[發明專利]一種具有網絡流量整形的航空電子通信中間件系統

有效

• 申請號: 201110371138.9
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102510383A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 何鋒;易娟;王彤;李峭;熊華鋼
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/24
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種具有網絡流量整形的航空電子通信中間件系統，該系統用于普通以太網與航空電子網絡之間進行數據流轉換傳輸，其特征在于：該系統包括配置文件解析功能模塊(107)、協議轉換功能模塊(108)與流量整形功能模塊(109)；其中協議轉換功能模塊(108)由數據幀檢測單元(110)、幀結構重填單元(111)以及SN插入單元構成(112)；

所述配置文件解析功能模塊(107)用于配置數據幀檢測條件、幀結構重填區段以及幀間間隔，并對配置文件進行解析，從而將數據傳遞至協議轉換功能模塊(108)與流量整形功能模塊(109)；

所述協議轉換功能模塊(108)利用檢測條件對數據包進行檢測，當數據包從普通以太網進入到航空電子網絡時，檢測條件為數據幀的物理分層、協議類型以及源端口號，當數據包從航空電子網絡進入到普通以太網時，檢測條件為數據幀的物理分層、MAC頭以及VL_ID信息位，對符合檢測條件的數據包進行航空電子網絡通信協議幀格式與普通以太網TCP/IP協議的互相轉換；

所述流量整形功能模塊(109)是在數據幀由普通以太網進入到航空電子全雙工交換式以太網絡中時，針對航空電子全雙工交換式以太網虛擬鏈路調度模型，利用NDIS內核調度延遲功能，實現的流量整形機制，即保證數據幀的幀間間隔不小于規定的時間間隔，從消息生成規律上直接限制接入航空電子全雙工交換式以太網的通信帶寬，保障了航空電子全雙工交換式以太網絡的通信確定性。

2.根據權利要求1所述的具有網絡流量整形的航空電子通信中間件系統，其特征在于：中間驅動程序在上端開放出一個Miniport接口(103)，在其下端開放出一個Protocol接口(104)；其中位于上面的Miniport接口(103)與上層驅動程序的Protocol接口(102)進行對接；Protocol接口(104)同底層驅動程序的Miniport接口(105)進行對接；這樣在安裝了航空電子全雙工交換式網絡協議中間件的系統中，從上層向外界網絡發送的數據包和從外界網絡接收的數據包都必須經過中間層驅動程序的處理再繼續傳遞。

3.根據權利要求1所述的具有網絡流量整形的航空電子通信中間件系統，其特征在于：利用流量整形功能模塊(109)對數據包流進行流量整形后，數據包流中相鄰數據包之間的時間間隔發生了改變，用戶配置的幀間間隔記為T_BAG，則有第一數據包與第二數據包之間的幀間間隔記為T_BAG1、第二數據包與第三數據包之間的幀間間隔記為T_BAG2、第三數據包與第四數據包之間的幀間間隔記為T_BAG3；當數據包流從普通以太網向航空電子全雙工以太網發送時，對于檢測到協議類型為UDP且源端口號與配置文件解析功能模塊(107)傳遞來的Usport參數相等的數據幀，將先經過協議轉換功能模塊(108)的處理，即將數據幀的結構進行重新填充以及進行SN的插入；設置檢測條件ip_p＝17，是由于航空電子全雙工交換式以太網中采用UDP數據包進行通信，經過協議轉換功能模塊(108)的處理后，數據幀格式將從TCP/IP協議幀格式轉換成航空電子全雙工交換式以太網協議幀格式規范；協議轉換功能模塊(108)中所需Usport參數以及幀結構重填字段均由配置文件解析功能模塊(107)提供；接下來，流量整形功能模塊(109)將會對從協議轉換功能模塊(108)輸出的數據包流進行進一步處理；利用實際幀間間隔T_real與用戶配置幀間間隔T_BAG比較的結果來判別是否對數據包流進行整形，如果T_real＜T_BAG，則對數據包流整形；例如圖示中，計算到T_real1＜T_BAG，則對數據包進行流量整形處理，當數據包從流量整形功能模塊(109)輸出時，時間間隔T_real1已經規整到T_BAG1，則T_BAG1＝T_BAG；計算到T_real2＜T_BAG，則對數據包進行流量整形處理，當數據包從流量整形功能模塊(109)輸出時，時間間隔T_real2已經規整到T_BAG2，則T_BAG2＝T_BAG；計算到T_real3＞T_BAG，這樣的數據包將不被處理，在從流量整形功能模塊(109)輸出時，時間間隔未發生改變，仍滿足T_BAG3＝T_real3；當在普通以太網接收數據包時，配置文件解析功能模塊(107)對配置文件(113)進行解析，獲得AvionicsVL_ID、TTL，DesIP與DesMAC參數；AvionicsVL_ID參數被傳遞至數據幀檢測單元(110)，TTL、DesIP與DesMAC參數被傳遞至協議轉換功能模塊(108)；從Protocol接口(104)輸出的數據包先經過協議轉換功能模塊(108)的數據幀檢測單元(110)的處理，數據幀檢測單元(110)檢測通過數據幀的MAC頭來確認該數據幀是否為航空電子全雙工交換式以太網協議幀，若數據幀是航空電子全雙工交換式以太網協議幀，進一步檢測該數據幀的VL_ID信息位(511)是否與用戶配置的AvionicsVL_ID參數一致；若一致，數據幀進入幀結構重填單元(111)處理；幀結構重填單元(111)利用TTL，DesIP與DesMAC參數并根據TCP/IP協議幀格式規范對數據幀結構進行重新填充，保證進入到普通以太網的數據包符合TCP/IP協議幀格式規范。