Chẩn Đoán Cơ Bản - Hệ Thống Điện Tử Chuyển Mạch Full-Duplex Switched Ethernet

Ngày đăng: 10/07/2018 03:41 AM

Chẩn Đoán Cơ Bản - Hệ Thống Điện Tử Chuyển Mạch Full-Duplex Switched Ethernet

OBD Việt Nam chia sẻ với Anh/Em bài viết Chẩn Đoán Cơ Bản - Hệ Thống Điện Tử Chuyển Mạch Full-Duplex Switched Ethernet.

Avionics Full-Duplex Switched Ethernet ( AFDX ) là mạng dữ liệu, được cấp bằng sáng chế bởi nhà sản xuất máy bay quốc tế Airbus ,cho các ứng dụng quan trọng về an toàn sử dụng băng thông chuyên dụng trong khi cung cấp chất lượng dịch vụ (quality of service - QoS). AFDX là thương hiệu được đăng ký trên toàn thế giới bởi Airbus. Mạng dữ liệu AFDX dựa trên công nghệ Ethernet sử dụng các thành phần thương mại có sẵn (commercial off-the-shelf - COTS). Mạng dữ liệu AFDX là một triển khai cụ thể của đặc tính ARINC 664 Phần 7, một phiên bản được lược tả của IEEE 802.3 mạng cho mỗi phần 1 & 2, trong đó xác định cách các thành phần mạng thương mại có sẵn sẽ được sử dụng cho các Mạng dữ liệu trên máy bay (Aircraft Data Networks - ADN) trong tương lai. Sáu khía cạnh chính của mạng dữ liệu AFDX bao gồm truyền hai chiều, phần thừa, sự quyết định, hiệu năng tốc độ cao, mạng chuyển và định dạng.

Tổng quan về AFDX

AFDX đã sử dụng các khái niệm như nhóm mã thông báo từ các tiêu chuẩn viễn thông, asynchronous transfer mode (chế độ truyền không đồng bộ) (ATM), để khắc phục các thiếu sót của IEEE 802.3 Ethernet. Bằng cách thêm các phần tử quan trọng từ ATM vào các Ethernet đã được tìm thấy, và hạn chế đặc tả của các tùy chọn khác nhau, mạng hai chiều được tạo ra đảm bảo băng thông và chất lượng dịch vụ (QoS). Thông qua việc sử dụng Ethernet truyền thông hai chiều, khả năng xảy ra xung đột truyền dẫn. Mạng được thiết kế theo cách mà tất cả lưu lượng quan trọng được ưu tiên sử dụng các chính sách QoS để phân phối, độ trễ và sự chập chờn được đảm bảo nằm trong các tham số đã đặt. Một công tắc rất thông minh, phổ biến cho mạng AFDX, có thể đệm các gói truyền và nhận. Thông qua việc sử dụng cáp xoắn đôi hoặc cáp quang, Ethernet full-duplex sử dụng hai cặp hoặc sợi riêng biệt để truyền và nhận dữ liệu.

AFDX mở rộng Ethernet tiêu chuẩn để cung cấp tính toàn vẹn dữ liệu cao và thời gian xác định. Hơn nữa, một cặp mạng dự phòng được sử dụng để cải thiện tính toàn vẹn của hệ thống (mặc dù một liên kết ảo có thể được cấu hình để chỉ sử dụng một hoặc một mạng khác). Nó chỉ định các phần tử chức năng tương thích tại các lớp mô hình tham chiếu OSI sau đây :

Liên kết dữ liệu (MAC và khái niệm địa chỉ liên kết ảo);
Mạng (IP và ICMP);
Truyền dẫn (UDP và TCP tùy chọn);
Ứng dụng (mạng) (lấy mẫu, xếp hàng, SAP , TFTP và SNMP);

Các thành phần chính của mạng AFDX là:

Hệ thống đầu cuối AFDX
Công tắc AFDX
Liên kết AFDX

Liên kết ảo

Tính năng trung tâm của mạng AFDX là các virtual links (liên kết ảo) (VL). Trong một trừu tượng, có thể hình dung các VL như một mạng phong cách ARINC 429 với một nguồn và một hoặc nhiều điểm đến. Các liên kết ảo là các đường dẫn logic đơn hướng từ hệ thống đầu cuối nguồn tới tất cả các hệ thống đầu cuối đích. Không giống như chuyển mạch Ethernet truyền thống chuyển khung dựa trên đích Ethernet hoặc địa chỉ MAC, AFDX định tuyến các gói bằng cách sử dụng ID liên kết ảo, được mang ở cùng vị trí trong khung AFDX làm địa chỉ đích MAC trong khung Ethernet.

Tuy nhiên, trong trường hợp AFDX, ID liên kết ảo này xác định dữ liệu được mang thay vì đích thực. ID liên kết ảo là số nguyên không dấu 16 bit giá trị sau một trường 32 bit không đổi. Các công tắc được thiết kế để định tuyến một khung đến từ một và chỉ một hệ thống đầu cuối đến một hệ thống đầu cuối được xác định trước. Có thể có một hoặc nhiều hệ thống kết nối nhận được kết nối trong mỗi liên kết ảo. Mỗi liên kết ảo được phân bổ băng thông chuyên dụng [tổng của tất cả khoảng cách phân bổ băng thông VL (BAG) x MTU] với tổng số băng thông được xác định bởi bộ tích hợp hệ thống. Tuy nhiên, tổng băng thông không thể vượt quá băng thông tối đa có sẵn trên mạng. Do đó, truyền thông hai hướng đòi hỏi đặc tả của VL bổ sung.

Mỗi VL được đóng băng trong đặc điểm kỹ thuật để đảm bảo rằng mạng có lưu lượng tối đa được thiết kế, do đó quyết định. Ngoài ra, công tắc, có bảng cấu hình VL được nạp, có thể từ chối bất kỳ sự truyền dữ liệu sai nào mà có thể làm thay đổi các nhánh khác của mạng. Ngoài ra, có thể có các liên kết phụ ảo (sub-VL) được thiết kế để mang theo ít dữ liệu quan trọng hơn. Các liên kết ảo được gán cho một liên kết ảo cụ thể. Dữ liệu được đọc trong một chuỗi vòng tròn giữa các liên kết ảo với dữ liệu để truyền tải. Các liên kết phụ ảo cũng không cung cấp băng thông được đảm bảo hoặc độ trễ do đệm, nhưng AFDX xác định rằng độ trễ được đo từ chức năng điều chỉnh lưu lượng truy cập.

Tỷ lệ BAG

BAG là viết tắt của Bandwidth Allocation Gap (khoảng cách phân bổ băng thông), đây là một trong những tính năng chính của giao thức AFDX. Đây là dữ liệu tốc độ tối đa có thể được gửi, và nó được đảm bảo để được gửi tại khoảng thời gian đó. Khi thiết lập tỷ lệ BAG cho mỗi VL, phải cẩn thận vì vậy sẽ có đủ băng thông cho các VL khác và tổng tốc độ không thể vượt quá 100 Mbit /s.
Chuyển đổi liên kết ảo

Mỗi mạng chuyền có chức năng lọc, điều chỉnh và chuyển tiếp, có thể xử lý ít nhất 4096 VL. Do đó, trong một mạng có nhiều công tắc (cấu trúc liên kết sao xếp tầng), tổng số liên kết ảo gần như vô hạn. Không có giới hạn cụ thể nào về số lượng liên kết ảo có thể được xử lý bởi mỗi hệ thống đầu cuối, mặc dù điều này sẽ được xác định bởi tỷ lệ BAG và kích thước khung tối đa được chỉ định cho từng VL so với tốc độ dữ liệu Ethernet.

Tuy nhiên, số lượng phụ VL có thể được tạo ra trong một liên kết ảo duy nhất được giới hạn ở bốn. Chuyển đổi cũng không được chặn ở tốc độ dữ liệu được chỉ định bởi bộ tích hợp hệ thống, và trong thực tế điều này có nghĩa là công tắc sẽ có công suất chuyển đổi là tổng của tất cả các cổng vật lý của nó.

Vì AFDX sử dụng giao thức Ethernet ở lớp MAC, có thể sử dụng các chuyển mạch COTS hiệu suất cao với định tuyến Lớp 2 khi AFDX chuyển sang mục đích thử nghiệm như một biện pháp cắt giảm chi phí. Tuy nhiên, một số tính năng của một chuyển mạch AFDX thực có thể bị thiếu, chẳng hạn như các chức năng cảnh báo giao thông và dự phòng.

Xem lại phần trước:

Cảm ơn Anh/Em đã quan tâm theo dõi.

Hy vọng với bài Chẩn Đoán Cơ Bản - Hệ Thống Điện Tử Chuyển Mạch Full-Duplex Switched Ethernet hữu ích đối với Anh Em. Nếu thích bài viết này, hãy chia sẻ cùng với bạn bè và đừng quên kết nối với chúng tôi!