奚煒弘　李晴飛

摘要：隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信終端得到了大量的普及和應用，這也使得遠程維護成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個重要細成部分。文章通過對網(wǎng)橋、B/S架構(gòu)的分析研究，設計了一種基于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠程維護方案。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；B/S；網(wǎng)橋

隨著空間技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)開始受到TM門廣泛的關(guān)注和應用。衛(wèi)星通信以其覆蓋區(qū)域大、通信距離遠、機動靈活、不受陸地災害影響等眾多優(yōu)勢，開始進入各個領(lǐng)域，并在其中占據(jù)了重要的份額。在大量衛(wèi)星終端的普及和應用的同時，終端的維護方式也必然開始成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個重要研究方向。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星地球站現(xiàn)場維護方式，通常是當客戶的設備產(chǎn)生故障之后，通知設備廠家，此時設備廠家才會派出工程師到現(xiàn)場為客戶解決問題。這樣的方式會引起客戶的設備長時間無法使用，從而降低客戶滿意度，并且耗費大量的人員時間和出差費用。

本文通過對衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)地面網(wǎng)絡的方式和維護平臺系統(tǒng)架構(gòu)的分析研究，設計了一種基于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠程維護方案，該方案可大幅度降低維護成本，減少用戶損失。

1.衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)地面網(wǎng)絡設計

在衛(wèi)星地球站遠程維護方案的設計中，需要將衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)換為地面網(wǎng)絡，在轉(zhuǎn)換的過程中，需要注意以下幾點。

（1）不能改變收到的幀的內(nèi)容和格式，也不能在幀的外部添加任何內(nèi)容。每一個要傳輸?shù)膸瑧撌呛唵蔚貜男l(wèi)星鏈路中復制出來，并原封不動地送給地面網(wǎng)絡，反之亦然；（2）需要有足夠的緩存空間以滿足峰值的需要；（3）具有數(shù)據(jù)過濾功能，解決循環(huán)回路。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)使用網(wǎng)橋模式是最優(yōu)的選擇。在衛(wèi)星通信中，網(wǎng)橋的功能是將從地面網(wǎng)絡接收到的數(shù)據(jù)幀進行緩存，分析該幀的目的MAC地址，如果MAC地址屬于另一端網(wǎng)絡時，則通過衛(wèi)星鏈路進行轉(zhuǎn)發(fā)。如圖1所示，同樣當接收到衛(wèi)星鏈路的數(shù)據(jù)幀時，將數(shù)據(jù)幀進行緩存，分析該幀的目的MAC地址，如果MAC地址屬于本端網(wǎng)絡，則轉(zhuǎn)發(fā)到本地網(wǎng)絡。

在對衛(wèi)星通信中網(wǎng)橋工作原理進行分析后，發(fā)現(xiàn)可以利用libnet和libpcap的編程接口以軟件的方式來實現(xiàn)。libnet和libpcap都是Unix/Linux平臺下用c語言實現(xiàn)的API library，它們都擁有很高的可移植性，可以移植到VxWorks，Windows等平臺下使用。其中l(wèi)ibnet提供了數(shù)據(jù)包的構(gòu)造和發(fā)送功能，libpcap則提供了數(shù)據(jù)包捕獲的功能。

實現(xiàn)網(wǎng)橋功能，libnet庫需要調(diào)用以下函數(shù)：

（1）初始化。

libnet_t*libnet_init（int injection_type，char*device，char*err_buf）；

（2）數(shù)據(jù)包發(fā)送。

mt hbnet wnte（hbnet_t*）；

（3）資源釋放。

void libnet_destroy（libnet_t*）；

libpcap庫需要調(diào)用以下函數(shù)：

（4）初始化。

pcap_t*pcap_open_live（const char*device，intsnaplen，int promisc，int to_ms，char*errbuf）；

（5）數(shù)據(jù)包捕獲。

int pcap_loop（pcap_t*p，int cnt，pcap_handlercallback u_char*user）；

（6）資源釋放。

void pcap_close（pcap_t*p）；

當衛(wèi)星鏈路建立后，通過調(diào)用libnet和libpcap的編程接口函數(shù)將衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)換為地面網(wǎng)路，以網(wǎng)橋的方式將兩個使用相同MAC協(xié)議的局域網(wǎng)相連，最終達到維護平臺遠程登陸維護的目的。

2.維護平臺系統(tǒng)架構(gòu)選擇

目前，主流體系架構(gòu)為B/S和C/S兩種。B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務器架構(gòu)。Browser指的是web瀏覽器，極少數(shù)事務邏輯在前端實現(xiàn)，主要事務邏輯在服務器端實現(xiàn)，由Browser客戶端，WebApp服務器端和DB端構(gòu)成三層架構(gòu)。C/S架構(gòu)是一種典型的兩層架構(gòu)，其全稱是Client/Server，即客戶端/服務器端架構(gòu)。其客戶端包含一個或多個在用戶的電腦上運行的程序，而服務器端建立數(shù)據(jù)庫服務器或Socket服務器，允許客戶端通過數(shù)據(jù)庫連接訪問服務器端的數(shù)據(jù)；或客戶端通過與服務端的Socket通信獲取數(shù)據(jù)。

在本遠程維護方案中，選擇B/S架構(gòu)擁有以下幾個優(yōu)勢：

（1）采用分布式系統(tǒng)設計，安全性更高。從程序運行安全角度考慮，在衛(wèi)星地球站中，通信App和維護App是兩個獨立的程序，兩個App的運行互不干擾，實現(xiàn)了運行的隔離。從數(shù)據(jù)調(diào)用角度考慮，通信hpp和維護App所使用的數(shù)據(jù)在不同的內(nèi)存中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隔離。運行的隔離和數(shù)據(jù)的隔離保證了衛(wèi)星地球站的使用更加可靠和安全。

（2）操作靈活便利。B/S架構(gòu)的特點決定了只需要一個衛(wèi)星地球站和普通計算機，就可以在任何地方進行遠程維護，無需為計算機安裝任何客戶端，也不需要考慮計算機的硬件配置。

（3）開發(fā)成本低。在B/S架構(gòu)中只需要開發(fā)服務器端的WebApp，無需像C/S架構(gòu)一樣開發(fā)服務器端的App和客戶端的App，這樣節(jié)約了開發(fā)成本。

（4）共享性好。B/S架構(gòu)允許多個Browser客戶端同時登陸服務器端，可以對衛(wèi)星地球站出現(xiàn)的故障問題進行會診。

3.方案總體設計

衛(wèi)星地球站遠程維護方案模型由3部分組成，如圖2所示。

衛(wèi)星：提供轉(zhuǎn)發(fā)功能，實現(xiàn)兩個地球站衛(wèi)星鏈路建立的功能。

維護平臺：由一臺衛(wèi)星地球站和一臺普通計算機組成。衛(wèi)星地球站用來與故障設備建立衛(wèi)星鏈路，并提供衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)網(wǎng)絡鏈路的功能；普通計算機通過網(wǎng)絡與衛(wèi)星地球站相連，通過Web瀏覽器登錄故障設備。

故障設備：故障設備與維護平臺的連接支持兩種方式，一是直接通過衛(wèi)星鏈路建立連接，二是使用地面網(wǎng)絡通過中繼設備建立連接。

這種設計方案支持以下兩種情況的遠程維護。

（1）當故障設備衛(wèi)星通信鏈路正常時，維護平臺可以遠程登陸設備進行維護。例如：當衛(wèi)星地球站B需要進行遠程維護并且衛(wèi)星通信鏈路正常時，在衛(wèi)星地球站A與衛(wèi)星地球站B之間建立衛(wèi)星通信維護鏈路，將衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)換成地面網(wǎng)絡，通過維護平臺登陸衛(wèi)星地球站B，對衛(wèi)星地球站B進行設備運行監(jiān)控、參數(shù)設置和版本升級等操作，以達到遠程維護的目的。

（2）當故障設備出現(xiàn)衛(wèi)星通信路故障時，可以將一臺衛(wèi)星通信鏈路正常的設備和故障設備組成網(wǎng)絡，以衛(wèi)星通信鏈路正常的設備作為為中繼，讓維護平臺可以遠程登陸故障設備進行維護。例如：衛(wèi)星地球站C2星通信鏈路故障，衛(wèi)星地球站B衛(wèi)星通信鏈路正常。將衛(wèi)星地球站C和衛(wèi)星地球站B相連組成網(wǎng)絡，衛(wèi)星地球站A與衛(wèi)星地球站B之間建立衛(wèi)星通信維護鏈路，以衛(wèi)星地球站B為中繼，通過維護平臺登陸衛(wèi)星地球站C，對衛(wèi)星地球站C進行遠程維護。

通過上述研究可以發(fā)現(xiàn)，本方案的設計擁有以下幾個優(yōu)點：

（1）實時監(jiān)控：定期與客戶建立衛(wèi)星通信維護鏈路，實時掌握客戶設備的使用情況，遠程修改客戶設備的不合適配置參數(shù)，保證客戶設備可以得到最優(yōu)的運行，降低故障出現(xiàn)的概率。

（2）軟件版本控制：通過與客戶建立衛(wèi)星通信維護鏈路，掌握客戶設備中的軟件系統(tǒng)版本，可以遠程對客戶設備中的軟件系統(tǒng)進行升級，避免了派專人去現(xiàn)場為用戶升級的情況。

（3）中繼功能：即使客戶設備出現(xiàn)衛(wèi)星通信鏈路故障，也可以通過使用一臺正常的設備作為中繼，完成遠程維護功能。

4.結(jié)語

隨著衛(wèi)星通信終端的大量普及，傳統(tǒng)的現(xiàn)場維護方式不僅影響了用戶的體驗，也造成了公司維護成本的不必要開銷。本文設計了一種基于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠程維護方案。在該方案中，B/S架構(gòu)的應用，充分利用了分布式系統(tǒng)的特點，保證了程序運行和數(shù)據(jù)的獨立與安全，并且維護手段也更加方便靈活；遠程維護的應用，則使工程師不需要再親臨現(xiàn)場，在本地就可以對遠端的衛(wèi)星地球站進行維護，并根據(jù)維護的結(jié)果，判斷是否需要再進行現(xiàn)場維護。該方案的設計實現(xiàn)了一種新的高效率、低成本的服務方式。