本發(fā)明屬于通信，具體涉及一種tte交換機的多平面容錯檢查方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，tte(time?triggered?ethernet，時間觸發(fā)以太網(wǎng))作為一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因其特有的高帶寬、高確定性、低延時和高容錯性，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用到航天電子系統(tǒng)中。隨著航天事業(yè)的發(fā)展以及各種測試環(huán)境的變化，對于tte容錯性的要求也在不斷提高。

2、深空探測場景下，電子設(shè)備受電磁、離子輻照等環(huán)境影響易出現(xiàn)故障，因此在設(shè)計時需要考慮容錯機制。對于通信過程來說，最為可怕的就是發(fā)生粒子翻轉(zhuǎn)錯誤，例如本來為1的比特位變成了0、本來為0的比特位變成了1，這樣可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的傳輸錯誤；特別是在分布式系統(tǒng)中，單節(jié)點交換機在消息傳遞過程中的任意故障，就可以導(dǎo)致拜占庭故障。在分布式計算中，拜占庭問題描述的是這樣一種情況：系統(tǒng)中的一些節(jié)點可能會失敗，并且這種失敗是任意的，可能是錯誤的、矛盾的或惡意的信息。這種故障是最難以處理的，因為其不僅包括了系統(tǒng)錯誤，還包括了潛在的安全威脅。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用crc(cyclic?redundancy?check，循環(huán)冗余校驗)方法來檢測數(shù)據(jù)是否發(fā)生了無意的錯誤，例如數(shù)據(jù)傳輸過程中因噪聲導(dǎo)致的比特翻轉(zhuǎn)。然而，crc無法驗證數(shù)據(jù)的意圖是否正確。在拜占庭問題中，節(jié)點可能故意發(fā)送偽造或惡意修改的數(shù)據(jù)，crc無法判斷這種情況。crc會假設(shè)錯誤是非惡意的，因此缺乏防御惡意攻擊的能力，而拜占庭問題恰恰允許惡意行為，所以crc無法解決拜占庭故障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種tte交換機的多平面容錯檢查方法及系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供一種tte交換機的多平面容錯檢查系統(tǒng)，包括：

3、gt接口模塊，用于將光纖信號轉(zhuǎn)化為預(yù)設(shè)格式的數(shù)據(jù)；

4、mac層，用于將所述預(yù)設(shè)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為tte標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)，得到tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；

5、輸入分流模塊，用于根據(jù)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分析出幀信息和對應(yīng)不同業(yè)務(wù)幀類型的特殊字段，并將所述幀信息和所述特殊字段分為相同的兩路；根據(jù)其中一路包含的所述特殊字段，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至對應(yīng)的處理平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀，進(jìn)一步將另一路輸入至檢查數(shù)據(jù)存儲模塊；

6、檢查數(shù)據(jù)存儲模塊，用于根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間；

7、輸出檢查模塊，用于將所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)化為第二地址，基于所述第二地址在所述預(yù)設(shè)的存儲空間中匹配tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；進(jìn)一步將匹配出的tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀與所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行逐拍對比，并在對比相同時，輸出所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀。

8、第二方面，本發(fā)明還提供一種tte交換機的多平面容錯檢查方法，應(yīng)用于第一方面所述的多平面容錯檢查系統(tǒng)；

9、所述方法包括：

10、接收tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀后，基于所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分析出幀信息和對應(yīng)不同業(yè)務(wù)幀類型的特殊字段，并將所述幀信息和所述特殊字段分為相同的兩路；

11、根據(jù)其中一路包含的所述特殊字段，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至對應(yīng)的處理平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀；

12、根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間；

13、將所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)化為第二地址，基于所述第二地址在所述預(yù)設(shè)的存儲空間中匹配tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；

14、將匹配出的tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀與所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行逐拍對比，并在對比相同時，輸出所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀。

15、在本發(fā)明的一個實施例中，所述幀信息包括所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的序列號、幀長、源mac地址和目的mac地址；

16、所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型包括：時間觸發(fā)tt業(yè)務(wù)幀、速率受限r(nóng)c業(yè)務(wù)幀、盡力投遞be業(yè)務(wù)幀和協(xié)議控制pcf業(yè)務(wù)幀；

17、所述對應(yīng)不同業(yè)務(wù)幀類型的特殊字段至少包括：tt業(yè)務(wù)幀的事務(wù)跟蹤標(biāo)識符ttid、rc業(yè)務(wù)幀的虛擬鏈路標(biāo)識符和序列號、pcf幀的有效字段、be業(yè)務(wù)幀的序列號。

18、在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為tt業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間的步驟，包括：

19、判斷所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀是否落在開窗時間內(nèi)，所述開窗時間通過查表確定；

20、若否，則丟棄所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；

21、若是，則表示所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的到達(dá)是合法的，查表獲取輸出端口號，并將所述輸出端口號與另一路中所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的事務(wù)跟蹤標(biāo)識符ttid組合后作為第一地址；基于所述第一地址進(jìn)行索引，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲到相應(yīng)緩存中。

22、在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為rc業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間的步驟，包括：

23、根據(jù)另一路中所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的虛擬鏈路標(biāo)識符查詢過濾表，將查詢到的固定域字段與所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀中的固定域字段進(jìn)行比對；

24、若不同，則丟棄所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；

25、若相同，則表示過濾成功，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的虛擬鏈路標(biāo)識符與序列號拼接后作為第一地址，基于所述第一地址進(jìn)行索引，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲到相應(yīng)緩存中。

26、在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為be業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間的步驟，包括：

27、拼接另一路中所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的序列號和源mac地址，并進(jìn)行哈希運算，得到第一地址；

28、基于所述第一地址進(jìn)行索引，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲到相應(yīng)緩存中。

29、在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為pcf業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)另一路中包含的所述幀信息和\或所述特殊字段確定第一地址，按照所述第一地址將tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲至預(yù)設(shè)的存儲空間的步驟，包括：

30、將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的載荷字段作為第一地址，并基于所述第一地址進(jìn)行索引，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀存儲到相應(yīng)緩存中。

31、在本發(fā)明的一個實施例中，輸出所述幀處理后的數(shù)據(jù)幀的步驟之前，還包括：

32、根據(jù)不同業(yè)務(wù)幀類型的預(yù)設(shè)優(yōu)先級，對對比結(jié)果為相同的幀處理后的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行仲裁。

33、在本發(fā)明的一個實施例中，pcf業(yè)務(wù)幀、tt業(yè)務(wù)幀、rc業(yè)務(wù)幀和be業(yè)務(wù)幀的優(yōu)先級依次降低。

34、在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為tt業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)其中一路包含的所述特殊字段，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至對應(yīng)的處理平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀的步驟，包括：

35、將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至tt平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀；

36、當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為be業(yè)務(wù)幀或rc業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)其中一路包含的所述特殊字段，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至對應(yīng)的處理平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀的步驟，包括：

37、將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至et平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀；

38、當(dāng)所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)幀類型為pcf業(yè)務(wù)幀時，根據(jù)其中一路包含的所述特殊字段，將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至對應(yīng)的處理平面進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀的步驟，包括：

39、將所述tte網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀分發(fā)至同步模塊進(jìn)行幀處理，得到幀處理后的數(shù)據(jù)幀。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

41、現(xiàn)有技術(shù)中，tte采用分級容錯設(shè)計來應(yīng)對系統(tǒng)中的任意錯誤如拜占庭錯誤，核心是基于com/mon(commander/monitor)的高完整性設(shè)計，其中，第一級容錯是指：交換機通過應(yīng)用com/mon機制實現(xiàn)高完整性設(shè)計，將交換機的任意錯誤轉(zhuǎn)為遺漏類型的錯誤；第二級容錯是指：通過雙通道冗余傳輸來解決遺漏類型的錯誤——這個可以通過交換機多冗余來解決。傳統(tǒng)的com和mon機制是完全獨立的兩套相同邏輯架構(gòu)，通過對比輸出來決定輸出是否允許。由于現(xiàn)有技術(shù)中com與mon完全相同，硬件結(jié)構(gòu)相同，且運行完全一致的邏輯，因此會占用雙倍資源，對于大量bram資源的使用也會使整體系統(tǒng)更容易受輻照環(huán)境的影響，并且現(xiàn)有系統(tǒng)需要嚴(yán)格同步以保證輸入輸出的比對，實現(xiàn)和配置的復(fù)雜度很高。

42、有鑒于此，本發(fā)明提供一種非同構(gòu)com/mon，在此基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)對各種類型幀全字段的對比，有效減少了資源的占用，同時，由于tt業(yè)務(wù)幀、rc業(yè)務(wù)幀、be業(yè)務(wù)幀的幀內(nèi)容不會改變，pcf業(yè)務(wù)幀的幀內(nèi)容具有可預(yù)測性，所以還可以保證具有不錯的容錯能力，可以避免交換機“說胡話”。

43、以下將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。