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机载网络交换模块数据丢包分析

来源:草根论文网 时间:2017-03-21 字体:[ ] 收藏 我要投稿 浏览:

 KAD/SW I/108网络交换模块是对二级网络交换机的有力补充,可以作为独立的网络交换板卡在KAM采集器中直接使用,不需要额外占用飞机上有限的空间。KAD/SW I/108网络交换模块软件配置灵活,4个端口可以自由组合,完全可以替代某些二级交换机的功能,甚至可以作为一级交换机来使用。由于其具有体积小、配置灵活、使用方便、功耗低等诸多优点,在机载测试中得到了广泛的应用。

数据丢包现象

在某型飞机测试系统中,根据测试需求而采用网络化测试系统构架。为减少设备安装空间,网络化采集系统架构中使用KAD/SW I/108网络交换模块作为二级网络交换机。其网络拓扑结构如图1所示。采集器31和采集器41直接连接主控网络交换机NET/SWI/003,其余采集器均经过KAD/SW I/108网络交换模块连接至N ET/SW I/003 。

在参数校准时,发现参数有时会出现数据卡顿现象,在3-4s内不更新,实验数据经过数据处理后,由于数据中出现大面积的时间丢点而无法使用,如图2所示。根据数据处理后的数据分析,可以看出网络化采集系统在工作中出现了大量的数据包丢包。

数据丢包现象分析与定位

针对上述数据丢包现象,首先利用Wireshark软件对所有网络包进行长时间抓取,通过分析IENA包中SEQ参数可以判断数据的连续性。将保存的文件作数据丢包处理,处理结果如表1所示。

通过上述软件分析,使用KAD/S W I/108网络交换模块的采集器都出现了丢包现象,而与主控网络交换机N ET/SW I/003直连的采集器没有出现数据丢包。

通过参数实时检查时的卡顿及时间丢点现象,发现这些参数都来自使用KAD/SWI/108网络交换模块的采集器。因此可以将数据丢包现象定位在KAD/SW I/108网络交换模块。通过更换KAD/S W I/108网络交换模块,数据丢包现象仍然存在,排除了硬件模块导致数据丢包现象这一假设,因此分析认为网络交换模块与主控网络交换机的数据传输方式可能引起了网络数据的丢包。

数据丢包现象解决方法分析研究

网络数据传输属于串行传输的一种,数据传送方式可分为:全双工、半双工通信和单工通信。全双工通信是指数据的传输都是双向进行的;半双工通信是指数据可以沿两个方向传送,但同一时刻只允许单方向传送;单工通信是指数据传输是单向传输的。

根据数据丢包现象分析,网络数据的传输有可能处于半双工模式。在同一时刻,数据的传输只能单向进行,在需要数据作双向传输时,就会形成网络资源竞争,从而导致数据丢包。

为进一步验证以上分析,搭建了一个验证系统,其网络拓扑结构如图3所示。数据采集器1的BCU/140与KAD/SWI/108端口1相连,KAD/SWI/108端口4与主控交换机端口1相连;数据采集器2的BCU/140直接与主控交换机端口2相连。

对数据采集器加载完成后,使用实时检查软件对所有参数进行实时检查,发现来自数据采集器1的参数更新时有3}s的卡顿现象;而来自采集器2的参数更新时没有卡顿现象。

使用Wireshark对所有网络包进行抓取,将保存的文件作数据丢包处理,处理结果如表2所示。

从表2可以看出,复现了数据丢包这一现象。通过分析KAD/SW I/108网络交换模块的Datasheet,发现KAD/SWI/108在端口设置上除了网速设置外,还有一个端口模式设置,在默认情况下,其端口被配置成1 OOM网口,自适应模式。

检查KAD/S W I/108的配置与N ET/SW I/003的配置,发现N ET/SW I/003的所有端口都被配置成1 OOM网口,而KAD/SW I/108的所有端口使用了默认配置,被配置成1 OOM网口,自适应模式。

在网络数据传输的两端,数据收、发器的工作模式决定着数据传输的方式。当两端的数据收、发器工作模式不匹配时,数据传输就会出现问题,甚至无法传输。KAD/SWI/108使用了自适应模式,与N ET/S W I/003的端口软件设置并不完全一致。

通过更改KAD/S W I/108的软件设置,使用强制连接模式。加载后,依然使用Wireshark对网络包进行抓取,将保存的文件作数据丢包处理,处理结果如表3所示。

由表3可以看出,网络数据没有出现丢包现象。同时,使用实时检查软件对所有参数进行实时检查,参数更新时的数据卡顿现象消失。

总结

本文首先介绍网络交换模块KAD/SW I/108引起的数据丢包现象,通过Wireshark软件对网络数据的丢包现象进行分析,在对网络数据传输模式进行了深入分析研究之后,通过验证系统复现了数据丢包现象,通过对网络交换模块KAD/SW I/108重新软件编程后排除了数据丢包现象。上述实验结果可以作为机载测试工程师实际应用参考,具有重要的试飞工程价值。

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作者:郑编辑 责任编辑:郑编辑

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