楊 可（中國航空計算技術(shù)研究所，陜西西安，710065）

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一種機(jī)載FC交換機(jī)中數(shù)據(jù)監(jiān)控方法研究

楊 可
（中國航空計算技術(shù)研究所，陜西西安，710065）

摘要：針對機(jī)載FC交換機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控的需求，設(shè)計了一種實時分析和事后分析結(jié)合的監(jiān)控方法。首先分析了交換機(jī)的監(jiān)控需求，描述了其關(guān)鍵點。在介紹現(xiàn)有監(jiān)控方法的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)其數(shù)據(jù)處理方式設(shè)計了新的監(jiān)控方法，為同類應(yīng)用提供了一個借鑒方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)載；交換機(jī)；數(shù)據(jù)監(jiān)控

A data monitoring method research in airborne FC switch

0 引言

隨著航空電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)載系統(tǒng)日益綜合，機(jī)載網(wǎng)絡(luò)作為飛機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，起著重要的作用。交換機(jī)作為機(jī)載FC網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成，承載著網(wǎng)絡(luò)中全部數(shù)據(jù)的交換功能。對交換機(jī)的數(shù)據(jù)監(jiān)控不僅是機(jī)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵，也是機(jī)載網(wǎng)絡(luò)健康管理的重點。

本文通過對交換機(jī)監(jiān)控需求的整理，介紹了實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控的關(guān)鍵點。在分析現(xiàn)有交換機(jī)監(jiān)控方法的基礎(chǔ)上，提出了具體的改進(jìn)措施。

1 交換機(jī)監(jiān)控需求介紹

交換機(jī)包括N個無阻交換的交換端口。為了對交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，交換機(jī)還包括M個監(jiān)控端口。通過M個監(jiān)控端口將捕獲的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)分析記錄單元，該單元在分析數(shù)據(jù)的同時將交換機(jī)的健康狀態(tài)上報給機(jī)載網(wǎng)絡(luò)健康管理單元。

監(jiān)控端口根據(jù)設(shè)置的監(jiān)控模式將數(shù)據(jù)正確、完整的捕獲并傳遞給數(shù)據(jù)分析記錄單元，數(shù)據(jù)分析記錄單元根據(jù)捕獲的數(shù)據(jù)分析交換機(jī)的健康狀態(tài)并上報。

2 監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 監(jiān)控模式

監(jiān)控端口的監(jiān)控模式分為端口監(jiān)控和消息監(jiān)控兩種。

端口監(jiān)控分為輸入端口監(jiān)控和輸出端口監(jiān)控，一個監(jiān)控端口僅能監(jiān)控一個輸入或者輸出端口。當(dāng)監(jiān)控端口設(shè)置為輸入或輸出端口監(jiān)控時，該監(jiān)控端口僅能捕獲設(shè)置的輸入或者輸出端口的數(shù)據(jù)；消息監(jiān)控根據(jù)交換機(jī)交換數(shù)據(jù)的消息ID進(jìn)行監(jiān)控，一個監(jiān)控端口可以對多個消息ID的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)控的消息ID的數(shù)據(jù)從多個端口輸入時，監(jiān)控端口需要將其全部捕獲。

2.2 監(jiān)控調(diào)度策略

當(dāng)監(jiān)控端口的數(shù)據(jù)輸入有兩個以上來源時，就需要監(jiān)控調(diào)度策略指揮監(jiān)控端口將數(shù)據(jù)依次進(jìn)行處理。

監(jiān)控調(diào)度策略分有有優(yōu)先級和無優(yōu)先級兩種。當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)有優(yōu)先級區(qū)別時，監(jiān)控端口按照優(yōu)先級的高低處理數(shù)據(jù)；當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)無優(yōu)先級區(qū)別時，監(jiān)控端口使用輪詢模式或者先到先處理的方式進(jìn)行調(diào)度處理。

2.3 溢出處理策略

當(dāng)監(jiān)控端口的數(shù)據(jù)輸入有兩個以上來源時，就存在數(shù)據(jù)溢出問題。溢出處理策略包括丟棄策略和覆蓋策略兩種。

丟棄策略指當(dāng)監(jiān)控端口的緩存滿時，監(jiān)控端口將新的數(shù)據(jù)進(jìn)行丟棄；覆蓋策略指當(dāng)監(jiān)控端口的緩存滿時，監(jiān)控端口使用新的數(shù)據(jù)覆蓋舊的數(shù)據(jù)。

2.4 監(jiān)控數(shù)據(jù)分析

圖1 現(xiàn)有監(jiān)控方法框圖

監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析包括實時和事后兩種分析模式。實時分析就是實時解析收到的數(shù)據(jù)并將狀態(tài)進(jìn)行上報，一般用于數(shù)據(jù)量少或監(jiān)控結(jié)果對運行有影響的場合；事后分析指將數(shù)據(jù)先存儲，待交換機(jī)停止工作后進(jìn)行分析，一般用于數(shù)據(jù)量大或監(jiān)控結(jié)果僅作為參考或分析的場合。

3 現(xiàn)有監(jiān)控方法

目前實現(xiàn)的FC交換機(jī)有16個FC端口，包括15個交換端口和1個監(jiān)控端口，端口的速率為2.125Gbps。監(jiān)控端口將數(shù)據(jù)直接送給大容量存儲設(shè)備。

監(jiān)控端口的監(jiān)控模式包括輸入、輸出端口監(jiān)控和消息ID監(jiān)控。輸入的數(shù)據(jù)無優(yōu)先級區(qū)別，監(jiān)控端口使用輪詢模式的監(jiān)控調(diào)度策略處理多個來源的數(shù)據(jù)，使用丟棄策略處理緩存滿時的數(shù)據(jù)。監(jiān)控端口對收到的數(shù)據(jù)類型無區(qū)分，數(shù)據(jù)分析采用事后分析模式，由大容量存儲設(shè)備將收到的數(shù)據(jù)先存儲，待交換機(jī)停止工作后進(jìn)行分析，分析得到的交換機(jī)狀態(tài)作為交換機(jī)健康的參考上報。

現(xiàn)有的監(jiān)控方法是一種事后分析方法，無法對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理。

4 數(shù)據(jù)監(jiān)控方法改進(jìn)

為了擺脫本地資源資源限制，使用提高局部傳輸速率和增加外部高速存儲器的辦法增加監(jiān)控端口緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)。

在交換機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控時，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)采用實時分析模式，對一般數(shù)據(jù)采用事后分析模式。同時對關(guān)鍵數(shù)據(jù)的溢出處理采用覆蓋策略，對一般數(shù)據(jù)的溢出處理采用丟棄策略。在外部高速存儲器存儲數(shù)據(jù)時，關(guān)鍵數(shù)據(jù)可以覆蓋一般數(shù)據(jù)。

改進(jìn)后的數(shù)據(jù)監(jiān)控方法將實時分析和事后分析相結(jié)合，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)采用實時處理。

高速端口將數(shù)據(jù)從2.125Gbps時鐘域轉(zhuǎn)化到8.5Gbps后送給高速大容量存儲器。監(jiān)控數(shù)據(jù)配置單元將需要實時分析的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)分析單元和高速大容量存儲器，數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)該信息讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將結(jié)果進(jìn)行上報。

5 總結(jié)

針對現(xiàn)有交換機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控方法無法實時處理數(shù)據(jù)的不足，本文提出了一種將實時分析和事后分析結(jié)合的數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，提高了機(jī)載FC交換機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控的處理能力和健康管理能力，為同類應(yīng)用提供了一個借鑒方案。

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Yang Ke
（Institute of technology， Shaanxi Xi'an 710065 Chinese aviation calculation.）

Abstract：Aiming at the need of airborne FC switch data monitoring，we design a monitoring method combining real-time analysis and storage analysis.First analyse switch monitoring requirements，describe the key points. on the basis of implemented monitoring method， we design a new monitoring method through improvement the data processing method， provide reference solution for similar application.

Keywords：airborne；switch；data monitoring

作者簡介

楊可，男，1985年12月，陜西省西安市周至縣人， 工程師，研究生，主要研究方向為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

圖2 改進(jìn)后監(jiān)控方法框圖