时间触发以太网网络控制机制和关键构件研究

发布时间：2022-07-19 13:18

　　本文主要研究一种时间确定性安全关键实时网络协议——时间触发以太网（Time Triggered Ethernet，TTE）。涉及内容包括TTE的网络体系架构、控制协议以及关键构件的设计；然后在仿真平台上构建网络模型和节点模型，实现了时间触发以太网仿真，根据统计测试结果分析得证TTE网络的时间确定性和高实时性。最后总结了工作，展望了TTE的发展趋势和前景。文章开头由Ethernet的发展为引，提出Ethernet的不具备时间确定性，实时以太网的出现弥补这一缺陷。随着实时以太网的发展，为了解决更好地继承以太网的特点和应用于安全关键系统，提出了时间触发以太网解决方案。时间触发以太网作为一种实时以太网，它具有独特的内涵，特点和优点。本文系统地阐述了TTE网络相关内容，主要内容包括以下几点：TTE网络体系架构，详细分析了各层间的关系和功能；各种规模的网络不同的拓扑结构；TTE网络中的控制机制。交换机节点、终端节点是组成TTE网络的关键构件，对其的硬件和软件进行了研究和设计，模块技术研究包含：时钟同步模块、数据处理和收发组件、同步/数据处理模块和数据处理模块。然后，对TTE网络构件软件系统的功能模... 

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景和意义
        1.2.1 课题研究的背景
        1.2.2 课题意义和目的
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 实时以太网的研究现状
        1.3.2 时间触发以太网的研究现状
    1.4 主要创新点和亮点
    1.5 本文的主要工作和章节安排
        1.5.1 本文的主要工作
        1.5.2 本文的章节安排
第二章 时间触发以太网概述和控制机制
    2.1 时间触发以太网
    2.2 TTE 网络体系架构
        2.2.1 以太网 802.3 协议
        2.2.2 IP 协议
        2.2.3 时间触发协议
        2.2.4 TCP/UDP 协议
        2.2.5 应用层
    2.3 TTE 网络拓扑结构
    2.4 网络控制技术研究
        2.4.1 时间同步算法
        2.4.2 网络传输数据类型
        2.4.3 网络构件余度容错机制
    2.5 本章小结
第三章 网络关键构件研究
    3.1 时间触发以太网交换机结构
        3.1.1 TTE 交换机硬件组成
        3.1.2 TTE 交换机软件设计
        3.1.3 交换机控制机制研究
    3.2 时间触发以太网终端
        3.2.1 TTE 节点机硬件组成
        3.2.2 TTE 终端节点机软件设计
        3.2.3 数据处理
    3.3 功能模块设计
        3.3.1 时钟同步模块
        3.3.2 用户数据处理模块
        3.3.3 接收和发送组件
    3.4 接口设计
        3.4.1 节点内接口设计
        3.4.2 节点间接口设计
    3.5 本章小结
第四章 时间触发以太网仿真设计
    4.1 OPNET 仿真平台
    4.2 时间触发以太网网络总体设计方案
        4.2.1 节点模型搭建
        4.2.2 功能测试
    4.3 TTE 交换机模型的建立
        4.3.1 交换机模型
        4.3.2 TTE 交换机模型根进程
        4.3.3 TTE 交换机模型功能子进程
    4.4 TTE 终端节点模型的设计
        4.4.1 终端节点模型设计
        4.4.2 终端节点模型进程
    4.5 本章小结
第五章 仿真结果分析
    5.1 关键参数指标
    5.2 发送沉默故障仿真用例
        5.2.1 测试场景
        5.2.2 结果分析
    5.3 双通道无故障测试场景
        5.3.1 测试场景
        5.3.2 结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 总结
    6.2 未来工作的展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果



本文编号：3663486