一种测发控冗余网络架构及冗余方法技术

一种测发控冗余网络架构及冗余方法，架构包括多冗余网络、网络前端设备和网络后端设备；多冗余网络为网络前端设备和网络后端设备间提供信息交互的通信链路；所述网络前端设备与飞行器和发射支持系统连接，与网络后端设备通过多冗余网络连接完成飞行器射前测试和发射控制；所述网络后端设备包括布置在远离发射点的设备，包括执行测试发射控制任务必须的网络后端测试设备和网络设备监控及前端设备管理单元。本发明专利技术采用实时故障切换策略，实现交换机故障快速恢复、简化链路配置工作，并为前端设备故障提供恢复手段，以满足当前快速测试与发射任务要求。

A redundancy network architecture and redundancy method

A redundant network architecture and method of redundant test launch control, redundant network, network architecture including front-end equipment and back-end equipment network; communication link redundant networks provide interactive information network for the front-end equipment and back-end equipment in the network; the network front-end equipment and aircraft launch and support system and network connection, through multiple back-end equipment redundant network connection is completed and the emission control test aircraft before launch; the network back-end equipment including arrangement away from the launch point of equipment, including the implementation of the test launch and control tasks must be the network back-end testing equipment and network equipment monitoring and front-end equipment management unit. The real-time fault switching strategy is adopted to realize fast recovery of switches, simplify link configuration, and provide recovery means for front-end equipment failure, so as to meet the requirements of current fast test and launch tasks.

【技术实现步骤摘要】
一种测发控冗余网络架构及冗余方法
本专利技术涉及一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构设计，属于飞行器测试与控制领域。
技术介绍
测发控系统是飞行器研制和试飞的重要保障系统，用于完成飞行器各阶段的测试以及发射控制任务。当前日趋密集的航天发射任务对快速测试发射技术提出了更高的要求，可靠的、能快速恢复的测发控网络系统是保证测试和发射控制任务圆满完成的必要条件，为飞行器的快速测试与发射提供了保障。现有测发控网络系统一般采用前后端架构和自动化测试方式，其中前端多采用无人值守方式。针对前后端架构的测发控冗余网络已有多种方案实现，包括主备链路方案、主备链路采用热备份路由器协议(HSRP)的双机热备份方案、主备链路采用HSRP和快速生成树协议(RSTP)方案等。上述冗余网络方案在航天任务中得到运用，但在实践过程中发现存在以下不足：1)链路上交换机故障探测和主备机切换时间长，导致大量数据丢失；2)链路配置过程复杂；3)前端主备交换机同时故障时缺乏恢复手段。如前所述，现有的解决方案难以满足快速测试发射对测发控系统提出的高可靠、快速恢复需求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提供一种高可靠快恢复测发控多冗余网络架构设计，采用实时故障切换策略，实现交换机故障快速恢复、简化链路配置工作，并为前端设备故障提供恢复手段，以满足当前快速测试与发射任务要求。本专利技术的技术方案是：一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，包括多冗余网络、网络前端设备和网络后端设备；多冗余网络为网络前端设备和网络后端设备间提供信息交互的通信链路；所述网络前端设备与飞行器和发射支持系统连接，与网络后端设备通过多冗余网络连接完成飞行器射前测试和发射控制；所述网络后端设备包括布置在远离发射点的设备，包括执行测试发射控制任务必须的网络后端测试设备和网络设备监控及前端设备管理单元。所述多冗余网络由基于虚拟交换系统的双冗余网络通道和应急网络通道组成，双冗余网络通道和应急网络通道为独立并行的网络通道；双冗余网络通道用于网络前端设备和后端设备间测试数据及控制命令信息的传递；应急网络通道用于前端设备、网络设备状态信息的监视，应急状态下后端测发控系统设备管理单元通过应急通道完成对前端设备的远程控制。所述双冗余网络通道包括一主一备两台前端交换机、一主一备两台后端交换机和多根连接前、后端交换机的光纤；前端主、备交换机分别与前端设备连接，后端主备交换机分别与后端设备连接。所述应急网络通道包括应急通道前端交换机、应急通道后端交换机和连接前后端交换机的光纤；应急通道前端交换机连接前端设备；应急通道前端交换机连接后端设备。所述前端设备为无人值守设备，包括前端测试设备、数据处理服务器和前端加去电控制单元，前端测试设备、数据处理服务器、前端加去电控制单元与多冗余网络的前端网络交换机连接；前端测试设备与飞行器、发射支持系统通过有线或无线方式连接，通过前端交换机与数据处理服务器连接，完成飞行器测试数据采集和向数据处理服务器送数，接收来自数据处理服务器地测试发射控制指令，处理后向飞行器、发射支持系统发出；数据处理服务器通过双冗余网络与前端测试设备、网络后端测试设备连接，接收前端测试设备数据和后端测试设备发来的测试发射控制指令，完成数据存储和实时处理，向后端设备发送测试数据处理结果信息，向前端测试设备转发测试发射控制指令；前端加去电控制单元用于网络前端设备的加去电控制，通过应急网络通道与后端的网络设备监控及前端设备管理单元连接，接收位于后端的网络设备监控及前端设备管理单元发出的前端设备加去电控制指令，根据指令内容控制前端设备供电的通断，完成前端设备的加电和去电。所述前端测试设备、数据处理服务器均配置双网卡，并采用双网卡绑定，双网卡分别与双冗余网络的前端主交换机和备交换机连接，完成前端测试设备和数据处理服务器间的双向通信。所述前端测试设备从飞行器获取的测试数据实时推送到前端数据处理服务器，传输协议采用预定格式的UDP包协议；前端测试设备接收来自数据处理服务器的测试发射控制指令，传输协议采用预定格式的TCP传输协议；所述数据处理服务器通过双冗余网络与后端测试设备实现数据双向通信；数据处理服务器根据后端测试设备数据请求向后端测试设备传送处理结果数据，传输协议采用预定格式的UDP包协议；数据处理服务器接收后端测试设备发起的测试发射控制指令数据，经过处理、分解后向相应的前端测试设备发出控制命令，数据处理服务器与后端测试设备间数据传输协议采用预定格式的TCP传输协议；所述预定格式UDP协议包包含信源地址、信宿地址、信息类别、数据域长度、数据域，所述预定格式的TCP传输协议包含帧头、信源地址、信宿地址、信息类别、数据域长度、数据域、帧尾。数据处理服务器数据处理的处理流程如下：测试数据处理流程：数据处理服务器接收来自各前端测试设备的测试数据后实时存储到硬盘；数据处理服务器对测试数据进行实时处理，生成具有物理意义的处理结果并在内存中缓存，当数据处理服务器接收到后端测试设备发来的数据请求后，从内存中取出相应的处理结果，按照预定格式打包成UDP协议包后，发给对应的后端测试设备；测试发射控制指令处理流程：数据处理服务器接收来自后端测试设备的测试发射控制指令后实时存储到硬盘；根据控制指令内容，对控制指令进行处理、分解，生成对应的前端测试设备控制指令序列，按照预定流程向相应的前端测试设备发出对应的控制指令；所述网络后端设备包括后端测试设备和网络设备监控及前端设备管理单元；后端测试设备包括后端显示设备和控制计算机；后端显示设备通过双冗余网络与前端的数据处理服务器连接，从数据处理服务器获取飞行器测试数据用于操作员监视测试状态；控制计算机通过双冗余网络与前端的数据处理服务器连接，操作员根据任务需要通过控制计算机向数据处理服务器发出测试发射控制指令，由数据处理服务器完成测试发射控制指令的处理和分发执行；网络设备监控及前端设备管理单元通过网络与多冗余网络连接，接收并显示来自前端的前端设备工作状态信息、网络交换机工作状态信息实现网络和前端设备的实时监视，并可通过操作员控制发出前端设备加电、去电控制指令，经由应急网络通道传送给前端加去电控制单元，实现前端设备的加电和断电。一种高可靠快恢复测发控冗余方法，步骤如下：1)飞行器测试数据由前端测试设备采集并以预定格式传送给前端数据处理服务器进行数据处理、参数解析，通过双冗余网络按照预定格式传递给后端测试设备进行显示；2)飞行器测试控制指令由后端测试设备以预定格式发出，经由双冗余网络传递给前端数据处理服务器进行处理、解析，形成前端测试设备控制指令后以预定格式分发到相关前端测试设备，完成对飞行器测试、发射流程控制；3)所有前端设备、网络设备的工作状态信息由各设备产生，经双冗余网络传递给置于后端的网络设备监控及前端设备管理单元进行监视；4)前端设备管理指令由网络设备监控及前端设备管理单元产生，经应急网络通道以预定格式传递到前端的加去电控制单元，实现对前端设备的加电、断电控制。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术构建的测发控多冗余网络架构，提供了前后端测试设备间信息交互的可靠链路，通过应急网络，对前端测试设备进行管理，满足了前端设备无人值守使用需求；(2)本专利技术多冗余本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：包括多冗余网络、网络前端设备和网络后端设备；多冗余网络为网络前端设备和网络后端设备间提供信息交互的通信链路；所述网络前端设备与飞行器和发射支持系统连接，与网络后端设备通过多冗余网络连接完成飞行器射前测试和发射控制；所述网络后端设备包括布置在远离发射点的设备，包括执行测试发射控制任务必须的网络后端测试设备和网络设备监控及前端设备管理单元。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：包括多冗余网络、网络前端设备和网络后端设备；多冗余网络为网络前端设备和网络后端设备间提供信息交互的通信链路；所述网络前端设备与飞行器和发射支持系统连接，与网络后端设备通过多冗余网络连接完成飞行器射前测试和发射控制；所述网络后端设备包括布置在远离发射点的设备，包括执行测试发射控制任务必须的网络后端测试设备和网络设备监控及前端设备管理单元。2.根据权利要求1所述一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述多冗余网络由基于虚拟交换系统的双冗余网络通道和应急网络通道组成，双冗余网络通道和应急网络通道为独立并行的网络通道；双冗余网络通道用于网络前端设备和后端设备间测试数据及控制命令信息的传递；应急网络通道用于前端设备、网络设备状态信息的监视，应急状态下后端测发控系统设备管理单元通过应急通道完成对前端设备的远程控制。3.根据权利要求2所述一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述双冗余网络通道包括一主一备两台前端交换机、一主一备两台后端交换机和多根连接前、后端交换机的光纤；前端主、备交换机分别与前端设备连接，后端主备交换机分别与后端设备连接。4.根据权利要求2所述一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述应急网络通道包括应急通道前端交换机、应急通道后端交换机和连接前后端交换机的光纤；应急通道前端交换机连接前端设备；应急通道前端交换机连接后端设备。5.根据权利要求1所述一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述前端设备为无人值守设备，包括前端测试设备、数据处理服务器和前端加去电控制单元，前端测试设备、数据处理服务器、前端加去电控制单元与多冗余网络的前端网络交换机连接；前端测试设备与飞行器、发射支持系统通过有线或无线方式连接，通过前端交换机与数据处理服务器连接，完成飞行器测试数据采集和向数据处理服务器送数，接收来自数据处理服务器地测试发射控制指令，处理后向飞行器、发射支持系统发出；数据处理服务器通过双冗余网络与前端测试设备、网络后端测试设备连接，接收前端测试设备数据和后端测试设备发来的测试发射控制指令，完成数据存储和实时处理，向后端设备发送测试数据处理结果信息，向前端测试设备转发测试发射控制指令；前端加去电控制单元用于网络前端设备的加去电控制，通过应急网络通道与后端的网络设备监控及前端设备管理单元连接，接收位于后端的网络设备监控及前端设备管理单元发出的前端设备加去电控制指令，根据指令内容控制前端设备供电的通断，完成前端设备的加电和去电。6.根据权利要求5所述的一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述前端测试设备、数据处理服务器均配置双网卡，并采用双网卡绑定，双网卡分别与双冗余网络的前端主交换机和备交换机连接，完成前端测试设备和数据处理服务器间的双向通信。7.根据权利要求5或6所述的一种高可靠快恢复测发控冗余网络架构，其特征在于：所述前端测试设备从飞行器获取的测试数据实时推送到前端数据处理服务器，传输协议采用预定格式的UDP包协议；前端测试设备接收来自数据处理服务器的测试发射控制指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：金剑铮，陈玉坤，荣刚，冯忠伟，曾发，欧连军，张声艳，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11