一种以太网数据记录微机及其应用技术.pdf

.35No.2
舰船电子工程
总第248期
l06
Ship Electronic Fngineering
2015年第2期
种以太网数据记录微机及其应用技术
杨咚钟艺吕卫平
(1.海军驻昆明地区军事代表办事处昆明650118
(2.中国船舶重工集团公司第705研究所昆明分部昆明650118)
摘要某智能系统的各系统通过以太网网络交换机交换数据,该系统的数据记录微机通过网络交换机镜像口采集
各个系统的交互数据。论文结合若干实际应用问题及其解决方案,介绍了该微札的应用设计技术
关键词以太网;境像口;数据记录
中图分类号TP393.1DOI:10.3969f.isn1672-9730.2015.02.029
A Sort Of Ethernet Data Recorded Miicrocomputer
and Its Applications Technology
YANG Dong ZHONG Yi LV Weiping
(1. Navy Representative Office in Kunming, Kunming 650118)
2. Kunming Branch of the 70 Research Inslitute of China Shipbuilding Induslry Corporation, Kunming 650118)
Abstract Each system of an intelligent system exchange the data via the Ethernet switches. The microprocessor for da-
La recording collects interactive dala from each system through the mirror porl of netw ork sw itch. Several practical applica
tions are combined with relative solutions, and the application designing technology of this microprocessor is introduced
Key Words ethernet, port mirroring, data records
Class Number TP393.
系统1系统2‖系统
数据记录微机
随着现代信息系统智能化水平不断提高,对各
子系统之间的通讯信息量大小和通讯速度的要求也
像口通道
越来越高,由于以太网的传输速度高、传输距离远和
应用广泛等优点,采用以太网技术作为通讯手段
信息系统以太网交换机
是未来智能化信息系统的发展趋势。因为在某
两个子系统通过以太网进行通讯时,其它系统也有
图1某信息系统通讯架构简图
可能需要通讯,所以一般各系统的数据交互要通过
该信息系统网络通讯采用了UDP协议,其
网络交换机进行;而且由于以太网数据不能通过第数据记录微机最主要的特点就是要实时处理海量
端直接引线实现数据记录,所以该类信息系统的网络数据,既包打除数据微机外其他系统相互交互
数据记录微机一般是通过以太网交换机的镜像口采的镜像数据,还包括主控系统和数据记录微机直接
集数据。在系统内某两个子系统发生数据交互时,交互的网络数据。该数据记录微机在实际应用中
以太网交换机会自动把该数据复制一份传输至镜像遇到问题较多,概括地说,数据记录微机不仅是
口,再传输至数据记录微机,如图1所示
个网络数据接收方,而且足一个网络通讯的被攻击
收稿日期:2014年8月3H,修回日期:2014年9月26H
作者简介:杨咚,男,研究方向:水中兵器研制。钟艺,男,高级工程师、研究方向:水中兵器内测系统研制。昌卫平
男、研究员,研充方向:水中兵器内测系统研制
2015年第2
舰船电子工程
方,有可能因为数据接收的强度超过系统设计负荷
?2故障现象的根源在于系统软件在中断事
而死机;再者,系统内部存在复杂的电磁环境,对以件中处理过于复杂的事件,可以在中断程序中不解
太网通讯造成了干扰这对数据记录微机需要真实析网络包,只是让驱动层稈序接收数据送至堆栈缓
记录网络数据带来了挑战。
冲,而且应用层程序把中断变量累加,然后迅速跳
数据接收风暴问题
出中断程序;在应用层主程序中按照一定节拍调用
杳询程序,对堆栈缓冲区的网络数据包进行逐个解
在图1中,数据记录微机采集数据具有两个特析,有必要时还进行网络回复,当中断变量过大,超
点。第一个特点是,系统1、系统2、乃至系统n之过系统最大负荷中断处理个数max时,强行把中
间每通讯一次,数据记录微机都需要产生一个中断断变量清岺和退出查询程序。这样可以让中断事
事件用于接收镜像数据,这种数据只要求数据记录件处理非常快速,不会形成图2的深度中断嵌套现
微机对其进行记录;第二个特点是,由于有一部分象;即便出现某时间内数据接收包过多,査询程序
数据是主控系统直接发给数据记录微机的,数据记的循环次数太大,或者本次査询处理超时的情况,
录微机需要对这部份数据做出记录、响应和复,可以通过强行复位,退出奁询程序,系统不会因为
但是数据记录微机每一次接收数据时,不能事先知数据接收风暴问题而死机。
悉该数据属于哪一类,所以数据记录微机对于每
再者,数据风綦问题还可能表现为该信息系统
帧以太网数据都需要解析。
内某系统异常发出多个超长网络包,可能造成数据
如粜系统在数据接收屮断事件触发时就对数据记录微机数据记录缓冲溢出;而且在实验室调试
进行解析,而且单位时间内数据接收的次数太多,容时,由于有若干调试设备直接或者间接通过网线连
易产生中断嵌套现象,如图2所示,当出现数据接收接到系统网络交换机,这些调试设备连接到目标计
风暴时,也就是在某时间段内当网络接收中断事件算机过程中会产生大量ARP网络包,通过网络交
的次数超过了数据记录微机的设计负荷时,数据记换机广播到每一个通讯端口;此外,安装 Window s
录微机的资源会永远用于处理中断事件,程序无法操作系统的调试设备,当其网口连接到网络交换机
从中断事件中解脱出来,产生了死机现象5
时, Windows操作系统会随机向交换机发出不明
开始
网络包,这些数据都是室外使用没有的网络数据
为此,数据记录微机在设计时,应当对接收到非法
中断」「中断「巾断「巾断中断
事
事件事件事
事件
信息进行有选择记录,因为调试过程中只需要把非
法信息网络包和合法信息网络包区別,记录内容只
要包括发起方TP、接受方IP、本帧数据长度,以及
报文前20个字节即可;此外,应该对每周期非法信
图2中断嵌套流程图
为了应对数据接收风暴问题,本文给出一形息的记录最大长度进行管制,防止记录数据缓冲溢
决方案以供参考,如图3所示。
进入查淘序
进入中
3镜像口数据失真问题
断稈序
屮断变量是
在系统内部网络通讯中,某两个系统的单次网
YES
程序
香大于max或者
络通讯环节如图4所示1,在绝大多数情况下,系
接收
关州定时、数据
统1发到系统2的数据,与数据记录微机接收到的
器中断变
压至