一种基于时间戳的高速数据网络监测方法与系统技术方案

本申请提供一种基于时间戳的高速数据网络监测方法及系统，包括：优化控制节点向所述SpaceWire网络中的路由器发送监测指令信息，所述监测指令信息包括监测时间窗的宽度和初始监测时间点；在所述监测时间窗内，每个所述的路由器在完整接收到其他路由器发送的数据包后，获取所述数据包的传输初始时间信息，在所述数据包中添加所述数据包的传输结束时间信息，确定所述数据包的传输时延，并将所述数据包及其对应的传输时延记录在路由表内。本发明专利技术针对SpaceWire网络传输的数据包增加记录其传输延迟的时间戳信息，监控数据包在SpaceWire路由器之间的传输延迟，进而可以用于统计SpaceWire网络整体时延，从而为有效控制和优化SpaceWire网络中存在的网络时延提供依据。

A Timestamp-based High-speed Data Network Monitoring Method and System

This application provides a time stamp-based high-speed data network monitoring method and system, which includes: optimizing the control node to send monitoring instruction information to the router in the SpaceWire network, the monitoring instruction information includes the width of the monitoring time window and the initial monitoring time point; within the monitoring time window, each said router receives other routers to send in full. After the data packet is received, the initial transmission time information of the data packet is acquired, the end transmission time information of the data packet is added to the data packet, the transmission delay of the data packet is determined, and the data packet and its corresponding transmission delay are recorded in the routing table. The invention adds time stamp information to record the transmission delay of data packets transmitted in SpaceWire network, monitors the transmission delay of data packets between SpaceWire routers, and then can be used to calculate the overall delay of SpaceWire network, thereby providing a basis for effectively controlling and optimizing the network delay existing in SpaceWire network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间戳的高速数据网络监测方法与系统
本申请涉及互联网
，尤其涉及一种基于时间戳的高速数据网络监测方法与系统。
技术介绍
SpaceWire是欧洲空间局(ESA)为了航天领域应用而设计的一种高性能(高速、低功耗、高可靠性)串行总线，目前用于航天器搭载设备之间以及航天器搭载设备与外部测试设备之间的数据通信。SpaceWire网络是网络节点之间基于SpaceWire总线所组成的网络，包括网络节点以及各级SpaceWire路由器。加入该网络的每个网络节点可以是一个航天器搭载设备或者一个外部测试设备。网络节点与路由器之间以及各级路由器之间，可以基于SpaceWire总线接口而实现彼此之间的数据传输。所组成的SpaceWire网络用于航天器搭载设备之间以及航天器搭载设备与外部测试设备之间的数据通信。在SpaceWire网络中传输的数据包由节点A发送给其连接的路由器(称为源路由器)，再由该路由器转至其它路由器，进而由其它路由器(称为目的路由器)发送给其连接的节点B，从而完成由节点A到节点B的数据传输。每台SpaceWire路由器一般具有多个数据端口(4个以上)，其中两个路由器之间以2个或2个以上的数据端口相互连接，其余的数据端口用于连接网络节点。在SpaceWire网络中传输的数据包携带目的路由器的路由地址以及端口号，从而源路由器接收到该数据包后，将其转至该端口号所对应的目的路由器端口。如图3所示，是现有技术中的SpaceWire网络中的两个路由器的连接方式示意图。图3中源路由器将数据包转至目的路由器的端口1’，当该数据包的第一个数据单位(也就是一次串行传输承载的单位数据量，可以是4-6个字节)被传递给端口1’，则目的路由器将该端口1’的状态更新为“占用”，直至传输该数据包完成。当源路由器将数据包转至目的路由器的端口1’但当前目的路由器的该端口1’被占用的情况下，如果目的路由器连接源路由器的其它端口2’是空闲的，则可以变更至将数据包转至目的路由器的端口2’，而不必须等待端口1’转为空闲，从而提高了网络传输效率，降低了时延。但是，如果源路由器与目的路由器之间的数据端口1’-3’都被占用，则下一个数据包只能等待其中一个端口空闲，这样就造成了网络时延。现有技术中，源路由器与目的路由器之间可以通过其它路由器的中转而构成多个传输路径。对于源路由器到目的路由器之间的单个传输路径来说，网络时延的存在是难以完全避免的。同时，SpaceWire网络是面向星载设备通信、星地通信及其测试的专用性高速网络，为了保证SpaceWire网络的效率，有必要对该数据网络的传输时延及其整体运行效率进行必要的跟踪监测，从而为有效控制和优化SpaceWire网络中存在的网络时延提供依据。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于时间戳的高速数据网络监测方法与系统，本专利技术针对SpaceWire网络传输的数据包增加记录其传输延迟的时间戳信息，用于监控数据包在SpaceWire路由器之间的传输延迟，进而可以用于统计SpaceWire网络整体时延，从而为有效控制和优化SpaceWire网络中存在的网络时延提供依据。基于上述目的，在本申请的第一个方面，提出了一种基于时间戳的高速数据网络监测方法，包括：优化控制节点向所述SpaceWire网络中的路由器发送监测指令信息，所述监测指令信息包括监测时间窗的宽度和初始监测时间点；在所述监测时间窗内，每个所述的路由器在完整接收到其他路由器发送的数据包后，获取所述数据包的传输初始时间信息，在所述数据包中添加所述数据包的传输结束时间信息，确定所述数据包的传输时延，并将所述数据包及其对应的传输时延记录在路由表内。在一些实施例中，在所述监测时间窗结束后，每个所述的路由器将各自的路由表上传至所述优化控制节点。在一些实施例中，所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，计算整个SpaceWire网络的整体传输时延。在一些实施例中，还包括：当路由器接收到源节点上传的数据包时，在所述数据包中添加该数据包的传输初始时间信息，并将所述数据包通过传输路径发送至目的路由器。在一些实施例中，在所述数据包中开辟有时刻记录区，当路由器接收到源节点上传的数据包时，在所述数据包的时刻记录区中添加该数据包的传输初始时间信息。在一些实施例中，所述获取所述数据包的传输初始时间信息，包括：从所述数据包的时刻记录区中获取所述数据包的传输初始时间信息。在一些实施例中，所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，计算整个SpaceWire网络的整体传输时延，包括：所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，从每个路由表内提取数据包及其对应的传输时延，计算传输时延的平均值，并将数据包的传输时延的平均值作为所述整个SpaceWire网络的整体传输时延。基于上述目的，在本申请的另一个方面，还提出了一种基于时间戳的高速数据网络监测系统，包括：优化控制节点，多个路由器，以及多个通过所述路由器接入SpaceWire网络的节点；所述多个路由器中的直接连接的两个路由器，通过两个及以上的端口连接，所述节点与对应的路由器的端口连接，所述优化控制节点与所述多个路由器中一个连接；在传输数据时，发送数据的路由器为源路由器，接收数据的路由器为目的路由器；所述源路由器用于接收源节点上传的数据包，在所述数据包的时刻记录区中添加该数据包的传输初始时间信息，并将所述数据包发送至对应的目的路由器；所述目的路由器用于接收所述数据包，获取所述数据包的传输初始时间信息，在所述数据包的时刻记录区中添加所述数据包的传输结束时间信息，确定所述数据包的传输时延，将所述数据包及其对应的传输时延记录在路由表内。在一些实施例中，每个所述路由器还将将所述路由表上传至所述优化控制节点。在一些实施例中，所述优化控制节点用于向所述SpaceWire网络中的路由器发送监测指令信息，并根据接收到的路由表计算整个SpaceWire网络的整体传输时延。在一些实施例中，还包括：在一些实施例中，在所述数据包中开辟有时刻记录区，当目的路由器接收到源节点上传的数据包时，在所述数据包的时刻记录区中添加该数据包的传输初始时间信息。在一些实施例中，所述获取所述数据包的传输初始时间信息，包括：从所述数据包的时刻记录区中获取所述数据包的传输初始时间信息。在一些实施例中，所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，计算整个SpaceWire网络的整体传输时延，包括：所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，从每个路由表内提取数据包及其对应的传输时延，计算传输时延的平均值，并将数据包的传输时延的平均值作为所述整个SpaceWire网络的整体传输时延。本申请实施例提供一种基于时间戳的高速数据网络监测方法与系统，本专利技术针对SpaceWire网络传输的数据包增加记录其传输延迟的时间戳信息，用于监控数据包在SpaceWire路由器之间的传输延迟，进而可以用于统计SpaceWire网络整体时延，从而为有效控制和优化SpaceWire网络中存在的网络时延提供依据。本专利技术在SpaceWire网络中增设一个统一的优化控制节点执行网络监测功能，实现了网络时延的统一化监测与管理架构，为后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间戳的高速数据网络监测方法，其特征在于，包括：优化控制节点向所述SpaceWire网络中的路由器发送监测指令信息，所述监测指令信息包括监测时间窗的宽度和初始监测时间点；在所述监测时间窗内，每个所述的路由器在完整接收到其他路由器发送的数据包后，获取所述数据包的传输初始时间信息，在所述数据包中添加所述数据包的传输结束时间信息，确定所述数据包的传输时延，并将所述数据包及其对应的传输时延记录在路由表内。

【技术特征摘要】
1.一种基于时间戳的高速数据网络监测方法，其特征在于，包括：优化控制节点向所述SpaceWire网络中的路由器发送监测指令信息，所述监测指令信息包括监测时间窗的宽度和初始监测时间点；在所述监测时间窗内，每个所述的路由器在完整接收到其他路由器发送的数据包后，获取所述数据包的传输初始时间信息，在所述数据包中添加所述数据包的传输结束时间信息，确定所述数据包的传输时延，并将所述数据包及其对应的传输时延记录在路由表内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述监测时间窗结束后，每个所述的路由器将各自的路由表上传至所述优化控制节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化控制节点在接收到每个所述的路由器发送的路由表后，计算整个SpaceWire网络的整体传输时延。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当路由器接收到源节点上传的数据包时，在所述数据包中添加该数据包的传输初始时间信息，并将所述数据包通过传输路径发送至目的路由器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：在所述数据包中开辟有时刻记录区，当路由器接收到源节点上传的数据包时，在所述数据包的时刻记录区中添加该数据包的传输初始时间信息。6.一种基于时间戳的高速数据网络监测系统，其特征在于，包括：优化控制节点，多个路由器，以及多个通过所述路由器接入SpaceWire网络的节点；所述多个路由器中的直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨衡平，李红梅，
申请(专利权)人：北京英力恒达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11