一种适用于SpW/SpF网络模型描述方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种适用于SpaceWire和SpaceFiber (简写为SpW/Sp巧网络模型的 描述方法。
【背景技术】
[0002] 航天技术的快速发展对航天器的自主配置、自主管理、自主维护等提出了越来越 高的需求，航天器统一信息智能网络为该问题提供了良好的解决思路。为实现统一信息智 能网络，需要采用统一的航天器总线统一接口，需要在网络中设置网络管理器进行统一管 理，需要对网络组成信息进行记录存储。因此有必要根据本发明提出的SpW/SpF网络模型 的描述方法对航天器统一信息智能网络的拓扑结构进行数学建模。
[0003] 目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资 料。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种适用于SpW/SpF网络 模型的描述方法，该方法根据SpW/SpF总线的组网与数据传输特点，提出了一种有效的网 络拓扑建模算法，通过切实可行的有向图描述方法和邻接矩阵记录方法，为航天器统一信 息SpW/SpF智能网络的模型建立、仿真分析、自主配置与维护等提供了解决思路。
[0005] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] 一种适用于SpW/SpF网络模型的描述方法，包括如下：
[0007] (1) SpW/SpF网络中包含有一个网络管理器； 阳00引 似SpW/SpF节点均通过SpW/SpF路由器相连；
[0009] (3) SpW/SpF网络管理器采用路径寻址的方式通过数据包服务（Packet Service) 依次向网络中的所有设备发送设备信息查询包；
[0010] (4) SpW/SpF节点和SpW/SpF路由器接收到设备信息查询包后，将自己的设备信息 W及收到该查询包的端口号反馈给网络管理器；
[0011] (5) SpW/SpF网络管理器收到各个设备反馈的信息后，依据收到各设备应答的先后 顺序依次对各个设备进行编号，并通过数学建模将网络拓扑结构模型化为有向图； 阳01引将SpW/SpF网络中的设备模型化为有向图中的节点、设备间的链路连接模型化为 一对有方向有权值的边，从第i个节点的k号端口到第j个节点的边的权值Wi,,为k ;
[001引 （6) SpW/SpF网络管理器将有向图数学化，采用邻接矩阵的方式记录存储下来。
[0014] 邻接矩阵A是一个nXn的方阵（n为有向图中设备的个数），其第i行、第i列对 应于第i个节点，矩阵中的元素A[i，j]为Wi, j。
[0015] 邻接矩阵A具有五个性质：
[0016] 任一节点没有连接到自身的回路，即A[i，i] = 0 ;
[0017] 根据A[i，j]的物理意义可知，A[i，j]声A[j，i]，所W邻接矩阵为非对称，即 A 声 AT;
[0018] 矩阵A的第i行中非零元素的个数即为第i个节点的出度（W设备i为终点的连 接数目），矩阵A的第i列中非零元素的个数即为第i个节点的入度（W设备i为起点的连 接数目）；
[0019] -个设备端口上不会同时连接多个设备，所W若m声n，则A[i，m]声A[i，n];
[0020] 根据有向图中边的物理意义可知，有向图中的边总是成对出现的，即若A[i， j]声0,则A[ j,;[]声0;右A虹，n] = 0,则A[n, m] = 0。
[002U 本发明根据SpW/SpF总线的组网与数据传输特点，提出了切实有效的适用于SpW/ SpF网络拓扑数学描述方法，为航天器统一信息SpW/SpF智能网络的模型建立、仿真分析、 自主配置与维护等奠定了基础，具有良好的工程应用价值。
【附图说明】
[0022] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 阳02引图1为本发明中一实施例的SpW/SpF网络拓扑结构示意图；
[0024] 图2为本发明一实施例中SpW/SpF网络编号结果示意图； 阳0巧]图3为本发明一实施例中SpW/SpF网络结构的有向图模型。
【具体实施方式】
[00%] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变化和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0027] 本发明提供的适用于SpW/SpF网络模型描述方法，包括如下：
[0028] (1) SpW/SpF网络中包含有一个网络管理器；
[0029] 似SpW/SpF节点均通过SpW/SpF路由器相连；
[0030] (3) SpW/SpF网络管理器采用路径寻址的方式通过数据包服务（Packet Service) 依次向网络中的所有设备发送设备信息查询包；
[0031] (4) SpW/SpF节点和SpW/SpF路由器接收到设备信息查询包后，将自己的设备信息 W及收到该查询包的端口号反馈给网络管理器；
[0032] (5) SpW/SpF网络管理器收到各个设备反馈的信息后，依据收到各设备应答的先后 顺序依次对各个设备进行编号，并通过数学建模将网络拓扑结构模型化为有向图；
[003引 （6) SpW/SpF网络管理器将有向图数学化，采用邻接矩阵的方式记录存储下来。
[0034] 图1为按照该约束条件建立的SpW/SpF网络拓扑结构示意图。
[0035] 图1中包含有四个节点Nl、N2、N3、M，两个路由器RU R2,所有设备通过链路互 连，各设备内的小方框内显示的是设备的端口号。不妨假设节点Nl是该网络中的网络管理 器，为网络中的零号设备，由其通过依次发送设备查询包获得网络的拓扑信息，且根据收到 应答包的先后顺序对网络中遍历到的设备依次进行编号。若网络管理器采用宽度优先的网 络遍历算法，且优先遍历路由器的小号端口，则遍历到的设备依次为：R1、N2、R2、N3、N2、M， 依次对各设备进行编号，编号后的网络如图2所示。
[0036] 为了对SpW/SpF网络拓扑进行描述，本发明采用一种非线性数据结构"有向图"来 描述网络设备间复杂的互连关系。有向图（G)是一种非线性结构，它由顶点集V(G)和边集 E似组成，记为G= (V，巧。其中V似是图的顶点组成的非空有限集合，即网络设备的集 合，而E似是V似中任