Разработка унифицированного стека сетевых протоколов для полевых шин корабельных систем управления техническими средствами

• Автор: Королев, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОАГМОДЕЛЬ И ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА ДЛЯ ТИПОВЫХ МЕЖПРИБОРНЫХ КАНАЛОВ , 5, МАНЧЕСТЕР.

1.1. Анализ и особенности применения I модели.

1.2 Протоколы верхних уровней для канала .

1.2.1. Назначение СШпротоколов верхних уровней

1.2.2. Обзор С4Унротоколов верхних уровней

1.2.3. I модель С АVпротоколов

1.3 Протоколы верхних уровней для каналов обмена на основе .

1.3.1. Обзор протоколов верхних уровней каналов обмена на основе

1.3.2. I модель протоколов верхних уровней для каналов обмена на основе 5

1.4 Протоколы верхнего уровня для канала МАНЧЕСТЕР.

1.4.1. Стандарты обмена по каналу МАНЧЕСТЕР.
1.4.2. Протоколы верхнего уровня для каналов МАНЧЕСТЕР
1.4.3. Особенности организации обмена в канале МАНЧЕСТЕР
1.4.4. Протокол обмена на основе статического расписания
1.5 Анализ распределения функций между уровнями сетевых протоколов
типовых межприборных каналов , 5, МАНЧЕСТЕР.
Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ АНАЛИЗА СЕТИ С ВЫДЕЛЕННЫМ УЗЛОМ, ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРОТОТИП АЛГОРИТМА ПЛАНИРОВАНИЯ
ОБМЕНА ДЛЯКАНАЛА МАНЧЕСТЕР
. Выбор.метода анализа сетис выделенным узлом обслуживания
2.1.1. Аналитическая модель вычислительной сети.
2.1.2. Модель вычислительной сети с выделенным узлом обслуживания
2.2. Поиск прототипа алгоритма планирования обмена для канала МАНЧЕСТЕР.
2.2.1. Алгоритм планирования .
2.2.2. Алгоритм планирования приоритетных очередей
2.2.3. Взвешенная справедливая организация очередей i i i.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МНОГОУРОВНЕВОГО УНИФИЦИРОВАННОГО СТЕКА СЕТЕВЫХ ПРОТОКОЛОВ ДЛЯ
ТИПОВЫХ МЕЖПРИБОРНЫХ КАНАЛОВ
3.1. Способ оптимального распределения функций между уровнями, унифицированного стека сетевых протоколов.
3.2. Расширение протокола уровня передачи данных для сетей на основе канала
3.3. Протокол расширения уровня передачи данных для сетей на основе канала
3.4. Протокол расширения уровня передачи данных для сетей на основе канала МАНЧЕСТЕР.
3.4.1. Основные функции протокола расширения уровня передачи данных
3.4.2. Описание протокола расширения уровня передачи данных
3.4.3. Способ обслуживания доступа к каналу в протоколе расширения уровня передачи данных для канала МАНЧЕСТЕР.
3.5. Транспортный уровень унифицированного стека протоколов
3.5.1. Протокол пакетной передачи данных с логической адресацией внутри абонента.
3.5.2. Протокол передачи массивов данных.
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ УНИФИЦИРОВАННОГО СТЕКА
СЕТЕВЫХ ПРОТОКОЛОВ
4.1 Аналитическая оценка пропускной способности
4.1.1. Канал МАНЧЕСТЕР
4.1.2. Канал САИ
4.1.3. Канал Я.
4.1.4. Сравнительный анализ пропускной способности унифицированного протокола для типовых каналов МАНЧЕСТЕР, САИ и ЯЗ5.
4.2. Оценка задержки передачи сообщений для канала МАНЧЕСТЕР путем моделирования способа обслуживания средствами
4.2.1. Разработка модели канала МАНЧЕСТЕР.
4.3. Использование сжатия данных для повышения пропускной способности
4.3.1. Метод передачи сжатых данных.
4.3.2. Алгоритм сжатия данных.
4.3.3 Аналитическая оценка эффективности использования сжатия данных .
Выводы по главе
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА УНИФИЦИРОВАННОГО СЕТЕВОГО ПО И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В СУ ТС.
5.1. Сетевые структуры СУ ТС.
5.2. Проектирование и разработка унифицированного сетевого ПО, реализующего унифицированный стек сетевых протоколов.
5.2.1. Проектирование архитектуры программного обеспечения.
5.2.2. Программный интерфейс прикладного уровня для унифицированного сетевого ПО.
5.2.3. Конфигурирование унифицированного сетевого ПО
5.3. Проектирование и разработка утилит удаленной отладки, на основе унифицированного сетевого ПО
5.4. Экспериментальная оценка загрузки вычислительных средств при использовании унифицированного сетевого ПО.
5.4.1. Методика экспериментального измерения загрузки вычислительных средств
5.4.2. Анализ зависимости загрузки вычислительных средств от интенсивности сетевого потока при использовании унифицированного сетевого ПО
5.5. Внедрение.
5.5.1. Корабельные системы управления на основе сетей стандарта МАНЧЕСТЕР
5.5.2. Сети на основе канала
5.5.3. Сети на основе канала
5.5.4. Экономический эффект внедрения
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ИСТОЧНИКИ
ОП РЕДЕЛ ЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ТЕКСТ УНИФИЦИРОВАННОГО СЕТЕВОГО ПО, РЕАЛИЗУЮЩЕГО УНИФИЦИРОВАННЫЙ СТЕК СЕТЕВЫХ ПРОТОКОЛОВ.
Введение
Актуальность


Для межприборных каналов обмена такой подход является широко распространенным и характерен ещ большим уменьшением числа реализуемых уровней, что является одной из причин, приводящих к появлению разнородных, несовместимых сетевых протоколов для различных типов каналов обмена. Протокол описывает, как пакеты должны быть доставлены от одного узла сети к другому. Доставка пакетов обеспечивает приоритетный доступ к среде передачи, формирование и проверку контрольных кодов. Протокол не содержит рекомендаций по интерпретации полей данных пакета, использованию поля арбитража, обеспечению передачи данных, длина которых превышает восемь байт, логической схеме передачи, которую должны использовать общающиеся между собой узлы и т. Другими словами, протокол описывает два нижних уровня эталонной сетевой модели I физический и уровень передачи данных. В протоколе не существует явнойадресации сообщений. В этом протоколе нигде не указывается, что поле арбитража Iiii i и i должно использоваться как идентификатор сообщения или узла. Таким образом, идентификаторы сообщений и адреса узлов могут находиться в любом поле сообщения в поле арбитража или в поле данных, или присутствовать и там, и там. Протокол не запрещает также использовать поле арбитража для передачи данных. Приведенные выше положения верхние1 пять уровней модели II, которые не специфицируются стандартом описываются так называемыми протоколами высокого уровня i . В.настоящий момент существует несколько протоколов. Протокол определяет принципы работы сети и типы пересылаемых по ней сообщений это функция второго уровня 0модели. Поскольку для всех остальных уровней функции не специфицированы, каждый пользователь определяет их самостоятельно. Это приводит к появлению несовместимых друг с другом аппаратнопрограммных решений, что до сих пор является одним из основных недостатков протокола С по сравнению с другими промышленными шинами. Он имеет статус стандартного протокола для разработки новых приложений. В С он используется в качестве базового. Швеция, который используется в основном в текстильной промышленности. США, который взят под контроль организацией поставщиков V Ореп vi V ii. В настоящее время его поддерживает около 0 поставщиков. Ii разработан норвежской компанией I для управления корабельными датчиками и программируемыми контроллерами. Швейцария для управления датчиками и исполнительными механизмами. Протокол очень сильно напоминает I I, его поддерживает около поставщиков. Швейцария для управления своими модулями вводавывода. Его также поддерживают ii, , i и . Протокол чрезвычайно прост. Это позволяет создавать модули для высокоскоростного вводавывода. V протокол, разработанный компанией Великобритания для автомобильных систем. Естественно, есть и другие компании, которые вс ещ разрабатывают свои собственные протоколы. В приведенном списке перечислены лишь самые известные протоколы. Ниже рассматриваются два наиболее распространенных и стандартизированных протокола и vi. Протокол определяет несколько методов передачи сообщений по сети . Эти сообщения называются объектами, связи Протокол поддерживает синхронизованную передачу сообщений, которая выполняется при помощи объектов . Асинхронные сообщения передаются при помощи объектов , которые могут пересылаться в любой момент, времени. В в качестве базового используется протокол ii v. Этот протокол находится на седьмом уровне модели I и непосредственно взаимодействует с прикладной программой. Сейчас это один из основных протоколов при разработке новых СЯМприложений. Если бы он появился несколько раньше, то большинства других протоколов типа , и vi сейчас бы не существовало. Совместно эти документы, дают представление о том, каким образом должен использоваться для реализации конкретного набора функций. Поэтому основное внимание должно обращаться на такие моменты. Прежде, чем. I . Явные сообщения представляют собой обмен запросответ, имеющий своей целью обеспечение служебных функций, например, таких, как удаленная конфигурация узла и настройка параметров соединения. Сообщения вводавывода предназначены для быстрого обмена данными.