一种光纤网络系统故障节点处理方法
技术领域
本申请涉及光纤网络领域，具体涉及一种光纤网络系统故障节点处理方法。
背景技术
现有技术中，高可靠光纤网络以其高带宽、低延迟等特点，广泛应用于航空、航天等对可靠性要求较高的环境中，高可靠的光纤通信总线是命令/响应式的总线；与传统MIL-STD-1553B总线类似，具备双冗余备份网络，极大的提高了网络的可靠性。
一般地，在高可靠光纤网络中，网络控制器(以下简称NC节点，NetworkController)是整个网络的“大脑”所有的通信流程，都由NC节点发起，因此NC节点的可靠性很大程度的决定了系统的可靠性，在现有的技术框架下，整个FC-AE-1553网络中通常只有一个NC节点，而当NC节点发生故障时，整个总线网络将全部瘫痪，严重影响了光纤网络的系统可靠性。
发明内容
针对现有技术中“当NC节点发生故障时，整个总线网络将全部瘫痪，严重影响了光纤网络的系统可靠性”的问题，本申请提出了一种光纤网络故障节点处理方法。
本公开实施例提供了一种光纤网络系统故障节点处理方法，光纤网络系统至少包括NC节点、NM节点和至少一个NT节点，所述方法包括：
当所述NM节点根据NC节点状态信息判断所述NC节点出现故障时，将所述NM/NT节点切换为所述NC节点；
所述NM/NT节点发送切换状态确认消息，获取节点反馈状态信息，并与所述NC节点状态信息进行比较；
若相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点；
若不同，则进行预设次数的状态确认，根据状态确认情况，将所述NM/NT节点替代所述NC节点，或者，恢复所述NC节点。
在一些实施例中，所述进行预设次数的状态确认具体包括：
再次发送切换状态确认消息，并再次获取节点反馈状态信息；
若两次节点反馈状态信息相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点。
在一些实施例中，所述方法还包括：若两次节点反馈状态信息仍不相同，继续发送切换状态确认消息；
若在发送预设次数内，出现相邻两个节点反馈状态信息相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点；
若在发送预设次数内，仍未出现相邻节点反馈状态信息相同的情况，则取消节点切换，恢复所述NC节点。
在一些实施例中，所述方法还包括：所述NC节点状态信息至少包括NC节点序号、NC节点状态指示信息和NT消息执行状态。
在一些实施例中，所述根据NC节点状态信息判断NC节点出现故障具体包括：
在连续预设周期内判断所述NC节点序号均错误时，
或者，
在连续预设周期内判断所述NC节点状态指示信息均异常时，
或者，
在连续预设周期内判断所述NT消息执行状态均异常时，判断所述NC节点出现故障。
在一些实施例中，所述方法具体包括：将统计后的所述节点反馈状态信息中的NT消息执行状态与统计后的所述NC节点状态信息中的NT消息执行状态进行比较。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将NM/NT节点切换为所述NC节点之前还包括：关闭所述NC节点。
在一些实施例中，所述方法还包括：所述NC节点周期性的发送NC节点状态信息。
在一些实施例中，所述方法还包括：在连续预设周期内未收到所述NC节点发送的所述NC节点状态信息时，将NM/NT节点切换为所述NC节点。
本公开实施例的有益效果为：当NC节点出现故障时，使用系统中的NM/NT节点替代NC节点，减少对NC节点的依赖，在不增加成本的前提下，有效的提升了光纤网络系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。
图1是本公开一些实施例所示的一种光纤网络系统故障节点处理方法的流程图；
图2是本公开一些实施例所示的一种光纤网络系统结构框图；
图3是本公开一些实施例所示的消息队列配置示例图；
图4是本公开一些实施例所示的NC节点状态消息数据帧格式组成示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过示例阐述了本申请的许多具体细节，以便提供对相关披露的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来讲，本申请显而易见的可以在没有这些细节的情况下实施。应当理解的是，本申请中使用“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”术语，是用于区分在顺序排列中不同级别的不同部件、元件、部分或组件的一种方法。然而，如果其他表达式可以实现相同的目的，这些术语可以被其他表达式替换。
应当理解的是，当设备、单元或模块被称为“在……上”、“连接到”或“耦合到”另一设备、单元或模块时，其可以直接在另一设备、单元或模块上，连接或耦合到或与其他设备、单元或模块通信，或者可以存在中间设备、单元或模块，除非上下文明确提示例外情形。例如，本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任何一个和所有组合。
参看下面的说明以及附图，本申请的这些或其他特征和特点、操作方法、结构的相关元素的功能、部分的结合以及制造的经济性可以被更好地理解，其中说明和附图形成了说明书的一部分。然而，可以清楚地理解，附图仅用作说明和描述的目的，并不意在限定本申请的保护范围。可以理解的是，附图并非按比例绘制。
本申请中使用了多种结构图用来说明根据本申请的实施例的各种变形。应当理解的是，前面或下面的结构并不是用来限定本申请。本申请的保护范围以权利要求为准。
现有技术中，高可靠光纤网络以其高带宽、低延迟等特点，广泛应用于航空、航天等对可靠性要求较高的环境中，高可靠的光纤通信总线是命令/响应式的总线；与传统MIL-STD-1553B总线类似，具备双冗余备份网络，极大的提高了网络的可靠性。
一般地，在高可靠光纤网络中，NC节点是整个网络的“大脑”所有的通信流程，都由NC节点发起，因此NC节点的可靠性很大程度的决定了系统的可靠性，在现有的技术框架下，整个FC-AE-1553网络中通常只有一个NC节点，而当NC节点发生故障时，整个总线网络将全部瘫痪，严重影响了光纤网络系统的可靠性。
为解决上述问题，本公开实施例公开了一种光纤网络系统故障节点处理方法，其中，光纤网络系统至少包括NC节点、NM节点和至少一个NT节点，所述方法具体如图1所示，包括：
S101、当所述NM节点根据NC节点状态信息判断NC节点出现故障时，将NM/NT节点切换为所述NC节点；
S102、所述NM/NT节点发送切换状态确认消息，获取节点反馈状态信息，并与所述NC节点状态信息进行比较；
S103、若相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点；
S104、若不同，则进行预设次数的状态确认，根据状态确认情况，将所述NM/NT节点替代所述NC节点，或者，恢复所述NC节点。
在一些实施例中，光纤网络系统至少包含通信节点、网络匹配终端、总线光网络和分光器；具体如图2所示，展示了一种光纤网络系统结构框图。其中，网络匹配终端的接入位置位于总线型FC-AE-1553网络系统分光器的合路端，其它节点从分光器的分路端接入网络；网络匹配终端主要实现光波长转换和序列转发功能，网络匹配终端保证了各个通信节点的位置可以互换。
其中，通信节点包括NC节点、网络终端(以下简称NT节点，Network Terminal)、网络监视器(以下简称NM节点，Network Monitor)。通信数据的原始发起点在系统控制端，不包含在上述通信节点内，上述通信节点只负责组织数据按照一定的协议规则，通过光纤介质或其它特定介质传输。
在一些实施例中，所述方法还包括：所述NC节点周期性的发送消息NC节点状态信息。
具体地，整个光纤网络系统中数据以消息的方式进行收发，NC节点为消息的发起者，每次接收或发送数据时，将消息编辑为周期消息进行发送，每个消息周期包含若干条消息，消息周期可为固定时间；其中，消息队列配置举例如图3所示，包括应用消息、数据交互消息和NC节点状态消息。
在一些实施例中，所述方法还包括：所述NC节点状态信息至少包括NC节点序号、NC节点状态指示信息和NT消息执行状态。
具体地，每个周期消息队列的最后一条消息为NC节点状态消息，该条状态消息长度固定，内容至少包含NC节点序号(ID)，NC节点状态指示信息及与NT节点通信的消息执行状态(NT消息执行状态)三种信息；其中NC节点状态消息数据帧格式组成如图4所示。
在一些实施例中，将所述根据NC节点状态信息判断NC节点出现故障具体包括：在连续预设周期内判断所述NC节点序号均错误时，
或者，
在连续预设周期内判断所述NC节点状态指示信息均异常时，
或者，
在连续预设周期内判断所述NT消息执行状态均异常时，判断所述NC节点出现故障。
具体地，NM/NT节点接收到NC节点的消息后，对最后一条NC节点状态消息进行解析，判断NC状态是否正常；具体的判断方法如下：
第一步，判断NC节点ID是否正确；
如果正确，则将继续进行第二步判断；如果错误，则继续进行状态判断，如果在连续预设周期(例如，三个消息周期)内解析出的NC节点ID状态全部异常，则进入节点切换模式，即将NM/NT节点切换为所述NC节点。一般地，在实际运行中，只有NC节点ID连续出现错误，而NC节点状态指示信息和NT消息执行状态全部正常的情况极少出现，因此可以从NC节点ID判断NC节点异常情况。
第二步，判断NC节点状态指示信息是否正常；
如果正常，则进行第三步判断；如果不正常则发出预警信息，并继续进行判断，如果在连续预设周期(例如，三个消息周期)内，NC节点状态指示信息，则进入节点切换模式。
更具体地，当判断NC节点某些状态异常时，可能不会影响NC节点的整体功能，但此时可以及时预警，提示风险，并及时应对；此时NC并未完全故障，因此不需要进行节点切换。
第三步，判断NT消息执行状态是否正常；
如果正常，则NC节点未出现故障；如果不正常且在在连续预设周期内判断所述NT消息执行状态均异常时，则进入节点切换模式，即将NM/NT节点切换为所述NC节点。
在一些实施例中，所述方法还包括：在连续预设周期(例如，三个消息周期)内未收到所述NC节点发送的所述NC节点状态信息时，将NM/NT节点切换为所述NC节点。
在一些实施例中，节点切换模式，即将NM/NT节点切换为所述NC节点，具体包括：将NC节点关闭，将NM/NT节点切换为所述NC节点；此时进入状态确认模式，避免因NM误判或NM故障导致节点异常切换。
在一些实施例中，所述进行预设次数的状态确认具体包括：
再次发送切换状态确认消息，再次获取节点反馈状态信息；
若两次节点反馈状态信息相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点。
进一步地，所述方法还包括：若两次节点反馈状态信息仍不相同，继续发送切换状态确认消息；
若在发送预设次数内，出现相邻两个节点反馈状态信息相同，则所述NM/NT节点替代所述NC节点；
若在发送预设次数内，仍未出现相邻节点反馈状态信息相同的情况，则取消节点切换，恢复所述NC节点。
具体地，经过节点切换后，此时NM/NT节点在网络系统中扮演NC节点的角色，并发送“切换状态确认消息”给各个NT节点(若此时一NT节点扮演NC节点的角色，则将“切换状态确认消息”发送给出自身外的各个NT节点)；
此时系统中的NC节点(即NM/NT节点)接收到各个NT节点返回的节点反馈状态信息(状态帧)后，进行NT消息执行状态统计，同时将此时的NT消息执行状态情况与NC节点故障前的消息对比，即将统计后的节点反馈状态信息中的NT消息执行状态与统计后的NC节点状态信息中的NT消息执行状态进行比较；
如果两者相同，则说明切换节点之前的NM/NT节点的光纤链路未出现故障，且NM/NT节点未出现误判，NC节点确实出现了故障，则NM/NT节点直接替代NC节点。此处的判断，消耗的时间比较短，可以有效提高系统切换效率。
如果两者不同，例如统计后的所述节点反馈状态信息中的NT消息执行状态相比于统计后的所述NC节点状态信息中的NT消息执行状态较差，此时NT节点有可能和NC节点一样，出现故障，需要再次发送相同的切换状态确认消息给各个NT节点，如果返回的状态两次相同，则证明切换后的NC节点(即NM/NT节点)在承担NM/NT节点时，未出现误判，此时可以完成节点切换；
如果两次次状态不相同，则继续发送相同的“切换状态确认消息”，再次比对，直至相邻的两次状态相同后，完成切换。一般地，“切换状态确认消息”的发送不超过10条；若超过10条，依然未达到相应的状态，则判定NM/NT节点产生误判，或NM/NT节点出现故障，此时需要恢复之前状态，不进行节点的切换，恢复NC节点。基于上述的内容基本判定，NM节点也出现了故障或大多数NT节点出现故障，此时整个系统处于非常不稳定状态，此时切换NC节点无太大实际意义，故恢复原状态。
需要说明的是，本公开实施例中主要以FC-AE-1553光纤网络的结构进行的说明，不同型号的光纤网络的结构组成可能存在差异，应以实际的为准。
本公开实施例公开了一种光纤网络系统故障节点处理方法，在同一个FC-AE-1553总线网络中，采用多NM/NT节点备份的方法来避免因NC节点单点故障造成系统整体失效的问题；当NC节点出现故障时，使用系统中的NM/NT节点替代NC节点，减少对NC节点的依赖，在不增加成本的前提下，有效的提升了光纤网络系统的可靠性。
应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
