一种RapidIO总线网络分布式管理架构设计方法与流程

本发明涉及rapidio互联，具体为一种rapidio总线网络分布式管理架构设计方法。

背景技术：

1、rapidio是由motorola和mercury等公司率先提出，为了满足高性能嵌入式系统需求而设计的一种开放式互连技术标准。近年来，依托于rapidio总线技术高性能、低时延、高可靠等技术优势，其在航空航天等多个领域的应用正日益增加。rapidio协议由逻辑层、传输层和物理层构成，逻辑层位于最高层，定义全部协议和包的格式，为rapidio终端节点发起和完成事务提供必要的信息；传输层位于中间层，定义rapidio地址空间和在终端节点间传输包所需要的路由信息；物理层位于最底层，定义rapidio接口的细节，如包传输机制、流量控制、电气特性和低级错误管理等功能。

2、网络管理架构包含集中式和分布式两种，目前在rapidio总线网络领域最常用的便是集中式网络管理架构。集中式rapidio总线网络管理架构是采用一个网络中心节点作为网络管理节点(或可存在备份节点)，统筹调度整个网络的资源、配置网络路由、维护网络信息。当该中心节点失效后，便会引起整个网络的瘫痪；随着rapidio总线网络应用复杂度的提升，一个网络内的网络节点也逐渐增多，这种集中式的网络管理架构变得愈发笨重且可靠性逐渐降低。为了减少单个网络管理节点维护的设备数量，降低管理算法的复杂度，部分应用场景下开始采用一种类“分布式”的架构设计思想。在该架构下，通常会依据一定的物理域特征(比如不同机箱、不同信号处理机)将整个rapidio总线网络划分为多个子网域，并为每个子网域配备独立的网络管理节点和可选的备份管理节点，各个管理节点之间会通过其它总线交互网络信息。这种多子网域的网络管理架构，虽然能够在一定程度上减少单个网络管理节点的负担，但对于单个子网域而言，其管理逻辑没有改变，所有的管理算法依然依据集中式管理原则，因此对于网络管理的可靠性而言，收效甚微。

3、为了解决rapidio总线网络在工程应用中经常出现的路由配置、设备接入、故障处理等问题，人们往往需要设计专用的rapidio总线网络管理软件，使其驻留在网络中的某个终端设备上，并通过自动化的程序策略代替网络维护人员实现对整个rapidio总线网络内相关事件的实时处理，故通常可将驻留了这种rapidio总线网络管理软件的设备称为网络管理节点。rapidio总线网络管理软件作为一种特殊的网络服务程序，它通常采用定制化的设计思路，根据被维护管理的网络运行特征，采取多样化的管理策略，实现对网络内全部设备的自动配置、状态监控、故障恢复等功能，以缓解网络运行过程中的故障失效问题。

4、虽然现有rapidio总线网络管理的设计方法不尽相同，功能实现也大相径庭，但其整体网络管理架构实际都是基于集中式管理思想：即将一定区域范围内的全部互联的rapidio总线网络设备看作一个整体，从中选取一个中心节点作为当前网络的网络管理节点，并由它来统筹实现对全网其它设备的配置、监控和管理功能。

5、基于对上述资料的检索，可以看出，现有rapidio总线网络管理存在如下缺陷：

6、一)、网络管理节点的算法复杂度较高，设计开发难度大、管理维护代价高；

7、二)、对于距离网络管理节点较远的链路故障信息，无法被及时捕获，网络事件响应不及时；

8、三)、当总线链路出现拥塞时，故障恢复困难；

9、四)、集中式的管理架构，全网仅有一个网络管理节点，存在较大的单节点故障风险。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种rapidio总线网络分布式管理架构设计方法，解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种rapidio总线网络分布式管理架构设计方法，具体包括以下步骤：

5、步骤一、基于rapidio交换机建立最小网络单元；

6、步骤二、将网络管理软件驻留在最小网络单元中；

7、步骤三、在最小网络单元中选取网络代理；

8、步骤四、不同最小网络单元之间通过rapidio总线互联，形成rapidio互联网络。

9、本发明进一步设置为：所述步骤一中的最小网络单元包括一个rapidio交换机和至少一个rapidio终端；

10、其中rapidio终端为直接挂载在rapidio交换机上的终端。

11、本发明进一步设置为：所述步骤二中的网络管理软件驻留在最小网络单元中的所有rapidio终端上。

12、本发明进一步设置为：所述步骤三中网络代理的选取方式包括：

13、在最小网络单元中包含一个rapidio终端时，选择该rapidio终端作为网络代理。

14、本发明进一步设置为：所述步骤三中网络代理的选取方式还包括：

15、在最小网络单元中包含若干个rapidio终端时，利用竞争算法从若干个rapidio终端中选择一个rapidio终端作为网络代理。

16、本发明进一步设置为：所述网络代理在最小网络单元中进行管理过程中，剩余rapidio终端通过网络管理软件对网络代理进行监听，在当前网络代理出现故障时，利用竞争算法从剩余rapidio终端中选取一个rapidio终端，作为新的网络代理，对最小网络单元进行管理。

17、本发明进一步设置为：所述步骤四中两个最小网络单元通过rapidio总线互联后，由两个最小网络单元中的网络代理进行网络管理。

18、本发明进一步设置为：所述网络管理包括配置管理、故障管理和性能管理；

19、所述配置管理包括路由配置和属性配置；

20、所述故障管理包括动态入网管理、网络拥塞时的通信恢复管理和端口故障后的路径重构管理；

21、所述性能管理包括流量监控管理和数据抓包管理。

22、(三)有益效果

23、本发明提供了一种rapidio总线网络分布式管理架构设计方法。具备以下有益效果：

24、(1)本发明通过最小网络单元的设置，在最小网络单元中通过选取rapidio终端作为网络代理，实现对rapidio交换机的完全控制，可以方便实现两个最小网络单元的互联，以分布式网络管理的方式构成rapidio总线互联网络，有效规避单节点故障风险，降低单个网络代理的设计复杂度，增强可维护性，网络故障信息能够被网络代理迅速捕获，达到快速响应的效果，网络代理的维护包信息不再跨越多级rapidio交换机交换，管理能力不再受链路故障影响，故障恢复便捷。

25、(2)本发明通过将网络管理软件驻留在最小网络单元中的所有rapidio终端上，可以只需少量的资源用于网络管理功能实现，空余资源用于支撑最小网络单元作为普通端点设备，为用户提供数据或信号的处理功能，有效提高网络资源利用率。

26、(3)本发明通过竞争算法进行网络代理的选取，并通过监听的方式，实现对网络代理故障的判断，为新的网络代理选取提供及时可靠的条件支持，进而为rapidio总线互联网络的稳定可靠使用提供保障。