本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多協(xié)議融合系統(tǒng)、節(jié)點之間的IP通信及FC-AE-1553通信方法。

背景技術(shù)：

光纖通道技術(shù)憑借高帶寬、低延遲、高可靠的特點，在國內(nèi)外航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，F(xiàn)C-AE發(fā)布了FC-AE-1553、FC-AE-ASM、FC-AE-RDMA等5種面向航空電子的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)C-AE-1553與FC-AE-ASM協(xié)議在國內(nèi)外均有大量應(yīng)用。FC-AE-1553作為一種命令響應(yīng)式的時間觸發(fā)協(xié)議，以其高速、高可靠、支持實時確定性傳輸行為，可構(gòu)建確定性網(wǎng)絡(luò)，適用于航空航天指令控制、數(shù)據(jù)管理、載荷設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，且?yīng)用越來越廣泛。而IP通信技術(shù)由于路由的靈活性，便于跨系統(tǒng)，跨平臺的應(yīng)用，且衛(wèi)星之間的通信采用IP互聯(lián)也越來越多。因此，考慮到空間平臺內(nèi)部一般采用高可靠強實時的FC網(wǎng)絡(luò)進行內(nèi)部關(guān)鍵任務(wù)控制與數(shù)據(jù)通信，而非采用普通以太網(wǎng)；而空間平臺內(nèi)部非關(guān)鍵的數(shù)據(jù)通信和平臺之間的數(shù)據(jù)通信采用普通以太網(wǎng)；因此提出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合需求，將兩者兼容，為用戶提供多樣化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是非常有必要的。

目前，天地一體化網(wǎng)絡(luò)是基于IP構(gòu)建的，而衛(wèi)星、飛船等空間平臺內(nèi)部因需要處理關(guān)鍵任務(wù)，要求采用實時性網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)C-AE-1553網(wǎng)絡(luò)是實時性網(wǎng)絡(luò)中典型的代表。因此，實現(xiàn)FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)與通用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的融合是非常有意義的。然而，F(xiàn)C-AE-1553是一種時間觸發(fā)協(xié)議，TCP/IP是事件觸發(fā)協(xié)議，目前沒有兩種協(xié)議相互融合組成融合網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方案，在融合網(wǎng)絡(luò)中如何保證TCP/IP協(xié)議不對FC-AE-1553協(xié)議的時序性造成影響，是兩種協(xié)議融合的難點。本發(fā)明提供一種多協(xié)議融合系統(tǒng)及其工作方法，解決現(xiàn)有FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)與通用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)無法融合的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種多協(xié)議融合系統(tǒng)、節(jié)點之間的IP通信及FC-AE-1553通信方法，用以解決現(xiàn)有FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)與通用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)無法融合的問題。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

提供了一種多協(xié)議融合系統(tǒng)，包括：支持FC-AE-1553與IP協(xié)議的FC-MPIC節(jié)點、FC交換機、FC-EG網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)節(jié)點。

其中，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點連接到FC網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點之間通過FC交換機相連，以太網(wǎng)節(jié)點通過FC-EG網(wǎng)關(guān)連接到FC交換機；

FC-MPIC節(jié)點包括NC/IPFC節(jié)點與NT/IPFC節(jié)點；所述NC/IPFC節(jié)點同時支持FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)控制器與IPFC功能，NT/IPFC節(jié)點同時支持FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)終端與IPFC功能；

FC交換機基于地址映射表進行信號轉(zhuǎn)發(fā)；

FC-EG網(wǎng)關(guān)用于實現(xiàn)以太網(wǎng)節(jié)點接入FC網(wǎng)絡(luò)；

以太網(wǎng)節(jié)點連接到以太網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選的，所述FC-MPIC節(jié)點采用優(yōu)先級調(diào)度，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點的FC-2層優(yōu)先為FC-AE-1553提供通信服務(wù)，F(xiàn)C-AE-1553序列不可被IPFC序列打斷，而FC-AE-1553可以打斷IPFC的序列；

所述FC交換機采用優(yōu)先級調(diào)度，F(xiàn)C交換機為FC-AE-1553與IP幀設(shè)置不同的優(yōu)先級。

優(yōu)選的，所述FC-MPIC節(jié)點對IP流量進行控制，或根據(jù)用戶配置進行流量整形；所述FC交換機對節(jié)點側(cè)IP流量進行控制，或根據(jù)用戶配置進行流量整形。

優(yōu)選的，所述多協(xié)議融合系統(tǒng)包括受控模式、競爭模式與固定時隙三種工作模式，由NC/IPFC節(jié)點通過廣播發(fā)送工作模式切換指令進行工作模式切換。

其中，在固定時隙工作模式的競爭時隙中或者競爭通信模式下，F(xiàn)C-AE-1553在設(shè)計每條數(shù)傳消息時，留出30us的余量；在固定時隙工作模式的受控時隙中或受控通信模式下，當(dāng)FC-AE-1553在執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)時，阻塞IP業(yè)務(wù)。

本發(fā)明還提供了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的以太網(wǎng)節(jié)點之間的IP通信方法，具體包括以下步驟：

步驟1.FG-EG網(wǎng)關(guān)與FC交換機完成鏈路初始化，實現(xiàn)鏈路同步；FG-EG網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)節(jié)點與交換機進行交換登錄，交換登錄完成后，以太網(wǎng)節(jié)點與FG-EG網(wǎng)關(guān)之間進行端口登錄；

步驟2.以太網(wǎng)節(jié)點A1將發(fā)送往以太網(wǎng)ETH節(jié)點A2的IP報文發(fā)送給其連接的FC-EG網(wǎng)關(guān)B1；

步驟3.FC-EG網(wǎng)關(guān)B1查找地址映射表，查找與以太網(wǎng)節(jié)點A2相連的FC-EG網(wǎng)關(guān)B2的IP地址對應(yīng)的端口地址，以及將以太網(wǎng)節(jié)點A1傳輸過來的IP報文轉(zhuǎn)換成FC序列，然后分成1個或多個FC幀并發(fā)送給FC交換機C；

步驟4.FC交換機C查找交換機的地址映射表，找到對應(yīng)的物理端口，并轉(zhuǎn)發(fā)1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口；

步驟5.FC-EG網(wǎng)關(guān)B2接收到所述1個或多個FC幀，并還原成IP報文，發(fā)送至以太網(wǎng)節(jié)點A2；

步驟6.以太網(wǎng)節(jié)點A2接收到來源以太網(wǎng)節(jié)點A1的IP報文。

本發(fā)明還提供了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的以太網(wǎng)節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法，具體包括以下步驟：

步驟1.FC-EF網(wǎng)關(guān)B1與FC-MPIC節(jié)點D分別與FC交換機C完成鏈路初始化；且以太網(wǎng)節(jié)點、FC-MPIC節(jié)點與FC交換機進行交換登錄，交換登錄完成后，以太網(wǎng)節(jié)點與FC-MPIC節(jié)點之間進行端口登錄；

步驟2.以太網(wǎng)節(jié)點A1將發(fā)送往FC-MPIC節(jié)點D的IP報文發(fā)送給其連接的FC-EG網(wǎng)關(guān)B1；

步驟3.FC-EG網(wǎng)關(guān)B1查找地址映射表，查找與FC-MPIC節(jié)點D的IP地址對應(yīng)的FC端口地址，F(xiàn)C-EG網(wǎng)關(guān)還將以基于以太網(wǎng)的IP報文轉(zhuǎn)換成FC序列，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀并發(fā)送給FC交換機C；

步驟4.FC交換機節(jié)點C查找交換機的地址映射表，找到對應(yīng)的物理端口并轉(zhuǎn)發(fā)所述1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口；

步驟5.FC-MPIC節(jié)點D接收到所述1個或多個FC幀，通過解析還原成標(biāo)準(zhǔn)IP報文后發(fā)送至應(yīng)用層。

本發(fā)明還提供了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的FC-MPIC節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法，具體包括以下步驟：

步驟S1.FC-MPIC節(jié)點E、F分別與FC交換機C完成鏈路初始化，且FC-MPIC節(jié)點E、F分別與交換機進行交換登錄，交換登錄完成后，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點E、F之間進行端口登錄；

步驟S2.FC-MPIC節(jié)點E的應(yīng)用層選擇IPFC通道與FC-MPIC節(jié)點F進行IP通信，TCP/UDP模塊從用戶接口接收到用戶數(shù)據(jù)，封裝TCP或UDP幀頭，送至IPFC層進行IP與附加幀頭的封裝，IPFC模塊根據(jù)地址映射表查找與FC-MPIC節(jié)點F的IP地址對應(yīng)的FC端口地址，F(xiàn)C-2層進行分段與封裝，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀，并經(jīng)FC通道發(fā)送至FC交換機C；

步驟S3.交換機節(jié)點C接收到發(fā)送往目的FC-MPIC節(jié)點F的所述1個或多個FC幀，通過交換機的地址映射表找到對應(yīng)的物理端口，并轉(zhuǎn)發(fā)所述1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口；

步驟S4.FC-MPIC節(jié)點F接收到所述1個或多個FC幀，通過解析還原成標(biāo)準(zhǔn)IP報文后發(fā)送至應(yīng)用層。

本發(fā)明還提供了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的NC/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法，包括以下3個子過程：NC/IPFC節(jié)點發(fā)送命令序列到NT/IPFC節(jié)點；NC/IPFC節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)序列到NT/IPFC節(jié)點；NT/IPFC節(jié)點回復(fù)狀態(tài)序列至NC/IPFC節(jié)點。

基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的NT/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法，具體包括以下5個子過程：NC/IPFC節(jié)點D發(fā)送命令序列到一NT/IPFC節(jié)點E；NT/IPFC節(jié)點E發(fā)送命令序列到NT/IPFC節(jié)點F；NT/IPFC節(jié)點E發(fā)送數(shù)據(jù)序列到NT/IPFC節(jié)點F；NT/IPFC節(jié)點F回復(fù)狀態(tài)序列至NT/IPFC節(jié)點E；NT/IPFC節(jié)點E回復(fù)狀態(tài)序列至NC/IPFC節(jié)點D。

本發(fā)明有益效果如下：基于IP報文進行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，實現(xiàn)了基于FC公共通道的IP非實時網(wǎng)絡(luò)與FC-AE-1553實時性網(wǎng)絡(luò)的有機統(tǒng)一，保證了在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能為用戶提供靈活以及實時確定的服務(wù)。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1為多協(xié)議融合系統(tǒng)的示意圖；

圖2為FC-MPIC節(jié)點的協(xié)議結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為IP與FC-AE-1553發(fā)送數(shù)據(jù)到同一目的節(jié)點的示意圖；

圖4為固定時隙工作模式的示意圖；

圖5為以太網(wǎng)節(jié)點之間的IP通信方法的流程圖；

圖6為以太網(wǎng)節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法的流程圖；

圖7為FC-MPIC節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法的流程圖；

圖8為FC-MPIC節(jié)點中NC/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法；

圖9為FC-MPIC節(jié)點中NT/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

本發(fā)明的一個具體實施例，公開了一種多協(xié)議融合系統(tǒng)，如圖1所示，包括：支持FC-AE-1553與IP協(xié)議的多協(xié)議節(jié)點—FC-MPIC節(jié)點、FC-SW(FC交換機)、FC-EG網(wǎng)關(guān)(光纖通道與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān))、ETH(Ethernet network，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò))節(jié)點。FC-MPIC節(jié)點之間通過FC交換機相連，ETH節(jié)點通過FC-EG網(wǎng)關(guān)連接到FC交換機。

所述FC-MPIC節(jié)點(Fiber Channel-Multi-Protocol Interface Card,FC多協(xié)議接口卡)連接到FC網(wǎng)絡(luò)，具體包括NC/IPFC節(jié)點與NT/IPFC節(jié)點；所述NC/IPFC節(jié)點同時支持FC-AE-1553NC(FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)控制器)與IPFC(IP over Fiber Channel)功能，NT/IPFC節(jié)點同時支持FC-AE-1553NT(FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)終端)與IPFC(IP over Fiber Channel)功能。優(yōu)選的，NT/IPFC節(jié)點還可以是僅支持FC-AE-1553協(xié)議的NT(網(wǎng)絡(luò)終端)節(jié)點。

FC-MPIC節(jié)點的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2所示，IP協(xié)議與FC-AE-1553協(xié)議并列屬于FC協(xié)議結(jié)構(gòu)的FC-4層，F(xiàn)C-0至FC-3采用FC協(xié)議的公共服務(wù)以及通用通道。承載在光纖通道上的IP網(wǎng)絡(luò)稱為“IPFC”協(xié)議。與FC-AE-1553協(xié)議上層即為應(yīng)用層不同，承載在FC之上的IP協(xié)議上層仍采用TCP或UDP協(xié)議與應(yīng)用層銜接，與通用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)一致。FC-MPIC節(jié)點支持IP與FC-AE-1553兩種協(xié)議,根據(jù)FC-2幀頭的Type字段識別協(xié)議類型，并發(fā)送至FC-MPIC節(jié)點中的對應(yīng)協(xié)議模塊進行處理。

優(yōu)選的，當(dāng)所述節(jié)點同時有IP業(yè)務(wù)與FC-AE-1553業(yè)務(wù)要傳輸，為保證FC-AE-1553時序的確定性，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點設(shè)計為支持優(yōu)先級調(diào)度，具體設(shè)置為：FC-2層優(yōu)先為FC-AE-1553提供通信服務(wù)，F(xiàn)C-AE-1553序列不可被IPFC序列打斷，但是FC-AE-1553可以打斷IPFC的序列。上述支持優(yōu)先級調(diào)度的FC-MPIC節(jié)點設(shè)計能更好的支持IP與FC-AE-1553協(xié)議的協(xié)調(diào)運行。

因IP網(wǎng)絡(luò)不是受控網(wǎng)絡(luò)，IP報文容易因節(jié)點故障洪泛。因此，優(yōu)選的，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點的FC-2層設(shè)計為對IP流量進行控制，或根據(jù)用戶配置進行流量整形，對因IP故障導(dǎo)致的連續(xù)突發(fā)流量進行阻塞。

所述FC交換機(FC-SW)用于為節(jié)點之間(ETH節(jié)點和FC-MPIC節(jié)點之間、FC-MPIC節(jié)點之間、ETH節(jié)點之間)的信號轉(zhuǎn)發(fā)，并基于物理端口地址映射表為信號轉(zhuǎn)發(fā)提供電信號轉(zhuǎn)發(fā)路徑。具體的，F(xiàn)C交換機查找地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>，找到對應(yīng)的物理端口，并轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)至對應(yīng)的物理端口。上述<FC_Port_ID,Phy_port>指的是端口地址與交換機具體的物理端口的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選的，F(xiàn)C交換機設(shè)計為支持優(yōu)先級調(diào)度，其為FC-AE-1553與IP幀設(shè)置不同的優(yōu)先級。若不同節(jié)點同時有IP業(yè)務(wù)與FC-AE-1553業(yè)務(wù)要發(fā)送到同一目的節(jié)點，F(xiàn)C交換機根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先級，實現(xiàn)優(yōu)先級調(diào)度，將優(yōu)先級高的FC-AE-1553幀優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，以保證FC-AE-1553協(xié)議的確定性。如圖3所示的FC交換機，當(dāng)節(jié)點1請求發(fā)送FC-AE-1553業(yè)務(wù)時，F(xiàn)C交換機正在為節(jié)點4轉(zhuǎn)發(fā)IPFC幀，則等待當(dāng)前IPFC幀轉(zhuǎn)發(fā)完成，F(xiàn)C交換機即可為節(jié)點1提供轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，在FC交換機完成FC-AE-1553業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)后，繼續(xù)為節(jié)點4提供IPFC幀轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

優(yōu)選的，因IP網(wǎng)絡(luò)不是受控網(wǎng)絡(luò)，IP報文容易因節(jié)點故障洪泛。因此，F(xiàn)C交換機能夠?qū)?jié)點側(cè)IP流量進行控制，或根據(jù)用戶配置進行流量整形，對因節(jié)點故障導(dǎo)致的連續(xù)突發(fā)流量進行阻塞。

所述FC-EG網(wǎng)關(guān)，用于實現(xiàn)ETH節(jié)點(以太網(wǎng)節(jié)點)接入，使得以太網(wǎng)中的IP報文通過FC-EG網(wǎng)關(guān)接入FC網(wǎng)絡(luò)，并通過IPFC幀與FC-MPIC節(jié)點進行通信，或跨越FC網(wǎng)絡(luò)與另一端跟FC-EG網(wǎng)關(guān)相連的普通以太網(wǎng)節(jié)點通信。FC-EG網(wǎng)關(guān)中設(shè)置有FC端口與IP地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，每個FC端口都有一個IP地址，該IP地址可以在普通以太網(wǎng)中被識別，因此普通IP報文跨越FC統(tǒng)一網(wǎng)時可以方便的由FC-EG網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換成FC協(xié)議幀，IPFC的協(xié)議幀也可以通過FC-EG網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換成普通IP報文。

所述ETH節(jié)點連接到以太網(wǎng)絡(luò)，可發(fā)送和接收IP報文。

FC-AE-1553協(xié)議本質(zhì)上與MIL-STD-1553B一致，是一種基于命令響應(yīng)式的協(xié)議，在NC(網(wǎng)絡(luò)控制器)側(cè)，所有的消息都是根據(jù)消息表、按照時間的先后順序依次執(zhí)行的。NC/IPFC節(jié)點為時間觸發(fā)機制，NT/IPFC節(jié)點為命令響應(yīng)機制。本發(fā)明的多協(xié)議融合系統(tǒng)以FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)為主，多協(xié)議融合系統(tǒng)中的所有通信都由NC/IPFC節(jié)點發(fā)起與控制，因此不會造成沖突，這繼承了FC-AE-1553是確定性網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)；而IP為事件觸發(fā)機制，從每個ETH網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)出的IP包的時刻都是隨機的，因此很可能造成沖突。為了保證IP協(xié)議與FC-AE-1553協(xié)議在FC公共通道上有效共存，多協(xié)議融合系統(tǒng)優(yōu)選地設(shè)計了受控模式、競爭模式與固定時隙三種工作模式，由FC-AE-1553的NC/IPFC節(jié)點通過廣播發(fā)送工作模式切換指令，以進行多協(xié)議融合系統(tǒng)的工作模式切換。

A.受控通信模式

在受控模式下，多協(xié)議融合系統(tǒng)僅允許FC-AE-1553業(yè)務(wù)發(fā)送，F(xiàn)C-AE-1553業(yè)務(wù)具有專享總線，可以保證用戶實時確定性業(yè)務(wù)的傳遞需求，在該模式下推薦傳輸控制類消息。

B.競爭通信模式

在競爭通信模式下，多協(xié)議融合系統(tǒng)允許FC-AE-1553、IP等業(yè)務(wù)均可以傳輸，但FC-MPIC節(jié)點與FC交換機都需要提供上述優(yōu)先級服務(wù)，原則上也可以根據(jù)用戶規(guī)定的優(yōu)先級，對高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)。

C.固定時隙工作模式

在固定時隙工作模式下，多協(xié)議融合系統(tǒng)可以固定時間T為周期進行業(yè)務(wù)分發(fā)，每個周期的開始t時間段為受控時隙，可以傳輸FC-AE-1553消息；每個周期t時間段后是競爭時隙，競爭時隙可以傳輸多種業(yè)務(wù)，如圖4所示。

優(yōu)選的，在固定時隙工作模式的競爭時隙中、或者競爭通信模式下，F(xiàn)C-AE-1553因與IP業(yè)務(wù)共存，每個FC-AE-1553消息在一級交換結(jié)構(gòu)中帶來時序不確定最大是3個FC幀的傳輸延時，按照線路4.25Gbps計算，最大延時約15us(微秒)。因此，F(xiàn)C-AE-1553在設(shè)計每條數(shù)傳消息時，需要留出合適的余量，以保證FC-AE-1553時序確定性。所述留出的余量可以按照2倍的最大延時來取值，本實施例中可以將余量設(shè)為30us(微秒)。

優(yōu)選的，在固定時隙工作模式的受控時隙中、或受控通信模式下，當(dāng)FC-AE-1553在執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)時，需要阻塞IP業(yè)務(wù)，因為IP業(yè)務(wù)會導(dǎo)致FC-AE-1553消息的抖動。在全網(wǎng)時間同步的基礎(chǔ)上，假設(shè)同步精度優(yōu)于1us(微秒)，在固定時隙工作模式的周期性受控時隙階段，不論FC-MPIC節(jié)點還是FC交換機都需要阻塞IP業(yè)務(wù)，以保證FC-AE-1553中關(guān)鍵任務(wù)的執(zhí)行。

本發(fā)明的第二實施例，公開了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的以太網(wǎng)節(jié)點之間的IP通信方法，以太網(wǎng)節(jié)點A1通過FC網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)節(jié)點A2進行IP通信(圖1)，協(xié)議模型如圖5所示，包括以下步驟：

步驟21.FG-EG網(wǎng)關(guān)B1、B2分別與FC交換機C完成鏈路初始化，實現(xiàn)鏈路同步；且FG-EG網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)節(jié)點分別與交換機分別進行顯式或隱式的交換登錄，交換登錄完成后，以太網(wǎng)節(jié)點與FG-EG網(wǎng)關(guān)之間進行顯式或隱式的端口登錄；登錄成功后，即可以FC通信服務(wù)。

步驟22.以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A1將發(fā)送往以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A2的IP報文發(fā)送給其連接的FC-EG網(wǎng)關(guān)B1。

步驟23.FC-EG網(wǎng)關(guān)B1查找地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，查找與以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A2相連的FC-EG網(wǎng)關(guān)B2的IP地址對應(yīng)的端口地址；FC-EG網(wǎng)關(guān)還將以基于以太網(wǎng)的IP報文轉(zhuǎn)換成FC序列，每個IP報文對應(yīng)1個FC序列，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀并發(fā)送給FC交換機(FC-SW)C。

步驟24.FC交換機C查找交換機的地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>找到對應(yīng)的物理端口并轉(zhuǎn)發(fā)所述1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口。

步驟25.FC-EG網(wǎng)關(guān)B2接收到所述1個或多個FC幀，并還原成IP報文，發(fā)送至以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A2。

步驟26.以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A2接收到來源以太網(wǎng)ETH節(jié)點A1的IP報文。

本發(fā)明的第三實施例，公開了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的以太網(wǎng)節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法，以太網(wǎng)節(jié)點A1到FC-MPIC節(jié)點D的IP通信(圖1)為例，該協(xié)議模型如圖6所示，包括以下步驟：

步驟31.FC-EF網(wǎng)關(guān)B1與FC-MPIC節(jié)點D分別與FC交換機C完成鏈路初始化，實現(xiàn)鏈路同步，且以太網(wǎng)節(jié)點、FC-MPIC節(jié)點分別與FC交換機進行顯式或隱式的交換登錄，交換登錄完成后，以太網(wǎng)節(jié)點與FC-MPIC節(jié)點之間進行顯式或隱式的端口登錄；登錄成功后，可以提供FC通信服務(wù)

步驟32.以太網(wǎng)節(jié)點(ETH節(jié)點)A1將發(fā)送往FC-MPIC節(jié)點D的IP報文發(fā)送給其連接的FC-EG網(wǎng)關(guān)B1。

步驟33.FC-EG網(wǎng)關(guān)B1查找地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>，查找與FC-MPIC節(jié)點D的IP地址對應(yīng)的FC端口地址，F(xiàn)C-EG網(wǎng)關(guān)還將以基于以太網(wǎng)的IP報文轉(zhuǎn)換成FC序列，每個IP報文對應(yīng)1個FC序列，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀并發(fā)送給FC交換機C。

步驟34.FC交換機節(jié)點C查找交換機的地址映射表<FC_Port_ID,Phy_port>找到對應(yīng)的物理端口并轉(zhuǎn)發(fā)所述1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口。

步驟35.FC-MPIC節(jié)點D接收到所述1個或多個FC幀，F(xiàn)C-2層根據(jù)FC幀頭Type字段識別出IPFC協(xié)議，送至IPFC模塊，IPFC模塊解析附加幀頭后還原成標(biāo)準(zhǔn)IP報文送至TCP/UDP模塊；TCP/UDP模塊解析后獲得用戶數(shù)據(jù)送至應(yīng)用層。

本發(fā)明的第四實施例，公開了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的FC-MPIC節(jié)點到FC-MPIC節(jié)點的IP通信方法，以FC-MPIC節(jié)點E到FC-MPIC節(jié)點F的IP通信(圖1)為例，該協(xié)議模型如圖7所示，包括以下步驟：

步驟S41.FC-MPIC節(jié)點E、F分別與FC交換機(FC-SW)C完成鏈路初始化，實現(xiàn)鏈路同步，且FC-MPIC節(jié)點E、F分別與交換機進行顯式或隱式的交換登錄，交換登錄完成后，F(xiàn)C-MPIC節(jié)點E、F之間進行顯式或隱式的端口登錄；登錄成功后，可以提供FC通信服務(wù)。

步驟S42.FC-MPIC節(jié)點E的應(yīng)用層選擇IPFC通道與FC-MPIC節(jié)點F進行IP通信，TCP/UDP模塊從用戶接口接收到用戶數(shù)據(jù)，封裝TCP或UDP幀頭，送至IPFC層進行IP與附加幀頭的封裝，IPFC模塊根據(jù)地址映射表<IP_ADDR,FC_Port_ID>查找與FC-MPIC節(jié)點F的IP地址對應(yīng)的FC端口地址，F(xiàn)C-2層進行分段與封裝，每個IP報文對應(yīng)1個FC序列，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀，并經(jīng)FC通道發(fā)送至FC交換機(FC-SW)C。

步驟S43.交換機節(jié)點C接收到發(fā)送往目的FC-MPIC節(jié)點F的所述1個或多個FC幀，查找交換機的地址表<Port_ID,Phy_port>找到對應(yīng)的物理端口，并轉(zhuǎn)發(fā)所述1個或多個FC幀至對應(yīng)的物理端口。

步驟S44.FC-MPIC節(jié)點F接收到所述1個或多個FC幀，F(xiàn)C-2層根據(jù)FC幀頭Type字段識別出IPFC協(xié)議，送至IPFC模塊，IPFC模塊解析附加幀頭后還原成標(biāo)準(zhǔn)IP報文送至TCP/UDP模塊；TCP/UDP模塊解析后獲得用戶數(shù)據(jù)送至應(yīng)用層。

本發(fā)明的第五實施例，公開了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的FC-MPIC節(jié)點中NC/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法，以NC/IPFC節(jié)點D到NT/IPFC節(jié)點E的FC-AE-1553通信(圖1)為例，該協(xié)議模型如圖8所示，所述NC/IPFC節(jié)點是FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)控制端，NT/IPFC節(jié)點是FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)終端。

NC to NT的FC-AE-1553通信分成3個子過程：

(1)NC/IPFC節(jié)點發(fā)送命令序列到NT/IPFC節(jié)點；

(2)NC/IPFC節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)序列到NT/IPFC節(jié)點；

(3)NT/IPFC節(jié)點回復(fù)狀態(tài)序列至NC/IPFC節(jié)點。

與單一協(xié)議節(jié)點不同的是，F(xiàn)C-2層需要根據(jù)幀頭字段Type識別協(xié)議類型，路由至對應(yīng)的協(xié)議處理模塊進行處理。針對用戶層，用戶需要指定采用的協(xié)議類型。下面用其中的1個子過程，NC發(fā)送數(shù)據(jù)序列到NT為例，說明NC/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法，具體包括以下步驟：

步驟S51.NC/IPFC節(jié)點D、NT/IPFC節(jié)點E分別與FC交換機C完成鏈路初始化，實現(xiàn)鏈路同步，且節(jié)點與交換機進行顯式或隱式的交換登錄，交換登錄完成后，節(jié)點與節(jié)點之間進行顯式或隱式的端口登錄；登錄成功后，可以提供FC通信服務(wù)。

步驟S52.NC/IPFC節(jié)點D的應(yīng)用層選擇FC-AE-1553通道與NT/IPFC節(jié)點E進行FC-AE-1553通信，NC/IPFC節(jié)點D的NC模塊根據(jù)用戶配置信息，組織數(shù)據(jù)IU，送至FC-2層。FC-2進行分段與封裝，每個數(shù)據(jù)IU映射成1個FC序列，然后根據(jù)長度分成1個或多個FC幀。并經(jīng)FC通道發(fā)送至FC交換機(FC-SW)C。

步驟S53.FC交換機節(jié)點接收到去往目的端口NT/IPFC節(jié)點E的FC幀，查找交換機的地址表<FC_Port_ID,Phy_port>找到對應(yīng)的物理端口，轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的物理端口。

步驟S54.NT/IPFC節(jié)點E接收到FC幀，F(xiàn)C-2層根據(jù)FC幀頭Type字段識別出FC-AE-1553協(xié)議，送至E節(jié)點的NT處理模塊，NT模塊解析序列，獲得用戶數(shù)據(jù)存放在用戶指定位置，并生成狀態(tài)信息供用戶查詢。

本發(fā)明的第六實施例，公開了一種基于多協(xié)議融合系統(tǒng)的FC-MPIC節(jié)點中NT/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法，以NT/IPFC節(jié)點E到NT/IPFC節(jié)點F的FC-AE-1553通信(圖1)為例，該協(xié)議模型如圖9所示，所述NT/IPFC節(jié)點是FC-AE-1553網(wǎng)絡(luò)終端。

NT to NT的FC-AE-1553通信分成5個子過程：

(1)NC/IPFC節(jié)點D發(fā)送命令序列到一NT/IPFC節(jié)點E；

(2)NT/IPFC節(jié)點E發(fā)送命令序列到NT/IPFC節(jié)點F；

(3)NT/IPFC節(jié)點E發(fā)送數(shù)據(jù)序列到NT/IPFC節(jié)點F；

(4)NT/IPFC節(jié)點F回復(fù)狀態(tài)序列至NT/IPFC節(jié)點E；

(5)NT/IPFC節(jié)點E回復(fù)狀態(tài)序列至NC/IPFC節(jié)點D。

與單一協(xié)議節(jié)點不同的是，F(xiàn)C-2層需要根據(jù)幀頭字段Type識別協(xié)議類型，路由至對應(yīng)的協(xié)議處理模塊進行處理。針對用戶層，用戶需要指定采用的協(xié)議類型。與第一種通信連接不同的是，NT to NT的FC-AE-1553通信分成5個子過程，但每個子過程均只涉及到兩個節(jié)點，通信路徑上的處理流程與第五實施例中NC/IPFC節(jié)點到NT/IPFC節(jié)點的FC-AE-1553通信方法一致。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種多協(xié)議融合系統(tǒng)以及基于該系統(tǒng)的通信方法，基于IP報文進行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，可以實現(xiàn)基于FC公共通道的IP非實時網(wǎng)絡(luò)與FC-AE-1553實時性網(wǎng)絡(luò)的有機統(tǒng)一，保證了在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能為用戶提供靈活以及實時確定的服務(wù)。此外，本發(fā)明采用統(tǒng)一物理接口，不需要部署兩套網(wǎng)絡(luò)體系，簡化了架構(gòu)，且節(jié)約成本。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法的全部或部分流程，可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)中。其中，所述計算機可讀存儲介質(zhì)為磁盤、光盤、只讀存儲記憶體或隨機存儲記憶體等。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。