一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，針對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)需求，公開了一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，通過故障注入節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)注入到鏈路上，不需要經(jīng)過協(xié)議棧的處理，并且不受通信配置的約束，所以可以向網(wǎng)絡(luò)注入任意錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，包括違反通信協(xié)議或違反通信配置的數(shù)據(jù)，通過分析整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量和接收數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的可靠性評(píng)價(jià)。
【專利說明】一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于機(jī)載網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法。

【背景技術(shù)】
[0002]新一代飛機(jī)中，所有的設(shè)備都是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，因此機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的失效將直接影響飛行安全。在進(jìn)行機(jī)載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程中，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0003]機(jī)載網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中，發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上正常的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生影響。為了評(píng)價(jià)故障數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響，需要進(jìn)行故障數(shù)據(jù)注入測試，目前已有的方法都是通過在應(yīng)用層改寫數(shù)據(jù)幀的某些域，再經(jīng)過協(xié)議棧處理注入到網(wǎng)絡(luò)中。由于受到協(xié)議棧處理和通信配置的約束，不能模擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生的所有錯(cuò)誤，所以需要一種故障數(shù)據(jù)的注入方法來對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，故障數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過協(xié)議棧的處理，并且不受通信配置的約束，通過直接將任意錯(cuò)誤數(shù)據(jù)注入到物理鏈路上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的評(píng)價(jià)。
[0005]本發(fā)明的目的:通過向網(wǎng)絡(luò)物理鏈路直接注入故障數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
[0006]本發(fā)明給出以下技術(shù)方案:
[0007]一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，其特殊之處在于:包括以下步驟，
[0008]I)構(gòu)造故障數(shù)據(jù)，建立故障注入節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)正常工作節(jié)點(diǎn)，故障注入節(jié)點(diǎn)和正常工作節(jié)點(diǎn)分別與待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)相連；所述故障注入節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議與正常工作節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議相同，故障注入節(jié)點(diǎn)的通信配置與正常工作節(jié)點(diǎn)的通信配置相同；
[0009]2)將故障數(shù)據(jù)通過故障注入節(jié)點(diǎn)直接注入到待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路上。
[0010]上述步驟I)的故障數(shù)據(jù)包括前導(dǎo)域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、起始定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、源地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、目標(biāo)地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、路由字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、長度域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，流控字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、MAC字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、幀內(nèi)容錯(cuò)誤檢測字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、幀內(nèi)容糾正字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、結(jié)束定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、偽裝節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0012]通過構(gòu)造故障注入節(jié)點(diǎn)直接將故障數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中。由于本發(fā)明通過故障注入節(jié)點(diǎn)直接將故障數(shù)據(jù)注入到與故障注入節(jié)點(diǎn)相連的待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路上，不需要經(jīng)過協(xié)議棧的處理，并且不受通信配置的約束，所以可以向待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)注入違反通信協(xié)議或違反通信配置的數(shù)據(jù)，從而模擬實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中故障注入節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的情況。注入故障數(shù)據(jù)后，通過分析整個(gè)待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的流量和其它正常工作節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，就可以對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0013]通過故障數(shù)據(jù)注入對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際使用中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況進(jìn)行模擬，能夠在機(jī)載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段就對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)，而不是在后期飛機(jī)系統(tǒng)綜合或者實(shí)際使用中出現(xiàn)故障時(shí)才分析解決，提高了機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的可靠性，降低了機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]本發(fā)明從測試角度保證了機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的可靠性，為飛機(jī)的整機(jī)安全性指標(biāo)提供了保障，為適航認(rèn)證提供了支撐數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1網(wǎng)絡(luò)故障數(shù)據(jù)注入示意圖；
[0016]圖2數(shù)據(jù)內(nèi)容錯(cuò)誤幀的發(fā)送示意圖；
[0017]圖3偽裝節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀傳輸示意圖；
[0018]圖4節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障錯(cuò)誤幀的發(fā)送示意圖；
[0019]圖5持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]機(jī)載網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中，發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過程會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上正常的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生影響，因此需要一種故障數(shù)據(jù)注入方法來模擬實(shí)際中發(fā)生的這些錯(cuò)誤情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的評(píng)價(jià)。
[0021]本發(fā)明提出了一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，包括以下步驟，
[0022]I)構(gòu)造故障數(shù)據(jù)，建立故障注入節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)正常工作節(jié)點(diǎn)，故障注入節(jié)點(diǎn)和正常工作節(jié)點(diǎn)分別與待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)相連；所述故障注入節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議正常工作節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議相同，故障注入節(jié)點(diǎn)的通信配置與正常工作節(jié)點(diǎn)的通信配置相同；
[0023]2)將故障數(shù)據(jù)通過故障注入節(jié)點(diǎn)直接注入到待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路上。
[0024]步驟I)的故障數(shù)據(jù)為違反通信協(xié)議數(shù)據(jù)幀或違反通信配置的數(shù)據(jù)幀。
[0025]違反通信協(xié)議數(shù)據(jù)幀包括如圖2所示的發(fā)送數(shù)據(jù)幀內(nèi)容錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，發(fā)送數(shù)據(jù)幀內(nèi)容錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀包括前導(dǎo)域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、起始定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、源地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、目標(biāo)地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、路由字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、長度域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，流控字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、MAC字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、錯(cuò)誤檢測字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、糾正字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀和結(jié)束定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀。
[0026]如圖3所示的偽裝節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，偽裝節(jié)點(diǎn)指故障注入節(jié)點(diǎn)偽裝成其它正確運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)，會(huì)使接收節(jié)點(diǎn)接收錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0027]如圖4和圖5，違反通信配置的數(shù)據(jù)幀，包括節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀和持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀。
[0028]節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀，由于節(jié)點(diǎn)的時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步錯(cuò)誤導(dǎo)致發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)間錯(cuò)誤，影響接收節(jié)點(diǎn)的處理；持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中某些設(shè)備(交換機(jī)或者接收節(jié)點(diǎn))資源耗盡，影響其它數(shù)據(jù)幀的正常傳輸。
[0029]步驟I)的故障數(shù)據(jù)包括前導(dǎo)域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、起始定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、源地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、目標(biāo)地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、路由字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、長度域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，流控字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、MAC字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、錯(cuò)誤檢測字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、糾正字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、結(jié)束定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、偽裝節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀中的一種或幾種。
[0030]如圖3所示，節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀是違反通信配置的數(shù)據(jù)幀，節(jié)點(diǎn)由于和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步錯(cuò)誤導(dǎo)致發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)間錯(cuò)誤，影響接收節(jié)點(diǎn)的處理，如圖5所示，持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中某些設(shè)備(交換機(jī)或者接收節(jié)點(diǎn))資源耗盡，影響其它數(shù)據(jù)幀的正常傳輸。
[0031]使用本發(fā)明的示意圖如圖1所示。待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)中包括兩臺(tái)交換機(jī)和多個(gè)端系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)總線上共有2個(gè)交換機(jī)和8個(gè)端系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，分別是節(jié)點(diǎn)I—節(jié)點(diǎn)7的正常工作節(jié)點(diǎn)和故障注入節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)通過物理鏈路連接到兩臺(tái)交換機(jī)。
[0032]總線上所有的節(jié)點(diǎn)使用相同的通信協(xié)議和通信配置。通信協(xié)議指定了所有節(jié)點(diǎn)之間的通信數(shù)據(jù)交互規(guī)則，以及數(shù)據(jù)幀格式等信息。通信配置定義了總線上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)幀的長度、源和目的、傳輸時(shí)間、各個(gè)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)等。故障注入節(jié)點(diǎn)也使用相同的通信協(xié)議和通信配置，保證了和總線上所有其他節(jié)點(diǎn)可以正確通信。
[0033]根據(jù)需要可以通過故障注入節(jié)點(diǎn)向待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)中注入違反通信協(xié)議或違反通信配置的數(shù)據(jù)，從而模擬了網(wǎng)絡(luò)中故障注入節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的情況。
[0034]注入故障數(shù)據(jù)后，通過分析整個(gè)待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的流量和接收數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，就可以對(duì)待測機(jī)載機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，其特征在于:包括以下步驟， 1)構(gòu)造故障數(shù)據(jù)，建立故障注入節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)正常工作節(jié)點(diǎn)，故障注入節(jié)點(diǎn)和正常工作節(jié)點(diǎn)分別與待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)相連；所述故障注入節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議與正常工作節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議相同，故障注入節(jié)點(diǎn)的通信配置與正常工作節(jié)點(diǎn)的通信配置相同； 2)將故障數(shù)據(jù)通過故障注入節(jié)點(diǎn)直接注入到待測機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于評(píng)價(jià)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)可靠性的故障流量注入方法，其特征在于: 所述步驟1)的故障數(shù)據(jù)包括前導(dǎo)域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、起始定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、源地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、目標(biāo)地址字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、路由字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、長度域錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，流控字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、嫩字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、幀內(nèi)容錯(cuò)誤檢測字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、幀內(nèi)容糾正字段錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、結(jié)束定界符錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀、偽裝節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步故障數(shù)據(jù)幀中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK104486104SQ201410728262
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】朱佳, 魏雪菲, 于峰, 劉智武, 李雯, 余亞剛 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所