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题目:IP over CCSDS网关NAPT功能实现

关键词:中间件;通用网关架构;NAPT;IP over CCSDS

  摘要


随着Internet、移动通信、数据链和卫星通信技术的高速发展,基于标准以太网的IP化子网在航天航空、地面,海洋以及其他通信网络中的终端应用日益增加,尤其是以飞船和空间站为代表的具有IP子网的大型航天器的出现,以及地面测控网的完全IP化,使得IP化子网通过不同传输网络与其它IP网络的互联互通需求愈来愈明显,同时也提出了更高的要求,比如太空授课,太空实验等。

一般情况下,解决网络间互联互通问题的传统方案是网关,但是对于上述场景“IP—异构传输网络—IP”,由于传输网络的种类和数量已经今非昔比,导致传统网关针对特定传输网络而开发的功能定制型系统架构已经成为如今网络互联互通的瓶颈和难点。

本文主要在网络互联互通的背景框架下,针对“终端环境标Ethernet—异构传输网络(CCSDS卫星链路、数据链、移动通信等)—其它IP网络(Internet/其他终端Ethernet)”的场景,对传统网关的系统架构展开了深入的探索和研究。通过对中间件技术的引入,提出了基于中间件的通用型IP网关架构,并完善和细化了架构的相关设计和IP互联中的NAPT功能通用设计,深入研究在“航天器内部Ethernet—CCSDS—Internet”场景下,对IP over CCSDS网关进行软件实现,以验证提出的通用型IP网关框架。最后在linux系统和PowerPC平台上完成了基于中间件的通用网络框架的软件/嵌入式实现和开发,论文从以下几个方面开展:

针对“终端环境标准Ethernet—协议X(CCSDS卫星链路、数据链、移动通信等)—其它IP网络(Internet/其他终端Ethernet)”场景,预见性的提出基于中间件的通用型IP网关架构,并完成相应的整体设计,以及完善和细化网关架构中的中间件构建过程和NAPT功能实现详细流程。

针对“航天器内部Ethernet—CCSDS—Internet”场景完成IP over CCSDS网关架构的整体设计并实现,并基于中间件对网关内部的NAPT功能和IP over CCSDS功能进行具体模块设计和实现,以此验证基于中间件的通用型IP网关架构可行性问题。

最后将整个IP over CCSDS网关分别在软件(linux)和嵌入式(PowerPC)下实现,并经过桌面演示平台的搭建验证网关的功能以及网关架构的可行性。