年月第32卷第4期计算机工程20062Vol.324ComputerEngineeringFebruary2006网络与通信文章编号10003428(2006)04013403文献标识码A中图分类号TP393CCSDS标准和TCP/IP协议间的网关设计与实现梁莉1,2鲁士文11.中国科学院计算技术研究所北京1000802.中国科学院研究生院北京100039摘要如何实现天地之间端到端的无阻通信是遥科学网络设计中的一项关键技术该文提出了一种CCSDS标准和TCP/IP协议间的转换网关的设计方案并采用灵活的多进程结构预创建技术和分层次分模块的设计架构来提高网关的性能最后给出了该网关的实现流程和性能测试结果关键词CCSDSTCP/IP协议网关多进程预创建DesignandImplementationofGatewayBetweenCCSDSStandardandTCP/IPProtocolsLIANGLi1,2,LUShiwen1(1.InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080;2.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing100039)AbstractHowtoimplementtheunblockedend-to-endcommunicationbetweenthespaceandthegroundisakeytechnologyinthedesignofthetelesciencenetwork.ThispaperputsforwardadesignschemeofthetranslationgatewaybetweenCCSDSstandardandTCP/IPprotocols.Theschemeadoptsmulti-processstructure,pre-establishmenttechnologyandhierarchicalmodularizedarchitecturetoimprovetheperformanceofthegateway.Atlast,thepapergivesouttheimplementationflowandtheperformancetestingresultsofthegateway.KeywordsCCSDS;TCP/IP;Protocol;Gateway;Multi-process;Pre-establishment随着空间应用的不断发展以往的地面跟踪站宇航中另一方面鉴于TCP/IP技术在地面网络上取得的巨大成心的一些特定站点和航天器之间的通信模式已经不能满足现功近年来美国宇航局NASA开展了OMNIOperating在的空间通信需求人们希望能为地面用户提供与特定航天MissionsasaNodesontheInternet项目其目标是随时随地器间的端到端的连接但是由于空间和地面底层链路的差异以最经济最便捷的方式为用户提供与其航天器的端到端连在链路层采用相同协议的方法是不现实的但可以选择在网接OMNI的思想是将商用Internet延伸到航天器实现地面络层屏蔽此差异鉴于国际上空中实验与地面通信使用的空-最终用户到航天器的全IP连接目前正处在试验阶段空链路和空-地链路在未来相当长的时间内势必仍采用但是考虑到我国航天技术的现状要在近期内实现所有CCSDS标准协议因此开展协议转换即网关技术研究实现的航天任务均使用IP的概念和原理是不可能的而且由于空间特定航天器与地面用户间的无阻通信是非常必要且有深CCSDS是度身定做协议使用CCSDS建议比使用OMNI远意义的所推荐的协议在吞吐率及协议开销等方面的性能要好一些在这种背景下本文设计并实现了基于CCSDS标准与目前我们可将航天系统的地面网络改造为IP网络使其数据TCP/IP协议的转换网关并通过采用多进程组织结构预创吞吐率大幅地提高而航天器和地面站仍沿用老系统然后建技术以及分层次分模块的设计架构来提高网关的性能可将重点放在如何实现空间CCSDS标准协议和地面TCP/IP协用性和可扩展性议间的转换上从而实现空间和地面设备间的无阻通信同1背景时需要采用灵活的设计架构和控制机制来提高网关的性能为了适应空间技术的发展要求1982年由8个美国国内以免它成为天地通信的一个瓶颈及国际上的空间机构如NASAESA等发起成立了空2应用模型间数据系统咨询委员会CCSDS其目标是端到端系统的网关系统位于CCSDS网络和TCP/IP网络的连接处是数据通信和处理近20年来CCSDS推出了一整套技术标连接空间用户和地面用户的桥梁直接担负着