申请/专利权人：中国航空无线电电子研究所

申请日：2019-01-29

公开（公告）日：2023-04-07

公开（公告）号：CN109728978B

主分类号：H04L43/08

分类号：H04L43/08;H04L43/106

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.04.07#授权;2019.05.31#实质审查的生效;2019.05.07#公开

摘要：本发明公开了一种考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法，运行在测试设备上，包含以下步骤：配置一张支持线速率转发的配置表，并加载到被测AFDX交换机中；以线速率发送符合配置表转发要求的数据帧；分别记录被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧发送时的时间戳；记录接收到被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧时的时间戳；根据两个时间戳计算测试设备和被测AFDX交换机的速率偏差，根据速率偏差调整测试设备的线速率，使测试设备的线速率与被测AFDX交换机的线速率一致；根据调整后的线速率进行线速管制功能测试。本发明避免了因为时钟漂移带来的结果误判。

主权项：1.一种考虑时钟漂移的航空电子全双工交换式以太网AFDX交换机线速管制能力测试方法，运行在测试设备上，在进行线速率管制能力测试之前，先进行测试设备与被测AFDX交换机的线速率性能评估，包含以下步骤：第一步：配置一张支持线速率转发的配置表，并加载到被测AFDX交换机中；第二步：以线速率向被测AFDX交换机发送符合配置表转发要求的数据帧；第三步：抽样若干个数据帧，分别记录被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧发送给被测AFDX交换机时的时间戳，分别为T10和T11；第四步：记录接收到从被测AFDX交换机转发回的被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧时的时间戳，分别为Tn0和Tn1；第五步：计算测试设备和被测AFDX交换机的速率偏差r＝Tn1-Tn0T11-T10，根据速率偏差调整测试设备的线速率，使测试设备的线速率与被测AFDX交换机的线速率一致；其中，如果r1，则说明测试设备的时钟快，测试设备需要进行降速处理；如果r1，则说明测试设备的时钟慢，测试设备需要进行提速处理；通过设置测试设备的时钟漂移值、端口带宽、帧间隙IFG来调节测试设备的线速率；第六步：根据调整后的线速率进行线速管制功能测试，当出现数据帧因为管制原因被被测AFDX交换机丢弃时，返回第三步。

全文数据：考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法技术领域本发明涉及AFDX航空电子全双工交换式以太网交换机线速管制能力测试方法，特别涉及考虑时钟漂移因素后设计的交换机线速管制能力测试。背景技术AFDX网络采用的是以交换机为中间节点的星形拓扑，一台交换机与多台终端或者其它交换机相连接。该网络通过“带宽分配间隔BAG”和“抖动Jitter”来管制属于同一信用量Account的网络数据，管制策略借鉴了网络限流常用方法中的令牌桶方式，为网络传输提供了有界的延时上限。该网络在航空领域有着广泛应用。AFDX交换机作为网络的中间节点，它的性能指标对网络性能有着重要影响。在AFDX协议ARINC664Part7中要求交换机具备线速率管制数据帧的能力。而在测试过程中，特别是持续长时间的压力测试过程中会发现，当测试设备发送网络数据的速率设置为线速率时，被测AFDX交换机可能会出现非预期的数据帧因为不符合管制规则而被丢弃的现象。经过大量的测试数据分析发现，造成上述现象的原因是测试设备和被测AFDX交换机的时钟漂移导致它们的时间刻度存在偏差，如图1所示，测试设备的时间刻度比被测AFDX交换机的时间刻度略小，随着时间的推移，和时间相关的参数偏差会越来越大。根据AFDX协议，对于虚拟链路iVLi,令牌注入速率为单位：字节秒，假设测试设备的时间刻度小于被测AFDX交换机的时间刻度，我们可以推算出，被测AFDX交换机令牌注入速率将小于测试设备数据帧的发送速率。那么对于VLi,即使测试设备严格按照BAGi时间间隔周期发送数据帧，随着测试持续时间的推移，当偏差大于等于被测AFDX交换机的信用量分辨率时，被测AFDX将会把按照理论计算可以通过管制进入交换机的数据帧丢弃，丢弃原因记录为信用量不足。发明内容鉴于AFDX网络中终端和交换机设备因时钟漂移带来非预期数据帧丢弃情况发生，以及AFDX网络本身不具备多设备时间同步的缺陷，本发明提出一种考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法，避免在进行长时间的线速率管制能力测试中，出现测试结果的错误评判，以及带来的经济损失。本发明的发明目的通过以下技术方案实现：一种考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法，运行在测试设备上，包含以下步骤：第一步：配置一张支持线速率转发的配置表，并加载到被测AFDX交换机中；第二步：以线速率向被测AFDX交换机发送符合配置表转发要求的数据帧；第三步：抽样若干个数据帧，分别记录被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧发送给被测AFDX交换机时的时间戳，分别为T10和T11；第四步：记录接收到从被测AFDX交换机转发回的被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧时的时间戳，分别为Tn0和Tn1；第五步：计算测试设备和被测AFDX交换机的速率偏差r＝Tn1-Tn0T11-T10，根据速率偏差调整测试设备的线速率，使测试设备的线速率与被测AFDX交换机的线速率一致；第六步：根据调整后的线速率进行线速管制功能测试，当出现数据帧因为管制原因被被测AFDX交换机丢弃时，返回第三步。本发明提供的考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法可以应用在AFDX交换机线速率管制功能测试中，特别推荐在持续时间较长的测试中应用，不仅可以对AFDX交换机管制能力进行测试，还避免了因为时钟漂移带来的结果误判，具有极大的应用价值。附图说明图1为时间刻度偏差示意图。图2为考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法的流程示意图。图3为测试设备与AFDX交换机的连接关系示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明提出的考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法在进行线速率管制能力测试之前，先进行测试设备与被测AFDX交换机的线速率性能评估，如果测试设备的线速率实际大于被测AFDX交换机的线速率时，应对测试设备的线速率进行降速处理，使其与被测AFDX交换机线速率一致；如果测试设备的线速率实际小于被测AFDX交换机的线速率时，应对测试设备的线速率进行提升处理，同样使其与被测AFDX交换机线速率一致。测试设备在“速率匹配”后，按照被测AFDX交换机的线速生成网络数据，进行AFDX交换机线速管制能力测试。测试设备与被测交换机的连接方式如图3所示，测试流程图如图2所示，包含以下步骤：第一步：配置一张可以支持线速率转发的配置表，在执行测试之前加载到被测AFDX交换机中。配置表配置的资源VL数量及相应的BAG、Jitter等参数应满足被测交换机端口能够进行线速转发数据的要求交换机的接收和发送所占用的带宽理论计算值应分别达到线速率。第二步：测试设备的相应端口以线速率向被测AFDX交换机发送符合配置表转发要求的数据帧所有数据帧的发送时间间隔必须符合交换机管制要求的理论计算值。假设时间记录方式是以数据帧的第一个bit到达端口的时刻为时间戳。第三步：测试设备抽样若干个数据帧，分别记录被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧发送给被测AFDX交换机时的时间戳，分别为T10和T11；数据帧到达被测AFDX交换机后，经过转发回到测试设备相应端口。第四步：记录接收到从被测AFDX交换机转发回的被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧时的时间戳，分别为Tn0和Tn1。第五步：测试设备通过时间戳计算测试设备和被测AFDX交换机的速率偏差，假设测试速率偏差为r，r＝Tn1-Tn0T11-T10，r应至少保留小数点后5位。如果r1，则说明测试设备的时钟快，测试设备需要进行降速处理；如果r1，则说明测试设备的时钟慢，测试设备需要进行提速处理。通常可以通过设置测试设备的时钟漂移值、端口带宽、IFG等指标来调节测试设备的线速率。然后采用“速率匹配”后的速率，进行线速管制功能测试。第六步：根据调整后的线速率进行线速管制功能测试，当出现数据帧因为管制原因被被测AFDX交换机丢弃时，返回第三步重复速率评估过程。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

权利要求：1.一种考虑时钟漂移的AFDX交换机线速管制能力测试方法，运行在测试设备上，包含以下步骤：第一步：配置一张支持线速率转发的配置表，并加载到被测AFDX交换机中；第二步：以线速率向被测AFDX交换机发送符合配置表转发要求的数据帧；第三步：抽样若干个数据帧，分别记录被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧发送给被测AFDX交换机时的时间戳，分别为T10和T11；第四步：记录接收到从被测AFDX交换机转发回的被抽样的数据帧以及接下来一个数据帧时的时间戳，分别为Tn0和Tn1；第五步：计算测试设备和被测AFDX交换机的速率偏差r＝Tn1-Tn0T11-T10，根据速率偏差调整测试设备的线速率，使测试设备的线速率与被测AFDX交换机的线速率一致；第六步：根据调整后的线速率进行线速管制功能测试，当出现数据帧因为管制原因被被测AFDX交换机丢弃时，返回第三步。

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