AFDX网络中的数据获取的分布方法技术

本发明专利技术涉及一种AFDX网络中的数据获取的分布方法。一种AFDX网络的帧交换机，其中分散了数据获取功能。当交换机应获取在虚拟链路上传送的数据时，交换表除了由该链路通过的输入端口和一个或更多个输出端口之外还包括表示交换机的MAC地址的标识符。该链路的帧然后不仅被交换而且还被传送到交换机的网络接口并且由交换机内部容纳的专门应用（DDA）处理。该应用可以被远程服务器询问并传送其本地存储的数据。

【技术实现步骤摘要】
AFDX网络中的数据获取的分布方法
本专利技术涉及航空电子通信系统领域并且更具体地涉及AFDX（航空电子全双工）类型的航空电子网络。
技术介绍
近来的航空电子通信系统通常使用AFDX网络。应记得为了航空需要而发展的AFDX网络基于交换式以太网。在交换式以太网中，每个终端（源或目的地）独立地连接到帧交换机并且交换机之间通过物理连接相连。每个交换机具有多个与其它交换机的物理端口或终端连接的物理端口。AFDX网络求助于虚拟链路的概念，虚拟链路被定义为通过网络的第二层定向路径，来自源端并通到一个或更多个目的地。虚拟链路的目的终端也称为被签订到该链路。AFDX网络在每个虚拟链路上提供业务保证。更确切地，每个链路关联于帧之间的最小间隔以及帧的最大尺寸。遵守这些约束条件，针对每个虚拟链路保证了帧的最大行进时间，或等待极限。在站点www.condoreng.com上可获得的名为“AFDX协议指南”的文献以及在以申请人名义提交的专利申请FR-A-2832011中可找到AFDX网络的详细描述。下面简单回顾其主要特性。如已经提到那样，AFDX网络基于全双工类型的交换式以太网。AFDX网络首先是确定性的，这是在虚拟链路在等待极限、流物理隔离和通带方面具有保证特性的意义上而言。每个虚拟链路为此具有端到端的预留路径，把传输在时间上分割为间隔（带宽分配间隔BAG），以及最大帧尺寸MFS。帧在每个传送间隔开始以预定抖动容限被传送。数据被以以太网帧中封装的IP包的形式传送。与常规以太网交换（使用目的地以太网地址）不同的是，在AFDX网络上的帧交换使用包括在帧头中的虚拟链路的标识符。当交换机在其一个输入端口上接收到帧时，其读取虚拟链路的标识符并基于其交换表来确定帧应该被传送到的输出端口。每个虚拟链路是单向的。其仅可以同时来自一个源端子但可以到达多个目的地。把虚拟链路区分为仅通到单个目的地的点到点模式（单播），通到多个目的地的多点模式虚拟链路（多播）。因此，一般而言，虚拟链路的特征在于：－唯一标识符VLID；－唯一源端子（或发射器）；－一个目的地端子或多个目的地端子（接收器）；－在该链路上分配的通带（BAG）和最大帧尺寸（MFS）；－网络中的路由，也就是说穿过的交换机列表。透过交换机的虚拟链路的路由表现为该交换机的交换表中存储的条目，该条目包括虚拟链路的标识符VLID，以及由该链路通过的输入端口和输出端口的编号。图1示意性地表示AFDX网络的示例，AFDX网络包括终端T1到T6以及帧交换机SW1、SW2。例如可看见把T3连接到T2的虚拟链路VL3是点到点类型，而通到T2和T3的虚拟链路VL2、以及通到T3和T5的虚拟链路VL1是多点类型。图2示意地示出第二代AFDX交换机的内部结构。AFDX交换机100包括交换模块110。该交换模块读取到达不同端口的AFDX帧的头部并从中提取对应的虚拟链路的标识符。对于每个进入的帧，交换模块110从帧的头部提取虚拟链路的标识符VLid，查询交换表120，验证进入端口很好对应于虚拟链路并获得输出端口的编号（对于多播虚拟链路，获得输出端口的编号）。交换模块110然后把帧交换到如此获得的输出端口上。实践中，输入端口和输出端口连接到缓冲器并且交换是通过从输入缓冲器读取一个帧并把它写入输出缓冲器中进行的。交换模块向监视模块130汇报其执行的操作并且必要时突然的错误。例如，监视模块更新指示在每个虚拟链路上交换的帧的数量的寄存器。其还记录帧上发生的导致帧被交换模块拒绝的突然错误，例如具有错误CRC的帧或错误发送（不在表中的虚拟链路的标识符）的帧，到达错误输入端口（输入端口不对应于虚拟链路的标识符）的帧，超过虚拟链路上的通带（BAG）或设定的最大帧尺寸（MFS）等。一般地，监视模块在本地存储器中跟踪在交换模块中进行的事件的历史。最后，交换机100包括网络接口150，通过内部总线连接到交换模块110、配置表120、监视模块130。该网络接口根据术语学用于Arinc664规范中，即交换机专用的端部系统，与签订到网络的任何终端的端部系统相同。因此，AFDX交换机具有其专用的MAC地址。因此其可以作为虚拟链路的源或目的地并尤其接收以其为目的地的帧。例如，当交换表应被更新时，描述新虚拟链路（标识符、输入端口号、输出端口号）的路由信息被帧在通向交换机的网络接口150的虚拟链路上发送。交换模块根据所关注的虚拟链路的标识符来识别这些帧目的地是交换机自己并不是用于交换。然后交换机可以借助这些信息来更新交换表120。除了其网络接口，控制模块可以容纳交换机的测试应用（应用模块），例如SNMP（简单网络管理协议）代理。这些应用可以与远程应用、尤其是负责经由网络接口管理网络或NMF（网络管理功能）的远程应用对话，每个应用还具有其专用的逻辑端口（例如UDP端口）。此外，出于安全性和维护的原因，在虚拟链路上通过的航空电子数据并且特别是飞机参数（尤其与飞机轨迹、高度和速度相关的参数）和发动机参数（旋转速度、温度等）应该可以被实时控制并记录。一般地，称航空电子数据是由参与或辅助飞行器控制的设备发送或接收的任何数据。在最近设计的飞行器上，航空电子数据的获取是借助名为CDAU（中央数据获取模块）的中央获取单元、或通过专用航空电子模块CDAM（中央数据获取模块）中容纳的软件实现的。该中央获取单元允许访问飞机和发动机参数的记录值，以生成用于飞行器的操作的优化或维护的状态报告。图3示出中央数据获取单元连接到的AFDX网络。更确切地，该中央获取单元CDAU/CDAM通过物理连接而连接到AFDX网络交换机，下文称为获取交换机，签订的终端直接连接到获取交换机（图中的交换机SW1、SW2、SW3）。中央获取单元CDAU/CDAM可以要求由获取交换机之一向其传送航空电子数据，换句话说某些虚拟链路的帧被向其重传。在这情况下，包含航空电子数据的帧不仅被获取交换机交换（与常规AFDX交换机相同），而且还被复制并传送给中央获取单元。帧可被传送，或者原样，即以把交换机连接到中央获取单元的虚拟链路上的AFDX帧的形式（目的地以太网地址因此包括24比特常数和16比特的虚拟链路的标识符），或以简单以太网帧的形式（该情况下目的地以太网地址简单是中央获取单元的以太网地址）。在第一情况下，这相当于用目的地为中央获取单元的虚拟链路复制通过交换机的虚拟链路，或者等效地，为该虚拟链路添加把该单元用作目的地的分支。在示出的例子中，获取交换机SW1、SW2、SW3借助于物理连接而连接中央数据获取单元CDAU/CDAM并且航空电子数据帧经由虚拟链路而被发送到中央数据获取单元CDAU/CDAM。更确切地，从终端T1起并通过交换机SW1、SW4、SW6的虚拟链路VL1被交换机SW1复制为虚拟链路从终端T2起并通过交换机SW2、SW3、SW5的虚拟链路VL2被交换机SW2复制为虚拟链路以及从终端T3起并通过交换机SW3、SW6的虚拟链路VL3被交换机SW3复制为虚拟链路应注意和通到获取单元CDAU/CDAM的不同网络接口（E/S）。中央获取单元具有与其所连接的AFDX交换机相同数量的网络接口。事实上，出于通带限制的原因，不能设想把该单元连接到单个网络交换机（并因此仅提供获取单元上的单个网络接口），这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AFDX网络的帧交换机，包括多个输入端口和多个输出端口、交换表（120）、交换模块（110）、网络接口（150），交换表（120）包括多个项，每个项对应于通过交换机的虚拟链路并针对虚拟链路的标识符（VLId）提供由该虚拟链路通过的输入端口和一个或更多个输出端口，交换模块（110）适于交换在交换机的输入端口上到达的任何帧、读取在帧的头部中包含的虚拟链路的标识符并且把帧向由与该虚拟链路对应的交换表的项给出的一个或更多个输出端口交换，网络接口（150）适于接收针对交换机的帧，所述帧交换机的特征在于：－交换表的与预定虚拟链路相对应的至少一项还包括交换机的MAC地址的标识符；－交换模块把在该预定虚拟链路上接收到的任何帧传送到交换机的网络接口；－在预定虚拟链路上接收到的帧被传送给由交换机容纳的应用模块（DDA）以便本地存储该帧的至少部分数据。

【技术特征摘要】
2013.04.19 FR 13535731.一种全双工类型的AFDX确定性交换式以太网的帧交换机，包括多个输入端口和多个输出端口、交换表(120)、交换模块(110)、网络接口(150)，交换表(120)包括多个项，每个项对应于通过该帧交换机的虚拟链路并针对虚拟链路的标识符VLId提供由该虚拟链路通过的输入端口和一个或更多个输出端口，交换模块(110)适于交换在该帧交换机的输入端口上到达的任何帧、读取在帧的头部中包含的虚拟链路的标识符并且把帧向由与该虚拟链路对应的交换表的项给出的一个或更多个输出端口交换，网络接口(150)适于接收针对该帧交换机的帧，所述帧交换机的特征在于：-交换表的与预定虚拟链路相对应的至少一项还包括该帧交换机的MAC地址的标识符；-交换模块把在该预定虚拟链路上接收到的任何帧传送到该帧交换机的网络接口；并且-该帧交换机把在该预定虚拟链路上接收到的帧传送给由该帧交换机容纳的分布式数据获取应用模块以便本地存储该帧的至少部分数据；其中传送该帧包括：响应于确定该帧对应于具有该帧交换机的MAC地址的标识符的预定虚拟链路，通过该帧交换机的协议栈的IP层并且通过传输层把该帧传送给分布式数据获取应用模块，其中分布式数据获取应用模块从远程服务器接收获取数据的请求，获取数据的所述请求给出要获取数据的至少一条虚拟链路，分布式数据获取应用模块通过针对该虚拟链路添加该帧交换机的MAC地址的标识符来更新交换表。2.根据权利要求1所述的帧交换机，其特征在于，所述分布式数据获取应用模块与帧所属于的预定虚拟链路的标识符一起在本地存储帧的所述至少部分数据。3.根据权利要求1所述的帧交换机，其特征在于，所述分布式数据获取应用模块基于UDP包中的预定虚拟链路的标识符、IP地址、UDP端口以及分段的标识符来回收帧的所述部分数据，并且与预定虚拟链路的所述标识符、所述IP地址、所述UDP端口和所述分段的标识符一起在本地存储帧的所述部分数据。4.根据权利要求2或3所述的帧交换机，其特征在于，所述分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·洛佩兹，E·克劳蒂尔，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR