[发明专利]一种提高时间触发以太网数据传输可靠性系统

说明书

本发明公开了一种提高时间触发以太网数据传输可靠性系统，本发明重新设计了系统拓扑结构，增加交换机之间的传输通道，当发生情况时，将本身故障交换机收到的数据转发给链路故障交换机，发生故障的节点通过原有与本身故障交换机连接的通路和交换机之间的备份通道与链路故障交换机进行了连接，实现了通信，提高了系统的容错性。

技术领域

本发明涉及一种提高时间触发以太网数据传输可靠性系统，属于计算机网络技术领域。

背景技术

TTEthernet是基于时间触发的新型以太网协议，是TTTech公司专门针对航空、航天、船舶等对安全关键系统所开发的高速实时容错网络技术，通信速率目前支持10Mbit/s、100Mbit/s和1Gbit/s三种。TTE协议向下完全兼容普通以太网和ARINC664part7(AFDX)，并可以在同一条TTE网络中同时实现普通以太网(Best-Effort，BE)、ARINC664part7(Rate-Constraint，RC)和时间触发(TT)三种不同优先级报文混合通信的方式，具有基于时间触发网络特有的高实时性及双通道冗余的高故障容错能力，可用于对实时性要求较高的控制系统，数据采集及数据流量大的多媒体系统等，在航天领域具有广阔的应用前景。

时间触发的通信不受事件驱动，是由时间节点驱动的，TTEthernet网络系统具有一个共同的时间基准，每个通讯节点和交换机都按照通信配置表的要求，在规定的时刻开始收发数据。网络的通信配置表采用专用工具离线方式生成，保证所有共享资源都不相互冲突，在网络中每个通讯节点在某一个时刻最多只有一条消息需要发送，不会出现多条消息竞争使用同一输出链路的情况。

但是，普通TTE网络存在着如下缺点：

普通TTE网络一般采用热备份方式工作，每个节点连接到所有交换机的对应接口上，交换机只要有一份故障时就不会影响数据传输。

但是，如果发生数据链路和交换机接口两重故障，会造成控制器节点之间无法通信，造成系统故障。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提出一种提高时间触发以太网数据传输可靠性系统，在通讯节点接口和交换机接口两重故障下，可最大限度保证通信，提高了系统的可靠性。

本发明的技术解决方案是：

一种提高时间触发以太网数据传输可靠性系统，包括通讯节点和交换机，通讯节点至少两个，最多与每个交换机端口数量一致；交换机至少两台，其中一台为工作交换机，其余为备份交换机；每个通讯节点分别与每个交换机的相同编号的端口连接，交换机之间通过数据传输通道连接；

正常模式下交换机之间采用热备份的方式工作；

当工作交换机出现故障时，将工作交换机切换为故障模式，利用备份交换机工作，工作交换机将其IO口切换为转发模式，实现系统正常通信；

当工作交换机出现故障的同时，备份交换机上的端口也出现故障时，工作交换机将从通讯节点接收到的数据通过数据传输通道转发到备份交换机上，实现系统正常通信。

交换机包括交换机A、交换机B，通讯节点K个，

交换机A收到连接到网络中的通讯节点M发往通讯节点N的数据，1≤M≤K，1≤N≤K，按照系统默认配置信道将数据发送给通讯节点N，在规定的时间t0内，交换机A没有收到通讯节点N的反馈信息，经过n1次通信尝试后，n1≥5，交换机A进入故障模式，将接收到通讯节点M发送的数据通过备份通道发往交换机B；若连接到交换机A上的所有节点均需要通过备份通道向交换机B发送数据，则交换机A停留在故障工作模式，系统仅使用交换机B进行通信；若连接到交换机A上正常通信的通讯节点数K≥2，则交换机A由故障模式转换为端口故障模式工作，交换机B工作逻辑同交换机A。

本发明与现有技术相比的有益效果是：