一种高速列车控制网络半实物仿真系统
阅读：442发布：2020-11-03
专利汇可以提供一种高速列车控制网络半实物仿真系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种高速列车控制网络的 半实物仿真 系统，其包括若干NetFPGA模 块 和若干计算机模块，所述NetFPGA模块作为列车网络仿真 接口 ，负责转发列车网络数据报文；各NetFPGA模块通过千兆以太网口构成线性的网络拓扑结构，并构建冗余的数据报文传输网络；所述计算机模块按照高速列车车载设备的通信要求，接收各车载设备的通信数据，并将该通信数据通过所述NetFPGA模块定时发送到目的地址的车载设备。本发明能够实现以太列车骨干网协议IEC61375 2-5，能够对高速列车的控制网络的数据通信的性能和功能进行仿真。，下面是一种高速列车控制网络半实物仿真系统专利的具体信息内容。
1.一种高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于，包括若干NetFPGA模块和若干计算机模块；
所述NetFPGA模块作为列车网络仿真接口，负责转发列车网络数据报文；各NetFPGA模块通过千兆以太网口构成线性的网络拓扑结构，并构建冗余的数据报文传输网络；
所述计算机模块按照高速列车车载设备的通信要求，接收各车载设备的通信数据，并将该通信数据通过所述NetFPGA模块定时发送到目的地址的车载设备。
2.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：所述冗余的数据报文传输网络为线性型的双网络，其中一个为工作网络，另一个为备用网络。
3.如权利要求2所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：每个NetFPGA模块具有4个千兆以太网口，利用其中两个千兆以太网口搭建线性的网络拓扑，其余两个千兆以太网口用于实现冗余切换功能。
4.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：所述NetFPGA模块中实现IEC 61375 2-5以太列车骨干网协议。
5.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：所述计算机模块通过PCI总线将各车载设备的通信数据传输至所述NetFPGA模块中。
6.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：通过寄存器对NETFPGA模块进行访问，寄存器的接口以管道方式连接。
7.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：采用8个NetFPGA模块和8个计算机模块构成4动4拖或者6动2拖的高速列车控制网络仿真系统。
8.如权利要求1所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：其网络仿真软件包采用包-组件-模块的分解策略。
9.如权利要求8所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：所述网络仿真软件包分为4个组件：路由器底层管理组件、列车初运行组件、路由器协议管理组件和路由器初始化软件管理组件。
10.如权利要求9所述的高速列车控制网络半实物仿真系统，其特征在于：所述路由器底层管理组件包括线程初始化模块、内存初始化模块、内存栈管理初始化模块和数据包管理模块；所述列车初运行组件包括接收管理模块和发送管理模块；所述路由器协议管理组件包括初始化模块、ARP数据模块、PWOSPF_hello数据模块、PWOSPF_lsu数据模块和PWOSPF_lsu_timeout数据模块；所述路由器初始化软件管理组件包括路由器初始化模块、路由器数据处理管理模块和路由表初始化管理模块。
一种高速列车控制网络半实物仿真系统
技术领域
[0001] 本发明属于列车尤其是高速列车控制网络系统仿真领域，具体涉及一种高速列车控制网络半实物仿真系统。
背景技术
[0002] 高速列车的控制网络是高速列车的大脑中枢，涉及列车的各个子系统，高速列车网络控制系统包括中央控制单元、牵引控制单元、制动控制单元、辅助电源控制单元等控制模块，对包含上述模块的高速列车网络控制系统半实物仿真环境的构建是半实物仿真平台和网络控制系统分析、评估、诊断、测试功能实现的基础和技术难点。
[0003] 高速列车网络通信协议是联系列车控制系统和受控系统的关键，也是半实物仿真与联调联试平台各功能模块之间联系的基础和关键。对高速列车网络通信协议建模与仿真是网络控制系统仿真、分析、评估、诊断、测试真实性的基础和技术难点。
[0004] 要研制我国具有自主知识产权的高速列车控制网络系统，首先就要对控制网络进行性能和功能仿真，为我国自主设计高速列车网络控制系统提供指导和参考。半实物仿真系统是研制高速列车控制网络的关键的一步。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种高速列车控制网络的半实物仿真系统，该系统能够对高速列车的控制网络的数据通信的性能和功能进行仿真。
[0007] 本发明采用的技术方案是：
[0008] 一种高速列车控制网络半实物仿真系统，其包括若干NetFPGA模块和若干计算机模块，
[0010] 所述计算机模块按照高速列车车载设备的通信要求，接收各车载设备的通信数据，并将该通信数据通过所述NetFPGA模块定时发送到目的地址的车载设备。
[0011] 进一步地，所述数据报文传输网络为线性型的双网络，其中一个为工作网络，另一个为备用网络。备用网络在检测到工作网络出现故障时，能自动切换。
[0012] 进一步地，每个NetFPGA模块具有4个千兆以太网口，利用其中两个千兆以太网口搭建线性的网络拓扑，其余两个千兆以太网口用于实现冗余切换功能。
[0013] 进一步地，所述NetFPGA模块中实现IEC613752-5以太列车骨干网协议。
[0014] 进一步地，所述计算机模块中构建了车载设备的数据通信模型，所述车载设备包括牵引设备、制动设备、空调设备、辅助电源设备、显示指南设备等。其中牵引设备、制动设备的数据对实时性有严格的要求，属于过程数据，而其他的数据主要是状态数据，实时性要求要低些。
[0016] 进一步地，通过寄存器对NETFPGA模块进行访问，寄存器的接口以管道方式连接。
[0017] 进一步地，采用8个NetFPGA模块和8个计算机模块构建4动4拖的高速列车控制网络仿真系统，或者6动2拖的高速列车控制网络仿真系统。
[0019] 进一步地，网络仿真软件包分为4个组件：路由器底层管理组件、列车初运行组件、路由器协议管理组件和路由器初始化软件管理组件。
[0020] 本发明的高速列车控制网络半实物仿真系统能够实现以太列车骨干网协议IEC61375 2-5，能实现8车编组和16车编组的控制网络，传输的数据报文符合IEC613752-5协议。该系统能仿真各种车载设备的数据报文，仿真各种车载设备的通信模型。本发明的仿真系统为以太列车骨干网在我国下一代列车的应用提供了指导和参考。附图说明
[0021] 图1是本发明的列车以太网节点拓扑连接示意图。
[0022] 图2是本发明的NetFPGA管道图。
[0023] 图3是本发明的网络仿真软件包UML组件图。
[0024] 图4是本发明的软件包流程图。
[0025] 图5是本发明的路由器底层管理组件模块分解示意图。
[0026] 图6是本发明的路由器协议管理组件UML图。
[0027] 图7是本发明的路由器仿真平台初始化管理组件UML图。
[0028] 图8是本发明的以太网列车骨干网络底层包转发流程图。
[0029] 图9是本发明的TTDP协议包转发流程图。
[0030] 图10是本发明的以太网列车骨干网络带冗余的TTDP协议包转发流程图。
具体实施方式
[0031] 下面通过具体实施例和附图，对本发明做详细的说明。
[0033] 此系统的硬件是基于线性的网络拓扑结构，由八个骨干网节点线性连接而组成，图1是其中任意两个节点之间的连接拓扑示意图，其中ETB是指以太列车骨干网（Ethernet Train Backbone）；ETBN是指以太列车骨干网节点（Ethernet Train Backbone Node）；ED是指列车上的终端设备(Ending Device)；“CN，<>”是子网ID号，CN(Consist Network Subnet)，指组成子网。
[0034] 每一个骨干网节点是一个NetFPGA模块，其在硬件上面的构造成为了一个路由器，NetFPGA是由美国斯坦福大学开发设计的一个低成本的可重用硬件平台，设计者可以在硬件级别的开发环境上搭建Gb/s级高性能网络系统模型，从而进行网络系统的研究和测试。该路由器的功能可以由Fedora操作系统下编写的verilog代码来实现。每个NetFPGA模块对应一个计算机模块，NetFPGA模块连接在计算机模块上，通过PCI总线通信。
[0035] NetFPGA模块包含一个Xilinx Virtex2-PRO50FPGA进行编程与用户定义的逻辑，有一个核心运行在125MHz的时钟。NetFPGA平台还包含一个Xilinx的Spartan II FPGA持有的PCI接口的主机处理器，实现控制逻辑的逻辑。
[0036] NetFPGA模块拥有两个18Mbit的外部SRAM，同时还配置了一块DDR2 SDRAM。存储器使用独立的200MHz时钟的上下沿，具有12800Mbits/秒的带宽。
[0037] 本发明中，NetFPGA模块作为网络接口卡，组成各个车辆网络仿真接口，负责转发列车网络数据报文。NetFPGA模块拥有四个千兆以太网口和四个千兆以太网媒体访问控制器（MAC），正常通信情况下可以使用其中的0口和1口搭建线性的网络拓扑，同时剩余的两个网口为冗余切换功能的实现提供了硬件支持。也就是说，利用千兆以太网口构成线性的网络拓扑结构，构建冗余的数据报文传输网络。该网络为线性型的双网络，其中一个为工作网络，另一个为备用网络（冗余备份网络）。备用网络在检测到工作网络出现故障时，能自动切换。
[0038] 图2为NetFPGA的工作原理示意图，其中：MAC RxQ表示链路层接收信号；CPU RxQ表示CPU接收信号；MAC TxQ表示MAC输出信号；CPU TxQ表示CPU输出信号。输入仲裁模块（Input Arbiter）实现输入队列的调度；输出端口查找模块（Output Port Lookup）实现数据包头检查和路由查找功能；输出队列模块（Output Queues）实现输出信号的选择和数据包缓冲功能。NetFPGA的流水线工作原理为：Mac每个网口都能接收到MAC和CPU的调制信号，由于NetFPGA拥有四个网口，因此一共有8个不同的调制信号需要进行处理。四个网口的MAC和CPU调制型号需要进行输入仲裁，这个输入仲裁模块中包含了两个文件，分别是一个使用Round-Robin轮流处理8个接口的数据包处理模块，另外一个则是实现了该模块的寄存器实现。进行了仲裁处理之后，这8个信号的输出信号进入输出队列，然后按照正确的顺序输出对应网口的MAC信号和CPU信号。
[0039] NetFPGA模块中实现IEC 613752-5以太列车骨干网协议。IEC61375-2-5协议中主要规定了以太列车骨干网组成的标准，网络配置等。
[0040] 举例来说，如果有一个NETFPGA模块i想把一个数据包传递给模块i+1。当i+1准备好了接收数据以后，它会设置RDY信号，然后模块i通过设置CTRL信号，就会把这个数据包的数据通过数据总线传送给i+1，这时WR信号为高。如果i+1模块不能再接受数据的时候，它会在至少一个时钟周期前重置RDY信号。
[0042] 通过各种寄存器对NETFPGA模块进行访问。这些寄存器的接口是以管道方式来连接的，并没有使用星型或者其他机制。32位宽的寄存器管道用来各种数据的进入 如：REG_REQ_IN,REG_ACK_IN,REG_RD_WR_L_IN,REG_ADDR_IN(23-bits),REG_DATA_IN(32-bits),REG_SRC_IN(2-bits)。
[0043] 下面介绍本实施例的高速列车控制网络半实物仿真系统的软件实现部分。
[0044] 软件实现的功能主要是：移植路由协议，实现以太网络的通信；列车初始化协议，实现列车的编组，不但可以实现列车控制数据的传输，同时也可以对列车的多媒体数据进行传输。具体来说，软件系统包括操作系统、软件接口的驱动程序、实现各种硬件功能的逻辑代码、执行控制功能的软件程序、系统测试的脚本程序，以及计算机辅助设计软件工具。
[0045] 本实施例的以太网列车骨干网网络仿真软件包采用包-组件-模块的分解策略，组件的分解依赖于各自完成的功能。该以太网列车骨干网网络仿真软件包分为4个组件：路由器底层管理组件、列车初运行组件、路由器协议管理组件和路由器初始化软件管理组件，如图3所示。此UML组件图描述了此软件包各个组件之间相互依存的关系，路由器底层管理组件是被其他三个组件所需要的，所以此软件包的第一步就是路由器底层管理组件的启动运行，根据IEC61375-2-5协议，接下来就是对列车初运行进行配置，对列车进行编组，即运行列车拓扑发现协议。而路由器协议管理组件的功能正常运行又是依赖于路由器初始化软件管理组件，而此软件包流程图如图4所示。
[0046] 图4的软件包流程图揭示了该软件各个组件的运行的顺序，路由器的底层管理组件主要是使底层能够顺利的完成收发网口接收到的数据包的工作，而列车初运行组件则是完成列车在上电，连挂或者解挂时候的，列车车辆之间的编组和通信，在编组成功以后就会分配IP地址，进而运行路由器初始化软件管理组件和路由器协议管理组件，使得整个列车通信网络顺畅的运行。
[0047] 下面对图3中各组件分别进行说明。
[0048] 1.路由器底层管理组件
[0049] 路由器底层管理组件主要完成四个方面的功能：1.线程的初始化；2.内存的初始化；3.内存栈的管理的初始化；4.对数据包进行管理。
[0050] 路由器底层管理组件分解按照功能模块分解的策略，分为4个功能模块，如图5，表1所示。
[0051] 图5显示数据包管理模块依赖于其他模块模块，在列车网络运行期间网口初始化、ARP模块初始化、PWOSPF协议初始化都由此模块来完成。线程初始化模块是负责创建一个线程链表，用来管理所有即将要开启的线程，内存初始化模块负责管理内存，内存栈初始化模块也是完成相关栈的初始化工作。
[0052] 表1 路由器底层管理组件的功能模块列表
[0053]名称 功能简述
线程初始化模块 底层线程的初始化
内存初始化模块 Tcp/ip内存管理初始化
内存栈管理初始化模块 内存栈管理
数据包管理模块 管理所有的数据包函数的初始化
线程初始化模块 底层线程的初始化
内存初始化模块 Tcp/ip内存管理初始化
内存栈管理初始化模块 内存栈管理
数据包管理模块 管理所有的数据包函数的初始化
[0054] 1.1线程初始化模块
[0055] 此模块主要负责此程序所有底层线程的初始化，负责底层线程初始化结口的API函数为：它的API入口函数为sr_init_low_level_subystem，负责对各种数据结构进行填充，如结构port负责端口号，interface口即负责列车骨干网口的标识号。
[0056] 线程初始化模块分为不同功能的接口，如表2所示。
[0057] 表2 线程初始化模块接口名称图
[0058]
[0059] 上表中sys_thread_init()函数主要是实现程序线程链表的建立，从而为后面线程的链接做好准备。sr_init_instance(sr)此接口负责数据结构sr结构的初始化， 如 sr->sockfd、sr->user、sr->vhost、sr->topo_id、sr->logfile、sr->hw_init、sr->interface_subsystem等。sr_cpu_init_hardware(sr,cpuhw)负责读取硬件的信息到列车骨干网里面，负责对硬件信息的初始化。sr_vns_connect_to_server负责VNS的连接，sys_thread_new开了一个新的线程，从而进入设备运行的状态。此线程初始化模块的数据结构主要包括了全局变量、路由器的ID号和各种线程等。
[0060] 1.2内存初始化模块
[0061] 内存初始化模块的接口如表3所示。
[0062] 表3 内存初始化模块接口表
[0063]
[0064] 1.3内存栈管理初始化模块
[0065] 内存栈初始化模块的接口如表4所示。
[0066] 表4 内存初栈始化模块接口表
[0067]
[0068] 2.路由器协议管理组件
[0069] 组件分解策略为：组件-模块，按不同功能来分解。可分为6个模块，其具体的分解图如图6所示。其中初始化模块用于进行网口初始化，该模块是此组件的其他模块所必需的，它的功能是填入启动硬件所必须要的信息。完成网口初始化此后会逐步启动各项服务，比如PWOSFP的各种算法模块、ARP模块等。路由器协议管理组件模块设计如表5所示。
[0070] 表5中，PWOSPF_hello数据模块是基于路由协议的OSPF协议而开发的，Hello包作用有：(1)发现邻居(2)建立邻居关系(3)维持邻居关系(4)选举DR和BDR(5)确保双向通信。Hello包所包含的内容：(1)路由器ID(2)Dead间隔(3)区域ID(4)邻居DR(5)优先级(6)末节区域。
[0071] PWOSPF_lsu数据模块的主要类型如下：(1)路由器链路信息的内容包括:路由器链路Router-id，接口地址，接口网络，接口类型。(2)网络链路信息由DR通告，如果是点对点的网络类型，没有LSA2。(3)汇总链路(都是ABR通告)。(4)通告外部路由。
[0073] 表5 路由器协议管理组件表
[0074]
[0075] 3.路由器初始化软件管理组件
[0076] 路由器初始化软件管理组件分解策略为：组件-模块，按各模块的功能来分解，可分为3个模块，其具体的分解如图7所示。
[0077] 相对于路由器协议管理组件，路由器仿真平台初始化管理组件是对路由器协议管理组件提交而来的数据包进行处理，所以路由器协议管理组件是依赖于路由器仿真平台初始化管理组件。这个组件分为数据管理，数据处理和路由表初始化管理模块，他们的功能各不相同，却又互相补充为整个数据处理的完整性起了很大的作用。路由器仿真平台上层软件初始化管理设计相关描述如表6所示。
[0078] 表6 综合仿真平台数据管理组件表
[0079]名称 功能简述
路由器初始化模块 路由器的网口进行初始化
路由器数据处理管理模块 完成对各种包进行处理线程的初始化
路由表初始化管理模块 界面定时刷新终端装置信息
路由器初始化模块 路由器的网口进行初始化
路由器数据处理管理模块 完成对各种包进行处理线程的初始化
路由表初始化管理模块 界面定时刷新终端装置信息
[0080] 3.1路由器初始化模块
[0081] 路由器初始化模块如表7所示。
[0082] 表7 路由器初始化模块表
[0083]
[0084] 3.2路由器数据处理管理模块
[0085] 路由器数据处理管理模块如表8所示。
[0086] 表8 路由器数据处理管理模块表
[0087]
[0088] 路由器数据处理管理模块子接口如表9所示。
[0089] 表9 子接口功能表
[0090]子接口名称 功能简述
process_ip_packet 处理IP数据报
process_arp_packet 处理ARP数据报
process_ip_packet 处理IP数据报
process_arp_packet 处理ARP数据报
[0091] 4.列车初运行组件
[0092] 列车初运行协议分解策略为：组件-模块，按不同功能来分解。可分为2个模块。综合仿真平台数据管理组件表如表10所示。
[0093] 表10 综合仿真平台数据管理组件表
[0094]名称 功能简述
接收管理模块 接收拓扑协议数据包
发送管理模块 发送拓扑协议数据包
接收管理模块 接收拓扑协议数据包
发送管理模块 发送拓扑协议数据包
[0095] 发送管理模块分为两个不同的协议，一个是TTDP HELLO帧，一个是TTDP TOPOLOGY帧。每个ETBN都会不停的检测ETB上的其他ETBN，方法是周期性的以多播的方式发送这两个数据帧，TTDP HELLO帧是检测邻居ETBN的情况，而TTDP TOPOLOGY帧则是检测网络上所有可能出现的节点的编号情况。在两个方向上都会发送这种帧。收到该帧后，ETBN会根据该帧的源MAC地址来查找自己的转发表，确定出该帧是来自于左边还是右边。如果ETB上只有一个ETBN结点（它从未接收到过帧），则一段时间后自动宣布进入稳态。
[0096] TTDP TOPOLOGY帧则根据结构来建立连接表(connectivity table)：连接向量(Connectivity Vector)域和ETBN向量(ETBN Vector)域。对整个列车进行编组。
[0097] 发送TTDP HELLO帧的入口函数为pthread_send(),pthread_send为一个线程，有两个发送函数分别为SendPackets_left和SendPackets_left，负责向左边和右边发送邻节点探测数据包。而发送TTDP TOPOLOGY帧的入口函数为pthread_send()，负责全局的节点探测SendPackets_left_global和SendPackets_right_global。
[0098] 发送数据帧都有着统一的流程，首先是确定NetFPGA的发送端口号，然后根据端口号进行网络发送的初始化，发送数据帧，最后结束这次发送。在发送TTDP HELLO帧和TTDP TOPOLOGY帧都定义了自己的协议号，分别为0x4169和0x1234，在数据接收阶段将根据不同的协议对数据包进行分拣的处理。
[0099] 接收TTDP HELLO帧的入口函数为pthread_receive()，而包处理函数为ReceivePackets，负责数据包处理的函数为pcap_dispatch，它调用ReceiveSingle Packet，它的作用是单次处理数据包，这个函数会根据不同的协议对函数进行不同的处理。若是TTDP HELLO帧,则根据帧来的方向对该ETBN的左右邻居进行记录，更新左右邻居表，即连接向量(Connectivity Vector)域。若是TTDP TOPOLOGY帧,则对总表进行一次更新，即ETBN向量(ETBN Vector)域。
[0100] 下面介绍上述以太列车骨干网络仿真软件包的流程，包括底层包转发软件流程和TTDP协议包转发软件流程。
[0101] 1）底层包转发软件流程图
[0102] NetFPGA有一个PCI的接口，可以与计算机模块进行通信，上层的网络协议软件就通过PCI接口与NetFPGA进行交互。
[0103] 路由器的网络协议软件的分包是有层次的，也容易添加不同的功能。为了便于模块化，创建了一个的核心router_state结构（全局的SR变量）。这种结构被传递到几乎所有的线程中。在router_state结构中含有所有的锁，线程和全局状态变量。几乎所有的线程在此软件包中都是按照链表方式存储。这使得软件运行完全独立于硬件的任何限制。同时软件包在软件路由表项，ARP缓存条目的数量上没有限制，只是在写入硬件有限制，但对软件本身的运作是没有影响。
[0104] 底层软件设计里面运用了17个线程的架构设计，使得软件工作十分简洁，线程有各种功能，包括：PWOSPF HELLO包的广播线程，PWOSPF连接状态超时线程，ARP队列的超时强制退出线程，Dijkstra算法线程，端口状态追踪算法线程等。
[0105] 例如，在接口层面上，需要实现的一个ping功能的命令。它的实现过程如下：当调度ping时，把线程置于等待的状态，一个ICMP应答请求数据包需要发送时，我们把包加入ICMP的应答队列，然后通知所有线程睡眠，等待上一个包到达的答复。然后唤醒线程，并试图抓住互斥，然后检查列表，看看答复或不答复。等待答复的线程将被唤醒，定期包到达时，最终如果没有收到答复，他们将超时并报告回给用户。
[0106] PWOSPF功能可以分解成两部分，一个是处理HELLO报文操作，还有一个是LSU报文操作。Hello报文发现是IP处理方法，并传到pwospf源文件。同时扩充了现有的需要被HELLO数据包跟踪包含的接口信息。当我们收到一个更新包时，并可能引发LSU的更新Dijkstra算法。此外，软件包有一个运行的线程的工作是使任何过期的条目失效。
[0107] 在处理路由算法时，使用了从RS这个全局结构中继承而来的数据结构，它包含了链接代表LSU报文的广告，用来进行LSU和Dijkstra处理。这个结构接受LSU数据包、Hello数据包的更新信息、保持路由器之间的状态的超时信息、LSU的超时信息和接口的激活与关闭。同时有一些新的线程来处理这些操作，特别是处理LSU广播的线程，LSU超时，Dijkstra算法处理，发送了排队的LSU报文。底层包转发如图8所示。
[0108] 图8显示以太列车骨干网的数据包从到达NetFPGA，上层软件对数据包的处理过程，首先检查的是NetFPGA的端口状态是否正常，接着判断网络协议类型，分为三个方面，第一个，判断数据包是否是ARP数据包，若是则进入ARP的线程，第二是判断是否是IP数据包，若是则进入IP的线程，IP的线程分为二个部分，如果IP地址是本机地址那么会判断次数据包是什么类型，OSPF、TCP、UDP或者是ICMP协议，如果是则转入相应的线程；如果目的地址不是本地的IP地址，则会查看路由表的下一跳转入相应的包的发送，第三，不符合上面的两个选项，包则会被丢弃。
[0109] 2）TTDP协议包转发软件流程图
[0110] TTDP协议包发送流程，如图9所示。
[0111] TTDP协议分为两个线程，第一个线程为发送邻节点广播包，名字为TTDP HELLO帧：发现邻居结点，测试与邻居结点链路的物理连通性，建立了ETBN向量（ETBN Vector）是描述某一个方向（左或者右）上所有邻居结点的信息。第二个线程为接收和发送全局数据包，名字TTDP TOPOLOGY帧，构建了物理拓扑，向其他所有ETBN通告本ETBN结点的邻居发现信息，建立了连接表（Connectivity Table）是包括骨干网上面检测到的物理ETBN列表，同时更新自己的连接表。
[0112] 带冗余的TTDP协议包发送流程，如图10所示。
[0113] 带冗余的TTDP协议，主要是在热备端的节点不断的发送探测包到运行节点，当运行节点收到该冗余节点的探测包后，返回一个正常的数据帧给冗余节点作为判断该运行节点功能是否正常的依据。若该运行节点不正常，则执行切换，备份节点立马代替运行节点，接管运行节点的工作。
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