基于動態設備定位技術的機載以太網環網系統設計

符騰飛

1引言

隨著網絡技術的發展，以太網技術在飛機上的運用越來越多，其中環網型架構在飛機上運用比較多，這種架構既可以節省布線又可以增加網絡的可靠性。在環網網絡中，隨著機載終端設備增加，對于從終端設備的定位十分必要，常用的方式是靜態的方式，通過維護人員設置每個設備的撥碼開關或者插針方式實現，本文提出動態設備定位技術，機載終端設備可以動態獲取IP地址，系統能夠快速獲取機載終端設備的位置信息。

2系統設計

系統主要由主終端和從終端組成，主終端網絡端口和從終端的網絡端口通過以太網環網進行相互連接，主終端的網絡端口A和網絡端口B固定不變，如網絡端口A連接設備是左半艙，網絡接口B連接的設備則是右半艙。

系統主要包括心跳設計、私有鄰居發現協議和網絡拓撲生成算法組成。

2.1心跳設計

主終端運行DHCP服務器協議，從終端運行著DHCP客戶端協議，從終端會動態獲取IP地址。從終端設備獲取IP之后，會每隔1 s向主終端設備發送一次心跳信息。

2.2私有鄰居發現協議

主終端和從終端都運行著私有鄰居發現協議，該協議是基于網橋協議數據單元（BPDU）報文，BPDU報文的特點是設備收報文但是并不轉發此類報文。從終端設備上電后會每隔10 s將數據報文從端口1和端口2發送出去，該數據報文主要包括消息識別碼、消息長度以及本設備的MAC地址。例如從終端設備2上電或會通過端口1和端口2發送BPDU數據報文，與之相連接的從終端1會收到該報文，從設備1收到該報文后，判斷是從設備1的端口2收到該報文的數據，將終端數據填入該數據報文的MAC地址信息。

2.3網絡拓撲生成算法

主終端會收到從終端上報的心跳報文，主終端會優先搜索網絡端口A相連接的設備。主終端會收到從設備1發送的BPDU報文，解析出BPDU報文里面的MAC地址，查詢該MAC地址與從終端設備的心跳報文中數據位2開始的MAC地址相匹配，從而查詢到該從終端設備。查詢該從終端設備的心跳報文中2個網絡端口連接設備的信息，其中一個網絡端口連接的是主終端設備，如果另一個網絡端口是連接的狀態，另一個網絡端口存儲的MAC地址是下一個終端設備。取出另一個網絡端口存儲的MAC地址，查詢該MAC地址與其中哪個從終端設備的心跳報文中數據位2開始的MAC地址相匹配，查詢到下一個終端設備，依次類推，一致查詢到下一級設備是主終端設備為止，說明環路形成。

如果環路斷開，系統同樣優選從端口A開始查詢，直到查詢的端口為斷開狀態為止，然后再從端口B開始查詢。如果端口A是斷開的情況下，從端口B開始查詢，直到端口狀態斷開為止。

3實驗結果

實驗結果可以看出主終端可以快速搜索出從終端的位置信息。

4結束語

隨著以太網的發展，以太網技術在航空中運用的越來越廣泛，對于終端設備比較多的系統，環網型架構比較適合，這種架構可以通過一根網線將終端設備進行相互連接，并且一端網絡斷開后環網可以從另外一端恢復，這樣既可以節省布線又可以增加網絡的可靠性。在環網中，隨著終端設備增加，對于終端設備的定位十分必要，采用靜態的方式比較簡單，終端設備根據撥碼或者插針的不同設置不同的IP，但是這樣增加了維護人員的工作量。本文提出動態設備定位技術，從設備可以動態獲取IP地址，系統能夠快速獲取從設備的位置信息，需要更換設備時，使用任意同類備用產品更換即可，大大減輕了維修人員的工作量。