飞机数据网络：AFDX交换机性能与ARINC 664规范详解

性能特征是信息技术系统设计中的关键考量，特别是在飞机数据网络如航空电子全双工交换式以太网（AFDX）中。针对航空电子领域的标准ARINC 664 part 7，本课件详细探讨了交换机在飞机通信网络中的性能要求。 4.11.1 通用特性强调了交换机的基础功能，如能处理至少4096条虚拟链路（VL），这是考虑到4096个不同的目的MAC地址，确保网络具有足够的地址空间来支持多个设备连接。系统集成者或ARINC标准需要定义交换机物理端口的数量，以满足实际网络部署的需求。 4.11.2 物理层特性规定了交换机与网络媒介的交互规则。每个端口必须支持10Mbps或100Mbps的全双工模式，且速度不可自动调整。同时，交换机必须符合ARINC 664 part 2的物理层标准，确保信号传输的稳定性和兼容性。 4.11.3 处理能力是衡量交换机核心性能的重要指标，它要求交换机在无输出端口饱和的确定性配置下，能以线速处理所有输入帧，包括不同长度的数据包，保证了网络的高效传输。 整个AFDX网络设计着重于以下几个方面： - **可扩展性**：通过虚拟链路和子虚拟链路实现灵活的网络架构，支持未来设备的接入。 - **顺序完整性**：通过流/流量控制和调度机制，保持数据传输的有序性，防止数据丢失或乱序。 - **故障性能**：确保在出现故障时，系统能够维持一定程度的可靠性。 - **交换**：高效的帧交换技术是AFDX网络的关键，保证了低延迟和小抖动的性能。 - **IP层及以上互操作性**：AFDX与航空电子服务紧密集成，包括通信端口、SAP端口的管理，以及对IP协议的定制，确保服务质量和协议一致性。 此外，课程还关注了ES（Electronic System）的MAC（Media Access Control）寻址，包括MAC目的地址和源地址的配置，以及冗余概念在顺序号管理和错误恢复中的应用。IP层的编址和帧结构设计也至关重要，如无分片的AFDX帧结构和端到端通信的标识方法。 ARINC 664 part 7规范对于性能特征的要求反映了现代飞机通信网络对高效率、可靠性和灵活性的严苛需求，是设计和实施此类网络系统时不可或缺的指导依据。