CC BY
3
Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2023. № 75
УДК 629.78
DOI: 10.15593/2224-9982/2023.75.02
А.С. Максютин, А.В. Мурыгин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени акад. М.Ф. Решетнева,
Красноярск, Российская Федерация
АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В КАНАЛАХ СЕТИ SPACEWIRE
Одним из обязательных требований, предъявляемых к бортовым информационным сетям космических аппаратов, является соответствие их сетевых характеристик заданным уровням. Не являются исключением и бортовые информационные сети, построенные на основе технологии SpaceWire. Ведущие компании, занимающиеся разработкой испытательного оборудования SpaceWire, предлагают свои технические решения - сетевые анализаторы, позволяющие осуществлять процедуру анализа построенных бортовых информационных сетей на этапе наземной отработки. В рамках данной статьи выделяется один из таких сетевых анализаторов - Multi-link SpaceWire Recorder компании 4Links, который является наиболее предпочтительным с точки зрения его дальнейшего использования в составе крупной разработки по созданию стенда комплексных испытаний бортовых информационных сетей Space-Wire. Выявляются недостатки организации программного обеспечения выбранного сетевого анализатора и предлагаются способы их устранения посредством разработки собственных программно реализуемых алгоритмов. Далее описывается процедура отработки разработанного программного обеспечения, включающая в себя сборку рабочего места, имитирующего простейший фрагмент бортовой информационной сети, организацию информационного взаимодействия и последующий анализ. В заключении представлены выводы о проделанной работе, а также дальнейшие планы по развитию работы.
Ключевые слова: сетевые анализаторы, программное обеспечение, бортовая информационная сеть, космические аппараты, SpaceWire.
A.S. Maksyutin, A.V. Murygin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russian Federation
ANALYSIS OF INFORMATION INTERACTION IN THE CHANNELS OF THE SPACEWIRE NETWORK
One of the mandatory requirements for on-board information networks of spacecraft is the compliance of their network characteristics with the specified levels. On-board information networks based on SpaceWire technology are no exception. Leading companies engaged in the development of SpaceWire test equipment offer their own technical solutions - network analyzers that allow for the analysis of built on-board information networks at the stage of testing. Within the framework of this article, one of such network analyzers is singled out - the Multi-link SpaceWire Recorder of 4Links company, which is the most preferable from the point of view of its further use as part of a large development to create a stand for complex testing of SpaceWire onboard information networks. The shortcomings of the software organization of the selected network analyzer are identified and ways to eliminate them are proposed by developing their own software-implemented algorithms. The following describes the procedure for testing the developed software, which includes the assembly of a workplace that simulates the simplest fragment of an on-board information network, the organization of information interaction and subsequent analysis. In the final section, the conclusions about the work done are presented, as well as further plans for the development of the work.
Keywords: network analyzers, software, on-board information network, spacecraft, SpaceWire.
SpaceWire - это передовая технология для построения распределенных гетерогенных бортовых систем космических аппаратов (КА). Технология была принята как базовая ведущими мировыми космическими агентствами и применялась в более чем 150 миссиях, однако на отечественных КА, ввиду ряда сложностей, не получила широкого распространения [1]. Данная ситуация должна претерпеть изменения в ближайшем будущем в связи с рядом факторов, среди которых можно выделить введение от 1 июня 2022 г. отечественного варианта стандарта ГОСТ Р 70020-2022 (SpaceWire-RUS), а также закладывание SpaceWire как одного из основных интерфейсов информационного взаимодействия на перспективных КА.
Для того чтобы новая технология получила возможность интеграции на КА, следует организовать ряд необходимых для этого условий, одним из которых является наличие развитой испытательной базы для осуществления наземной отработки [2]. В связи с этим на предприятии АО «Решетнёв» разрабатывается стенд комплексных испытаний бортовых информационных сетей SpaceWire [3], перед которым ставится две основные задачи:
1. Анализ фрагментов бортовой информационной сети SpaceWire с точки зрения сетевых характеристик.
2. Испытания бортовой аппаратуры, имеющей в своем составе интерфейс SpaceWire на соответствие требованиям стандарта.
В рамках данной статьи к рассмотрению представлена первая задача. Для ее решения предлагается реализация части испытательного стенда, которая была названа блоком имитации сетевого информационного взаимодействия, структурная схема которого представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема блока имитации сетевого информационного взаимодействия
Далее приведено краткое описание каждого отдельного элемента блока:
1. Блок управления - это блок, с которым непосредственно будет взаимодействовать оператор, проводящий испытания. Он представляет собой управляющую вычислительную машину и предназначен для конфигурации остальных блоков стенда, управления процессом испытаний и протоколирования.
2. Блок генерации трафика, как следует из названия, отвечает за генерацию, отправку и прием пакетов SpaceWire, а также пакетов транспортных протоколов - RMAP [4] и СТП-ИСС [5]. Блок состоит из генераторов, которые, в свою очередь, являются вычислительными устройствами с реализованным на них специальным программным обеспечением [6].
3. Блок имитаторов терминальных узлов отвечает за связь интерфейсов в стенде. Поскольку генераторы трафика не имеют в своем составе интерфейса SpaceWire, необходимы специальные интерфейсные мосты, позволяющие преобразовывать, например, кадры Ethernet в пакеты SpaceWire и наоборот. Блок состоит из данных интерфейсных мостов, обозначенных в схеме как технологические терминальные узлы.
4. Блок имитаторов коммутационной среды сети предназначен для организации структуры сети посредством коммутаторов SpaceWire. Именно посредством данного блока до непосредственного начала испытаний может быть сформирована топология сети. Блок состоит из технологических маршрутизирующих коммутаторов SpaceWire.
Для дальнейшего рассмотрения разработки на рис. 2 предлагается конкретный пример фрагмента бортовой информационной сети SpaceWire, собранный при помощи средств блока имитации сетевого информационного взаимодействия.
Рис. 2. Структурная схема фрагмента бортовой информационной сети SpaceWire
На начальном этапе блок управления осуществляет задание ряда конфигурационных параметров каждого генератора трафика для последующего информационного взаимодействия. Среди них можно выделить:
1. Количество передаваемых пакетов.
2. Периоды отправки пакетов.
3. Задержки перед отправкой пакетов.
4. Путевые и логические адреса пакетов.
5. Длины данных пакетов.
6. Используемый транспортный протокол:
- типы передаваемых пакетов;
- используемые типы качества сервиса (QoS);
- прочие настройки транспортных протоколов.
Данный список не является исчерпывающим и со временем будет дополняться новыми параметрами. После конфигурации каждого генератора трафика может быть начато информационное взаимодействие между технологическими терминальными узлами. Достигается это путем отправки на них информации, например, в формате кадров Ethernet в соответствии с заданными настройками. Технологические терминальные узлы после обработки и преобразования полученной информации в пакеты SpaceWire отправляют их в сеть, образованную технологическими маршрутизирующими коммутаторами SpaceWire и другими технологическими терминальными узлами, т.е. происходит имитация информационного взаимодействия фрагмента некоторой реальной бортовой информационной сети. При этом неразрешенной остается задача, касающаяся анализа осуществляемого информационного взаимодействия с точки зрения сетевых характеристик [7].
Если рассматривать теорию компьютерных сетей, то наиболее распространенным инструментом для решения данной задачи является сетевой анализатор, который позволяет оценить характеристики конкретных каналов в сети. Функционал такого устройства должен включать в себя:
1. Получение копии каждого пакета, проходящего по некоторому участку сети.
2. Присваивание копиям пакетов меток времени.
3. Фильтрация копий пакетов по заданным триггерам.
4. Вывод информации о полученных копиях пакетов [8].
Среди разработанного испытательного оборудования SpaceWire существует несколько экземпляров, позволяющих реализовать обозначенный функционал. Такими экземплярами являются:
1. SpaceWire Link Analyser Mk3 компании STAR-Dundee [9].
2. Multi-link SpaceWire Recorder компании 4Links [10].
3. iSAFT SpaceWire Front-End / Link Analyser компании Teletel [11].
Выбор одного из представленных в списке экземпляров для дальнейшего использования в составе испытательного стенда производился на основании матрицы принятия решений. Критерии были сформированы исходя из представленных ранее общих требований к функционалу, типовых характеристик анализаторов SpaceWire и специфики разрабатываемого испытательного стенда. Значение веса для каждого из критериев устанавливалось из диапазона от 1 до 5. Матрица принятия решений представлена в таблице.
Матрица принятия решений для выбора сетевого анализатора SpaceWire для использования в составе испытательного стенда
Параметр SpaceWire Link Analyser Mk3 Multi-link SpaceWire Recorder iSAFT SpaceWire Link Analyser
Получение копии каждого пакета, проходящего по некоторому участку сети (5) 5 5 5
Присваивание копиям пакетов меток времени (5) 5 5 5
Фильтрация копий пакетов по заданным триггерам (3) 5 1 3
Вывод информации о полученных копиях пакетов (3) 5 3 4
Количество портов SpaceWire (4) 1 3 5
Скорость работы портов SpaceWire (2) 5 5 5
Точность записи меток времени копий пакетов (4) 3 5 3
Наличие графического интерфейса (1) 5 1 3
Практическая возможность использования экземпляра в составе испытательного стенда (5) 3 5 1
Итого 126 134 121
На основании данного сравнения было принято решение использовать в составе испытательного стенда экземпляр Multi-link SpaceWire Recorder (MSR).
Подключение анализатора осуществляется в разрыве соединения между двумя устройствами SpaceWire для обеспечения возможности записи всей проходящей по данному соединению информации. Схема подключения представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема подключения анализатора SpaceWire
Подключение оборудования в абсолютно каждый канал фрагмента бортовой информационной сети SpaceWire не является целесообразным ввиду того, что впоследствии это приведет к значительному увеличению стоимости разработки при незначительном повышении информативности для дальнейшего анализа. Следует производить выбор конкретных точек подключения, представляющих наибольший интерес для анализа. В связи с этим подключение анализатора предлагается осуществлять на выходах двух различных технологических терминальных узлов, как представлено на рис. 4, позволяя таким образом записывать все происходящее между ними информационное взаимодействие для последующего анализа.
Рис. 4. Схема подключения анализатора SpaceWire в испытательном стенде
Перед непосредственным включением MSR в состав испытательного стенда была произведена проверка его работы, т.е. осуществление анализа информационного взаимодействия по SpaceWire. С этой целью было собрано рабочее место (РМ), в состав которого вошли:
- персональный компьютер (ПК);
- коммутатор Ethernet;
- интерфейсный мост Diagnostic SpaceWire Interface (DSI);
- MSR;
- маршрутизирующий коммутатор SpaceWire [12]. Структурная схема РМ представлена на рис. 5.
Рис. 5. Структурная схема РМ для проверки работы MSR
Осуществление анализа информационного взаимодействия проводилось согласно следующему алгоритму:
1. Формирование данных на ПК и последующая отправка в сеть. Данные отправляются в составе Ethernet кадров на DSI, с которого они, преобразованные к формату пакетов SpaceWire, направляются на MSR с 1-го или 2-го порта.
2. Анализ информации, содержащейся в пакетах SpaceWire, при прохождении через MSR (первая точка канала). Пакеты, приходящие на 1-й или 4-й порты, пересылаются на 2-й и 3-й порты соответственно.
3. Обработка пакетов SpaceWire маршрутизирующим коммутатором в соответствии с путевыми адресами в заголовке. В случае, если путевой адрес соответствует порту маршрутизирующего коммутатора, на котором установлен loopback кабель, после обработки и последующей отправки пакет придет обратно на маршрутизирующий коммутатор и будет подвергнут данной процедуре снова, пока не будет обработан путевой адрес со значением «1» или «2», что соответствует 1-му и 2-му портам маршрутизирующего коммутатора соответственно (данные порты соединены с MSR). Таким образом, достигается имитация работы фрагмента сети, в котором функционирует несколько маршрутизирующих коммутаторов с точки зрения задержки передачи данных.
4. Анализ информации, содержащейся в пакетах SpaceWire, при прохождении через MSR (вторая точка канала). Пакеты, приходящие на 2-й или 3-й порты, пересылаются на 1-й и 4-й порты соответственно.
5. Прием данных на DSI и последующая обработка. Пакеты SpaceWire преобразуются к формату кадров Ethernet и отпраляются на ПК, где данные, содержащиеся в них, подвергаются обработке.
6. По окончании информационного взаимодействия MSR направляет на ПК всю проанализированную информацию о пакетах SpaceWire.
При рассмотрении информации, полученной от MSR, было выявлено, что данное оборудование имеет ряд недостатков, касающихся реализации программного обеспечения (ПО). MSR корректно осуществляет запись всего проходящего через него объема данных, маркируя его метками времени, однако при этом отсутствует какая-либо возможность фильтрации этих данных по заданным триггерам, а также нет возможности автоматического расчета сетевых характеристик. Информация выдается в формате текстового файла, пример фрагмента которого представлен на рис. 6.
ris Flow Activity
50614743112Е ! HS 1-- >2 Data @0000 05 01 00 01 6D 00 00 00 00 01 00
00 02 АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС
АА ББ СС DD АА BE СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА
сс DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС
АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА
СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС
АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD 53
1- -->2 EOF at 506147446779 ns (SOP + 15.651ns)
5061474657В9 ns 3- >4 Data @0000 00 01 6D 00 00 00 00 01 00 00 02
АА ББ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА
СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС
АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА
СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС
АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА ВВ СС DD АА
СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD АА ББ СС DD 53
3- -->4 EOF at 506147497571 . П5 (БОР + : 31.761us)
Рис. 6. Фрагмент текстового файла, формируемого MSR
Обозначенные недостатки могут быть нивелированы посредством разработки ПО, которое позволило бы дополнять функционал MSR:
1. Идентификация одних и тех же пакетов, проходящих в двух точках канала. В выбранном для анализа канале следует однозначно идентифицировать одни и те же пакеты, проходящие в двух его точках, для того, чтобы впоследствии по обработанным анализатором данным можно было бы сделать вывод о характеристиках передачи данных конкретного пакета.
2. Определение ключевой информации об используемом транспортном протоколе. Данная информация позволит сделать выводы о влиянии того или иного типа трафика на сетевые характеристики. Например, передача данных транспортного протокола СТП-ИСС с использованием сервиса гарантированной доставки данных нагружает сеть дополнительным трафиком (пакеты подтверждения), что ведет к росту задержек передачи данных в целом, однако обеспечивает более высокий уровень надежности, ведущий к снижению количества ошибок.
3. Определение сетевых характеристик. Конечным результатом анализа работы канала является определение ключевых характеристик передачи данных, среди которых можно выделить:
- среднюю задержку передачи данных;
- среднюю скорость передачи данных;
- вероятность доставки данных без искажений [13].
4. Представление полученной информации в графическом формате. Удобство взаимодействия с ПО оборудования на сегодняшний день является одним из важных факторов при разработке. В графическом формате должно быть представлено следующее:
- информация об информационном обмене в целом;
- информация о каждом отдельном пакете;
- графики зависимостей сетевых характеристик от различных факторов.
Данные задачи решались при помощи детального разбора текстового файла, предоставляемого MSR, средствами языка программирования Python. Для организации графического пользовательского интерфейса применялась специализированная библиотека PySimpleGUI [14].
В итоговой реализации ПО оператору предоставляется информация о пакетах, проходящих между двумя узлами (A и B). При этом данная информация подразделяется в зависимости от направления следования пакетов, а также в зависимости от используемого транспортного протокола (RMAP и СТП-ИСС). Отдельно выделяются графики зависимости сетевых характеристик от различных факторов [15]. В качестве иллюстраций разработанного ПО предлагаются к рассмотрению рис. 7-10.
Common Info node B RMAP Info node A RMAP Info node B | STP-ISS Info node A STP-ISS Info node B Graph node A | Graph node B
Общая информация об информационном обмене: Общее количество пакетов (узел А):
Количество пакетов транспортного протокола (ЗМАР (узел А):
Количество пакетов транспортного протокола СТП-ИСС (узел А):
Средняя длина пакетов (узел А):
Средняя задержка передачи пакетов (узел А):
Средняя скорость передачи пакетов (узел А):
Вероятность доставки пакетов без искажений (узел А):
Детализация пакетов (узел А):
Время отправки: 2685002129605 не Время приема: 2685002164462 не
Длина пакета: 305 байт Количество байт путевого адреса: 3
Символ конца пакета: ЕОР
Задержка передачи: 34857 не Скорость передачи: 70 Мбит/с Ошибки при передаче: Отсутствуют
Транспортный протокол: РМАР Идентификатор транзакции: 000А
Данные: 05 06 02 РЕ 01 64 00 00 00 0А 00 00 00 10 СО 00 01 86 8А А8 8С АР 4Р 07 СО 55 Е4 ОА 05 25 94 10 ВА Е6 Р2 2В ВВ В6 РО 53 АЗ 30 4Е 6Е 45 СЗ 23 ОО 29 99 ЕЗ 9Р 8В 07 ОС ЕВ ОР Р7 09 09 ОЕ 1В 83 6В 11 ЕЗ 1В 93 23 08 55 1Р 1Е ВО 81 1С 1В 1С 69 44 08 07 6Р АЗ 44 36 ОВ 02 11 7С РР 08 94 97 87 30 55 1Е 06 СА 99 2Е 1Е 5Е В8 83 АЗ 06 39 Р8 АР Об В1 2С 47 45 РЕ 41 Р7 45 ВА Об 6А 03 79 5С ОР 8А В5 15 ЗР 5В 85 03 72 66 10 30 19 ЕС 07 50 4Р Е726 ЕВ А8 2Е ЗВ 42 20 90 46 42 СВ РС 1С 34 85 0 6 4Р 15 ЗЕ ЕВ А9 11 07 28 РР 00 36 82 00 42 06 ЕО Е5 60 АО 4С 95 ЗЕ 85 0 5 08 52 24 ЕЕ 39 А5 84 Р2 08 55 2 99 ЕО РО В7 0 0 58 СО ОА 02 АВ ЕО Е6 8А 2В А8 ОР А8 9Р АО ЗА 88 10 51 АО ВО 43 А8 Е9 АО О 60 4С 89 А1 7В 08 6С ВО 88 РС 01 Р4 ОР 33 35 А9 АР 93 С1 05 46 АВ 13 4В 09 А2 7А 93 77 40 76 80 86 АР ЕВ СЗ АА СО 16 95 99 СЕ 80 В1 А5 С9 00 АС ОС ВС Е4 А4 8Е 82 35 ОЕ ВЗ 60 34 06 41 7А 20 60 36 80 04 ВЕ 35 66 8С 44 2С Е4 43 50 7А 90 А6 1А 70 93 6А 64 57 ОС 95 35 45 АР РЕ ЕЗ 66 93 93 ВЕ Р4 60 14 5А 6В 2В А5 Е8 ЕЗ 09 ЕА СР 4Е 36 ЕВ СА6А38 36 66 87 45 99 47С1 1Е РВ 4В 44 9А4С 11 28 75 58 ВО 88 Е4 ЕЕ 11 61 ЕО 03 12 17 ВО 2С 306С 07 02 5С ОР 4В ЗА 52 76 Ю ВЗ 0061 ВО 19 А1 01 Е1 60 Р4 07 39 5Р ОВ А7 ВВ 41 90 ЗР20 82 ЗА 52 В2 09 91 С6ЕА20
Рис. 7. Общая информация о пакетах, переданных в канале от узла А к узлу В
RMAP Info node В STP-ISS Info node A STP-ISS Info
Информация об информационном обмене по транспортному протоколу 1ЧМАР:
Общее количество пакетов 1ЧМАР (узел А):
Средняя длина пакетов ЯМАР (узел А):
Средняя задержка передачи пакетов 13МАР (узел А):
Средняя скорость передачи пакетов (ЧМАР (узел А):
Вероятность доставки пакетов 13МАР без искажений (узел А):
Количество команд записи РМАР (узел А):
Количество команд чтения РМАР (узел А):
Количество команд 13МАР (узел А):
Количество команд КМАР с требованием подтверждения (узел А): Количество полученных пакетов подтверждения (ЗМАР (узел А):
Количество полученных пакетов подтверждения (ЗМАР с определенным статусом (узел А): Детализация пакетов ГЗМАР (узел А):
Время отправки: 2945538201673 не Время приема: 2945538234244 не
Длина пакета: 285 байт Количество байт путевого адреса: 3
Символ конца пакета: ЕОР
Задержка передачи: 32571 не Скорость передачи: 70 Мбит/с Ошибки при передаче: Отсутствуют
Транспортный протокол: РМАР Идентификатор транзакции: 0034
Команда: Запись
Требование верификации перед записью: Присутсвтует Требование инкрементирования адреса: Присутствует
Требование подтверждения: Присутсвтует Пакет подтверждения: Получен
Статус пакета подтверждения: Успешное выполнение команды
Данные: 08 09 02 ЯЕ 01 60 00 ОО 05 06 01 ОО 00 34 00 00 00 10 80 00 01 05 05 1С 21 2Я ВС РР ВВ 9В 8Е 7В АЯ Е9 6В Я5 65 А2 А9 27 57 1 8 С1 В6 59 ОВ 85 АР 40 РО ВО €>2 72 01 5Е 62 39 Я2 8С 81 ВО 6Я ВС 90 59 71 90 12 00 42 56 76 ОВ 90 СА6В 07 ЗА 02 54 В1 А5 5С А2 С4 ОЛ 80 76 А9 75 33 23 58 ЕА 37 9А ОВ 08 26 ОР 43 10 СА ЗР РЗ 11 44 СВ 02 9Р 5Е 27 Е6 36 12 В4 АЕ 61 4В 88 09 СО В1 Р4 7А 82 Е0 6А В5 53 8Р 40 03 А4 РВ С2 53 5А ЕВ 19 89 81 9В 16 36 36 97 Р5 2В 7С75 93 4Е СР 17 39 30 12 СР 89 34 49 60 С7 8С 84 27 Е2 1С ОВ В5 А6 6Е 32 ОЕ ВС ЕО АР С8 АЕ 87 1 С С4 80 16 Е6 92 РО 1С А9 А5 58 89 29 АС 21 14 Е5 АР 05 В6 РЗ 71 00 8А 82 С8 ЕРЕ1 0В Р9 С9 7Е 47 6Р С5 4В В8 88 ВАЕАС4 91 9А41 В6 4Е 29 84 Р4 1В С9 ЕА 09 78 В4 42 2Е 03 Е5 06 8А26 85 ОО 19 05 01 71 ЕА ВВ СЕ 03 20 63 95 6С ВР 25 54 ОС А4 48 Р8 РЗ 46 Р8 82 А6 24 1 С 55 65 93 81 94 1 8 Р4 СВ 75 АО АО 27 05 ОР
Рис. 8. Информация о пакетах RMAP, переданных в канале от узла А к узлу В
Информация об информационном обмене по транспортному протоколу ГЗМАР:
Общее количество пакетов СТП-ИСС (узел А):
Средняя длина пакетов СТП-ИСС (узел А):
Средняя задержка передачи пакетов СТП-ИСС (узеп А):
Средняя скорость передачи пакетов СТП-ИСС (узеп А):
Вероятность доставки пакетов СТП-ИСС без искажений (узеп А):
Количество команд управления (узеп А):
Количество срочных сообщений (узеп А):
Количество обычных сообщений (узел А):
Количество пакетов СТП-ИСС с требованием подтверждения (узел А): Количество полученных пакетов подтверждения СТП-ИСС (узел А): Детализация пакетов СТП-ИСС (узел А):
Символ конца пакета: ЕОР
Задержка передачи: 46706 не Скорость передачи: 68 Мбит/с Ошибки при передаче: Отсутствуют
Признак версии: СТП-ИСС-1 3
Тип пакета: Пакет обычного сообщения
Признак вторичного заголовка: Отсутствует
бование подтверждения приема: Присутс :ет подтверждения: Получен
Рис. 9. Информация о пакетах СТП-ИСС, переданных в канале от узла Л к узлу B
Рис. 10. График зависимости задержки передачи данных от длины данных при различных значениях длины путевого адреса пакетов, переданных в канале от узла Л к узлу В
Таким образом, разработанное ПО позволило усовершенствовать функционал MSR. Появилась возможность идентификации различных пакетов и выделения информации, содержащейся в них. Был реализован механизм расчета сетевых характеристик и последующее представление графиков зависимостей данных характеристик от различных факторов. В таком виде использование MSR в составе блока имитации сетевого информационного взаимодействия является целесообразным.
Дальнейшее развитие функционала блока имитации сетевого информационного взаимодействия состоит в разработке программы, позволяющей осуществлять автоматический подбор оптимальных параметров информационного взаимодействия для имитаторов узлов бортовой информационной сети SpaceWire, обозначенных ранее в рамках данной статьи, проводить запуск процесса испытаний с данными параметрами и получать от анализаторов информацию о сетевых характеристиках. В случае, если полученный уровень характеристик хуже требуемого, программой должны производиться корректировки параметров информа-
ционного взаимодействия по разработанному алгоритму и проведение следующей итерации испытаний. Процесс должен продолжаться до тех пор, пока характеристики не удовлетворят требуемому уровню.
Библиографический список
1. Шейнин Ю.Е., Солохина Т.В., Петричкович Я.Я. Технология SpaceWire для параллельных систем и бортовых распределительных комплексов // Электроника: наука, технология, бизнес. - 2007. - № 1. - С. 38-49.
2. Голубев Е.Н., Николаев А.О. Развитие и совершенствование методики стендовых испытаний бортового комплекса управления космического аппарата // Вестник сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева. - 2013. - № 2. - С. 128-132.
3. Максютин А.С., Мурыгин А.В. Концепция построения стенда для тестирования бортовой аппаратуры SpaceWire с возможностью программного и аппаратного моделирования реконфигурируемой топологии бортовой сети космического аппарата // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». - 2023. - № 2. - С. 4-14.
4. Шульгин Д.А. Программная реализация протокола RMAP // Гагаринские чтения: сб. тез. докл. XLIV Междунар. молодеж. науч. конф. - М., 2018. - Т. 2. - С. 141-142.
5. Разработка, анализ и проектирование транспортного протокола СТП-ИСС для бортовых космических сетей SpaceWire / Ю.Е. Шейнин, В.Л. Оленев, И.Я. Лавровская, Д.В. Дымов, С.Г. Кочура // Исследования наукограда. - 2014. - № 1-2. - С. 21-30.
6. Сравнительный анализ современных трендов в области моделей трафика сетей передачи данных / И.Л. Рева, А.В. Иванов, М.А. Медведев, И.А. Огнев // Системы анализа и обработки данных. - 2022. -№ 2. - С. 55-68.
7. Гладких А.М. Основные методы анализа сетевого трафика // Вопросы науки и образования. -2020. - № 19. - С. 23-28.
8. Хогдалл Дж.С. Анализ и диагностика компьютерных сетей. - М.: Лори, 2001. - 26 с.
9. STAR-Dundee: официальный сайт [Электронный ресурс]. - URL: https://www.star-dundee.com/ (дата обращения: 03.09.2023).
10. 4Links: официальный сайт [Электронный ресурс]. - URL: https://www.4links.co.uk/index.php (дата обращения: 03.09.2023).
11. Teletel: официальный сайт [Электронный ресурс]. - URL: https://www.teletel.eu/ (дата обращения: 03.09.2023).
12. Микросхемы контроллера сетевого информационно-управляющего интерфейса 1931ВК024, 1931ВК024А, 1931КХ014 [Электронный ресурс]. - URL: https://mikron.ru/products/high-rel-ic/Inteface-chips/spacewire/product/1931vk024-1931vk024a-1931kh014/?lang=ru (дата обращения: 07.09.2023).
13. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2010. - 164 с.
14. Васильев А.Н. Программирование на Python в примерах и задачах. - М.: Бомбора, 2021. - С. 127.
15. Лукин В.Н., Дзюбенко А.Л., Чечиков Ю.Б. Подходы к разработке пользовательского интерфейса // Программирование. - 2020. - № 5. - С. 16-24.
References
1. Shejnin Yu.E., Solohina T.V., Petrichkovich Ya.Ya. Tekhnologiya SpaceWire dlya parallel'nyh sistem i bortovyh raspredelitel'nyh kompleksov [SpaceWire technology for parallel systems and on-board distribution complexes]. Elektronika: nauka, tekhnologiya, biznes. Moscow, 2007, no. 1, pp. 38-49.
2. Golubev E.N., Nikolaev A.O. Razvitie i sovershenstvovanie metodiki stendovyh ispytanij bortovogo kompleksa upravleniya kosmicheskogo apparata [Development and improvement of the methodology of bench tests of the onboard control system of the spacecraft]. Vestnik sibirskogo gosudarstvennogo universiteta im. akademika M.F. Reshetneva. Krasnoyarsk, 2013, no. 2, pp. 128-132.
3. Maksyutin A.S., Murygin A.V. Koncepciya postroeniya stenda dlya testirovaniya bortovoj apparatury SpaceWire s vozmozhnost'yu programmnogo i apparatnogo modelirovaniya rekonfiguriruemoj topologii bortovoj seti kosmicheskogo apparata [The concept of building a stand for testing SpaceWire onboard equipment with the possibility of software and hardware modeling of the reconfigurable topology of the onboard network of the spacecraft]. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Seriya «Mashinostroenie». Moscow, 2023, no. 2, pp. 4-14.
4. Shul'gin D.A. Programmnaya realizaciya protokola RMAP [Software implementation of the IMAP protocol]. Gagarinskie chteniya. Sbornik tezisov dokladov XLIV Mezhdunarodnoj molodezhnoj nauchnoj kon-ferencii. Moscow, 2018, vol. 2, pp. 141-142.
5. Shejnin Yu.E., Olenev V.L., Lavrovskaya I.Ya., Dymov D.V., Kochura S.G. Razrabotka, analiz i proektirovanie transportnogo protokola STP-ISS dlya bortovyh kosmicheskih setej SpaceWire [Development, analysis and design of the STP-ISS transport protocol for SpaceWire onboard space networks]. Issledovaniya naukograda. Zheleznogorsk, 2014, no. 1-2, pp. 21-30.
6. Reva I.L., Ivanov A.V., Medvedev M.A., Ognev I.A. Sravnitel'nyj analiz sovremennyh trendov v oblasti modelej trafika setej peredachi dannyh [Comparative analysis of modern trends in the field of traffic models of data transmission networks]. Sistemy analiza i obrabotki dannyh. Novosibirsk, 2022, no. 2, pp. 55-68.
7. Gladkih A.M. Osnovnye metody analiza setevogo trafika [Basic methods of network traffic analysis]. Voprosy nauki i obrazovaniya. Moscow, 2020, no. 19, pp. 23-28.
8. Hogdall Dzh.S. Analiz i diagnostika komp'yuternyh setej [Hogdal J.S. Analysis and diagnostics of computer networks]. Moscow, «Lori» Publishing House, 2001, 26 p.
9. STAR-Dundee: official website. Available at: https://www.star-dundee.com/ (accessed: 03.09.2023).
10. 4Links: official website. Available at: https://www.4links.co.uk/index.php (accessed: 03.09.2023).
11. Teletel: official website. Available at: https://www.teletel.eu/ (accessed: 03.09.2023).
12. Microchips of the controller of the network information and control interface 1931ВК024, 1931ВК024А, 1931КХ014. Available at: https://mikron.ru/products/high-rel-ic/Interface-chips/spacewire/pro-duct/1931vk024-1931vk024a-1931kh014/?lang=ru (accessed: 07.09.2023).
13. Olifer V.G. Komp'yuternye seti: principy, tekhnologii, protokoly: Uchebnik dlya vuzov [Computer networks: principles, technologies, protocols: Textbook for universities]. Saint-Petersburg, Piter, 2010, 164 p.
14. Vasil'ev A.N. Programmirovanie na Python v primerah i zadachah [Python programming in examples and tasks]. Moscow, Bombora, 2021, 127 p.
15. Lukin V.N., Dzyubenko A.L., Chechikov Yu.B. Podhody k razrabotke pol'zovatel'skogo interfejsa [Approaches to user interface development]. Programmirovanie. Moscow, 2020, no 5, pp. 16-24.
Об авторах
Максютин Андрей Сергеевич (Красноярск, Российская Федерация) - аспирант кафедры «Информационно-управляющие системы», Сибирский государственный университет науки и технологий имени акад. М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. имени газеты «Красноярский рабочий», 31, e-mail: andreymaksyutin@yandex.ru).
Мурыгин Александр Владимирович (Красноярск, Российская Федерация) - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Информационно-управляющие системы», Сибирский государственный университет науки и технологий имени акад. М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. имени газеты «Красноярский рабочий», 31, e-mail: avm514@mail.ru).
About the authors
Andrej S. Maksyutin (Krasnoyarsk, Russian Federation) - Postgraduate student of Department of Information and Management Systems, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology (31, Imeny gazety Krasnoyarskiy rabochiy av., 660037, Krasnoyarsk, e-mail: andreymaksyutin@yandex.ru).
Aleksandr V. Murygin (Krasnoyarsk, Russian Federation) - Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of Department of Information and Management Systems, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology (31, Imeny gazety Krasnoyarskiy rabochiy av., 660037, Krasnoyarsk, e-mail: avm514@mail.ru).
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов. Все авторы сделали равный вклад в подготовку публикации.
Поступила: 25.09.2023
Одобрена: 15.10.2023
Принята к публикации: 11.12.2023
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом: Максютин, А.С. Анализ информационного взаимодействия в каналах сети SpaceWire / А.С. Максютин, А.В. Мурыгин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2023. - № 75. - С. 16-25. DOI: 10.15593/2224-9982/2023.75.02
Please cite this article in English as: Maksyutin A.S., Murygin A.V. Analysis of information interaction in the channels of the SpaceWire network. PNRPU Aerospace Engineering Bulletin, 2023, no. 75, pp. 16-25. DOI: 10.15593/2224-9982/2023.75.02
