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一、系統功能及設計構架

傳輸控制系統一般都是采用構件設計的方法,目標是實現大系統中信息的傳輸和控制,軟件功能主要包括信息輸人控制、鏈路管理控制和信息輸出控制,下面分別介紹這三種功能:信息輸人控制,主要是對將要輸人的信息進行處理,以保證系統各部分獲取準確的信息,通常采用異步方式傳輸,實時接收系統中的各類信息,并負責信息的脫密和拆包組裝以及校驗等工作,將信息及時準確的發送到應用軟件部分;鏈路控制管理就是負責通信鏈路的建立和設置,對整個鏈路層進行實時監控,具備鏈路自動切換功能,保證通信渠道的穩定性和可靠性;信息輸出控制負責信息的輸出部分,一般會采用非阻塞方式,將信息根據類型和目標對象進行協議封裝、緩沖管理等,直至發送到目標節點。傳輸控制軟件或者是系統一般與其他應用部分相分離,進行獨立設計,主要是對各種通信操作包括信道管理、協議解析、隊列管理、信息安全、信息以及優先級管理等進行封裝,為應用部分提供信息輸人和信息輸出的接口和一些傳輸服務。傳輸控制是服務軟件,根據不同的傳輸需求進行構架設計,通常需要包括四層,即系統接訂層、交換服務層、管理控制層、傳輸服務層,每一層都有傳輸控制的構件,這樣可以增加傳輸控制的靈活性。管理控制層提供信道的狀態以及統一管理的策略,傳輸服務層提供節點的心到監控和管理,以及一些安全處理,還有傳輸協議的確定和封裝、拆解,交換服務層提供信息交換的協議

二、傳輸控制軟件實現的要點分析

1.松散藕合設計

以往傳輸控制軟件的設計,對于功能模塊的邊界劃分不是很清晰,各部分的依賴性很強,也就是藕合度比較高,這對于系統的重組、擴展和維護都極為不便,甚至限制系統的擴展性。而現在的傳輸控制主要是采用構件設計法,包括信息、信道選擇、信息安全和信道監測等功能模塊都是如此,設計者可以根據應用層的具體內容進行配置,是整個系統的擴展性和重組性得到優化,也便于軟件的維護。系統集成人員可以根據系統規模、實際具備的通信手段選擇安裝與需求相關的功能構件,動態滿足對不同報文格式、傳輸協議、傳輸對象及通信信道的信息傳輸要求。這樣可以讓模塊之間的信息更加清楚,有利于維護人員準確快速的找到問題的根源,并提供問題解決的方法和途徑,各模塊單獨維護的時候不會影響到整個系統的運行。

2.跨平臺設計部分

跨平臺設計部分主要包括信息跨平臺傳輸和軟件跨平臺移植,下面具體介紹這兩部分:信息跨平臺傳輸,對于應用層各平臺的信息,多字節數據類型的高地位解釋并不相同,但是傳輸控制通常默認某一種解釋方法,對來自不同平臺的數據包進行自己的解讀,這將導致數據包的信息不能正確的傳輸和解釋,導致跨平臺傳輸失敗。因此傳輸控制軟件有必要對外部接口進行定義,將各平臺的數據包在輸人和輸出之前增加預處理功能,對數據進行統一的標準設置,方便傳輸控制解讀數據;軟件跨平臺移植,這主要是為了避免平臺異構導致復雜度增加,傳輸控制服務軟件針對各平臺不同的驅動機制和通信接口進行了封裝,提供統一接口,一方面有利于軟件的跨平臺移植,方便軟件版本在不同平臺上的統一管理;另一方面有利于軟件的代碼結構清晰,方便后續的修改完善。

3.可靠實時傳輸的設計

電子信息系統對于傳輸軟件的要求有兩個重要的指標,這就是可靠性和實時性,可靠性就是要保證信息傳輸的準確和穩定,實時性就要求信息傳輸的及時。對于不同的信息,這兩個指標的側重點也是不同的,例如指令類的信息,更強調可靠性,可能會犧牲一些實時性,而對于感知類信息實時性態勢要求較高,因此更強調實時性。現在信息傳輸方式越來越多,無線信息傳輸成為近些年的焦點,但是無線傳輸的可靠性還是受到質疑,所以無線傳輸必須更加強調可靠性。主要采取的措施包括三級緩存機制和兩套重發機制。三級緩存機制是指一級緩沖要發送的緩沖區數據,二級緩沖為可靠文報緩沖區,三級緩沖為可靠性檢測回執緩沖區。兩套重發機制是指限時重發和限次重發機制。限于篇幅這里不再詳細介紹這兩種機制的具體實現。

4.有序有效的信息發送

在采用低速信道傳輸數據時,往往會發生信息擁塞。通信控制軟件摒棄了單一隊列機制,將各類信息按重要性和緊急度劃分為若干優先級,分別為每個優先級設置相對獨立的緩沖序列,按照優先級由高到低的順序,依次提取待發送信息。按優先級排序的機制使得重要信息到來時,可以按照其優先級的高低尋求一個較為合理的排隊位置,得到盡可能優先的發送時機。同時采用流星控制,信息在進人排隊時,新信息及時替代舊信息,排除緩沖區中排隊過久、已喪失使用價值的舊信息,在具備發送條件時,從隊列中提取信息發送,有效地解決了信息在不同帶寬信道之間的擁塞問題。

5.報文組合設計

一般的傳輸控制軟件都會設置報文發送,而且需要明確報文的長短限制。這主要是因為信息數據幀太長會降低傳輸的準確率,太短則浪費了大量的信道資源,所以報文組合設計成為設計的一個重點,一般需要考慮長報文分組傳輸和短報文組合傳輸,這兩種設計可以充分利用信道資源,提高傳輸的準確率。最后需要指出的是,傳輸控制軟件的設計非常復雜,包括多個部分,這里只是簡單介紹了其中的五點,而且沒有詳細闡述,除此以外,控制軟件的設計還需要考慮協議透明封裝與解析、信道控制、發送方式、安全控制等多個方面。

本文作者:黨杰工作單位:西安醫學院后勤保障處動力科