航空电子全双工以太网交换节点的设计与实现

【类型】学位论文

【作者】张正文 

【关键词】 航空电子网络 交换节点 调度算法 测试系统

【摘要】采用接入交换和骨干交换结合的空分交换技术与单网段全双工接驳方式，航空电子全双工交换式以太网（Avionics Full DupleX switched Ethernet）完全克服了共享介质以太网CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）机制固有的介质访问时间不确定性，同时采用虚拟链路（Virtual Link，VL）对链路带宽资源进行有效地分配和隔离，极大地增强了网络的实时性，使其成为航空电子网络互连的“确定性网络”。 交换节点是网络中的核心部件，对满足航空电子系统对信息交换的需求起着关键作用。对多个队列的调度结果不仅影响质量服务，还影响交换节点的转发质量和交换性能，所以调度算法是关键。 本文针对AFDX网络交换节点进行了研究，采用基于Linux嵌入式开发平台研究了交换节点的固定路由和流量管制行为，取得了如下研究成果：（1）设计系统引擎：搭建了基于HPPC8245处理器的嵌入式开发平台，移植Linux开发系统； （2）分析调度算法：相对于传统的商用网络，航空电子网络通信系统要求很高的实时性和可靠性，根据这些特点选取以下几种实时调度算法作为航空电子交换节点的调度算法：FIFO，加权循环算法WRR，固定优先级算法RM。（3）搭建网络试验环境，提出测试数据的采集和分析方案。针对建立的交换节点模型，对于进出交换节点的数据流进行数据包捕获，测试交换节点的性能，测试交换节点的性能和功能。（4）开发了流量捕捉和分析工具，完成交换节点的测试与验证。 通过上述的研究和开发工作，为航空电子全双工以太网交换节点的功能和性能研究提供参考和支撑，相关成果已经应用到上海飞机设计研究院测试系统中。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】熊华钢

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