一种基于时间触发的机载光网络仿真系统的制作方法_4

文档序号:9491127阅读:来源:国知局
发消息产生事 件,重新产生一条消息属性完全一致的消息。
[0113] 对于消息的接收:
[0114] (1)到达端系统事件:端系统从路由器中接收消息,记录到达时间。读取MAC帧上 面的标识位识别消息类型,对于TT消息,首先判断是否处于接收TT窗口,若处于,则直接读 取缓存中的TT消息进行处理,若不处于接收TT窗口则放入缓存等待;对于RC消息和BE消 息,则可以直接读取进行处理,然后将消息去除MAC头并放入接收队列5A13 ;若队列大小大 于缓存,则产生接收-丢包事件;。
[0115] (2)消息接收完成事件:消息接收完成,记录消息接收时间tend,完成传输延迟统 计t delay= t end_tstart,不产生新的事件。
[0116] (3)接收-丢包事件:丢包事件对应的消息直接进行丢包,不产生新的事件。
[0117] 应用本发明设计的基于时间触发的机载光网络仿真系统进行的离散事件的仿真, 在路由器中消息的传输与转发的过程如下:
[0118] 消息在光网络路由器中的事件对应如下:
[0119] (1)到达路由器事件:从输入端口 5B2中的消息队列中取出消息,若路由器为需要 光电光转换的路由器,则加入光电转换延迟,并加入输入队列5B3中,若是全光路由器,则 直接加入输入队列5B3中,并记录当前时间t_和触发路由器处理事件,若输入队列大小大 于缓存,则产生丢包事件。
[0120] (2)光网络路由器处理事件:从输入队列5B3中取出第一个消息,判断它的消息类 型,若为TT消息则触发在TT消息处理机制5B5上的TT处理事件,若为RC消息则触发在RC 消息处理机制5B6上的RC处理事件,若为BE消息则触发在BE消息处理机制5B7上的BE 处理事件。
[0121] (3) TT处理事件:对于输入队列5B3中的TT流量,若当前时间t_处于该任务的调 度窗口并可以在当前窗口处理完毕,加入输出队列5B8,如无法在当前窗口完毕或者当前并 非该任务的调度窗口,则检测是否开启了流量类型转换功能。如果流量类型转换功能开启, 则进行由TT类型至RC类型的转换,并把转换后的消息放入输出队列5B8中;否则查看时刻 调度表中是否还有该消息的窗口,若有则等待下一个窗口,若没有,则产生丢包事件。TT处 理事件处理完成后,查看输入队列是否还有消息,若有则同时触发光网络路由器处理事件。
[0122] ⑷RC处理事件:对于输入队列中的RC消息进行流量管制,对经过管制后的RC消 息进行处理,生成处理延迟。将处理后有效的RC消息(有效是指不超过最大允许延迟)加 入输出队列5B8中,并触发传输事件。RC处理事件处理完成后,查看输入队列是否还有消 息,若有则同时触发光网络路由器处理事件。
[0123] (5)BE处理事件:对于BE消息,直接生成处理延迟,并加入输出队列5B8和触发传 输事件。BE处理事件处理完成后,查看输入队列是否还有消息,若有则同时触发光网络路由 器处理事件。
[0124] (6)传输事件:从输出队列5B8读取消息,若路由器为需要光电转换的路由器,则 加入电光转换延迟,并加入输入队列5B10,若是全光路由器,则直接加入输入队列5B10。然 后判断是否为单跳消息,若为单跳消息则直接产生到达目的节点事件,若不是,则通过虚拓 扑寻找下一个转发节点,并产生跳转处理事件,若下个转发节点为目的节点,则也产生到达 目的节点事件。
[0125] (7)跳转处理事件:从输入队列5B10取出消息,并将消息对应的时间加入传输延 迟和光电转换延迟。对RC消息,先进行消息接收,判断其是否是由TT类型转换而来,如果 是则放入尚优先级缓存,否则,放入低优先级缓存;同时判断对应优先级的缓存是否能接收 消息,若不能则产生丢包事件;对于BE和TT流量,则只需判断队列是否超出缓存,若有产生 丢包事件,若无则加入消息队列。跳转处理事件处理完毕后将消息加入输入队列5B3并触 发到达路由器事件。
[0126] (8)到达目的节点事件:该事件与跳转处理事件类似,只是触发的下个事件为到 达端系统事件,且下个事件对应的节点变为消息的目的端系统。
[0127] (9)丢包事件:丢包事件对应的消息直接进行丢包,不产生新的事件。
[0128] 参见图3所示,本发明的一种基于时间触发的机载光网络仿真系统的仿真方法, 其具体步骤如下:
[0129] 步骤一:用户开启本发明设计的基于时间触发的机载光网络系统,通过光网络拓 扑界面配置模块2配置网络的物理拓扑;
[0130] 或者,通过配置输入输出模块1,配置完成光网络的物理拓扑,消息属性,光网络虚 拓扑和时刻调度表后,直接进入步骤六;
[0131] 步骤二:利用光网络消息配置模块3进行消息的配置,包括消息的源地址,目的地 址,消息的长度以及消息的类型;
[0132] 步骤三:在配置完成物理拓扑和消息后,开始进行虚拓扑配置,虚拓扑生成模块 4A1包含两种方式,虚拓扑自动生成模块4A2和虚拓扑手动配置4A3 ;若选择自动配置,通过 点击自动按钮则可立刻配置完成;若选择手动配置,用户通过图形界面显示拓扑的选择和 记录,并利用虚拓扑检验模块4A3进行验证;
[0133] 步骤四:利用时刻调度模块4B生成TT消息的时刻调度表,生成成功后,将由TT调 度显示模块4B2进行二维图形展示;
[0134] 步骤五:完成上述四个步骤后,对光网络的物理拓扑,消息属性,光网络虚拓扑和 时刻调度表进行保存,利用配置输入输出模块1保存成为XML文件;
[0135] 步骤六:执行光网络仿真模块5,用户在配置仿真时间后进行仿真;
[0136] 步骤七:仿真完成后,点击仿真结果,仿真结果是由仿真内核仿真完成后所得到的 数据进行统计处理得到的,结果通过三维或二维图形,以及统计数表等方式显示;
[0137] 步骤八:完成该次仿真,退出仿真系统。
[0138] 实施例1
[0139] 该实例是由4个光网络路由器(该光网络路由器具有光电光转换功能)和8个端 系统(第一个光网络路由器OP 1I连接有第一个端系统ES i,第二个端系统ES2;第二个光网 络路由器OP2I连接有第三个端系统ES 3,第四个端系统ES4;第三个光网络路由器OP 3上连 接有第五个端系统ES5,第六个端系统ES6;第四个光网络路由器OP 4上连接有第七个端系统 ES7,第八个端系统ES8)组成,由图4所示。光网络路由器的处理速率均为lGbit/s,端系统 的处理速率均为128kbit/s。2个光网络路由器之间的连接线长度为1000m,光网络路由器 与端系统连接线长度为200m。该光网络有4个波长,分别记为波长1,波长2,波长3,波长 4〇
[0140] 表1消息配置:

[0144] 在本实施例中,由于虚拓扑采用的波长均为波长1,时刻调度表均为波长1上的时 刻调度表如图4A所示。
[0145] 在实施例1中,当仿真时间为ls,采用三维和二维形式展现了光网络路由器的利 用率。如图4B和图4C所示,图中路由器I(OP 1)的平均利用率为12. 99%。、路由器2 (OP2) 的平均利用率为23. 83%。、路由器3(0P3)的平均利用率为15.31%。、路由器4(0P4)的平均 利用率为7. 93%。。造成路由器的平均利用率不同,是由于路由器所传输或转发的消息量不 同。以路由器2(0P2)特别说明,路由器2(0P 2)承载的消息包括消息1~消息9,所以路由 器2 (OP2)的平均利用率最高。
[0146] 图4D是TT消息的消息延迟,由于加入了时间触发机制,TT消息完全按照时刻调 度表进行传输和转发,因此它的延迟基本确定。
[0147] 图4E是RC消息,由于它是在发送TT消息后的空闲时刻传输,它的延迟具有抖动 性。
[0148] 表3是所有消息延迟结果:

[0152] 本发明设计的一种基于时间触发的机载光网络仿真系统及其仿真方法,所要解决 的是现有机载光网络中对于严格实时传输的消息不提供时间确定性的传输机制的技术问 题,该方法通过执行计算机程序实现对基于时间触发的机载光网络进行仿真,通过模拟通 信任务的产生和在机载光网络中的运行过程,实现机载光网络性能的仿真评估。从而实现 在机载光网络中加入时间触发机制,能够使机载光网络具有确定的实时性,能更有效的利 用网络带宽资源,达到机载光网络在传输消息时具有时间确定性的技术效果。
【主权项】
1. 一种基于时间触发的机载光网络仿真系统,其特征在于:该系统包括有配置输入输 出模块(1)、光网络拓扑配置模块(2)、光网络消息配置模块(3)、光网络生成模块(4)、光网 络仿真模块(5)和结果输出显示模块化); 配置输入输出模块(1)第一方面依据机载光网络对时间触发机制的需求进行参数配 置,得到配置完善的参数Μ〇ι,该配置输出参数输出给光网络仿真模块巧); 配置输入输出模块(1)第二方面用于接收光网络生成模块(4)输出的配置保存参数Μ04; 配置输入输出模块(1)第Ξ方面将接收到的MD4存储为XML文件格式; 配置输入输出模块(1)第四方面读取XML文件格式,并复现出配置完善参数; 光网络拓扑结构配置模块(2)第一方面用于生成网络节点信息MD2,所述MD2中包括有 端系统参数ES、端系统个数ESN、光网络路由器参数0P、光网络路由器个数OPN、连接线参数 門、连接线条数FIN,采用集合形式表达为MD2= {ES,ESN,OP,OPN,FI,FIN}; 光网络拓扑结构配置模块(2)第二方面用于将MD2输出给光网络生成模块(4); 光网络拓扑结构配置模块(2)第Ξ方面用于将MD2中的端系统的标识号esi输出给光 网络消息配置模块(3); 光网络消息配置模块(3)第一方面用于生成网络消息信息MD3,所述MD3中包括有消息 参数MSG和消息个数MSGN;第二方面将MD3输出给光网络生成模块(4); 光网络生成模块(4)第一方面将接收到的MD2和MD3用于生成虚拓扑配置参数沈T?. 光网络生成模块(4)第二方面将生成的配置保存参数MD4输出给配置输入输出模
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