[发明专利]一种基于AFDX的机载数据存储资源分布式共享网络系统

说明书

本发明涉及一种基于AFDX的机载数据存储资源分布式共享网络系统。结合NVMe和AFDX提出机载数据存储资源分布式共享架构设计。NVMe是PCIe总线上的一层协议，面向的是固态电子盘设备，具有高带宽、低延迟等优点。AFDX是一种机载数据交换网络，具有强可靠性。针对目前机载存储资源分散、利用率低、IO访问路径冗长等缺点，本发明提出将AFDX移植到存储节点上形成一层底层数据通信网络，缩短IO访问路径，并通过成熟的NVMe协议提高访问带宽。

技术领域

AFDX是航空领域常用的网络总线，它将航电系统中网络总线数据传输的速率提升到了100/1000Mbps，PCIe总线是常见的高速串行总线。本专利提出的方法结合了两种总线的优点提高了机载环境下数据传输的速度、可靠性以及完成了机载数据全机共享。PCIe总线跑gen 2.0,协议为NVMe.通过AFDX形成存储系统中的底层总线数据交换网络，满足机载分布式存储设备的资源共享，为机载客户端设备提供更好的存储服务。

背景技术

航空机载设备之间的通讯和数据交换，是整个机载航电系统的关键部件之一。随着航空工程的不断发展，机载航电系统对数据总线的要求进一步提高，需要先进的高速总线来支持各个电子设备之间高速、实时的数据传输。另一方面，机载设备的数据目前处于分布但不共享的状态，不同系统、不同设备之间的存储资源无法进行共享和低延迟快速的数据交互。因此，研制一种通用化、高效率可共享的机载数据存储共享架构对未来航空工程应用具有重要意义。针对航空高可靠性要求和高带宽的数据特性，AFDX成为该存储架构共享网络的选择。传统的机载存储接口大部分采用SATA总线，而且目前SATAIII已经极限，没有可进一步提高的余地。PCIe是目前常用的设备内板间互联高速总线，而它也正成为以后存储产品的主流接口总线，具有高速、低延迟的特性，IO访问路径短，延迟相比传统存储产品接口低50％，在此基础上，NVMe协议的提出规范了PCIe接口的存储产品。目前传统的机载设备网络大部分是基于光纤协议的主干网，所有节点设备挂入主干网交换机进行数据交换，但是每个节点设备的存储资源由自身管理，导致整个飞机的存储资源分散不共享，而且所有数据的交互都需要经过前端的机载设备进入主干网进行数据交互，IO访问路径冗长，资源利用率差。基于目前的现状，提出一种适用于飞机的高带宽、低延迟、存储资源共享的分布式存储架构设计。

发明内容

发明目的

本发明结合NVMe和AFDX提出机载数据存储资源分布式共享架构设计。NVMe是PCIe总线上的一层协议，面向的是固态电子盘设备，具有高带宽、低延迟等优点。AFDX是一种机载数据交换网络，具有强可靠性。针对目前机载存储资源分散、利用率低、IO访问路径冗长等缺点，本专利创新性的提出将AFDX移植到存储节点上形成一层底层数据通信网络，缩短IO访问路径，并通过成熟的NVMe协议提高访问带宽。

技术方案

本发明提供一种基于AFDX的机载数据存储资源分布式共享网络系统，包括光纤交换机、多个客户端、多个存储器和AFDX交换机；所述的AFDX交换机具有数据通讯接口，且AFDX交换机通过AFDX网络与多个存储器连接，每个存储器与对应的一个客户端通过PCI-E接口连接，所有客户端均与光纤交换机通过FC-AE总线连接，光纤交换机具有数据通讯接口。

本发明以AFDX网络总线作为底层存储体之间的数据交互总线，内部经过PCIe总线传输到存储介质上进行数据读写，实现光纤主干网络和底层数据网络分离，从而减少光纤主干网络的带宽占用。客户端运行一套数据管理配置软件，根据配置进行数据底层自发数据读写。如客户端1发起一个读任务后，通过配置软件查询到所需数据存储具体位置(例存储体n中)，那么直接将存储体n中的数据经过AFDX交换机底层网络读到客户端1的缓存中进行计算运用，整个数据搬移过程不需要经过光纤交换机。

附图说明

图1为一种基于AFDX的机载数据存储资源分布式共享网络系统的功能框图；

具体实施方式

本发明提供一种基于AFDX的机载数据存储资源分布式共享网络系统，包括光纤交换机、客户端、存储器和AFDX交换机；所述的AFDX交换机具有数据通讯接口，且AFDX交换机通过AFDX网络与存储器连接，存储器与客户端通过PCI-E接口连接，客户端与光纤交换机通过FC-AE总线连接，光纤交换机具有数据通讯接口。