IP over CCSDS网关TCP增强关键技术研究

随着空间通信系统的发展,CCSDS建议逐渐成为了空间通信的标准,特别是IP over CCSDS Space Links红皮书提出以后,IP已经成为空间信息系统的标准上层应用。提出了一种天地通信系统CCSDS加速网关的设计实现方法,介绍了基于加速网关的天地通信网络结构,描述了其关键技术实现,最后对提出的设计实现方法在OPNET中进行了仿真验证。OPNET仿真结果表明,该技术大大提高了TCP应用在空间链路上的传输效率,而且在多连接共享带宽时保持了较好的公平性。

一种面向虚拟化环境的Linux TCP/IP流程优化方法

在虚拟化环境中,云服务器数据在虚拟机之间传输的过程中会消耗大量CPU资源,导致网络性能下降。为了解决该问题,提出一种基于内核态的TCP/IP数据处理优化方法(KOTOM)。该方法利用服务器内核模块软件提高云服务器在虚拟化环境中的性能。通过建立Linux内核缓存并监控TCP/IP传输内容,实现对热点访问数据的内核态缓存,从而降低TCP/IP协议栈解析过程在用户态与内核态之间频繁切换带来的资源开销,提高网络传输效率。KOTOM利用红黑树提高缓存查找效率,采用LRU缓存替换策略实现对热点数据的缓存替换。实验结果表明,使用该方法可使CPU利用率降低7%,数据请求响应速度提高22%。

CCSDS标准和TCP/IP协议间的网关设计与实现

如何实现天地之间端到端的无阻通信是遥科学网络设计中的一项关键技术。该文提出了一种CCSDS标准和TCP/IP协议间的转换网关的设计方案,并采用灵活的多进程结构、预创建技术和分层次分模块的设计架构来提高网关的性能。最后给出了该网关的实现流程和性能测试结果。

CCSDS与TCP/IP协议转换的研究与实现

随着低轨卫星星座、载人航天工程和空间应用等领域的发展,空间传输网络和地面传输网络的融合已成为天地一体化网络发展的必然趋势。针对空间基于CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)链路协议的IP网络和地面IP网络之间的转换问题,文章提出一种协议网关的设计方案。该网关采用灵活的多线程结构和分层次分模块的架构实现CCSDS标准和TCP/IP(传输控制协议/网际协议)间的转换,利用ARP(地址解析协议)欺骗技术解决UDP(用户数据报协议)/TCP通信问题,实现终端通过低轨卫星的中继进行网络服务。最后给出了该网关的实现流程和性能测试结果。

基于IP over CCSDS的空间攻防网络研究与设计

如何构建空间攻防网络是空间作战的一项关键技术。深入分析研究了CCSDS分包遥测、分包遥控、AOS建议及主网模型,提出了基于IP over CCSDS的空间攻防网络设计概念,分析和选择了相关的数据交换协议,构建了空间网络与地面网络端到端通信网络协议栈模型,并对CCS-DS技术在我国航天测控通信网中的应用提出了改造建议和应用思路。

IP over CCSDS协议转换技术研究

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化的信息传输系统。针对天地一体化信息传输系统中IP over CCSDS网关中的协议转换技术开展研究,参考了IP over CCSDS Space Links等相关建议,在Linux内核的网络协议栈中实现了IP协议与CCSDS AOS空间数据链路协议的相互转换,并通过试验对在CCSDS-AOS空间数据链路之上进行IP传输进行了测试与验证,表明了利用IP over CCSDS网关构建天地一体化信息传输系统的可行性,并给出了工程应用的实现建议。

基于FPGA的IP over CCSDS协议中长帧拆分的实现与仿真

在借鉴IP over CCSDS(consultative committee for space data systems)space links等相关建议的基础上,就TCP/IP协议和CCSDS AOS(高级在轨系统)空间数据链路协议之间的转换,提出了一种基于FPGA(field-programmable gate array)的IP over CCSDS协议长帧拆分算法的设计实现方法,并给出了仿真验证结果.

Modbus TCP/IP协议仿真应用设计

针对Modbus TCP/IP协议通信的特性,研究并设计出一种Modbus TCP/IP协议仿真应用方案。利用MFC框架,分别对协议中客户端和服务器端的功能进行设计,完成对客户端和服务器端的仿真实现,最后用仿真应用对Modbus TCP/IP协议模拟展示。展示结果表明,此仿真应用设计可以完整模拟出Modbus TCP/IP协议的通信流程,这可以更方便地对Modbus TCP/IP协议的通信过程进行模拟和理解,有效支持工控网络安全课程的协议建模与分析实验。

IP over CCSDS协议适配的高速并行实现技术

天地一体化组网应用须在空间网和地面网之间部署IP over CCSDS(基于CCSDS空间链路承载IP业务)协议适配网关,以实现在高速CCSDS(空间数据系统咨询委员会)空间链路之上传输IP(互联网协议)数据包。针对此需求,提出一种IP over CCSDS协议适配的高速并行实现方法,并在Linux内核中采用多线程技术实现IP over CCSDS协议适配过程,通过实验进行测试与验证。测试表明,在处理器多核数目的范围内,协议适配处理性能随线程并发数目的增加而增加;当线程数目超过处理器核数时,受限于处理器核数和线程调度开销的影响,协议适配的性能并不能随着线程数目的增多而线性增加。后续,可利用FPGA(现场可编程门阵列)硬件逻辑电路的并行能力在硬件上实现协议适配的高速并行处理,并设计更高速率的同步接口,以从硬件上实现几千兆比特甚至几十千兆比特的高速IP over CCSDS协议适配。

基于FPGA的IP over CCSDS设计与实现

首先介绍了TCP/IP(传输控制协议/网际协议)技术和CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的应用背景,从天地网络一体化和未来空间站与地面交互式通信系统需求的角度出发,提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的IP over CCSDS处理方法。详细描述了IP over CCSDS软件的实现方案和技术特点,并对其进行了测试和结果分析。

IP over CCSDS空间通信网络

IP over CCSDS空间通信网络实现了空间网络和地面网络的无缝连接。以CCSDS的发展为出发点,围绕IP over CCSDS,重点阐述了IP over CCSDS的原理及关键技术,采用IP over CCSDS模式能够有效地满足未来空间通信网络的发展要求。

IP over CCSDS解析

IP技术是目前地球上普遍而广泛采用的互联网技术,设想在空间网络中采用IP技术将对天地一体化带来很大的好处。IP over CCSDS就是研究在(CCSDS AOS、TC、TM、Proximity-1)实现携带IP报的传递。自2006年至今,CCSDS共发布了5个版本的IP over CCSDS红皮书供大家讨论、修改与实践。本文综合介绍并探讨了IP over CCSDS的相关内容。

ABB机器人与西门子S7-1200 PLC的TCP/IP通信应用研究

在工业生产中ABB机器人IRB 120需要与西门子S7-1200 PLC(可编程逻辑控制器)进行大量的数据传输,根据现场情况可以采用TCP/IP以太网通信方法实现。为了实现ABB机器人与西门子S7-1200PLC两者之间的TCP/IP通信,从通信的硬件配置、机器人与PLC的参数设置、机器人与PLC的通信程序编写等方面进行了详细介绍。从实践效果看,该通信方法能很好地达到项目功能要求。

IP over CCSDS网关在无人机测控与信息传输系统中的设计与实现

讨论了现有无人机测控与信息传输系统中采用点到点传输方式存在的不足之处以及目前空间通信的发展趋势,将无人机测控与信息传输系统的特点与CCSDS建议中IP over CCSDS链路层协议实现方式相结合,提出了一种改进型CCSDS封装服务性能增强网关实现技术,将无人机机上设备与地面测控、通信网无缝连接,实现了端到端的数据交换。测试结果表明,采用该技术能较好地降低IP over CCSDS网关通用处理器资源,降低CCSDS成帧处理时延抖动,大幅提高TCP协议在空间链路上的传输效率。

IP over CCSDS/AOS空间通信QoS保证方法

首先分析空间通信体系发展趋势,提出基于IP over CCSDS/AOS的空间通信模型。在分析总结了地面网QoS(服务质量)机制和AOS(高级在轨系统)虚拟信道调度机制的基础上,提出一种IP(互联网协议)网络层区分服务与数据链路层AOS虚拟信道动态调度相结合的QoS保证方法。该方法将网络层的业务等级划分映射到AOS的虚拟信道分配算法中,并在此基础上实现AOS虚拟信道的动态调度,提高包括话音、视频在内的综合业务在空间链路传输的性能。

网络通信中嵌入式TCP/IP协议单片机技术运用分析

互联网技术的广泛发展,极大程度上实现了信息高速共享的目标。基于这样的信息技术发展背景,则衍生出了更加卓越的技术成果,其中之一就是基于TCP/IP协议的嵌入式单片机技术。该文针对此技术充分阐述其概念特征以及技术原理。全面剖析了基于其硬件结构以及软件系统的设计应用,综合阐述技术设计,并根据在实际当中的应用实例进一步验证了该技术具有良好的通信性能。

Modbus TCP/IP协议的客户端与服务器实现

针对工业以太网通信在自动化控制系统中应用,介绍了Modbus TCP/IP传输协议,提出了如何在自动化仪表中利用套接字实现Modbus TCP/IP协议,给出了在ARM9实验板上实现Modbus TCP/IP服务器和电脑上实现客户端的方法和实例,并详细介绍了程序的软件流程图。调试结果表明,该服务器/客户端可以有效地进行数据传输,为研发人员对仪表实现Modbus TCP/IP协议提供了方法,并有效促进了Modbus TCP/IP在自动化仪表中的应用。

一种TCP/IP协议的医用制氧控制系统设计

本文针对变压吸附制氧装置,设计一套远程控制操作系统。系统以DSPIC33F256GP710数字信号控制器作为控制核心,并设计相关的外围电路。采用MPLAB IDE软件编写下位机控制程序,Vs Code软件编写上位机控制界面。通过移植Microchip的TCP/IP协议栈,构建嵌入式动态Web服务器,浏览器作为客户端,完成浏览器与Web服务器的动态交互过程,实现了利用以太网通信对制氧机进行远程监测和控制功能。

基于TCP/IP协议的粮仓多点测温系统

提出了一种基于TCP/IP协议的粮仓多点测温系统设计和部署方案。介绍了系统总体架构,重点论述了系统软硬件设计方法及部署。采用新一代高性能处理器STM32F207ZET6和测温器件DS2483,实现粮仓多点温度采集;通过以太网接入,利用TCP/IP协议,实现数据传输。测试结果表明:系统完成400个测温点的温度读取仅需20 s,具有较好的实时检测效果。

基于IP over CCSDS的空间通信网络天地一体化研究

为实现构建天地间端到端通信网络一体化,通过分析研究CCSDS建议,明确基于IP over CCSDS的航天测控通信网络天地一体化概念,分析和选择相关的数据交换协议,构建适合多地址航天器接入地面网络的端到端通信网络协议栈模型,并提出基于CCSDS的IP数据报传输方法。