一种基于转发的单网络和双冗余网络数据通信方法及装置

技术领域

本发明属于雷达信息处理领域，尤其涉及一种基于转发的单网络和双冗余网络数据通信方法及装置。

背景技术

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

在雷达系统中，根据不同应用需求存在DSP、CPU等多种不同的硬件平台和单以太网、双冗余以太网等多种通信方式，导致雷达应用程序在数据隔离环境下、跨不同协议网络、不同计算平台之间进行数据交互面临挑战。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于转发的单网络和双冗余网络数据通信方法，包括以下步骤：

从配置文件中加载配置；

加载两个主题文件，两个主题文件分别指定单网口侧到双网口侧的主题表和双网口侧到单网口侧的主题表；

解析主题文件并生成主题表；

根据主题表分别在单网口侧和双网口侧创建域参与者、主题、数据写者和数据读者实体，数据读者和数据写者分别隶属于各自网口侧的域参与者；

域参与者、数据写者和数据读者基于主题完成单网络和双冗余网络之间的数据转发。

进一步地，所述主题分为“单-双”和“双-单”两种主题。

进一步地，单网络和双冗余网络之间的数据转发方法包括：

单网口侧的域参与者绑定单网口侧的IP地址，其下的数据读者只读取该地址所在的单网络环境下的数据；

双网口侧的域参与者绑定双网口侧的IP地址，其下的数据读者只读取该地址所在的双冗余网络环境下数据。

进一步地，单网络和双冗余网络之间的数据转发方法还包括：单网口侧的数据读者接收来自单网络环境下的数据，单网口侧的数据写者转发来自于双冗余网络的数据到单网络；

双网口侧的数据读者接收来自双冗余网络的数据，双网口侧的数据写者则转发来自于单网络的数据到双冗余网络。

进一步地，单网口侧的数据读者和双网口侧的数据写者配合，完成单网络到双冗余网络的数据转发；双网口侧的和单网口侧的数据写者配合，完成双冗余网络到单网络的数据转发。

进一步地，在进行单网络和双冗余网络之间的数据转发时采用回调方式的异步收数模式，一侧的数据读者收到一包数据后，立即通过另一侧的数据写者将数据转发出去。

进一步地，为了避免数据的回环转发，单网口侧的域参与者和双网口侧的域参与者之间忽略掉对方，避免其下的实体建立匹配关系。

进一步地，在创建数据读者时，先找到另一侧中与该主题对应的数据写者，并将之与当前数据读者关联，从而形成该主题的逻辑通信链路；创建数据读者的同时就确定该主题在另一侧的数据写者，而不是在收到每一包数据时才搜索另一侧的数据写者。

还提供了一种基于转发的单网络和双冗余网络数据通信装置，包括配置加载模块、主题文件加载解析模块、实体创建模块；配置加载模块，用于从配置文件中加载配置；主题文件加载解析模块，用于加载和解析两个主题文件，两个主题文件分别指定单网口侧到双网口侧的主题表和双网口侧到单网口侧的主题表；实体创建模块，用于根据主题表创建单网口侧和双网口侧的域参与者、主题、数据写者和数据读者实体；上述模块根据任一方法进行单网络和双冗余网络之间的数据转发。

本发明与现有技术相比，具备的优点在于：

1.本发明提供了一种基于转发的以太网和双冗余网络间的数据通信方法，实现在数据隔离环境下、异构平台间的高速、实时数据转发。

2.本发明采用“以主题为中心的发布-订阅”模型，提供多种底层通信方式和服务质量控制，统一了不同平台上的数据分发接口，提升应用程序的跨平台移植性。

3.本发明优化了实体关联过程、避免了数据额外拷贝，提升了数据转发性能。

附图说明

图1是本发明实施例“以主题为中心的发布-订阅”模型中各实体的关系图。

图2是本发明实施例基于双冗余转发程序的数据转发结构图。

图3是本发明实施例双冗余转发程序的流程示意图。

图4是本发明实施例回调方式的收数子例程流程图。

具体实施方式

本发明的目的在于建立一种单网络(标准以太网)和双冗余网络间的数据分发方法。基于双冗余转发程序，采用“以主题为中心的发布-订阅”模型，实现数据在标准以太网和双冗余网络间的高速、实时传输，统一了不同平台上的数据分发接口，提升雷达异构平台下数据的共享性。

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于双冗余转发程序的数据转发方法，包括域参与者(DomainParticipant，下称DP)、主题(Topic)、数据写者(DataWriter，下称DW)和数据读者(DataReader，下称DR)等实体。它们在数据分发过程中的逻辑关系如图1所示。在同一个域中，具有相同主题的数据写者和数据读者之间可以进行数据传输。

本实施例给出了一种基于双冗余转发程序、不同协议网络间的数据转发应用实例，如图2所示。在应用实例中，华睿节点位于采用标准以太网协议的单网络、飞腾节点位于采用双冗余网络协议的双冗余网络、双冗余节点则作为这两个网络间的网关。该数据转发方法包括：

单网口侧的域参与者DPs(1)，该域参与者绑定了单网口侧的IP地址，使得其下的数据读者只读取该地址所在的单网络环境下的数据。

双网口侧的域参与者DPd(2)，该域参与者绑定了双网口侧的IP地址，使得其下的数据读者只读取该地址所在的双冗余网络环境下数据。

单网口侧的数据读者DRs2d(3)和数据写者DWd2s(4)，其中的数据读者接收来自单网络环境下的数据流量、数据写者则转发来自于双冗余网络的流量到单网络。

双网口侧的数据读者DRd2s(5)和数据写者DWs2d(6)，其中的数据读者接收来自双冗余网络的数据流量、数据写者则转发来自于单网络的流量到双冗余网络。

从实体间的逻辑关系看，单网口侧的数据读者DRs2d(3)和数据写者DWd2s(4)隶属于单网口侧的域参与者DPs(1)、双网口侧的数据读者DRd2s(5)和数据写者DWs2d(6)隶属于双网口侧的域参与者DPd(2)；从数据流向看，单网口侧的数据读者DRs2d(3)和双网口侧的数据写者DWs2d(6)配合，完成单网络到双冗余网络的数据转发、双网口侧的DRd2s(5)和单网口侧的数据写者DWd2s(4)配合，完成双冗余网络到单网络的数据转发；为了避免数据的回环转发，单网口侧的域参与者DPs和双网口侧的域参与者DPd之间需要忽略掉对方，避免其下的子实体建立匹配关系。

本实施例的实现方法和步骤如图3所示，还提供了一种基于转发的单网络和双冗余网络数据通信装置(下称双冗余转发程序)。双冗余转发程序包括配置加载模块、主题文件加载解析模块、实体创建模块；配置加载模块，用于从配置文件中加载配置；主题文件加载解析模块，用于加载和解析两个主题文件，两个主题文件分别指定单网口侧到双网口侧的主题表和双网口侧到单网口侧的主题表；实体创建模块，用于根据主题表创建单网口侧和双网口侧的域参与者、主题、数据写者和数据读者实体。双冗余转发程序启动时首先从配置文件中加载配置，包括使用的底层通信协议、服务质量、两侧的IP地址以及日志行为等；除了配置文件之外，双冗余转发程序还使用两个主题文件，其中的主题表分别指定了单口到双口的主题表和双口到单口的主题。

转发程序紧接着解析这两个主题文件并生成主题表；之后就是分别创建主题、数据写者和数据读者实体。这里总是先创建数据写者后创建数据读者，因为对任何一侧而言，在创建数据读者时，需要找到另一侧中与该主题对应的数据写者，并将之与当前数据读者关联(图3中的带箭头虚线)，从而形成该主题的逻辑通信链路。在创建数据读者时就确定该主题在另一侧的数据写者，而不是在收到每一包数据时才搜索另一侧的数据写者，可以较大地提升数据转发性能。所以，当华睿节点上的应用程序启动时，如果它发送的数据所属的主题位于双冗余转发程序的“单-双”主题表中，双冗余转发程序上该主题下的数据读者就会读取华睿上数据写者发来的数据，每接收一包数据，经过校验后都通过另一侧同主题下的数据写者转发到双冗余网络中；双冗余网络到单网络的数据转发流程与此类似。如果单网络或双冗余网络中的主题不在双冗余转发程序的主题表中，其下的数据则不会被转发。所述主题分为“单-双”和“双-单”两种主题。

本发明的收数例程采用回调方式的异步收数模式，其流程如图4所示。一侧的数据读者收到一包数据后，立即通过另一侧的数据写者将数据转发出去。这种数据“直通”的转发模式避免了一次额外的拷贝，提高了转发性能。

本发明采用“以主题为中心的发布-订阅”模型，实现实时数据分发；基于双冗余转发程序，完成标准以太网和双冗余网络之间的数据转发；能对底层通信方式和服务质量进行多种选择。

本发明提供了一种基于转发的以太网和双冗余网络间的数据通信方法，实现在数据隔离环境下、异构平台间的高速、实时数据转发。

本发明采用“以主题为中心的发布-订阅”模型，提供多种底层通信方式和服务质量控制，统一了不同平台上的数据分发接口，提升应用程序的跨平台移植性。

本发明优化了实体关联过程、避免了数据额外拷贝，提升了数据转发性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例、并不用以限制本发明、凡在本发明的精神和原则之内、所作的任何修改、等同替换、改进等、均应包含在本发明的保护范围之内。