本发明属于计算机技术，涉及多功能域多主控的fc-ae-1553交换网络模型与管理方法。
背景技术：
fc-ae-1553是在光纤通道的fc-4映射的mil-std-1553b协议，既具有光纤通道的分布式高带宽网络性能，又继承了传统1553b总线的集中控制优势，在航天、航空、航海等高可靠强实时网络中具有广阔的应用前景。fc-ae-1553交换网络由交换机和终端组成，终端按照功能角色分为网络控制器(nc)和网络远程终端(nt)，fc-ae-1553交换网络根据服务的信息功能域一个或多个，分为单主网络和多主网络，单主网络只有一个nc，多主网络有至少2个nc。只有一个nc的fc-ae-1553交换网络简单，技术较为成熟。而有多个nc的fc-ae-1553交换网络控制复杂，技术空白。
技术实现要素：
本发明针对fc-ae-1553网络中存在多个相对独立的功能域，需要多个网络控制器分别主控管理各功能域，各个功能域之间还要相互通信的复杂应用要求，提出了基于两类交换、无阻塞、单一交换机实现的fc-ae-1553交换模型和管理方法，解决了fc-ae-1553网络多个网络控制器管理的多个功能域间无阻塞高效通信的问题。本发明的方案具有延迟小、实时性好、通用性好的特点。
技术方案：
多功能域多主控的fc-ae-1553交换网络模型，面向fc-ae-1553网络服务多个相对独立的功能域的应用需求，设计多个网络控制器(nc)分别主控各功能域，基于单一交换机设计两类无阻塞交换：第一类、域内nc与各个网络远程终端(nt)之间实现域内大量的信息交换；第二类，各个功能域之间的nc与nt间也能够相互通信。
fc-ae-1553网络交换机模型包括两类交换：
一、在交换机内设计fc-ae-1553网络功能域内交换，针对n个功能域，设计n个独立的功能域内交换开关单元，每个交换开关单元i，其中i＝1，2，…n，连接交换机外部、本功能域i的通信终端设备nci、nti1、nti2、…ntij，实现本功能域所有通信终端设备之间的信息交换，n个功能域内交换开关单元独立并行工作；
二、在交换机内设计fc-ae-1553网络功能域间交换，针对n个功能域，设计一个域间全互连交换单元，连接交换机外部、所有功能域的通信终端设备nc1、nt11、nt12、…ntim，nc2、nt21、…nt2j，…ncn、ntn1、…ntnk，实现所有功能域的所有通信终端设备之间的信息交换；域间全互连交换单元包含2n*(n-1)个域对域的全互连通道；2n*(n-1)个互连通道的连接域分布如下：域1与其他域2，3，…，n之间，设计1到2、2到1，1到3、3到1，…，1到n、n到1的通道，域2与其他域3，…，n之间，设计2到3、3到2，2到4、4到2，…，2到n、n到2的通道，依次类推，(n-1)域与n域之间设计(n-1)到n、n到(n-1)的通道，通过2n*(n-1)互连通道，达到n个域间无阻塞的双向并行交换。
2n*(n-1)个互连通道的模型结构一致，以其中一个a到b(a→b)的通道说明，设定a域的nc标识为nca，a域共有s个nt，标识为nta1、nta2、…、ntas；设定b域的nc标识为ncb，b域共有t个nt，标识为ntb1、ntb2、…、ntbt；a→b通道包括三个部分：第一、多路交叉开关a，输入连接a域的nca、nta1、nta2、…、ntas，完成从其中选择nca或nta1、nta2、…、ntas之一ntai转发输出的功能，输出连接到多路交叉开关b的输入；第二、多路交叉开关b，其输入连接多路交叉开关a的输出，输出连接的是b域的ntb1、ntb2、…、ntbt，完成选择连接到其输出之一的ntbj，从而实现了nca或ntai连接到ntbj的互连通道功能；第三、a→b通道的终端选择与通路控制逻辑，外部输入接收nca发送的fc-ae-1553指令序列，根据nca发送的指令序列中的指令字的源地址、目的地址、指令类型，控制多路交叉开关a对输入a域终端的选择和多路交叉开关b输出对连接b域终端的选择。
多功能域多主控的fc-ae-1553交换网络管理方法：
一、fc-ae-1553网络功能域内交换管理，每个功能域内交换开关单元的路由管理由对应域的nc启动的指令序列管理，nc发送的指令序列，由交换机用广播路由转发模式下达给所有nt；nc指令序列指定的nt，用点对点的路由转发模式，向nc响应其状态序列和数据序列或向相关的nt发送其数据序列；实现多个域多主控能并行交换；
二、域对域的全互联通道的实现管理方法，2n*(n-1)互连通道管理方法一致，以a、b域之间通信双向通道a→b和b→a管理方法说明；
第一、根据nca发出的fc-ae-1553指令序列的参数：s_id(nc地址)、d_id(nt地址)、nt-nt传输标志位、nt-nt传输的接收或发送nt地址，确定a、b两个域之间的fc-ae-1553帧类型：nca--ntbj、ntbj--nca、ntai—ntbj、ntbj—ntai四种之一。
第二、根据a、b两个域之间传输的fc-ae-1553帧类型，分别选取以下方法，控制多路交叉开关a和多路交叉开关b连接的终端选择与通路连接，实现a、b两个域的互连；
1)nca—ntbj类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列和数据序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列和数据序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路。
2)ntbj--nca类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列和数据序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列和数据序列建立通路。
3)ntai—ntbj类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路；
(5)管理多路交叉开关a，选择连接ntai的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为数据序列建立通路；
(6)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为数据序列建立通路。
4)ntbj—ntai类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路；
(5)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为数据序列建立通路；
(6)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的ntai输入端；为数据序列建立通路。
本发明的有益效果是：
a)提出了的基于两类交换并行、无阻塞、单一交换机实现的fc-ae-1553交换模型，较多个交换机外部级联的传统实现方案，网络结构简单、连线少、延迟小；
b)提出的不同功能域之间的2n*(n-1)个域对域的全互联通道管理方法，保证了不同功能域之间完全并行无阻塞的通道设计方案，具有延迟小、实时性好的特点；
c)提出的模型和方法通用性强，易于实现、扩展性好。
本发明的方案具有网络结构简单、延迟小、实时性好、通用性好的优点。
附图说明
图1是本发明的fc-ae-1553交换架构模型示意图；
图2是本发明的fc-ae-1553交换机a→b域间互连通道模型图示意图；
具体实施方式
面向fc-ae-1553网络服务多个相对独立的功能域的应用需求，设计多个网络控制器(nc)分别主控各功能域，基于单一交换机设计两类无阻塞交换。下面结合附图的具体实现对本发明做进一步的详细说明。
第一类，fc-ae-1553网络功能域内的各个终端交换。在交换机内，针对n个功能域，如图1，设计n个功能域交换开关sy1、sy2…syn。其中syi的输入输出交换机连接为本域的nci和所有ntij，支持nci与ntij之间的信息交换，每个交换开关采用两个交换模式：nc指令或数据序列下达nt，用广播交换模式；相关的nt响应nc指令的状态序列和数据序列或发送到其他nt的数据序列，用点对点交换模式；达到各个域内无阻塞交换目标。
第二类，fc-ae-1553网络的域间交换，在交换机内，针对n个功能域，设计全互联交换的2n*(n-1)个域对域的互联通道。2n*(n-1)个通道的分布如下：
(1)，域1与其他域2，3，…，n之间，设计1到2、2到1，1到3、3到1，…，1到n、n到1的共2(n-1)通道；
(2)，域2与其他域3，…，n之间，设计2到3、3到2，2到4、4到2，…，2到n、n到2的共2(n-2)个通道；
依次类推……，
(n-1)，域(n-1)与域n之间设计(n-1)到n、n到(n-1)的共2个通道。
通过以上共2n*(n-1)个互联通道达到n个域两两之间的无阻塞交换。
如图2，因两个域之间的通道管理设计原理一致，因此以a域到b域(a→b)的互联通道的实现管理方法说明设计方案。设定a域的nc标识为nca，a域共有s个nt，标识为nta1、nta2、…、ntas；设定b域的nc标识为ncb，b域共有t个nt，标识为ntb1、ntb2、…、ntbt；在a→b的通道设计方案中包括三个部分：
第一、多路交叉开关a，从a域的nca、nta1、nta2、…、ntas的输入选择nca或nta1、nta2、…、ntas之一ntai输出连接到b域的ntb1、ntb2、…、ntbt之一ntbj；
第二、多路交叉开关b，从b域的ntb1、ntb2、…、ntbt输入选择之一ntbj输出连接到nca或ntai；
第三、a→b通道的终端选择与通路控制逻辑，根据nca发送的指令序列中的指令字的源地址、目的地址、指令类型，实时控制多路交叉开关a和多路交叉开关b的终端选择与通路开通和关断。
根据nca发出的fc-ae-1553指令序列的参数：s_id(nc地址)、d_id(nt地址)、nt-nt传输标志位、nt-nt传输的接收或发送nt地址，确定a、b两个域之间的fc-ae-1553帧类型：nca--ntbj、ntbj--nca、ntai—ntbj、ntbj—ntai四种之一。
1)nca—ntbj类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列和数据序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列和数据序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路。
2)ntbj--nca类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列和数据序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列和数据序列建立通路。
3)ntai—ntbj类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路；
(5)管理多路交叉开关a，选择连接ntai的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为数据序列建立通路；
(6)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为数据序列建立通路。
4)ntbj—ntai类型帧管理方法：
(1)管理多路交叉开关a，选择连接nca的输入端，选通到交叉开关a连接交叉开关b的输出端；为指令序列建立通路；
(2)管理多路交叉开关b，选择连接交叉开关a的输入端，选通到交叉开关a连接的ntbj输入端；为指令序列建立通路；
(3)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为状态序列建立通路；
(4)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的nca输入端；为状态序列建立通路；
(5)管理多路交叉开关b，选择连接ntbj的输入端，选通到交叉开关b连接交叉开关a的输出端；为数据序列建立通路；
(6)管理多路交叉开关a，选择连接交叉开关b的输入端，选通到交叉开关a连接的ntai输入端；为数据序列建立通路。