[发明专利]基于1394b多子网传输结构的子网划分方法

说明书

技术领域

本发明属于网络信息通信技术领域，具体涉及一种基于1394b多子网传输结构的子网划分方法。

背景技术

IEEE1394总线由Apple公司在1986年开发并在1987年形成标准。最初Apple公司将其命名为Firewire(火线)。1995年电器和电子工程师协会(IEEE)将FireWire规范为IEEE1394-1995；在2000年IEEE对该协议进一步完善推出IEEE1394a；2002年IEEE基于IEEE1394-1995和IEEE1394a推出了IEEE1394b，该协议支持光纤传输，带宽支持3.2Gbps，极大提高了传输性能。由于IEEE1394b总线的实时性好、传输速率高、拓扑灵活、扩展容易以及支持热插拔，成为下一代航空航天、工业控制领域的候选总线技术之一。

但是1394b总线是一种传统的总线共享式的传输协议，其数据通过共享总线传输，无法实现多路数据传输。国内虽然对1394b总线有所研究，但是关于1394b多路传输技术的研究几乎没有。随着军事领域应用中大容量数据多路传输的需求越来越高，对1394b传输系统的多路传输技术的研究势在必行。

与传统交换式网络的不同，1394b多子网交换结构中，所有子网通过交换机的端口组互联从而组成整个数据传输系统，而每个子网中的节点通过环形、链型、星型或树型拓扑的共享式1394b光纤总线进行互联，如图1所示。每个子网都是采用传统的1394b光纤总线互联结构。当子网内部节点相互传输数据时，所有子网相互独立进行数据传输；当不同子网的节点之间有数据传输时，数据通过交换机从一个子网中的源节点到另一个子网中的目标节点。根据上述情况，将多子网交换结构的数据传输分为两类：子网内传输和子网间传输。子网内传输即传统的1394b光纤总线传输，这种传输方式具有共享式总线技术的实时性和确定性。子网间传输则是通过交换机实现，其传输性能由交换机决定。

IEEE于2004年推出了1394.1协议(1394.1^TM IEEE Standard for High Performance Serial Bus Bridges,Microprocessor and Microcomputer Standards Committee)，其定义了1394桥的概念，如图2所示，通过1394桥可将多条1394总线组成一个互通的网络，多条总线能够独立进行数据传输而不互相影响，并且数据也能通过1394桥传输到其他总线上，实现了1394b网络并行交互数据的传输。

上述1394桥式结构存在缺陷，当数据包通过桥传输到其他总线上时，其将到达所有总线，占用所有总线的带宽，包括不希望得到该数据包的总线，从而导致整个网络效率较低。该协议没有得到广泛应用，也没有支持该协议的相关研究和产品。

发明内容

本发明针对1394b多路传输时总线带宽占用率高、网络传输效率较低的问题，基于排队论，提出了一种基于1394b多子网传输结构的子网划分方法。

本发明的基于1394b多子网传输结构的子网划分方法，包括如下步骤：

步骤1：获取网络节点间传输带宽，表示为矩阵A如下：

n表示节点个数，矩阵A中第i行第j列元素a_ij代表节点i向节点j发送信息的带宽大小；

步骤2：设第i个子网用P_i表示，则网络拓扑矩阵X＝(P₁,…,P_i,…,P_n)_1×n，P_i为一n×1的列向量，当某个子网向量为0向量时，表示该子网不存在；当第r个节点在子网P_i内时，则列向量P_i的第r个行元素的值为1，否则为0；

步骤3：设置各节点所属子网，列举所有网络拓扑矩阵；

步骤4：对每个网络拓扑矩阵，计算该网络拓扑下各子网内及子网间的延时，并获取整个网络的平均延时；

其中，各子网内及子网间的延时用矩阵T表示：

矩阵T中元素T_ii代表子网P_i内延时，μ为总线平均服务率，λ_ii为子网P_i内、子网P_i与其他子网间传输带宽总量，