专利名称：一种带分层错误注入和错误分析的afdx网络终端系统模拟器的制作方法
技术领域：
本发明属于航空电子通信网络领域，涉及网络测试用途的航空电子全双工交换式以太网(AFDX)终端模拟器，更特别地说，是指一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器。
背景技术：
随着军事技术、计算机技术、电子技术和网络技术的发展，航空电子系统逐渐趋向于先进的综合式体系结构，航空电子通信网络为了适应这种先进的综合化趋势，在保证原有的实时性、可靠性的基础上，提出了更高的要求——更高的带宽，更方便的维护和升级。 交换式网络由于拓扑结构上的优势，可以满足航空电子网络的发展要求，成为了新一代航空电子网络的发展方向。AFDX全称为航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet, AFDX)，它是为在航空子系统之间进行数据交换而定义的一种协议标准，是基于 ARINC429和155 基础之上的一种通信协议规范。美国波音公司的B787和法国空客公司的A380都采用AFDX网络进行航电系统的互连。国内的民用客机正处于起始阶段，目前也进行AFDX网络的研究和测试。航空电子网络不同于民用网络，对可靠性和容错性要求很高，所以在航空电子网络测试阶段，往往需要人为地制造各种错误，来测试航空电子网络在错误环境下的行为和性能。AFDX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，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”。AFDX具有拓展的网络拓扑，它的拓扑结构为星型。AFDX网络主要由终端系统、 AFDX交换机以及传输链路组成。终端系统承载了航电分区，作为航电通信任务的接入点，将子系统与AFDX网络连接起来，负责消息的发送和接收。AFDX “确定型网络”的特性主要由端系统实现，这些特性主要包括流量整形、完整性检测和冗余管理等。AFDX交换机作为信息交换中心，将航电通信任务进行交换，实现航电任务在网络上的传输。相比于商用以太网交换机，AFDX交换机具备了过滤功能、交换功能、故障隔离以及静态路由等特点。每个端系统分别与AFDX交换机相连，每台交换机能连接20来个端系统，形成接入交换网络；AFDX交换机之间互联，形成骨干交换网络。每个航空电子子系统采用全双工方式，用2对双绞线直接连接在交换机上，一对用来发送，一对用来接收。
发明内容
本发明的目的是在AFDX网络测试过程中，不用构建实际的航空电子分区和终端系统，提供一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，通过加载终端系统配置数据，解读其中的通信任务和虚拟链路信息，来模拟终端系统通信过程，无缝地接入 AFDX网络；错误分层注入功能，是指按AFDX网络协议分层来划分错误类型，并且将划分后的错误注入对应协议层来产生错误流量，模拟错误的AFDX网络终端系统环境；错误分析功能，是指可以接收AFDX网络上的流量，并结合AFDX网络的特点分析流量错误产生的原因。 通过主动产生分层的错误流量来模拟终端系统上可能发生的各种错误，完善了 AFDX网络的终端系统错误环境；通过接收并分析流量，来从终端系统的角度发现AFDX网络出现错误流量的原因。本发明的一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，该AFDX 网络终端系统模拟器包括有通信任务配置模块、错误注入模块、消息处理模块、UDP/IP层处理模块、VL处理模块和物理接口。AFDX网络终端系统模拟器在发送模式下，通信任务配置模块加载终端系统通信任务配置数据，解析并保存其中的配置信息；错误注入模块保存错误注入的配置结果；消息处理模块根据终端系统通信配置信息和错误注入信息，构造应用消息并定时发出消息，来模拟分区的通信任务产生；UDP/IP处理模块将消息处理模块传送的消息进行UDP层和IP 层封装，并按照要求进行错误注入生成IP数据报；VL处理模块接收UDP/IP处理模块的IP 数据报，按照配置信息和错误注入进行数据链路层封装和VL排队，并对发送的数据帧进行序列号循环和帧备份，然后发送到物理接口。AFDX网络终端系统模拟器在接收模式下，物理接口接收物理线路上的数据帧，发送到VL处理模块，VL处理模块进行数据帧的解析，然后对比配置信息进行错误检查和错误分析，然后将数据帧解封装生成IP数据报并提交到上层；UDP/IP处理模块接收IP数据报， 对比配置信息进行UDP层和IP层的检查和错误分析，将生成的消息提交到上层；消息处理模块接收消息，对比配置信息进行检查和错误分析。所述消息处理模块，由配置信息接口、消息配置信息单元、错误注入接口、消息错误配置信息单元、消息定时生成单元、消息内容封装单元、消息内容和规律解析单元和下层接口组成。消息配置信息单元通过配置信息接口从通信任务配置模块获得有关消息的所有配置信息并保存起来；消息错误信息单元通过错误注入接口，从错误注入模块获取应用层的错误注入信息，并保存起来，应用层的错误注入内容包括数据原语内容错误、功能状态错误、消息周期错误。发送模式下，消息定时单元读取消息配置信息单元的信息并且根据应用层错误配置信息单元的信息进行定时的消息生成，消息内容封装单元将定时生成消息根据配置信息和应用层错误注入信息进行消息内容的构建和封装，封装好的应用层消息将通过下层接口发送到UDP/IP处理模块。接收模式下，由下层接口将消息传输到消息内容和规律解析单元，该单元根据消息配置信息单元对消息进行解析和错误分析。所述UDP/IP处理模块，由配置信息接口、封装信息单元、错误注入接口、封装错误配置信息单元、UDP层处理单元、IP层处理单元，UDP/IP层解析单元和上下层接口组成。封装信息单元通过配置信息接口从通信任务配置模块获得传输层和网络层的配置信息并保存起来；封装错误配置信息单元通过错误注入接口，从错误注入模块获取传输层和网络层的错误注入信息，并保存起来，传输层和网络层错误包括UDP源端口错误、UDP目的端口错误、源IP地址错误、目的IP地址错误、消息类型错误。发送模式下，UDP封装单元和IP封装单元分别根据封装信息单元和封装错误信息单元对上层接口传输来的应用层消息进行 UDP层和IP层协议封装，将封装好的IP数据报通过下层接口传输到VL处理模块。接收模式下，由下层接口将IP数据报传输到UDP/IP层解析单元，通过封装配置信息单元存储的配置信息对IP数据报进行解析和错误分析。所述VL处理模块，由配置信息接口、VL配置信息单元、错误注入接口、VL配置错误信息单元、VL封装单元，VL排队单元、冗余数据帧管理单元、VL解析单元和上下层接口组成。VL配置信息单元通过配置信息接口从通信任务配置模块获得VL配置信息并保存起来；VL配置错误信息单元通过错误注入接口，从错误注入模块获取数据链路层的错误注入信息，并保存起来，数据链路层的错误包括源MAC地址错误、目的MAC地址错误、VL的BAG 错误、VL备份帧缺失错误、VL帧序列号错误。发送模式下，VL封装单元和排队单元接收上层接口传来的IP数据报，根据VL配置信息和错误注入信息进行数据链路层封装并进行VL 排队，排队输出的VL在冗余数据帧管理单元中按照冗余网络选择的结果进行帧备份，备份好的数据帧将通过下层接口传输到物理接口上，通过物理接口发送到各个冗余子网。本发明AFDX网络终端系统模拟器的优点在于(1)本发明提供一种AFDX网络终端系统模拟器，通过加载终端系统配置数据，解读其中的通信任务和虚拟链路信息，来模拟正常终端系统通信过程，无缝地接入AFDX网络。不用构建AFDX网络中全部的终端系统，就能完成AFDX网络测试环境的搭建，简化了 AFDX网络测试过程。(2)本发明按照AFDX网络协议分层，从应用层，传输层，网络层，数据链路层的角度出发，进行各层的错误注入。错误结合了 AFDX网络的特点，尤其是数据链路层对VL数据帧错误的构造。用分层错误注入来模拟AFDX网络终端系统可能遇到的各个协议层的错误， 完善了 AFDX网络终端系统错误环境。(3)本发明捕获AFDX网络物理线路上的数据帧，按协议分层来解析流量，并结合 AFDX网络特点分析错误原因。提供了一种从终端系统角度上分析AFDX网络错误原因的方式。
图1是本发明AFDX网络终端系统模拟器的原理框图。图2是本发明的终端网络层次图。图3是本发明的消息处理模块的结构框图。图3A是本发明的数据组装的结构图。图4是本发明的UDP/IP处理模块的结构框图。图5是本发明的VL处理模块的结构框图。图5A是本发明的子VL排队模型图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。如图1所示，本发明一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，该模拟器包括有通信任务配置模块1、错误注入模块2、消息处理模块3、UDP/IP处理模块4、VL处理模块5和物理接口 6。UDP/IP处理模块4中的UDP是英文User Datagram Protocol的缩写，中文译文为用户数据包协议。IP是英文hternet ftOtocol的缩写，中文译文为互联网协议。通信任务配置模块1用于负责AFDX网络终端系统通信任务配置数据的加载，并将加载的配置信息11分发给消息处理模块3、UDP/IP处理模块4和VL处理模块5 ；错误注入模块2负责配置分层错误信息，并将错误配置信息22分发给消息处理模块3、UDP/IP处理模块4和VL处理模块5 ；消息处理模块3根据加载的配置信息11和错误配置信息22构造应用消息并定时发出消息，来模拟航空电子分区通信任务的产生，同时接收下层解析的消息，进行内容解析和错误分析；UDP/IP处理模块4将消息处理模块3传送的消息进行UDP层和IP层处理，并按照错误配置信息22进行错误注入生成IP数据报，同时接收加载配置信息11中的IP数据报； 然后对所述生成的IP数据报和所述接收的IP数据报进行IP层和UDP层解析，生成UDP数据报；VL处理模块5按照加载的配置信息11和错误配置信息22对生成的UDP数据报进行数据链路层封装和VL的调度、流量控制，并对发送的数据帧进行序列号循环和帧备份， 然后发送到物理接口 6 ；物理接口 6完成数据帧在物理线路上的传输。(一 )通信任务配置模块1如图2所示，一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器采用 ARINC (Aeronautical Radio he) 664part7 推荐的五层协议划分，与 OSI (Open System Interconnect)七层网络网络协议层次进行对比通信任务配置模块1、错误注入模块2和消息处理模块3属于航空电子应用层，产生航电应用层消息；UDP/IP处理模块4完成传输层和网络层的处理，生成IP数据报并传给数据链路层；VL处理模块5属于数据链路层，数据帧的封装，VL的调度和流量控制；物理接口 6属于物理层，传输电信号，采用双绞线介质。在本发明中，所述通信任务配置模块1负责加载AFDX网络终端系统通信任务配置数据ESD = {ES，Msg, VL}，并存储起来。所述ES = {ESn，ESid}表示终端信息，包括有终端名称E、和终端ID号ESID。
Γ ^、上 u \MsgN,Msgm,MsgRT,MsgL,Msgc MsgT 1 士一、业 广 ^所述Msg=^ λ;Ρ .表不消息fe息，包
WsSVLID，msSsvlid，msSSUDP，Ms8dUDP，m^D- J 括有消息名称Ms&、消息ID号Msgm、消息发送接收属性Ms&T、消息长度(单位为字节) MsgL、消息周期(单位为毫秒)Ms 。、消息类型(分为采样消息和队列消息)MsgType、承载消息的虚拟链路ID号Msgvuil、承载消息的子虚拟链路ID号M^svud、消息使用的源UDP端口号MsgsUDP、消息使用的目的UDP端口号Msg_P、消息内容(其中定义了功能数据集合、数据集合、数据原语，数据状态的位置和封装包含关系，定义了数据原语和状态的数据格式和内容)Msgllata。所述VL = IVLid, VLet,VLsIP, VLdip, VLbag, VLMaxL, VLMinL, VLNet}表示 VL (Virtual Link, 虚拟链路)的信息，包括有VL的ID号VLid、VL的发送接收属性VLKT、VL的源IP地址VLsIP、 VL的目的IP地址VLdIP、VL的带宽分配间隔(BAG，单位为毫秒)VLBAe、VL的最大帧长度(单位为字节)VLMa!i、VL的最小帧长度(单位为字节)VLMiIi、VL的网络选择VLNrt。( 二)错误注入模块2在本发明中，所述错误注入模块2负责配置要注入的分层错误配置信息Eor = {EA，ET, EN, ED}，分为应用层错误EA、传输层错误ET、网络层错误EN和数据链路层错误ED 这四层错误来注入。可配置的应用层错误EA = {EAData, EAstate,EAMsgC}包括有数据原语内容错误EAllata， 功能状态错误EAstate,消息周期错误EAMsgC。可配置的传输层错误ET = {ETsroP, ETdumJ包括有源UDP端口号错误ETsimP、目的UDP 立而口 日误ETducpo可配置的网络层错误EN = {ENsIP, ENdip, ENMsgT}包括有源IP地址错误E&P、目的 IP地址错误ENdip、消息类型错误ENMsgT。可配置的数据链路层错误ED = {EDsMAC, EDdMAC, EDbag, EDLost, EDseJ包括有源 MAC (Medium Access Control，介质访问控制层)地址错误EDsMAC、目的MAC地址错误EDdMAC、 VL的BAG错误EDBAe、VL备份帧缺失错误ED-t、VL帧序列号错误EDSe(1。(三)消息处理模块3在本发明中，所述消息处理模块3的结构图如图3所示，包含单元配置信息接口 301，消息配置信息单元302、错误注入接口 303、消息错误配置信息单元304、消息定时生成单元305、消息内容封装单元306、消息内容和规律解析单元307和下层接口 308。所述消息处理模块3在发送模式下各模块执行为(A)消息配置信息单元302通过配置信息接口 301读取通信任务配置模块1中的
\MsgN,MsgID,MsgRT,Msgr,Msgcvc,MsgTvDe, 1 消息配置信息μ饭=,srIj ^cyc sJpe ，并保存其中的消息
权利要求
1.一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于该模拟器包括有通信任务配置模块(1)、错误注入模块O)、消息处理模块(3)、UDP/IP处理模块 (4)、VL处理模块(5)和物理接口 (6)；通信任务配置模块(1)用于负责AFDX网络终端系统通信任务配置数据的加载，并将加载的配置信息(11)分发给消息处理模块(3)、UDP/IP处理模块(4)和VL处理模块(5)；错误注入模块(2)负责配置分层错误信息，并将错误配置信息02)分发给消息处理模块(3)、UDP/IP处理模块⑷和VL处理模块(5)；消息处理模块(3)根据加载的配置信息(11)和错误配置信息02)构造应用消息并定时发出消息，来模拟航空电子分区通信任务的产生，同时接收下层解析的消息，进行内容解析和错误分析；UDP/IP处理模块(4)将消息处理模块(3)传送的消息进行UDP层和IP层处理，并按照错误配置信息02)进行错误注入生成IP数据报，同时接收加载配置信息(11)中的IP数据报；然后对所述生成的IP数据报和所述接收的IP数据报进行IP层和UDP层解析，生成 UDP数据报；VL处理模块( 按照加载的配置信息(11)和错误配置信息0 对生成的UDP数据报进行数据链路层封装和VL的调度、流量控制，并对发送的数据帧进行序列号循环和帧备份，然后发送到物理接口(6)；物理接口(6)完成数据帧在物理线路上的传输。
2.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于通信任务配置模块(1)、错误注入模块(2)和消息处理模块(3)属于航空电子应用层，产生航电应用层消息；UDP/IP处理模块(4)完成传输层和网络层的处理，生成IP数据报并传给数据链路层；VL处理模块( 属于数据链路层，数据帧的封装，VL的调度和流量控制；物理接口(6)属于物理层，传输电信号，采用双绞线介质。
3.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于所述通信任务配置模块(1)负责加载AFDX网络终端系统通信任务配置数据ESD ={ES，Msg，VL}，并存储起来;所述ES = {ESn，ES1J表示终端信息，包括有终端名称E、和终端ID号ESid ；…η \MsgN,Msgm,MsgRT,MsgL,Msgc MsgT ] 士一、业 一 — 上所述Msg=^ λ;Ρ 表不消息伝息，包括有消WsSVLID，msSsvlid，msSSUDP，Ms8dUDP，m^D- J息名称MsgN、消息ID号Msgm、消息发送接收属性MsgKT、消息长度Msgp消息周期Ms 。、消息类型Ms&ype、承载消息的虚拟链路ID号Msgvuil、承载消息的子虚拟链路ID号MsgsVUD、消息使用的源UDP端口号Msgsuiff、消息使用的目的UDP端口号Msgduiff、消息内容Ms^lata ；所述 VL = {VLid，VLet, VLs1p, VLdip, VLbag, VLMaxL, VLMinL, VLNet}表示 VL (Virtual Link，虚拟链路)的信息，包括有VL的ID号VLid、VL的发送接收属性VLKT、VL的源IP地址VLsIP、 VL的目的IP地址VLdIP、VL的带宽分配间隔VLBAe、VL的最大帧长度VLMa!i、VL的最小帧长度 VLMinL, VL的网络选择VLNrt。
4.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于所述错误注入模块(2)负责配置要注入的分层错误配置信息Eor = {ΕΑ,ΕΤ,ΕΝ, ED}，分为应用层错误EA、传输层错误ET、网络层错误EN和数据链路层错误ED这四层错误来注入；可配置的应用层错误EA= {EAData, EAstate, EAMsgC}包括有数据原语内容错误EAllata，功能状态错误EAstate,消息周期错误EAmssc ；可配置的传输层错误ET = {ETsUDP, ETdumJ包括有源UDP端口号错误ETsimP、目的UDP端 Π 错误 ETduop ；可配置的网络层错误EN = {ENSIP, ENdip, ENMsgT}包括有源IP地址错误E&P、目的IP地址错误、消息类型错误ENmsst ；可配置的数据链路层错误 ED = {EDsMAC, EDdMAC, EDbag, EDLost, EDseJ 包括有源 MAC (Medium Access Control，介质访问控制层)地址错误EDsMAe、目的MAC地址错误EDdMAe、VL的BAG错误EDBAe、VL备份帧缺失错误ED-t、VL帧序列号错误EDSe(1。
5.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于所述消息处理模块( 在发送模式下各单元执行为(A)消息配置信息单元(302)通过配置信息接口(301)读取通信任务配置模块(1)中沾、出白 ^ 户白 λ } \MsgN,Msgm,MsgRT,MsgL,Msgc MsgT )并 ^ 廿，沾、Λ的消息配置fe息Msg=^ ,； ，并保存其中的消WsSVLID，msSsvlid，msSSUDP，Ms8dUDP，m^D- J息ID号MsgID、消息名称Ms&、消息长度Ms&、消息周期Msg。y。、消息发送接收属性MsgKT和消息内容Ms^lata ；(B)消息错误配置信息单元(304)通过错误注入接口(30 读取错误注入模块O)中应用分层错误配置信息Eor = {EA，ET, EN, ED}，并保存其中的EAData、EAstate, EAMsgC、EAMsgT ；(C)消息定时生成单元(305)读取消息配置信息单元(302)中的消息周期Ms 。和消息大小Ms^，同时读取消息错误配置信息单元(304)中的消息周期错误配置信息；若消息定时生成单元(305)要发送的消息有消息周期错误配置EAmss。，则按错误配置周期EAmssc定时产生消息，否则按照该消息的周期Msg。y。定时产生消息；消息定时生成单元(305)将产生的消息送到消息内容封装单元(306)进行数据封装；(D)消息内容封装单元(306)在封装时读取消息配置信息单元(302)中的该消息的内容信息Ms^lata，同时读取消息错误配置信息单元(304)中的该消息的数据原语内容错误 EAnata和功能状态错误配置信息EAstate,进行航空电子应用消息的封装；所述消息处理模块( 在接收模式下各模块执行为消息内容和规律解析单元(307)通过下层接口(308)接收UDP/IP处理模块(4)传输来的消息，并读取消息配置信息单元(302)中的消息内容信息，根据承载该消息的VL的VLid 和下层使用的UDP端口 Msg_P，找到对应的消息，得到该消息的内容信息Ms^lata和周期信息 Ms 。，进行下面的操作第一步根据Ms^lata中定义的FDS、DS和数据原语的封装位置和数据格式来解析数据原语内容和数据状态，将解析结果和配置的Ms^lata中的数据原语和数据状态的内容作比较，若数据原语或者数据状态与设定值不一致，则报警，并分析与Ms^lata不一致的错误原因；该原因是发送端应用消息创建时出现错误，或者传输过程中出现干扰误码；第二步记录消息到达的平均周期，并和配置周期信息Ms^。做比较，计算得到相对误差；若相对误差超过设定值，则报警，并分析误差原因；该误差原因是(a)发送端应用层上，消息的产生周期与设定值不一致；或者(b)发送端数据链路层上，相应VL的BAG设置不合理，或者配置错误，BAG过大导致不能实时承载上层通信任务；或者(c)信用量设置过小导致传输过程中，因交换机的流量管制而丢包；或者(d)传输过程出现误码，导致在终端系统中进行帧完整性检查时丢包；或者(e)帧序号出现混乱，导致冗余检查时丢包；或者(f)交换机输出端口缓存溢出而丢包。
6.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于所述UDP/IP处理模块(4)在发送模式下各单元执行为(A)封装信息单元(402)通过配置信息接口(401)读取通信任务配置模块(1)中消息^ m /丄由 η \MsgN,Msgm,MsgRT,MsgL,Msgc MsgT1 山 ？也、业 、丨#协配置信息Msg=^ t;P 中的承载消息的虚拟链路VmsSVLID，msSsvlid，msSSUDP，Ms8dUDP，msED- JID号MsgVUD、UDP源端口号Msgsuiff、UDP目的端口号Msg·、消息类型Ms&ype，并保存；(B)封装信息单元(40 通过配置信息接口(401)读取通信任务配置模块(1)中VL配置信息 VL = {VLid，VLet, VLs1p, VLdip, VLbag, VLMaxL, VLMinL, VLnJ 中的 VL 的 ID 号 VLid、源 IP 地址VLsip,目的IP地址VLdIP、VL的最大帧长度VLMaxL，并保存；(C)封装错误配置信息单元(404)通过错误注入接口(40 读取错误注入模块O)中传输层错误ET = {ETsUDP, ETdropI和网络层错误EN = {ENsIP, ENdip, ENMsgT}并保存起来；(D)UDP层处理单元(40 通过上层接口(408)接收消息处理模块( 传输的应用层消息，并读取封装错误配置信息单元(404)和封装信息单元002)，若该消息设置有UDP源端口号错误ETsudp或目的端口号错误ETdUDP，则按ET·或ETduiip将消息封装成UDP数据包，否则按照封装信息单元G02)中的配置信息Msgsuiff和Msgdrop封装UDP数据包；(E)IP层处理单元(406)接收UDP层处理单元(40 发送的UDP数据报，并读取封装错误配置信息单元(404)和封装信息单元002)，通过Msgvuil找到对应的VL配置信息；若设置有消息类型错误ENmsst，则按ENmsst来进行分包，否则按照MsgTylre类型来分包；若设置有源IP地址错误^ip或目的IP地址错误E IP，则按^ip或E^lip封装IP数据报，否则按照封装信息单元^)2)中对应VL的VLsip和VLdip封装IP数据报；IP层处理单元(406)封装好的IP数据报经由下层接口(409)发送到VL处理模块(5)；所述UDP/IP处理模块(4)在接收模式下各单元执行为UDP/IP层解析单元(407)通过下层接口(409)接收VL处理模块( 传输来IP数据报，根据VL的ID号VLid查询封装信息单元002)中的关于该IP数据报的网络层配置信息，包括源IP地址VLsip,目的IP地址VLdIP，进行网络层解析解析步骤一检查IP头部校验和，若有错误，则报警并丢弃IP数据报，分析原因为传输过程中出现干扰误码，终止网络层解析；若没有错误则执行解析步骤二 ；解析步骤二 解析源IP地址和目的IP地址，若与VLsip或VLdip不一致，则报警，分析原因是发送端网络层上产生的IP数据报与原始配置不一致，源或目的IP地址错误；或者传输过程中出现干扰误码；若存在IP地址不一致同时存在IP分片，则丢弃IP数据报，终止网络层解析；否则执行解析步骤三；解析步骤三IP分片检查，若是采样消息的IP数据报出现分包，则报警，分析原因是 消息类型设置错误，采样消息被设置为队列消息；或者发送端网络层处理错误，将采样消息分包；网络层解析步骤全部完成后，UDP/IP层解析单元(407)将IP数据报进行组包，若组包失败则丢弃IP数据报，否则将生成UDP数据报；UDP/IP层解析单元(407)查询封装信息单元002)中的所有Msgvuil等于VLid的消息，用这些消息的UDP端口配置信息，包括UDP源端口号MsgsUDP，UDP目的端口号Msg_P，对IP层处理单元(406)生成的UDP数据报进行传输层解析传输层解析步骤一解析目的UDP端口号，若不存在一致的Msg_P，则报警并丢弃UDP 数据报，终止传输层解析，并分析原因；否则解析后将UDP数据报去封装，生成应用层消息， 将消息通过上层接口(408)传输给消息处理模块(3)；若没有错误则继续进行传输层解析步骤二；所述的分析原因是发送端传输层上产生的UDP数据报与原始配置不一致，UDP源或目的端口号设置错误；或者传输过程中出现干扰误码；传输层解析步骤二 解析UDP源端口号，若与Msgsimp不一致，则报警，并分析原因是发送端传输层上产生的UDP数据报与原始配置不一致，UDP源或目的端口号设置错误；或者传输过程中出现干扰误码；解析后将UDP数据报去封装，生成应用层消息，将消息通过上层接口 (408)传输给消息处理模块(3)。
7.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，其特征在于所述VL处理模块( 在发送模式下各单元执行为(A)VL配置信息单元(50 通过配置信息接口(501)读取通信任务配置模块(1)中的消息配置信息
8.根据权利要求7所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器， 其特征在于所述的源MAC地址包括有固定域Mbits列、用户定义16bits列、网络ID号3bits列和固定域^DitS列；固定域MbitS列和固定域^DitS列全是二进制0 ；用户定义 16bits列是一个用户定义的确定值；网络ID号3bits列暂时设置为全0。
9.根据权利要求7所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器， 其特征在于所述的目的MAC地址包括有固定域32bits列和虚拟链路标识符16bits列；固定域32bits列第一个字节的最低两位都是1，其余位可由用户自由设定；虚拟链路标识符 16bits列为VLid的二进制表示。
10.根据权利要求1所述的带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器， 其特征在于是在AFDX网络测试过程中，不用构建实际的航空电子分区和终端系统，而构造的一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器。
全文摘要
本发明公开了一种带分层错误注入和错误分析的AFDX网络终端系统模拟器，该模拟器包括有通信任务配置模块(1)、错误注入模块(2)、消息处理模块(3)、UDP/IP处理模块(4)、VL处理模块(5)和物理接口(6)。通信任务配置模块(1)通过加载终端系统配置数据，解读其中的通信任务和虚拟链路信息，来模拟终端系统通信过程，无缝地接入AFDX网络；错误注入模块(2)负责配置分层错误信息；消息处理模块(3)、UDP/IP处理模块(4)和VL处理模块(5)会依据加载的配置信息(11)和/或错误配置信息(22)进行IP层和UDP层解析。本发明的模拟器通过主动产生分层的错误流量来模拟终端系统上可能发生的各种错误，完善了AFDX网络的终端系统错误环境；通过接收并分析流量，来从终端系统的角度发现AFDX网络出现错误流量的原因。
文档编号H04L29/08GK102209000SQ20111018716
公开日2011年10月5日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者何锋, 刘成, 卢广山, 熊华钢, 赵长啸, 陈瑶 申请人:北京航空航天大学