基于B-S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案設(shè)計(jì)

鑒于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案設(shè)計(jì)奚煒弘李晴飛綱要：隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信終端獲得了大量的普及和應(yīng)用，這也使得遠(yuǎn)程維護(hù)成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個重要細(xì)成部分。文章經(jīng)過對網(wǎng)橋、B/S架構(gòu)的剖析研究，設(shè)計(jì)了一種鑒于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案。重點(diǎn)詞：衛(wèi)星通信；B/S；網(wǎng)橋隨著空間技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)獲得了不斷的發(fā)展，移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)開始受到TM門寬泛的關(guān)注和應(yīng)用。衛(wèi)星通信以其覆蓋地區(qū)大、通信距離遠(yuǎn)、靈活靈活、不受陸地災(zāi)害影響等眾多優(yōu)勢，開始進(jìn)入各個領(lǐng)域，并在其中占有了重要的份額。在大量衛(wèi)星終端的普及和應(yīng)用的同時，終端的維護(hù)方式也必定開始成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個重要研究方向。傳統(tǒng)的衛(wèi)星地球站現(xiàn)場維護(hù)方式，往常是當(dāng)客戶的設(shè)施產(chǎn)生故障之后，通知設(shè)備廠家，此時設(shè)施廠家才會派出工程師到現(xiàn)場為客戶解決問題。這樣的方式會惹起客戶的設(shè)施長時間無法使用，進(jìn)而降低客戶滿意度，并且耗資大量的人員時間和出差費(fèi)用。本文經(jīng)過對衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)地面網(wǎng)絡(luò)的方式和維護(hù)平臺系統(tǒng)架構(gòu)的剖析研究，設(shè)計(jì)了一種鑒于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案，該方案可大幅度降低維護(hù)成本，減少用戶損失。衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)在衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案的設(shè)計(jì)中，需要將衛(wèi)星鏈路變換為地面網(wǎng)絡(luò)，在轉(zhuǎn)換的過程中，需要注意以下幾點(diǎn)。1）不能改變收到的幀的內(nèi)容和格式，也不能在幀的外部增添任何內(nèi)容。每一個要傳輸?shù)膸瑧?yīng)當(dāng)是簡單地從衛(wèi)星鏈路中復(fù)制出來，并紋絲沒動地送給地面網(wǎng)絡(luò)，反之亦然；（2）需要有足夠的緩存空間以知足峰值的需要；（3）擁有數(shù)據(jù)過濾功能，解決循環(huán)回路。經(jīng)過上述剖析能夠發(fā)現(xiàn)使用網(wǎng)橋模式是最優(yōu)的選擇。在衛(wèi)星通信中，網(wǎng)橋的功能是將從地面網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存，剖析該幀的目的MAC地點(diǎn)，如果MAC地點(diǎn)屬于另一端網(wǎng)絡(luò)時，則經(jīng)過衛(wèi)星鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如圖1所示，同樣當(dāng)接收到衛(wèi)星鏈路的數(shù)據(jù)幀時，將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存，剖析該幀的目的MAC地點(diǎn)，如果MAC地點(diǎn)屬于本端網(wǎng)絡(luò)，則轉(zhuǎn)發(fā)到本地網(wǎng)絡(luò)。在對衛(wèi)星通信中網(wǎng)橋工作原理進(jìn)行剖析后，發(fā)現(xiàn)能夠利用libnet和libpcap的編程接口以軟件的方式來實(shí)現(xiàn)。libnet和libpcap都是Unix/Linux平臺下用c語言實(shí)現(xiàn)的APIlibrary，它們都擁有很高的可移植性，能夠移植到VxWorks，Windows等平臺下使用。其中l(wèi)ibnet提供了數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)和發(fā)送功能，libpcap則提供了數(shù)據(jù)包捕獲的功能。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)橋功能，libnet庫需要調(diào)用以下函數(shù)：（1）初始化。libnet_t*libnet_init（intinjection_type，char*device，char*err_buf）；（2）數(shù)據(jù)包發(fā)送。mthbnetwnte（hbnet_t*）；（3）資源釋放。voidlibnet_destroy（libnet_t*）；libpcap庫需要調(diào)用以下函數(shù)：（4）初始化。pcap_t*pcap_open_live（constchar*device，intsnaplen，intpromisc，intto_ms，char*errbuf）；（5）數(shù)據(jù)包捕獲。intpcap_loop（pcap_t*p，intcnt，pcap_handlercallbacku_char*user）；（6）資源釋放。voidpcap_close（pcap_t*p）；當(dāng)衛(wèi)星鏈路成立后，經(jīng)過調(diào)用libnet和libpcap的編程接口函數(shù)將衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)換為地面網(wǎng)路，以網(wǎng)橋的方式將兩個使用相同MAC協(xié)議的局域網(wǎng)相連，最終達(dá)到維護(hù)平臺遠(yuǎn)程登岸維護(hù)的目的。維護(hù)平臺系統(tǒng)架構(gòu)選擇當(dāng)前，主流體系架構(gòu)為B/S和C/S兩種。B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)。Browser指的是web瀏覽器，極少數(shù)事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，由Browser客戶端，WebApp服務(wù)器端和DB端組成三層架構(gòu)。C/S架構(gòu)是一種典型的兩層架構(gòu)，其全稱是Client/Server，即客戶端/服務(wù)器端架構(gòu)。其客戶端包含一個或多個在用戶的電腦上運(yùn)行的程序，而服務(wù)器端成立數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或Socket服務(wù)器，允許客戶端經(jīng)過數(shù)據(jù)庫連接接見服務(wù)器端的數(shù)據(jù)；或客戶端經(jīng)過與服務(wù)端的Socket通信獲取數(shù)據(jù)。在本遠(yuǎn)程維護(hù)方案中，選擇B/S架構(gòu)擁有以下幾個優(yōu)勢：1）采用散布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安全性更高。從程序運(yùn)行安全角度考慮，在衛(wèi)星地球站中，通信App和維護(hù)App是兩個獨(dú)立的程序，兩個App的運(yùn)行互不擾亂，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行的隔絕。從數(shù)據(jù)調(diào)用角度考慮，通信hpp和維護(hù)App所使用的數(shù)據(jù)在不同的內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隔絕。運(yùn)行的隔絕和數(shù)據(jù)的隔絕保證了衛(wèi)星地球站的使用更為可靠和安全。2）操作靈活便利。B/S架構(gòu)的特點(diǎn)決定了只要要一個衛(wèi)星地球站和普通計(jì)算機(jī)，就能夠在任何地方進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，無需為計(jì)算機(jī)安裝任何客戶端，也不需要考慮計(jì)算機(jī)的硬件配置。3）開發(fā)成本低。在B/S架構(gòu)中只要要開發(fā)服務(wù)器端的WebApp，無需像C/S架構(gòu)同樣開發(fā)服務(wù)器端的App和客戶端的App，這樣節(jié)儉了開發(fā)成本。4）共享性好。B/S架構(gòu)允很多個Browser客戶端同時登岸服務(wù)器端，能夠?qū)πl(wèi)星地球站出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行會診。方案總體設(shè)計(jì)衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維護(hù)方案模型由3部分組成，如圖2所示。衛(wèi)星：提供轉(zhuǎn)發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)兩個地球站衛(wèi)星鏈路成立的功能。維護(hù)平臺：由一臺衛(wèi)星地球站和一臺普通計(jì)算機(jī)組成。衛(wèi)星地球站用來與故障設(shè)施成立衛(wèi)星鏈路，并提供衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)鏈路的功能；普通計(jì)算機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星地球站相連，經(jīng)過Web瀏覽器登錄故障設(shè)施。故障設(shè)施：故障設(shè)施與維護(hù)平臺的連結(jié)支持兩種方式，一是直接經(jīng)過衛(wèi)星鏈路成立連結(jié)，二是使用地面網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過中繼設(shè)施成立連結(jié)。這種設(shè)計(jì)方案支持以下兩種情況的遠(yuǎn)程維護(hù)。1）當(dāng)故障設(shè)施衛(wèi)星通信鏈路正常時，維護(hù)平臺能夠遠(yuǎn)程登岸設(shè)施進(jìn)行維護(hù)。比如：當(dāng)衛(wèi)星地球站B需要進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)并且衛(wèi)星通信鏈路正常時，在衛(wèi)星地球站A與衛(wèi)星地球站B之間成立衛(wèi)星通信維護(hù)鏈路，將衛(wèi)星鏈路變換成地面網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過維護(hù)平臺登岸衛(wèi)星地球站B，對衛(wèi)星地球站B進(jìn)行設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和版本升級等操作，以達(dá)到遠(yuǎn)程維護(hù)的目的。2）當(dāng)故障設(shè)施出現(xiàn)衛(wèi)星通信路故障時，能夠?qū)⒁慌_衛(wèi)星通信鏈路正常的設(shè)施和故障設(shè)施組成網(wǎng)絡(luò)，以衛(wèi)星通信鏈路正常的設(shè)施作為為中繼，讓維護(hù)平臺可以遠(yuǎn)程登岸故障設(shè)施進(jìn)行維護(hù)。比如：衛(wèi)星地球站C2星通信鏈路故障，衛(wèi)星地球站B衛(wèi)星通信鏈路正常。將衛(wèi)星地球站C和衛(wèi)星地球站B相連組成網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星地球站A與衛(wèi)星地球站B之間成立衛(wèi)星通信維護(hù)鏈路，以衛(wèi)星地球站B為中繼，經(jīng)過維護(hù)平臺登岸衛(wèi)星地球站C，對衛(wèi)星地球站C進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。經(jīng)過上述研究能夠發(fā)現(xiàn)，本方案的設(shè)計(jì)擁有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：1）實(shí)時監(jiān)控：定期與客戶成立衛(wèi)星通信維護(hù)鏈路，實(shí)時掌握客戶設(shè)施的使用情況，遠(yuǎn)程改正客戶設(shè)施的不合適配置參數(shù)，保證客戶設(shè)施能夠獲得最優(yōu)的運(yùn)行，降低故障出現(xiàn)的概率。2）軟件版本控制：通過與客戶成立衛(wèi)星通信維護(hù)鏈路，掌握客戶設(shè)施中的軟件系統(tǒng)版本，能夠遠(yuǎn)程對客戶設(shè)施中的軟件系統(tǒng)進(jìn)行升級，防止了派專人去現(xiàn)場為用戶升級的情況。3）中繼功能：即便客戶設(shè)施出現(xiàn)衛(wèi)星通信鏈路故障，也能夠經(jīng)過使用一臺正常的設(shè)施作為中繼，達(dá)成遠(yuǎn)程維護(hù)功能。結(jié)語隨著衛(wèi)星通信終端的大量普及，傳統(tǒng)的現(xiàn)場維護(hù)方式不單影響了用戶的體驗(yàn)，也造成了企業(yè)維護(hù)成本的不必要開銷。本文設(shè)計(jì)了一種鑒于B/S架構(gòu)的衛(wèi)星地球站遠(yuǎn)程維