航空机载网络的设计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种航空机载网络的设计方法和装置，包括：计算航空机载网络中各网络终端的带宽需求；根据交换机能力和网络终端数量，确定交换机个数；根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系。本发明专利技术提供的航空机载网络的设计方法和装置，对航空机载网络进行设计，能满足性能和安全性的要求。本发明专利技术对交换机通信资源进行分配，计算过程简单，易于实现，具有较强实用价值。

Design method and device of airborne network

The invention provides a design method and device of an airborne network, which includes: calculating the bandwidth requirements of each network terminal in the airborne network; determining the number of switches according to the switch capacity and the number of network terminals; establishing the connection relationship between the switch and the network terminal according to the bandwidth requirements of each network terminal. The design method and device of the airborne network provided by the invention can design the airborne network and meet the requirements of performance and safety. The invention has the advantages of simple calculation process, easy realization and strong practical value in allocating the communication resources of the switch.

【技术实现步骤摘要】
航空机载网络的设计方法和装置
本专利技术涉及航空通信领域，具体涉及一种航空机载网络的设计方法和装置。
技术介绍
航空机载网络是航空电子系统综合化的基础，高安全性航空机载网络不仅要满足通信功能性能的需要，同时要满足安全性需要，保证关键数据的通信实时性。传统的航空机载网络的设计方法，采用试错法设计航空机载网络，在分析通信性能满足需要时，使用安全性分析方法验证网络系统的安全性。这种方法导致安全性问题不能及时反馈到网络系统设计中，迭代设计工作量大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种航空机载网络的设计方法和装置，计算过程简单，易于实现，具有较强实用价值。本专利技术实施例第一方面提供一种航空机载网络的设计方法，包括：计算航空机载网络中各网络终端的带宽需求；根据交换机能力和网络终端数量，确定交换机个数；根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系。一种可行的实现方式中，所述根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系，包括：建立网络终端队列Line1和交换机队列Line2；Line1中按照所有网络终端的发送高安全等级的信息带宽BandSafety从高到低排序，对于BandSafety相同的网络终端按照通信带宽需求从高到低排序，Line2中所有含有空余端口的交换机按照可用通信剩余带宽排序BandwidthLeft从高到低排序；将Line1中未配置交换机的排序第一的网络终端配置为与Line2中排序第一的交换机连接，并对Line2重新排序；直到Line1中所有网络终端均配置有交换机。一种可行的实现方式中，各所述交换机两两连接，航空机载网络的设计方法还包括：计算各交换机的所有端口的通信负载是否超过了端口通信能力；如果交换机的与网络终端连接的端口超过了端口通信能力，则向用户发出告警信息，所述告警信息用于指示与超过了端口通信能力的端口连接的网络终端的输入输出过载；如果交换机的与交换机连接的端口超过了端口通信能力，则在超过了端口通信能力的端口连接的两个交换机之间增加网线。一种可行的实现方式中，如果交换机的与交换机连接的端口超过了端口通信能力，且在超过了端口通信能力的端口连接的两个交换机之间无可用端口，航空机载网络的设计方法还包括：将交换机个数加1；根据各网络终端的带宽需求和加1后的交换机个数，建立交换机与网络终端的连接关系。一种可行的实现方式中，当航空机载网络中的消息的源网络终端和目的网络终端连接在一个交换机上，所述消息传输经过所述消息的源网络终端和目的网络终端连接的交换机；当航空机载网络中的消息的源网络终端和目的网络终端连接在不同交换机上，所述消息传输经过消息的源网络终端和目的网络终端各自连接的交换机。一种可行的实现方式中，航空机载网络的设计方法还包括：按照树形结构，对航空机载网络中的所有消息采用网络演算验证所有消息符合安全性需求。一种可行的实现方式中，在航空机载网络中的所有消息中存在不符合安全性需求的消息时，航空机载网络的设计方法还包括：将交换机个数加1；根据各网络终端的带宽需求和加1后的交换机个数，建立交换机与网络终端的连接关系。本专利技术实施例第二方面提供一种航空机载网络的设计装置,用于执行上述第一方面中的航空机载网络的设计方法，具有相同或相似的技术特征和技术效果。本专利技术实施例提供的航空机载网络的设计装置，包括：需求采集模块和机载网络设计模块；其中，需求采集模块，用于采集航空机载网络对网络通信的性能需求和安全性需求；机载网络设计模块，用于根据网络通信的性能需求和安全性需求，确定交换机的数量和连接方式。一种可行的实现方式中，航空机载网络的设计装置还包括：网络性能分析模块，用于对航空机载网络中的所有消息采用网络演算验证所有消息符合安全性需求；所述机载网络设计模块还用于，在存在不符合安全性需求的消息时，将交换机个数加1；根据各网络终端的带宽需求和加1后的交换机个数，建立交换机与网络终端的连接关系。一种可行的实现方式中，机载网络设计模块包括：交换机数量计算子模块，用于根据通信需求和交换机能力计算交换机最低数量；消息流配置子模块，用于根据安全性约束利用贪心法将消息流配置在交换机上。本专利技术提供的航空机载网络的设计方法和装置，对航空机载网络进行设计，能满足性能和安全性的要求。本专利技术对交换机通信资源进行分配，计算过程简单，易于实现，具有较强实用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的航空机载网络设计方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供的航空机载网络设计方法的功能模块图；图3为本专利技术一实施例提供的机载网络设计模块的功能模块图。具体实施方式图1为本专利技术一实施例提供的航空机载网络设计方法的流程图，图2为本专利技术一实施例提供的航空机载网络设计方法的功能模块图。如图1和图2所示，高安全性航空机载网络的设计方法可包括三个模块：需求采集模块，其采集机载网络对网络通信的性能需求数据和安全性需求；机载网络设计模块，其根据网络通信对性能和安全性的需求确定交换机的数量和连接方式；网络性能分析模块，其运用网络演算方法计算消息延迟以保证安全性。图3为本专利技术一实施例提供的机载网络设计模块的功能模块图，如图3所示，机载网络设计模块包括两个子模块：交换机数量计算子模块，其根据通信需求和交换机能力计算交换机最低数量；消息流配置子模块，其根据安全性约束利用贪心法将消息流配置在交换机上。参照图1，高安全性航空机载网络的设计方法可以由以下六个步骤组成：(1)机载网络通信性能和安全性需求分析，计算所有网络终端的带宽需求。示例性的，汇总所有网络终端的通信需求。如以核心网络为航空电子全双工交换式以太网(AFDX)为例，则只需要根据所有源终端的帧长和帧间隙(BAG)信息，即可计算出所有网络终端的各自的带宽需求。航空机载网络中的网络终端可以为源终端，也可以为目的终端，还可以既为源终端，也为目的终端。网络终端的通信需求可采用带宽计算的方式获取，如以下公式所示：公式中n是网络终端发送的消息总数量，20表示AFDX网络中两个帧之间的间隔。另外，将Band中高安全等级的通信需求定义为BandSafety。(2)根据交换机能力和网络终端数量，确定交换机个数范围。机载网络不考虑单个信息传输经过三个交换机，并且考虑单网中交换机两两互联，则可以列出不等式方程得到交换机的个数。设单网中交换机接口数为M，网络终端个数为N，交换机个数为X，则有如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空机载网络的设计方法，其特征在于，包括：/n计算航空机载网络中各网络终端的带宽需求；/n根据交换机能力和网络终端数量，确定交换机个数；/n根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空机载网络的设计方法，其特征在于，包括：
计算航空机载网络中各网络终端的带宽需求；
根据交换机能力和网络终端数量，确定交换机个数；
根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各网络终端的带宽需求，建立交换机与网络终端的连接关系，包括：
建立网络终端队列Line1和交换机队列Line2；Line1中按照所有网络终端的发送高安全等级的信息带宽BandSafety从高到低排序，对于BandSafety相同的网络终端按照通信带宽需求从高到低排序，Line2中所有含有空余端口的交换机按照可用通信剩余带宽排序BandwidthLeft从高到低排序；
将Line1中未配置交换机的排序第一的网络终端配置为与Line2中排序第一的交换机连接，并对Line2重新排序；直到Line1中所有网络终端均配置有交换机。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述交换机两两连接，所述方法还包括：
计算各交换机的所有端口的通信负载是否超过了端口通信能力；
如果交换机的与网络终端连接的端口超过了端口通信能力，则向用户发出告警信息，所述告警信息用于指示与超过了端口通信能力的端口连接的网络终端的输入输出过载；
如果交换机的与交换机连接的端口超过了端口通信能力，则在超过了端口通信能力的端口连接的两个交换机之间增加网线。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果交换机的与交换机连接的端口超过了端口通信能力，且在超过了端口通信能力的端口连接的两个交换机之间无可用端口，所述方法还包括：
将交换机个数加1；
根据各网络终端的带宽需求和加1后的交换机个数，建立交换机与网络终端的连接关系。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王金岩，谷青范，荣灏，姜轶，周海燕，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31