兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (4): 1186-1195.doi: 10.12382/bgxb.2022.1217
杨昊伟, 龚鹏, 张继豪, 王卫东, 唐飞喜, 周子骄, 张广为*()
收稿日期:
2022-10-27
上线日期:
2024-04-30
通讯作者:
基金资助:
YANG Haowei, GONG Peng, ZHANG Jihao, WANG Weidong, TANG Feixi, ZHOU Zijiao, ZHANG Guangwei*()
Received:
2022-10-27
Online:
2024-04-30
摘要:
Link16是美国国防部采用的高速视距战术数据链,广泛应用于美国海军、联合部队和北约部队,针对其开展测试评估具有重要军事意义。通过硬件在环技术将Link16实物设备接入到仿真测试中,可有效提高测试结果的真实性和准确性。然而当测试场景需要进行实物设备组网测试时,仍会带来成本问题。为此,提出一种面向QualNet MAC层的Link16专属模型以及与之匹配的虚拟机信息交互接口。该模型可高逼真模拟Link16通信行为,实现Link16节点竞争接入、时隙划分、NPG分组等功能。并基于数据分布式服务实现了虚拟机交互接口,将运行在虚拟机的Link16设备模型接入QualNet测试场景。实验测试结果表明,所设计模型具有较高真实性和准确性且接口引入延时不超过1ms,为大规模数据链网络测试提供一种新方法。
中图分类号:
杨昊伟, 龚鹏, 张继豪, 王卫东, 唐飞喜, 周子骄, 张广为. 面向Link16的QualNet与虚拟机信息交互接口设计与实现[J]. 兵工学报, 2024, 45(4): 1186-1195.
YANG Haowei, GONG Peng, ZHANG Jihao, WANG Weidong, TANG Feixi, ZHOU Zijiao, ZHANG Guangwei. Design and Implementation of Information Interactive Interface between QualNet and Virtual Machine for Link16[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(4): 1186-1195.
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
MacDataLink16 | 信道序号;MAC层指针;当前状态;NPG信息;时隙信息;数据缓存;计时器消息 | 用于节点存储Link16相关数据,是协议核心结构体 |
Link16NPGInfo | NPG地址;时隙类型;延时;封装格式;接入方式;NPG名称 | 记录NPG相关信息 |
Link16SlotInfo | 时隙类型;NPG地址;封装格式;接入方式;持续时间 | 记录时隙相关信息 |
表1 Link16初始化结构体
Table 1 Initialization structure of Link16
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
MacDataLink16 | 信道序号;MAC层指针;当前状态;NPG信息;时隙信息;数据缓存;计时器消息 | 用于节点存储Link16相关数据,是协议核心结构体 |
Link16NPGInfo | NPG地址;时隙类型;延时;封装格式;接入方式;NPG名称 | 记录NPG相关信息 |
Link16SlotInfo | 时隙类型;NPG地址;封装格式;接入方式;持续时间 | 记录时隙相关信息 |
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
Link16Header | 源地址;目的地址;网络类型; | 模拟Link16消息头部信息 |
Link16Message | 同步标志位;精确定时标志位;头部 | 模拟Link16消息信息 |
Link16PacketInfo | 源地址;目标地址;目标NPG;发送接口;持续时间 | 存储Link16数据包信息,用于QualNet中信息交互 |
表2 Link16数据包结构体
Table 2 Packet structure of Link16
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
Link16Header | 源地址;目的地址;网络类型; | 模拟Link16消息头部信息 |
Link16Message | 同步标志位;精确定时标志位;头部 | 模拟Link16消息信息 |
Link16PacketInfo | 源地址;目标地址;目标NPG;发送接口;持续时间 | 存储Link16数据包信息,用于QualNet中信息交互 |
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
Link16FragQueue | 源节点号;目的节点号;目标NPG;碎片数据;当前数据信息;总大小 | 记录碎片数据队列信息 |
Link16FragData | 负载;实际大小;虚拟大小 | 碎片数据缓存 |
表3 Link16碎片数据结构体
Table 3 Fragment data structure of Link16
结构体名称 | 参数(部分) | 说明 |
---|---|---|
Link16FragQueue | 源节点号;目的节点号;目标NPG;碎片数据;当前数据信息;总大小 | 记录碎片数据队列信息 |
Link16FragData | 负载;实际大小;虚拟大小 | 碎片数据缓存 |
名称 | CPU | 内存/ GB | 硬盘 空间 | 操作系统 |
---|---|---|---|---|
仿真服务器 | Core i5-6400 | 128 | 120GB | Ubuntu 12.04 |
VMware 服务器 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 128 | 2TB | vSphere 6.7 |
笔记本 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 8 | 1TB | Windows 7 |
5台虚拟机 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 8 | 32GB | Windows 7 |
表4 实验设备参数
Table 4 Experimental equipment parameters
名称 | CPU | 内存/ GB | 硬盘 空间 | 操作系统 |
---|---|---|---|---|
仿真服务器 | Core i5-6400 | 128 | 120GB | Ubuntu 12.04 |
VMware 服务器 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 128 | 2TB | vSphere 6.7 |
笔记本 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 8 | 1TB | Windows 7 |
5台虚拟机 | Inter Xeon E5-2620 V4 | 8 | 32GB | Windows 7 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
封装格式 | STD-DP | 最大NPG数 | 6 |
MAC层传输延时/ms | 1 | 混杂模式 | 开启 |
仿真时间/min | 5 | 发送功率/dBm | 49 |
NPG | 0 |
表5 Link16参数
Table 5 Link16 parameters
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
封装格式 | STD-DP | 最大NPG数 | 6 |
MAC层传输延时/ms | 1 | 混杂模式 | 开启 |
仿真时间/min | 5 | 发送功率/dBm | 49 |
NPG | 0 |
序号 | NPG | 类型 | 时隙组 | 索引号 | 重复率 | 延时/ms |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 初始化入网 | 发送 | A | 0 | 6 | 0 |
2 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
3 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
4 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
5 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
7 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
8 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
9 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
10 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
表6 时隙配置
Table 6 Time slot configuration
序号 | NPG | 类型 | 时隙组 | 索引号 | 重复率 | 延时/ms |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 初始化入网 | 发送 | A | 0 | 6 | 0 |
2 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
3 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
4 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
5 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
7 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
8 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
9 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
10 | 初始化入网 | 接收 | A | 0 | 6 | 0 |
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