面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法技术

本发明专利技术公开了一种面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，包括：根据面向差异化业务确定性传输网络系统部署的通信业务，收集业务在网络系统中的路径，构建全局业务的传输路径视图，并确定冗余业务流的有效路径；根据全局视图下冗余业务流的有效路径，在冗余发起端进行冗余业务流数据的冗余复制；所述冗余复制发起在网桥设备或发送端设备，冗余复制的发起端通过单路端口仅进行冗余数据帧传输；冗余数据帧途经预留的多冗余路径，到达冗余数据帧消除设备端汇聚进行冗余消除。本发明专利技术有效解决了现有技术中存在的余度能力化单一、可靠性保障能力有限的问题。可靠性保障能力有限的问题。可靠性保障能力有限的问题。

【技术实现步骤摘要】
面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法


[0001]本专利技术涉及航空电子系统中的机载总线通信
，具体涉及一种面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法。

技术介绍

[0002]随着航空电子领域的传感器技术高速发展，机载飞机系统集成的传感器的种类和数量越来越多，系统用户对不同传感器数据的传输需求特性不用，就要求航空电子通信能够面向不同安全关键性和实时性的分布式通信。传统的航空机载通信网络如光纤以太网、AFDX以及FC采用基于事件触发通信机制的网络，由于其随机接入传输的方式导致传输竞争，不可避免的给系统带来不可控的延时和抖动，无法满足不同时间安全关键性需求的应用。基于时钟同步基础的时间确定性传输通信机制为提高机载总线的确定性和实时性提供了契机，交换式的时间确定性网络属于时间触发架构下的航空机载总线，通过分布式时间同步算法为网络建立全局同步时钟，在全局同步时钟基础上，通过TDMA划分通信带宽，实现数据帧基于全局时钟分配的接收时隙的流量管理和基于发送时隙的时间触发转发传调度，TDMA分配的时隙根据通信流的ID与数据帧绑定，保证无竞争的时间触发通信，满足不同时间关键性等级的应用任务集成。
[0003]传统机载网络中，如AFDX在余度处理上采用双交换平面互为备份，终端双端口冗余传输相同数据的体制，提供架构模式固定，余度能力单一化；如FC网络借鉴了AFDX体制，其本身的标准体系中并为定义余度，余度自定义模式，可靠性保障能力有限；如1553采用双余度切换模式。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，用以解决现有技术中存在的余度能力化单一、可靠性保障能力有限的问题。
[0005]为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，包括：
[0007]根据面向差异化业务确定性传输网络系统部署的通信业务，收集业务在网络系统中的路径，构建全局业务的传输路径视图，并确定冗余业务流的有效路径；
[0008]根据全局视图下冗余业务流的有效路径，在冗余发起端进行冗余业务流数据的冗余复制；复制时，冗余业务流数据的冗余数据帧在组帧过程中插入用于识别不同业务的冗余标签，该标签包括识别业务类型和管理同一数据帧的冗余管理序列号；
[0009]所述冗余复制发起在网桥设备或发送端设备，冗余复制的发起端通过单路端口仅进行冗余数据帧传输；
[0010]冗余数据帧途经预留的多冗余路径，到达冗余数据帧消除设备端汇聚进行冗余消除。
[0011]进一步地，所述根据面向差异化业务确定性传输网络系统部署的通信业务，收集
业务在网络系统中的路径，构建全局业务的传输路径视图，并确定冗余业务流的有效路径，包括：
[0012]检索全局业务的传输路径，根据数据源端到目的端的互联架构决定业务流的余度分配方法；
[0013]源端设备感知自身仅存单路通信端口，不存在双端口或者冗余多路径时，进一步搜索出冗余数据帧的下一级设备的有效路径；
[0014]根据业务在各级设备形成的传输路径形成全局业务的传输路径视图，搜索该全局视图上冗余业务流的有效路径，实现冗余业务流的多路径预留。
[0015]进一步地，所述的余度分配方法通过感知业务传输路径上的各设备自身端口的物理连接状态和连接冗余路径条数决定：
[0016]在源端设备实现冗余数据帧复制和传输；所述的源端设备包括面向差异化业务确定性传输网络系统中的发送端或者网桥设备；所述发送端感知自身存在独立的冗余端口设计，并检索到本设备预留的冗余多路径，即连接冗余路径条数，进行冗余数据帧复制，将冗余数据帧分发到冗余多路径下独立的端口传输；其中，为冗余数据传输预留的冗余多路径，其途径的传输跳数存在一致或者不一致的规划情况，允许其跳数上存在差异。
[0017]进一步地，所述冗余多路径为在路径不交叉基础上，采用最小化差异跳数的约束方式来实现；最小化差异跳数的约束方式指分配冗余路径的途径跳数之间差异最小，即检索不出跳数相等条件下的冗余路径或者相等条件下路径的资源分配无解，则按照差异为1的条件进行检索，以此类推，直到检索冗余路径差异条件值到达对应差异值的边界；针对冗余路径进行编号，按照路径跳数由小到大进行先后顺序编号，相同跳数按照路径检索生成顺序来进行先后顺序标号。
[0018]进一步地，所述感知自身仅存单路通信端口，可按用户配置需求进行冗余数据帧复制，并将冗余数据帧以及副本，通过单路端口背靠背传输到下一级网桥设备，冗余数据帧背靠背进入到下一级网桥设备，进行冗余路径查询，检索到该冗余数据帧在本网桥设备中存在冗余路径，则将背靠背进入的冗余数据帧按先后顺序与冗余路径标号小到大进行映射转发。
[0019]进一步地，针对不同冗余业务流独立管理一个循环滚动的序列号计数器，该计数器为对应类别的连续发送的冗余业务流打上连续冗余管理序列号：计数器值初始化为0，并对应为冗余业务流初始化发送的第一帧的序列号，冗余业务流每发送一帧计数器自增1，标识序列号的计数器位值全为1或者序列号自增到约定的最大值，下一拍自增归0。
[0020]进一步地，针对可能存在的前一级网桥设备，将所述冗余数据帧进行单播方式传输，网桥设备检索到本设备存在预留的多冗余路径，进行冗余数据帧复制，分发到预留的多冗余路径的映射输出端口传输。
[0021]进一步地，所述冗余复制发起在发送端设备时，按照两种不同方式进行冗余数据帧的发送传输：
[0022]第一种方式是发送端设备感知到设备自身，存在面向对应冗余数据帧接入的独立的通信端口，发送端设备完成所需余度数量的冗余数据帧的复制，并根据信息元组进行复制帧标识，同时同步地将冗余数据帧发送到对应的余度端口，按照预留的冗余路径进行冗余数据帧传输；
[0023]第二种方式是发送端设备感知到设备自身只存在一路通信端口，则设备完成所需余度数量的冗余数据帧的复制，并根据信息元组进行复制帧标识，背靠背的将冗余数据帧发送下一级网桥设备进行余度处理。
[0024]进一步地，所述冗余复制发起在网桥设备时：
[0025]所述冗余数据帧进入本网桥设备之前，系统中不对该冗余数据帧进行副本的复制；进入到本网桥设备后，网桥设备完成所需余度数量的冗余数据帧副本的复制，并根据信息元组进行复制帧标识；检索到系统给本网桥设备预留的冗余路径后，同时同步的将冗余数据帧发送到对应的余度端口，按照预留的冗余路径进行冗余数据帧传输。
[0026]进一步地，所述冗余数据帧消除功能针对冗余业务流的类别进行独立管理，识别为同一冗余业务流上的冗余数据帧按照先到有效机制通过冗余管理校验，先行到达的冗余数据帧被视为有效数据帧先行进行接收处理，按照这样的冗余数据帧保序机制管理同一冗余业务流上有效冗余数据帧的序列号；在系统预先规划的冗余数据帧处理窗口期内，通过序列号匹配方式接收后到的冗余数据帧从而进行冗余消除。
[0027]进一步地，先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，其特征在于，包括：根据面向差异化业务确定性传输网络系统部署的通信业务，收集业务在网络系统中的路径，构建全局业务的传输路径视图，并确定冗余业务流的有效路径；根据全局视图下冗余业务流的有效路径，在冗余发起端进行冗余业务流数据的冗余复制；复制时，冗余业务流数据的冗余数据帧在组帧过程中插入用于识别不同业务的冗余标签，该标签包括识别业务类型和管理同一数据帧的冗余管理序列号；所述冗余复制发起在网桥设备或发送端设备，冗余复制的发起端通过单路端口仅进行冗余数据帧传输；冗余数据帧途经预留的多冗余路径，到达冗余数据帧消除设备端汇聚进行冗余消除。2.根据权利要求1所述的面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，其特征在于，所述根据面向差异化业务确定性传输网络系统部署的通信业务，收集业务在网络系统中的路径，构建全局业务的传输路径视图，并确定冗余业务流的有效路径，包括：检索全局业务的传输路径，根据数据源端到目的端的互联架构决定业务流的余度分配方法；源端设备感知自身仅存单路通信端口，不存在双端口或者冗余多路径时，进一步搜索出冗余数据帧的下一级设备的有效路径；根据业务在各级设备形成的传输路径形成全局业务的传输路径视图，搜索该全局视图上冗余业务流的有效路径，实现冗余业务流的多路径预留。3.根据权利要求2所述的面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，其特征在于，所述的余度分配方法通过感知业务传输路径上的各设备自身端口的物理连接状态和连接冗余路径条数决定：在源端设备实现冗余数据帧复制和传输；所述的源端设备包括面向差异化业务确定性传输网络系统中的发送端或者网桥设备；所述发送端感知自身存在独立的冗余端口设计，并检索到本设备预留的冗余多路径，即连接冗余路径条数，进行冗余数据帧复制，将冗余数据帧分发到冗余多路径下独立的端口传输；其中，为冗余数据传输预留的冗余多路径，其途径的传输跳数存在一致或者不一致的规划情况，允许其跳数上存在差异。4.根据权利要求3所述的面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，其特征在于，所述冗余多路径为在路径不交叉基础上，采用最小化差异跳数的约束方式来实现；最小化差异跳数的约束方式指分配冗余路径的途径跳数之间差异最小，即检索不出跳数相等条件下的冗余路径或者相等条件下路径的资源分配无解，则按照差异为1的条件进行检索，以此类推，直到检索冗余路径差异条件值到达对应差异值的边界；针对冗余路径进行编号，按照路径跳数由小到大进行先后顺序编号，相同跳数按照路径检索生成顺序来进行先后顺序标号。5.根据权利要求1所述的面向差异化业务场景的确定性通信的冗余传输管理方法，其特征在于，所述感知自身仅存单路通信端口，可...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗泽雄，汤雪乾，严龙，郭骏，曲国远，王正，王雪峰，
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：