多媒介通信系统链路管理的设计和实现

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1、多媒介通信系统链路管理的设计和实现

2、第1lunal>关键词：多种通信媒介多协议链路调度在许多应用中，如军事通信中的C4I系统、政府部门和特殊行业中的某些重要通信系统，对通信网络的可靠性、抗毁性有着非常苛刻的要求，既要求在正常情况下有较高的通信效率，又要求在恶劣环境下能保证基本的通信，因此仅仅依赖单一通信媒介难以达到可靠性的要求。在C4I系统中，把现有的和未来的全部传输媒介资源综合到通信系统中已经成为通信网络追求的目标之一。在民用领域，例如高速公路联联网收费系统中，因为需要一个24×7的可靠通信平台，亦采

3、用了不同类型的通信媒介（如图1），它通常把专线作为主用线路，把公众电信网提供的拨号线（普通调制解调顺或ISDN）连接作为临时备用线路。不同通信媒介的效率和经济性差别很大。对不同类型的通信链路必须进行综合调度，做到自适应不同的网络环境，自动在主用链路和多条备用链路间进行切换。这样才能适应这些系统对网络生存能力的要求。传统开过程中，常把最上端的应用程序直接建立在多种通信设备上，在应用程序中直接对不同类型链路进行管理和调度，这对整个系统的开发、升级、扩展带来了很大问题。一方面应用软件开发者需要耗费大量精力在不

4、同的通信设备上，而这些工作在别的同类项目中无法复用；另一方面，当系统需要升级通信设备，或者扩展新的通信媒介时，几乎相当于重新开发整个系统。同时，在多个应用程序共享通信设备时容易产生冲突。借鉴超链思想以及微软和工业控制界共同推出的OPC（OLEforprocesscontrol）规范的设计思路，提出了基于技术的解决方案。所面临的难点之一在于协议组件和通信媒介组件可以有相同的数据接口，但是这些组件的特性千差万别，在设置参数和获得当前状态方面无法做到大致统一的接口，可以通过组件自解析的方式解决。链路管理模块和

5、这些组件之间的参数用字符串或数组的方式传递，各组件在得到这些字符串后根据本身的情况进行解析，得到特定的参数。难点之二，如前文所述，通信媒介组件与物理层密切相关，很难做到支持并行化的输入。在多条独立链路不同的线程中同时使用同一通信媒介时，各链路对物理层的操作将产生冲突，必须对通信媒介组件的数据输入进行串行化处理（排队），使同一时刻，只处理一个输入。在组件的多线程模型中，单线程套间（STA）模型有如下特点：如果某组件的对象生成在单线程套间中，则只有与同在一个套间特定的线程可以访问该对象不在同一套间的其他线程

6、必须通过列集（marshal）技术才能访问该对象。这种技术基于ORPC协议和消息阶列机制，自动把对该对象的访问串行化了。所以如果每个通信媒介组件都只有一个对象且生存在STA中，则通过列集技术它的访问自动被串行化。1.4媒介模块和协议模块的设计媒介组件封装了与网络平有关的操作，向上提供了建链、断链、发送数据、接收数据（回调）、参数设置、状态改变报告（回调）、参数查询、状态查询等接口。例如在高速公路网络中，专线网络和拨号线后备链路都基于IP网络，-无线电台方式，媒介组件必须提供与IP网络相一致的接口，而对设

7、备的操作（串口、MODEM、电台）进行封装。节点ID系统（与IP系统类似）也在此组件中进行管理。在媒介模块之上完成的协议控制以独立的组件方式存在。这是考虑到媒介类型与协议并非一一对应，一种协议可能适用于多种媒介，一种媒介亦可能使用多种协议。2链路的管理、维护和调度链路的管理、维护和调度是本设计的重点内容之一，可从运行角度和维护测试角度分别考虑。在运行中，系统的每个节点都可能通过多条链路与多个节点通信，每条链路所使用的通信媒介和协议又不尽相同。与同一节点通信的过程中，有可能在不同的通信媒介和协议间切换。同

8、时，链路管理层必须实时获得各条链路的运行状态和当前参数，如通断情况、吞吐量等，以作出正确的调度决策。从维护测试角度，需要设置各条链路所涉及的协议参数和涉及通信媒介的参数；新节点必须能够自动加入，成为任一节点的客户端。2.1多链路管理链路管理层必须维护一张链路表，以记录各条链路的情况（如表1）。表1链路管理表结构目的ID通信媒介链路标识对应目的地址优先纺链路状态000001'U'0001192.169.0.11NO目的ID是节点的全网唯一标总值，通信媒介用字符标识，链路标识是链路的唯一标识。对应目的地址为

9、下一层（特定通信媒介）的若基于UDP/IP或TCP/IP，则为IP地址；若基于短波或者别的通信媒介，则为在下一层约定的地址。优先级表示与同一目的ID通信时优先采用哪条链路。与同一节点间的链路可能有数条，它们互相独立且对等，只是优先级不相同。链路状态包括中止和激活两种。中止状态指链路保持在侦听态，能接收数据帧关上报链路管理组件，而发送线程中止运行；激活状态指两节点在此链路上进行通信。链路由中止状态到激活状态转换的过程称为激活，包括启动发送线程