时间触发FC网络交换机软件的研究与设计

摘要

航空电子网络的实时性是近些年研究的热点，目标是确保消息的端到端延时满足一定的时间约束。FC（Fibre Channel）凭借具有高带宽、高速率和低延迟等优点，是目前航空电子网络等领域朝着大吞吐量、强扩展性、强实时性方向发展较好的解决方案之一。但是该协议中采用先来先服务以及非抢占式静态优先级服务策略已经无法满足现在航电领域对于强实时消息的需求。随着时间触发机制的广泛应用，与事件触发不同，时间触发的机制使得网络中的强实时性消息按照预先规划在确定的时刻发送和接收，从而保证此类消息的实时性传输。因此，本文提出将时间触发机制加入FC网络中，提出一种时间调度表生成的方法，并设计和实现时间触发FC网络交换机软件。本文主要工作包括： 1）改进FC协议体系架构，设计消息服务策略和TT-FC网络设备架构。 2）提出一种FC 网络中离线时间调度表生成的方法，本文对需预先规划的时间触发消息(TT 消息)，首先建立网络模型，消息模型和数学模型；其次确定时间调度表中单个时隙的长度，系统周期和TT消息的优先级顺序；接着结合最短路径和负载均衡确定TT消息的传输路径；最后求解出满足所有TT消息在所有链路中无冲突、周期性发送的全网全业务时间调度表，非TT消息在时间调度表的空闲时隙发送和接收，根据全网全业务时间调度表可以求解出FC网络中每个终端和交换机的发送和接收时间调度表。 3）时间触发FC 交换机软件整体框架的设计与实现，包括上位机软件和下位机软件，设计和实现上位机与下位机软件之间以太网和FC两种通信，上位机软件完成交换机基本功能的请求和时间调度表的生成和配置；下位机软件实现底层驱动，对应API接口，接收和处理上位机请求数据。 4）测试和分析时间触发FC网络交换机上位机和下位机软件各个模块的功能， TT消息的确定性接收和转发以及时间调度表生成算法的性能。 本文提出的一种FC网络中全网全业务规划的方法，实现时间触发FC交换机软件，保证了在光纤通道网络中消息确定性的发送和接收，满足复杂应用系统中实时消息调度的需求，使得上层应用系统性能更加确定可靠。

目录

第一个书签之前