口、內(nèi) 存等資源，不影響交換機的性能。進一步地，監(jiān)控設(shè)備可以設(shè)有監(jiān)測端口對，AFDX交換機和終端之間具有第一和第 二數(shù)據(jù)鏈路，監(jiān)測端口對的第一和第二監(jiān)測端口通過監(jiān)控鏈路一對一地分別連接到第一和 第二數(shù)據(jù)鏈路；監(jiān)控設(shè)備具有多個監(jiān)測端口對，可以分別連接于AFDX交換機與多個終端之 間。如圖2所示的本發(fā)明實施例中，將本發(fā)明采用端口對的連接方法將監(jiān)控設(shè)備兩個 端口連接入終端系統(tǒng)與AFDX交換機中間，待監(jiān)測的終端系統(tǒng)設(shè)備通過以太網(wǎng)線接入到監(jiān) 控設(shè)備的監(jiān)測端口對中的一個端口，監(jiān)測端口對中的另外一個與AFDX交換機之間也采用 以太網(wǎng)相連接，因而，終端系統(tǒng)到AFDX交換機的連接路徑變成了兩條，路經(jīng)一為本發(fā)明監(jiān) 控設(shè)備到AFDX交換機的通信路徑，路經(jīng)二為終端到本發(fā)明監(jiān)控設(shè)備的通信路徑。由于在本發(fā)明監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部的監(jiān)測端口對之間是直接連通的，因此從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié) 構(gòu)角度來看，原有的終端系統(tǒng)與AFDX交換機的連接關(guān)系沒有改變，保證了本發(fā)明設(shè)備的接 入并不影響網(wǎng)絡(luò)拓撲。其中，由于監(jiān)控設(shè)備設(shè)置有多組端口對，終端系統(tǒng)1、終端系統(tǒng)2直到終端系統(tǒng)η都 可以通過端口對與監(jiān)控設(shè)備連接，故本發(fā)明的監(jiān)測處理系統(tǒng)可以實現(xiàn)在多個終端系統(tǒng)與交 換機之間監(jiān)測數(shù)據(jù)流，監(jiān)控設(shè)備通過提供的端口對連入AFDX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，本發(fā)明提供了多路 AFDX網(wǎng)絡(luò)流量的監(jiān)控。監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測處理后的數(shù)據(jù)會提交到上位機，由后續(xù)軟件進一步對 數(shù)據(jù)進行分析處理。圖3是根據(jù)圖2所示AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根 據(jù)圖2所示AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理系統(tǒng)的接口處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3和圖4所示，監(jiān)控設(shè)備還可以包括可控開關(guān)21，連接于監(jiān)測端口對，選擇 性地接通或斷開監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部的處理單元與第一和第二數(shù)據(jù)鏈路的連接；緩沖器22，連接 于可控開關(guān)，將處理單元與監(jiān)測端口對隔離，并向處理單元發(fā)送隔離后的數(shù)據(jù)鏈路信息；處 理單元，連接于緩沖器，接收并處理來自緩沖器的數(shù)據(jù)鏈路信息，并將處理后的數(shù)據(jù)鏈路信 息輸出到輸出設(shè)備。進一步地，緩沖器22將監(jiān)控鏈路邏輯隔離，可以得到監(jiān)聽路徑和傳輸交互路徑， 監(jiān)聽路徑和傳輸交互路徑分別傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路信息和交換數(shù)據(jù)鏈路信息，并發(fā)送監(jiān)測數(shù) 據(jù)鏈路信息到處理單元。本發(fā)明實施例的監(jiān)控設(shè)備是一種能夠在多個終端系統(tǒng)與交換機間監(jiān)測數(shù)據(jù)流的硬件設(shè)備，設(shè)備所提供的端口對是被串聯(lián)入原有的網(wǎng)絡(luò)連接當(dāng)中，為了能夠在掉電的情況下仍能夠照常工作，本發(fā)明實施例中采用繼電器21完成此項功能。如圖4所示。當(dāng)設(shè)備掉 電時繼電器21斷開，原有的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系保持不變，監(jiān)聽路徑斷開，對AFDX網(wǎng)絡(luò)沒有任何 影響；當(dāng)設(shè)備正常供電時，繼電器21閉合，電流可以流入完成測試功能，因而在掉電的情況 下，繼電器21保證了監(jiān)控設(shè)備不會影響AFDX網(wǎng)絡(luò)的正常工作。為了保證本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)只監(jiān)測輸出的信號而不修改、衰減流過設(shè)備的數(shù)據(jù)流， 監(jiān)控設(shè)備的電氣連接部分采用了高速緩沖器22的設(shè)計來隔離監(jiān)測端口的存在。緩沖器22 可以使監(jiān)測端口的信號既不回流也不會衰減原有的信號功率，因此監(jiān)測端口對不會影響原 有網(wǎng)絡(luò)端口的信號。緩沖器22將信號在此部分分為兩路，得到監(jiān)聽路徑和傳輸交互路徑， 終端系統(tǒng)與交換機之間的信號在傳輸交換路徑中傳輸，外部看來終端系統(tǒng)于交換機之間直 接連通，緩沖器后的監(jiān)測信號進入處理單元進一步處理。監(jiān)測信號的處理結(jié)果發(fā)送至上位 機進行分析。進一步地，處理單元還包括端口處理單元11，接收緩沖器發(fā)送的數(shù)據(jù)鏈路信息， 并對數(shù)據(jù)鏈路信息進行解碼及數(shù)模轉(zhuǎn)換；時戳處理單元12，使用計時系統(tǒng)記錄解碼和數(shù)模 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)鏈路信息的到達時間，得到具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息；過濾處理單元 13，對具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息按照預(yù)定規(guī)則進行過濾，并發(fā)送過濾后的數(shù)據(jù)鏈路 信息；交換處理單元14，接收過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息，將過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息放入緩存 區(qū)；輸出處理單元，將緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路信息發(fā)送到輸出設(shè)備。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的處理單元的處理方法的流程圖。步驟101，端口處理單元接收監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信號，端口處理模塊完成數(shù)據(jù)的解碼、 模數(shù)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明實施例中，監(jiān)測信號進入監(jiān)控設(shè)備后要進行解碼操作，端口處理單元執(zhí) 行解碼操作，完成物理電平的整理。同時監(jiān)測信號進入網(wǎng)絡(luò)CPU或者現(xiàn)場可編程門列陣 (FPGA)后，首先根據(jù)數(shù)據(jù)到達時間取得高精度的時統(tǒng)信息。本發(fā)明設(shè)備采用具備高精度的 計時系統(tǒng)，粗通道時統(tǒng)信息分辨率為10ms，精通道時統(tǒng)信息分辨率達到了 lus，粗通道的時 統(tǒng)信息可以采用多種來源，包括但不限于IRIG-B碼時統(tǒng)信息等，精通道可以采用本地計時 系統(tǒng)。在粗通道和精通道的時統(tǒng)信息重合部分以粗通道信息為校準(zhǔn)信息。步驟102，將計數(shù)系統(tǒng)中的時統(tǒng)信息插入數(shù)據(jù)幀中。本發(fā)明實施例中，監(jiān)控設(shè)備接收到數(shù)據(jù)幀后立刻在數(shù)據(jù)幀中插入高精度的時戳， 將接收到的數(shù)據(jù)幀的部分?jǐn)?shù)據(jù)替換為所需的時戳信息，即對監(jiān)測到的AFDX數(shù)據(jù)幀信息插 入時統(tǒng)信息，打上時間戳。同時，由于數(shù)據(jù)的改變，相應(yīng)的CRC32的校驗結(jié)果也是在設(shè)備中 重新計算并進行了替換。在上位機接收到監(jiān)測數(shù)據(jù)后，通過反向變換，得到原有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) fn息ο本發(fā)明提供的高精度時戳植入，將外輸入系統(tǒng)時統(tǒng)與本地時統(tǒng)間進行了融合，即 解決了系統(tǒng)測試的全網(wǎng)同步要求，又足了測試所需的高精度時統(tǒng)要求。進一步的在設(shè)備內(nèi) 部的復(fù)雜過濾機制保證了所關(guān)注數(shù)據(jù)的檢出和記錄，對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分析是必不可少的。步驟103，根據(jù)VL獲取的配置信息對插入時間戳的AFDX數(shù)據(jù)幀進行過濾操作，過 濾配置信息由上位機加載。本發(fā)明監(jiān)控設(shè)備將插入時戳的信號發(fā)送到過濾處理單元，在此需要對接收到的AFDX網(wǎng)絡(luò)信號進行過濾，保證符合條件的數(shù)據(jù)才能進入后續(xù)的交換處理單元。其中，過濾的條件包括但不限于數(shù)據(jù)的VL信息、源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源UDP端口、目的UDP端口，數(shù)據(jù)有效(Data payload)部分中的特定信 息。過濾的條件由復(fù)雜的與/或條件構(gòu)成，即上述的過濾元素可以通過不同的與/或邏輯 關(guān)系構(gòu)成，完成特定數(shù)據(jù)的監(jiān)測。步驟104，對符合規(guī)則的數(shù)據(jù)信息進行檢查/過濾。符合用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)幀將執(zhí)行 步驟S104，否者則返回系統(tǒng)。用戶設(shè)置信息包括目的MAC、源/目的IP和源/目的UDP等。步驟105，數(shù)據(jù)提交交換單元。將符合用戶設(shè)置規(guī)則的數(shù)據(jù)信息過濾后送到接收緩 沖區(qū)等待交換處理單元進行處理。本發(fā)明實施例中，如圖3所示，滿足過濾條件的數(shù)據(jù)將被送到交換處理單元等待 交換查詢，被輪詢到的監(jiān)測端口對的數(shù)據(jù)將被送到單一的監(jiān)測端口上傳。交換處理單元檢 查各端口對的緩沖區(qū)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)測端口輸出。步驟106，交換處理單元的數(shù)據(jù)結(jié)果提交上位機處理。交換處理單元通過監(jiān)測端口將結(jié)果提交，其中，監(jiān)測端口包括但不限于各種高速 串行總線，比如Gigabit以太網(wǎng)端口，USB，IEEE1394等。綜上，本發(fā)明實現(xiàn)了一種測試、監(jiān)測和分析的設(shè)備，達到了對原有的網(wǎng)絡(luò)拓撲沒有 改變，只監(jiān)測輸出信號而不修改、衰減流經(jīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)流的目的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種AFDX網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測處理方法。該方法包括監(jiān)控設(shè) 備獲取AFDX交換機和終端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對AFDX網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，其中，AFDX網(wǎng)絡(luò) 包括AFDX交換機和終端。監(jiān)控設(shè)備工作不影響AFDX交換機和終端之間的數(shù)據(jù)通信。進一步地，監(jiān)控設(shè)備獲取AFDX交換機和終端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對AFDX網(wǎng)絡(luò) 進行監(jiān)控可以包括監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測端口接收AFDX交換機和終端交互的數(shù)據(jù)鏈路信息；監(jiān) 控設(shè)備對數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理，將監(jiān)測處理后的數(shù)據(jù)鏈路信息發(fā)送到輸出端口 ；將 輸出端口處的數(shù)據(jù)鏈路信息提交到輸出設(shè)備。其中輸出設(shè)備可以為上位機。進一步地，監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理的步驟中，可以包括對監(jiān)測端 口接收到的數(shù)據(jù)鏈路信息進行隔離，得到監(jiān)測信號；將監(jiān)測信號進行解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換；記 錄解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的監(jiān)測信號的到達時間，并生成插入時間戳的監(jiān)測信號；根據(jù)預(yù)定過 濾規(guī)則對插入時間戳的監(jiān)測信號進行過濾處理，得到過濾后的符合預(yù)定過濾規(guī)則的數(shù)據(jù)鏈 路信息。過濾規(guī)則為用戶在上位機上定義的過濾配置信息。進一步地，將過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息可以放入交換處理單元的緩存區(qū)后等待提交 發(fā)送。緩存區(qū)的使用節(jié)省了交換機的空間，不需要在ADFX交換機上設(shè)置專門的監(jiān)測端口和 存儲數(shù)據(jù)的緩存空間。需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的 計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不 同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術(shù)效果本發(fā)明提供了一種一對 多的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試分析能力。它不僅可以監(jiān)測一條網(wǎng)絡(luò)路徑，而且可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)路徑 的不同監(jiān)測不同的對應(yīng)路徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明設(shè)備在進行測試和分析的過程中， 對于網(wǎng)絡(luò)拓撲不做修改，對AFDX交換機沒有提出進一步要求。該設(shè)備不僅滿足了基本的AFDX網(wǎng)絡(luò)的測試和分析能力，還提供了很多實用、有意義的功能。本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本 領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng) 屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們 中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，包括航空全雙工交換以太網(wǎng)AFDX交換機和終端，其特征在于，還包括監(jiān)控設(shè)備，該監(jiān)控設(shè)備通過監(jiān)控鏈路連接于所述AFDX交換機和所述終端之間的數(shù)據(jù)鏈路節(jié)點，獲取并處理航空全雙工交換以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān) 控設(shè)備設(shè)有監(jiān)測端口對，所述AFDX交換機和所述終端之間具有第一和第二數(shù)據(jù)鏈路，所述 監(jiān)測端口對的第一和第二監(jiān)測端口通過所述監(jiān)控鏈路一對一地分別連接到所述第一和第 二數(shù)據(jù)鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān) 控設(shè)備具有多個監(jiān)測端口對，分別連接于所述AFDX交換機與各相應(yīng)的終端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān) 控設(shè)備還包括可控開關(guān)，連接于所述監(jiān)測端口對，選擇性地接通或斷開所述監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部的處理單 元與所述第一和第二數(shù)據(jù)鏈路的連接；緩沖器，連接于所述可控開關(guān)，將所述處理單元與所述監(jiān)測端口對隔離，并向所述處理 單元發(fā)送隔離后的數(shù)據(jù)鏈路信息；所述處理單元，連接于所述緩沖器，接收并處理來自所述緩沖器的所述數(shù)據(jù)鏈路信息， 并將處理后的數(shù)據(jù)鏈路信息輸出到輸出設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，其特征在于，所述緩 沖器將所述監(jiān)控鏈路邏輯隔離，得到監(jiān)聽路徑和傳輸交互路徑，所述監(jiān)聽路徑和傳輸交互 路徑分別傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路信息和交換數(shù)據(jù)鏈路信息，并發(fā)送所述監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路信息到處 理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處 理單元還包括端口處理單元，接收所述緩沖器發(fā)送的數(shù)據(jù)鏈路信息，并對所述數(shù)據(jù)鏈路信息進行解 碼及數(shù)模轉(zhuǎn)換；時戳處理單元，使用計時系統(tǒng)記錄所述解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)鏈路信息的到達時 間，得到具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息；過濾處理單元，對所述具有時間戳信息的數(shù)據(jù)鏈路信息按照預(yù)定規(guī)則進行過濾，并發(fā) 送過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息；交換處理單元，接收所述過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息，將所述過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息放入 緩存區(qū)；輸出處理單元，將緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路信息發(fā)送到所述輸出設(shè)備。
7.一種航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理方法，其特征在于，包括監(jiān)控設(shè)備獲取航空 全雙工交換以太網(wǎng)AFDX交換機和終端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對所述航空全雙工交換以太 網(wǎng)進行監(jiān)控，其中，所述航空全雙工交換以太網(wǎng)包括所述AFDX交換機和所述終端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理方法，其特征在于，監(jiān)控設(shè) 備獲取AFDX交換機和終端交換的數(shù)據(jù)鏈路信息以對所述航空全雙工交換以太網(wǎng)進行監(jiān)控 包括所述監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測端口接收所述AFDX交換機和所述終端交互的數(shù)據(jù)鏈路信息； 所述監(jiān)控設(shè)備對所述數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理，將所述監(jiān)測處理后的數(shù)據(jù)鏈路信息 發(fā)送到輸出端口；將所述輸出端口處的所述數(shù)據(jù)鏈路信息提交到輸出設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理方法，其特征在于，所述監(jiān) 控設(shè)備對所述數(shù)據(jù)鏈路信息進行監(jiān)測處理的步驟中，進一步包括對所述監(jiān)測端口接收到的所述數(shù)據(jù)鏈路信息進行隔離，得到監(jiān)測信號； 將所述監(jiān)測信號進行解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換；記錄所述解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的監(jiān)測信號的到達時間，并生成插入時間戳的監(jiān)測信號； 根據(jù)預(yù)定過濾規(guī)則對所述插入時間戳的監(jiān)測信號進行過濾處理，得到過濾后的符合所 述預(yù)定過濾規(guī)則的數(shù)據(jù)鏈路信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理方法，其特征在于，將所述 過濾后的數(shù)據(jù)鏈路信息放入所述交換處理單元的緩存區(qū)后等待提交發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航空全雙工交換以太網(wǎng)監(jiān)測處理系統(tǒng)，包括AFDX交換機和終端，還包括監(jiān)控設(shè)備，該監(jiān)控設(shè)備通過監(jiān)控鏈路連接于AFDX交換機和終端之間的數(shù)據(jù)鏈路節(jié)點，獲取并處理AFDX網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路信息。通過本發(fā)明，能夠保證AFDX網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸完整的同時節(jié)省交換機的存儲空間，并保證交換機的穩(wěn)定性。
文檔編號H04L12/26GK101834751SQ20101013051
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者張博, 范智剛 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司