ETB将传统列车网络交流带宽从1Mbps左右提升到100MBps，同时基于通用以太网装备 和手艺 可极大的降低网络树立 和管理 维护本钱 。本文首先先容 ETB网络的拓扑特点，地址分配和路由机制。然后指出ETB尺度只支持线性拓扑，无法知足 冗余性更好的环形ETB拓扑（以太网环）的组网需求。五月天app官网无限观看以为 基于SDN的ETB管控多是 处置 上述效果 的途径。 一、尺度ETB网络的拓扑特点    （1）线性拓扑结构
      ETB尺度IEC61375-2-5[1]中给出了支持冗余的ETB主干拓扑结构 ，如图1所示，一切 的ETBN节点相连组成一个线性的ETB主干拓扑，除了首尾ETBN节点外，每其中央 ETBN交流节点都经过 两个全双工以太网链路与其前后两个倾向 的ETBN节点相连。任何两个ETBN节点间的冗余双链路接纳以太网链路聚合机制捆绑运用 。    （2）ETBN ID和CN子网ID的分配
     每列火车由多个车辆（consist）组成，每个车辆有出厂时设定的全球独一 的128位车辆标志 （CSTUUID），在列车初运转 时，TTDP (Train Topology Discovery Protocol，TTDP)协议竞赛 列车首尾车辆的CSTUUID，将具有较小CSTUUID的车辆界说为车头（top node），具有较大CSTUUID标志 的车辆界说为车尾（bottomnode），如图2所示。      然后凭证 车头到车尾的顺序为每个车辆中的ETBN和车辆网络（ConsistNetwork）子网举行 编号。      凭证 CSTUUID确定列车头尾和参考倾向 后，TTDP协议会从车头最先 ，沿着车头到车尾的顺序（DIR2），凭证 每个车辆外部 静态设置 的子网信息（如CN1，CN2，CN3）和ETBN信息，凭证 ID从小到大的顺序，依次 为每个子网分配一个6 比特的子网ID，为每个ETBN分配一个ETBN的ID，如图3所示。 二、ETB网络的地址分配与路由    （1）地址分配
     ETB规范 划定列车网络运用 IPv4保管 的地址空间10.128.0.0/9，即地址高9位（31位到23位）为牢靠 的000010101，界说IP地址的低23位为bbxssss.sshhhhhh.hhhhhhhh。其中bb=00标志 列车控制系统 （ICMS）网络地址空间；bb=01为列车多媒体网络地址空间，bb=10和11为保管 地址空间；X为预留位，牢靠 为0；假定 以下只思量 列车控制系统 网络，是以 该网络中一切 IP地址高12位牢靠 为0000-1010-1000。      列车中分为由一切 ETBN组成的ETB子网，以及每个车辆外部 毗邻 到ETBN的CN子网。其中ETB子网ID为000000，每个CN子网的subnet ID规模是1-63，在初运转 时由TTDP协议分配取得 。需求 注重 的是，列车网络中每个子网的前缀长度都是18位。CN前缀与其subnet ID相关，举例如下表所示。      一个典型的列车网络地址分配和ETBN路由表如图4所示，在初运转 时，3个ETBN的ID被分配为5，6，7，三个CN子网的ID也被分配成5，6，7。每个ETBN需求 两个IP地址，一个是ETB子网侧的IP地址，一个是毗邻 外地 CN子网的接口IP地址。      因为 ETB规范 界说ETBN在ETB侧IP地址为10.128.0.x，其中x为ETBN的ID（为简化，此处不思量 冗余IP地址）。是以 三个ETBN在ETB子网中的IP地址划分为10.128.0.5/6/7。同理，三个CN子网的前缀划分为10.129.64.0/18，10.129.128.0/18和10.129.192.0/18。ETBN在外地 CN侧的地址运用 CN的18位网络前缀，装备 ID通常设置为1，代表路由器接口。    （2）基于ETBN的路由
     图4中还显示了每个ETBN中的路由表片断 。以7号ETBN为例，其中征求 4个路由表项，划分显示了抵达 分别 子网需求 经由 的目的ETBN的IP地址。例如，07号ETBN发现分组的目的IP地址前缀即是10.129.64.0/18时，需求 将分组发送到ETBN网关10.128.0.5. 三、环形ETB网络拓扑的应战    （1）环形ETB拓扑的特点
     因为 环形拓扑具有更好的缺点 冗余才干 ，是以 在保险 先后车辆之间有两条全双工以太网链路动摇 的条件 下（即ETB的物理层不需举行 任何修正 ），经过 打散两条链路的聚合，将ETB网络组成环状网络。例如王涛等人2015年在铁道学报上提出了一种环状的列车网络架构[2]，如图5所示。这样在IP路由层面，任何两个ETBN之间都存在两条冗余的路由，而尺度的线性拓扑只存在一条路由。      近年来，一些为轨道交通提供焦点通讯 装备 的EKE公司，也推出了与图5相似 的支持环形以太网的列车ETB网络处置 方案[3]。    （2）环形ETB拓扑面临的应战
     ETB尺度其实不 支持图5所示拓扑，主要 体如今 两点。
     一是ETB链路层规范 要求ETBN之间的多链路必需 完成 链路聚合成效 ，且对ETBN节点的三种设置 （无源旁路、中央 节点、端节点）无法完成 单以太网链路旁路车辆的成效 （见参考文献[1]中的fugure29-32）；      二是ETB的TTDP协议不支持环形拓扑（见[1]的8.2.3 Assumptions），无法为环形毗邻 的ETBN和对应的CN子网分配ETBN ID和CN子网ID，是以 ETB规范 的IP地址天生 机制无法完成 。    （3）基于SDN的ETB管控      五月天app官网无限观看发现，十多年前ETB尺度制定 时还没有SDN手艺 。但如今 SDN手艺 已经成熟，而且乐成地在移动 通讯 网络、数据中央 网络和广域互联网中取得 运用 。基于SDN的工业互联网基础 架构研讨 也逐渐 成为抢手 。是以 ，环形ETB网络管理 也可思量 自创 SDN头脑 ，主要 理由征求 如下几点。      一是ETB网络规模相对 有限，地址分配规整，拓扑转变 不大，适宜 SDN集中控制方式；二是ETB网络需求 快速 的冗余途径 切换，而SDN的集中盘算和一致 流表下发的速率 会优于如今 TTDP接纳了漫衍式盘算方式；三是SDN集中控制可以与TSN的集中资源管理 相勾搭 ，提升ETB网络的集约设计水平 。      五月天app官网无限观看将在后续的文章中对SDN在环形ETB网络拓扑发现、地址分配和路由盘算中的运用 睁开 剖析 ，提出并完善基于SDN的ETB环形组网实验方案。 参考文献
[1] Electronic railway equipment – Traincommunication network (TCN) – Part 2-5: Ethernet train backbone
[2] 王涛，王立德，周洁琼等，基于交流式以太网的列车通讯 网络实时性研讨 ，铁道学报，第３７卷第４期，２０１５年４月
[3]白皮书，智能列车手艺 ，http://www.eke-electronics.com