AFDX（ARINC664）的交换机规范

前一篇我们介绍了AFDX网络协议IP层相关基础知识：

AFDX（ARINC664）的网络协议——IP层_Easy Code的博客-CSDN博客

本篇继续分享AFDX的交换机相关知识。

交换机包含五个相互作用的功能块：过滤与管制功能、交换功能、交换机ES功能、监视功能、配置表。

过滤与管制功能

所有到达交换机的帧，在过滤与管制功能阶段都要在不同的步骤中被过滤，这些步骤中采用的规则涉及帧的完整性，帧长度，流量预算，以及可接受的目的（地址）。

帧过滤

交换机丢弃帧的长度（L）大于1518字节或小于64字节的输入帧。
交换机丢弃帧的长度不是8-bit的整数倍的输入帧（对齐错误）。
如果输入帧的以太网线路总长度大于对应的VL允许的最大长度值Smax ，交换机将它丢弃，因为它将消耗超过分配带宽的通信资源。
在使用基于字节的管制的情况下，如果输入帧的以太网线路总长度小于对应的VL允许的最小长度值，交换机也将它丢弃。
交换机丢弃目的MAC地址中32-bit的固定地址错误的帧。
交换机丢弃虚拟链路标识（VL ID）与交换机输入端口不对应的输入帧。

流量管制

基于字节的流量管制，以“比特每秒”为单位表示带宽使用率
基于帧的流量管制，以“帧每秒”为单位表示带宽使用率

知识点：

交换机执行其中一个规则或者两个规则同时执行，不符合规则的帧将被丢弃。交换机执行通信策略主要是为了确保网络故障控制功能，一个故障的终端不能扰乱整个网络，任何不符合配置的帧都将被丢弃。

交换功能

交换功能执行交换的核心工作。经过过滤与管制功能处理的帧被转发到合适的物理输出端口，通过这些端口它们再次离开交换机。

每个VL中帧的输入输出顺序将被保持；
根据每个帧目标地址从配置表中获得其被发送的端口；
输出端口的缓冲区堵塞，帧将被丢弃；（这是交换引擎中最关键的功能之一。无论在给定的输出端口发生什么情况，必须保证交换机引擎持续地循环工作。）
超时（mas delay）的帧将被丢弃；
交换机能在任意一个端口接收一个帧并将其转发给任何的端口组合（包括这接收端口）；
每个VL将定义其优先级：高或低。对于每个输出端口，高优先级的帧将在低优先级的帧之前发送；
在发送过程中，高优先级的帧不能打断低优先级的帧的发送；

交换机ES 功能

交换机ES 功能模块提供了外部设备与交换机通信的方法（将接收的帧传送给交换机，并允许交换机向外发送帧）。这主要是用于数据加载以及监视功能的实现。

交换机可以作为网络中的一个终端，除了网络冗余之外，将遵循其他所有AFDX终端的规范；
交换机作为终端发送帧时，使用其自身的MAC单播地址作为MAC源地址。

监视功能

所有的操作都被监视功能块监视，该模块记录事件（日志），因为交换机是网络的一部分，监视功能与网络管理功能通信，通信内容是操作信息和有关于健康状态的信息。

AFDX的监控功能基于以下几点：

MIB库（（Management Information Base，管理信息库）实施每个AFDX组件（设备、网络用户和交换机）来存储组件的信息；
在每个AFDX组件上实现SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）代理协议与网络管理功能的通信；
网络管理功能，实现线管信息（检测/定位所有组件的故障）的收集和分析网络性能；

知识点：

交换机装有一个作为AFDX用户的AFDX端系统，执行MIB和SNMP代理。交换机的MIB库包含一个唯一的与交换机功能相关的MIB对象；故障/健康 MIB变量每100毫秒更新一次，保证反应交换机的当前状态。

配置文件

每个交换机，拥有至少2个配置文件：默认配置文件和OPS（操作模式）配置文件

默认配置文件 Default_Configuration_File：是交换机硬件编号不可分割的一部分，用于定义交换机的端系统的默认接收和发送，这个表常驻在交换机中。通过管脚编程获得唯一的接收VL（0，postion)、发送VL（1，postion），并定义了相关的MAC，BAG、Smax（以太网线路总长度）；
OPS 配置文件 OPS_Configuration_File：在航空电子通信网络中的所有交换机都加载同一个OPS 配置文件，如图所示，文件中包含所有交换机的操作配置；通过管脚编程确定交换机的位置，交换机有权访问使用OPS 配置文件中指定的配置表。

OPS_Configuration_File包含两个部分·

EndSystem_Configuration_Table（（交换机）端系统的配置表）
Filtering_Policing_and_Forwarding_Configuration_Table（过滤管制与转发配置表）

操作模式

1.INIT：加电或复位后，交换机进入INIT模式；

2.OPS：交换机正常的工作状态；

3.DL：数据加载状态；

4.SHOP：在航空之外的调试状态；

5.PASSIVE：初始化（在INIT模式时）检测到异常后，进入PASSIVE状态，交换机只提供网络管理功能进行通讯，其他功能都被停止；

6.QUIET：交换机发生任何形式的灾难性的失败，进入QUIET状态。

数据加载

使用ARINC615A 和ARINC665 两个协议文档中的工序和协议来上载软件和配置表到交换机中。

配置标识：

Hardware(+Firmware)：硬件P/N（含驻留固件）
OPS_Software：现场可加载操作软件，
OPS_Configuration_File：交换机的现场可加载配置表。

知识点：

交换机上电后，配置信息由ARINC615A"信息操作”（Information Opertation）的方法取得。

交换机在读取数据加载器源IP时获取数据加载器的IP地址。

管脚编程

管脚编程是一种可选模式；交换机只有在INIT模式下读取硬件的编程管脚

12位管脚（P1到P12）具有奇偶校验二进制位，接地为1，悬空为0，作为交换机的位置编码。

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