基于双网对双网数据通信转发处理方法

　　摘要：双网通信结构是保证外场测控装备和指控中心测控计算机系统之间信息可靠传输的重要措施。在确保数据转发可靠性基础上，为使转发的数据帧齐全且不重复，文中设计了直传法和综合处理法两种双网对双网数据通信处理方式，这两种处理方式已在靶场内外场通信实践中得到了具体应用。结果表明，提出的两种方法均具有高可靠性，能实现转发的数据帧齐全且不重复，应用时可根据网络结构特点加以选择。

　　关键词：飞行器试验,数据通信转发,高可靠性,试验信息网

　　为确保测控数据可靠传输，飞行器试验测控通信系统所建立的试验通信网和指控中心测控计算机系统的内部试验信息网通常都为相互独立的双网结构[1]。在进行飞行器飞行试验时，布设在外场各站点的测控装备需将测控数据通过试验通信网实时传输到指挥控制中心[2]，由指控中心的测控计算机系统中的通信服务器接收并通过系统内部试验信息网发送给系统内各数据处理计算机，各计算机所形成的重要数据再通过试验信息网发送给通信服务器[3]，由通信服务器通过试验通信网发送给各测控装备[4]。

　　在上述过程中通信服务器起到了指控中心与外场装备进行数据通信转发作用，它分别与试验通信网即外场双网和试验信息网即内场双网共4个网连接[5-6]。当然，为提高可靠性，通信服务器的配置也是两台，形成“主机/副机”工作方式，即两台服务器同时工作，都接收并处理数据，区别是主机发送数据而副机不发送数据，主机与副机通过“心跳线”相互监视，进行主、副机切换，或通过控制节点发出控制命令进行主、副机切换[7]。

　　通信服务器既要将外场双网数据转发给内场双网，又要将内场双网数据转发给外场双网，而无论是外场双网还是内场双网作为发送网，两网所发的数据既有相同的数据又有不同的数据[8]，在这种双网对双网数据通信转发方式下，为确保通信服务器所转发出的数据对于每个接收网来说既完整又不重复，本文提出了直传法和综合处理法两种措施，通过设置通信服务器上的配置文件来确定使用哪种方法[9]。

　　1直传法

　　该方法直接确定内场网与外场网共4个网之间数据传递关系，即确定从哪个网接收的数据直接从另外哪个网转发出去，这个关系可在配置文件中设定，通信服务器按照转发关系，进行接收数据转发[10]。(1)确定转发关系。有两个方向数据转发关系，一是内场数据向外场转发，二是外场数据向内场转发;(2)进行数据转发。通信服务器按照确定的转换关系，进行接收数据的直接转发。

　　2综合处理法

　　通信服务器从对等的双网接收数据帧，其中大量数据帧两两相同，转发时，不能向同一个网重复转发相同数据帧，必须甩掉一帧[11-12]。该方法包含两种甩帧方法，分别是特征数据比对法和传输频率判断法[13]。

　　2.1特征数据比对法

　　特征数据比对法是指对所转发数据帧序列中具有唯一性特征的数据进行比对，发现已转发数据帧中的特征数据有相同的值，说明该帧数据已转发，则甩掉该数据帧。具体做法如下:(1)确定特征值。分析数据帧格式，确定数据帧中的特征数据;(2)定义特征值比对结构。用于描述数据帧最新转发帧中的特征值;(3)进行特征值比对。通信服务器接收到数据帧后，对新旧特征值进行比对;(4)转发处理。如果接收的新数据帧中的特征值与前一个记录中的特征值相同，则该数据帧为旧数据帧，应抛弃;否则，为新的数据帧，向(内/外)双网转发，并记录新数据帧中的特征值。

　　2.2传输频率判断法

　　传输频率判断法是对特征数据比对法的一种补充，是对某些数据帧中无明显唯一特征，无法进行数据特征比对，但该数据帧却具有固定的传输频率即发送周期，比较前后相邻两帧数据接收时间之差，如果大于某个门限值，则是新数据帧，进行转发;否则直接抛弃。记录转发数据帧的接收时间，用于进行下一帧数据比对。

　　(1)确定数据帧传输频率判断值(门限)。分析传递的数据帧发送周期，取周期值的2/3作为接收时间间隔判断值;(2)定义接收时间结构。用于记录数据帧最新转发帧的接收时间;(3)进行接收时间间隔比对。通信服务器接收到数据帧后获取该数据帧的接收时间，与接收时间结构中记录的时间进行比对;(4)转发处理。如果两个数据帧接收时间差小于门限值，则为重复帧，应抛弃;否则，为新的数据帧，向(内/外)双网转发，并记录新数据帧接收时间用于后续比对。

　　3转发数据测试与结果分析

　　分别通过双内网及双外网向通信服务器发送仿真数据，测试两种数据转发方式的丢包率。测试结果表明，在网络正常的情况下，两种数据转发方式均高效、可靠。直传法的优点是转发关系有多种，每种都简单明了，不涉及所转发数据的内容，软件实现过程简单，缺点是数据转发可靠性有所降低，4个网中一旦有一个网故障，则数据可能丢失。综合处理法优点是不丢失数据，向每个网转发的数据帧完整、齐全且不重复，数据转发可靠性非常高，缺点是需了解所转发数据的内容特征或发送特性，软件实现过程较为复杂。

　　4结束语

　　在飞行器试验中，通信服务器连接着两个对等的外场网和两个对等的内场网，并负责内、外场数据通信转发。本文提出的在双网对双网数据通信转发方式下的两种数据转发方法，其中直传法直接确定内场网与外场网4个网之间数据传递关系，即确定哪个网接收的数据直接从另外哪个网转发出去;而综合处理法则是通过对已发送的数据帧内容或传输频率进行比对分析，发送新的数据帧，抛弃已发送过的数据帧[14]。本方法已经在某飞行器试验场测控中心计算机系统中得以应用，运行高效、可靠。

　　参考文献

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　　[5]曾秋芬，陈特放，刘毅斌.列车通信网线路冗余研究[J].计算机测量与控制，2009，17(6):1199-1200.

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　　[7]李日永，金芳，郑绪刚.测控数据传输服务系统设计与实现[J].计算机与网络，2016(10):60-64.

　　[8]张树东，张蓓.基于均匀分布的机会网络消息转发策略[J].计算机应用与软件，2017，34(2):164-168.

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