【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于网络通信，涉及一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统。
技术介绍
1、标准以太网(ethernet)具有带宽大、价格低廉、组网灵活等特点，应用范围已涵盖工业控制、船舶、机载、车载、办公等领域，但仅靠标准以太网基于“事件触发”的通信方式难以保证复杂网络通信中的时间确定性，限制了标准以太网在火箭关键系统控制中的推广应用。
2、时间触发以太网(time-triggered ethernet,tte)是一种将时间触发协议(ttp)的实时性、确定性、容错性与传统以太网的普及型、成熟性、组网灵活性相结合，在同一网络中高可靠、高性能地支持各种不同应用属性业务综合传输的新型确定性综合业务通信网。
3、国内火箭地面测发控网络大多数采用以太网，但无法直接将数据通过网络传输到箭上，需要经过中间环节转换，存在箭地通信制式不同造成可靠性降低、测试效率降低的问题。其他工业领域也未调研到实时网和以太网融合使用充分发挥各自优势特点的网络制式使用模式。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，采用实时网+以太网混合网络制式，打通箭上与地面网络通信链路，在火箭测试控制流程中实现箭上到地面全链路测试数据的可靠传输。
2、本专利技术解决技术的方案是：一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，包括n个箭上实时网交换主节点、m个箭上端节点、2个箭地通信交换主节点、地面前端以
3、每个箭上端节点连接2个箭上实时网交换主节点，构成完全相同的第一传输通道和第二传输通道，向箭上实时网交换主节点发送测试数据和箭上端节点之间的控制指令；
4、箭上实时网交换主节点采用tte网络协议与箭上端节点实时通信，箭上实时网交换主节点汇集并向其他箭上实时网交换主节点以及箭地通信交换主节点转发测试数据，向箭上端节点转发箭上端节点之间的控制指令，对实时性确定性要求高的关键控制指令使用tt帧格式协议，其余采用be帧格式协议；同时，箭上实时网交换主节点提供标准的以太网物理端口；
5、2个箭地通信交换主节点分别接收箭上实时网交换主节点转发的第一传输通道测试数据、第二传输通道测试数据，通过以太网将接收的测试数据发送至地面前端以太网交换主节点；
6、地面前端以太网交换主节点通过以太网将测试数据发送至地面后端以太网交换主节点；
7、地面后端以太网交换主节点将接收的测试数据分发到p个地面端节点；
8、地面端节点接入地面后端以太网主节点，接收处理及显示箭上测试数据，同时地面端节点之间相互传输箭上测试数据；地面端节点通过所述测发控网络系统上传地面控制指令至箭上端节点；
9、全网监控管理及数据抓包模块设置在地面，通过2个箭地通信交换主节点获取箭上实时网交换主节点及箭上端节点状态信息，实时呈现箭地网络拓扑及运行状态，同时对箭地通信数据进行抓包，镜像获取箭地双向通信数据。
10、进一步的，箭上实时网交换主节点、箭地通信交换主节点、地面前端以太网交换主节点、地面后端以太网交换主节点均为双冗余架构。
11、进一步的，箭上端节点、地面端节点均为双网口冗余。
12、进一步的，be帧格式包括目标地址、源地址、类型字段、ip字段、tcp或udp报文字段，类型字段用于标识当前帧所携带的数据的格式。
13、进一步的，be帧支持端口镜像功能、单播、广播以及静态组播功能，支持动态地址学习和老化机制；转发表有静态组播配置部分和动态部分，实现二层交换功能；be帧处理机制包含进站处理、交换网络以及出站处理；
14、进站处理：对输入到箭上实时网交换主节点的be帧进行进站信息的提取以及切片存储，并根据进站信息对转发表进行学习、老化以及目的端口的查询处理，根据查询结果对be帧数据进行切片或者捕获上传；
15、交换网络：实现be帧数据切片信元的进站与出站的网络交互功能，根据转发端口信息将切片信元输出至对应的出站端口；
16、出站处理：负责对交换网络转出的切片信元进行存储，完成整帧存储后根据优先级顺序取出切片信元并去掉帧头信息进行be帧重组，将重组后的be帧从源地址输出到目标地址。
17、进一步的，箭上实时网交换主节点支持套接字接口，支持ftp、telnet协议。
18、进一步的，箭地通信交换主节点设有镜像端口，全网监控管理及数据抓包模块通过箭地通信交换主节点的镜像端口对箭地通信数据进行抓包，镜像获取箭地双向通信数据，对实时网及以太网进行全网配置、管理、监控、抓包分析、数据追溯，具体功能包括：
19、(1)实时网与以太网融合的网络拓扑配置、网络信息流的设计仿真；
20、(2)网络虚链路调度表设计，可达性检测和冲突检测；
21、(3)网络参数的在线配置、上传和下载、流量镜像策略配置；
22、(4)网络运行状态、通信抖动、负载上下线的实时监控、拓扑状态显示、设备告警；
23、(5)网络交换数据源码抓包、数据包路径分析、数据包筛选、日志记录。
24、进一步的，箭地通信交换主节点向地面前端以太网交换主节点发送be数据帧；箭地通信交换主节点还具备tt帧转be帧、be转tt帧的功能，具体为：
25、tt转be：箭地通信交换主节点将实时性要求强的箭上tt帧数据进行协议处理、转换及封装为be帧数据，发送至地面前端以太网交换主节点进行实时处理分发显示；
26、be转tt：箭地通信交换主节点将地面前端以太网交换主节点发送的控制指令及测试数据，进行协议处理、转换及封装为tt帧数据，发送至箭上实时网交换主节点，用于为模拟箭上故障注入时间片。
27、进一步的，箭上实时交换主节点支持级联拓扑，级联拓扑由多个箭上实时交换主节点串联构成。
28、进一步的，所述箭上实时交换主节点，tte网络的be数据帧支持标准的udp和tcp协议栈，支持重传机制和握手机制。
29、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
30、(1)本专利技术提出的基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，面向箭上关键数据信息流采用tte冗余实时网，具有确定性、实时性、可靠性、高速性等特点，确定性包括交换传输确定、时序确定，实时性包括低延时、低抖动，可靠性包括多通道冗余传输、分布式时间同步；面向地面大规模节点通信采用冗余以太网，具有稳定性、扩展性、兼容性等特点。同时采用实时网+以太网融合的网络制式，打通箭上与地面网络通信链路，实现混合数据共网传输、简化系统互连设计，在火箭测试控制流程中实现箭上到地面全链路测试数据的可靠传输，对未来箭地一体化智能化测发控系统发展具有应用价值和长远意义。
31、(2)本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，包括N个箭上实时网交换主节点、M个箭上端节点、2个箭地通信交换主节点、地面前端以太网交换主节点、地面后端以太网交换主节点、P个地面端节点、全网监控管理及数据抓包模块；N为≥20的整数，M和P为≥200的整数；
2.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上实时网交换主节点、箭地通信交换主节点、地面前端以太网交换主节点、地面后端以太网交换主节点均为双冗余架构。
3.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上端节点、地面端节点均为双网口冗余。
4.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，BE帧格式包括目标地址、源地址、类型字段、IP字段、TCP或UDP报文字段，类型字段用于标识当前帧所携带的数据的格式。
5.根据权利要求4所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，BE帧支持端口镜像功能、单播、广播以及静态组播
6.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上实时网交换主节点支持套接字接口，支持FTP、Telnet协议。
7.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭地通信交换主节点设有镜像端口，全网监控管理及数据抓包模块通过箭地通信交换主节点的镜像端口对箭地通信数据进行抓包，镜像获取箭地双向通信数据，对实时网及以太网进行全网配置、管理、监控、抓包分析、数据追溯，具体功能包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭地通信交换主节点向地面前端以太网交换主节点发送BE数据帧；箭地通信交换主节点还具备TT帧转BE帧、BE转TT帧的功能，具体为：
9.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上实时交换主节点支持级联拓扑，级联拓扑由多个箭上实时交换主节点串联构成。
10.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，所述箭上实时交换主节点，TTE网络的BE数据帧支持标准的UDP和TCP协议栈，支持重传机制和握手机制。
...【技术特征摘要】
1.一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，包括n个箭上实时网交换主节点、m个箭上端节点、2个箭地通信交换主节点、地面前端以太网交换主节点、地面后端以太网交换主节点、p个地面端节点、全网监控管理及数据抓包模块；n为≥20的整数，m和p为≥200的整数；
2.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上实时网交换主节点、箭地通信交换主节点、地面前端以太网交换主节点、地面后端以太网交换主节点均为双冗余架构。
3.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，箭上端节点、地面端节点均为双网口冗余。
4.根据权利要求1所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，be帧格式包括目标地址、源地址、类型字段、ip字段、tcp或udp报文字段，类型字段用于标识当前帧所携带的数据的格式。
5.根据权利要求4所述的一种基于实时网与以太网融合的运载火箭测发控网络系统，其特征在于，be帧支持端口镜像功能、单播、广播以及静态组播功能，支持动态地址学习和老化机制；be帧处理机制包含进站处理、交换网络以及出站处理；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：徐文晓，黄晨，卢頔，岳玮，张学英，刘洋，张颖，刘巧珍，张宏德，岳梦云，胡晓军，徐洪平，张智，刘观日，程大林，郭雷，岳晓飞，牟宇，何巍，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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