畫樹; ETB将傳統列車(chē)網絡交換帶寬從1M動拿bps左右提升到100MBps，同時(shí)基于通(t場什ōng)用以太網設備和技術可極大(dà)的業文降低(dī)網絡建設和管理維護成本。本文首先介紹E內理TB網絡的拓撲特點，地址分配和路由機制。然日問後指出ETB标準隻支持線性拓撲，無法滿足飛路冗餘性更好(hǎo)的環形ETB拓撲（以太網環）頻物的組網需求。我們(men)認為(wèi)基于SDN的ETB管控可能是解決器制上述問題的途徑。 一、标準ETB網絡的拓撲特點 資那    （1）線性拓撲結構
   &nbs兵秒p;  ETB标準IEC61375-2-5[哥林1]中給出了支持冗餘的ETB骨幹拓撲結構，如(rú)圖1所示，白聽所有的ETBN節點相連組成一個線性的ETB骨幹拓撲，除了首尾ET笑月BN節點外，每個中間ETBN交換節點都通做舞(tōng)過兩個全雙工(gōng)以太網鍊路就器與其前後兩個方向的ETBN節點相連。任何兩個ETBN節點間的冗餘雙鍊路采用海我以太網鍊路聚合機制捆綁使用。    （2）ETB農哥N ID和CN子(zǐ)網ID的分配
   &nbs裡笑p; 每列火車(chē)由多個車(chē)場民輛（consist）組成，每個車(chē)黃可輛有出廠時(shí)設定的全球唯一的128位車(chē)輛标識（C農多STUUID），在列車(chē)初運行時(shí)可我，TTDP (Train Topology 公器Discovery Protocol，TTDP)協議比較列車(chē)內熱首尾車(chē)輛的CSTUUID，将具有較小CSTUUID的可校車(chē)輛定義為(wèi)車(chē)頭（top node），姐分具有較大(dà)CSTUUID标識的車(chē)聽厭輛定義為(wèi)車(chē)尾（botto員笑mnode），如(rú)圖2所示。    &nb看道sp; 然後按照車(chē)頭到車(chē)尾的順序為(w知黑èi)每個車(chē)輛中的ETBN和車(船放chē)輛網絡（ConsistNetwork）跳人子(zǐ)網進行編号。      根據CST匠司UUID确定列車(chē)頭尾和參考方向後，TTDP協議會國草(huì)從車(chē)頭開(kāi)始，沿着車(chē)頭到車(chē)尾的劇討順序（DIR2），根據每個車(chē)輛内部靜态配置的子(zǐ)網分去信息（如(rú)CN1，CN2，CN3）和ETBN信息，按輛時照ID從小到大(dà)的順序，依次為(wèi)每個子(zǐ)網分道市配一個6 比特的子(zǐ)網ID，為(wèi)每個ETBN分配一文知個ETBN的ID，如(rú)圖3所示。 二、ETB網絡的地址分配與路由    （1）地址分配
   &nb我微sp; ETB規範規定列車(chē)網水鐵絡使用IPv4保留的地址空間10.128.0.器的0/9，即地址高9位（31位到23位）為(wèi)固定的000010101那匠，定義IP地址的低(dī)23位為(wèi)bbxssss.sshhhhh雨好h.hhhhhhhh。其中bb=00标識鐵民列車(chē)控制系統（ICMS）網絡地址空間；bb=開船01為(wèi)列車(chē)多媒體網絡地址空間，bb=10和11為(民謝wèi)保留地址空間；X為(wèi)預留位，固定為(w黃飛èi)0；假設以下隻考慮列車(chē)控制系統網絡，因此該網絡老城中所有IP地址高12位固定為(wèi)0爸美000-1010-1000。    &nbs知器p; 列車(chē)中分為(wèi)由所有ETBN組遠信成的ETB子(zǐ)網，以及每個車(chē)輛内部連接到船光ETBN的CN子(zǐ)網。其中ETB子電兵(zǐ)網ID為(wèi)000000，每個CN子(z場舊ǐ)網的subnet ID範圍是1-63遠筆，在初運行時(shí)由TTDP協議分配獲得(de)。需分北要注意的是，列車(chē)網絡中每個子(zǐ)網的前綴長(c和雜háng)度都是18位。CN前綴與其subnet ID相關，舉例如(rú開能)下表所示。      一個車低典型的列車(chē)網絡地址分配和ETBN路由表如(rú)圖醫風4所示，在初運行時(shí)，3個ETBN的ID被分配為(wèi)5會藍，6，7，三個CN子(zǐ)網的ID也被分配成5，6，7。每個ETB區新N需要兩個IP地址，一個是ETB子(zǐ)網側的愛坐IP地址，一個是連接本地CN子(zǐ)網的接口IP地址。 司錢      由于E不輛TB規範定義ETBN在ETB側IP地址為(wèi)10.128.0.x，制冷其中x為(wèi)ETBN的ID（為(wèi)簡化，此處不(bù)考影短慮冗餘IP地址）。因此三個ETBN在ETB子(zǐ)事國網中的IP地址分别為(wèi)10.128.0.5/6/7話都。同理，三個CN子(zǐ)網的前綴分别為(房議wèi)10.129.64.0/18，10.129.1對林28.0/18和10.129.192.0/18。城頻ETBN在本地CN側的地址使用CN的18位網絡前綴，設路物備ID通(tōng)常設置為(wèi)1，代表路由器(qì)接報木口。    （2）基于聽空ETBN的路由
   &nb員短sp; 圖4中還顯示了每個ETBN中的路由表片段。以7号ETBN為人機(wèi)例，其中包含4個路由表項，分别顯示了到達不(bù)同子(zǐ)網需少舞要經過的目的ETBN的IP地址。例如(rú)，07号ETBN發現分組的目的I草內P地址前綴等于10.129.64.0/18時(shí)大謝，需要将分組發送到ETBN網關10.128.0.5. 場藍 三、環形ETB網絡拓撲的挑戰   &nbs影農p;（1）環形ETB拓撲的特點
   &nbs醫一p; 由于環形拓撲具有更好(hǎo)的故障在老冗餘能力，因此在保證先後車(chē)輛之間有兩條全雙工新雨(gōng)以太網鍊路不(bù)變的前提下（即ET費很B的物理層不(bù)需進行任何修改），通(tōng票區)過打散兩條鍊路的聚合，将ETB網絡組成環狀網絡。例如(rú)王濤等人20跳林15年在鐵道學報上提出了一種環狀的列車(chē朋老)網絡架構[2]，如(rú)圖5所示。這樣在IP路由層面，任何兩個ET線站BN之間都存在兩條冗餘的路由，而标準的線性拓撲隻存在店費一條路由。     &nbs事裡p;近年來，一些為(wèi)軌道交通(tōng)提林裡供核心通(tōng)信設備的EKE公司，也推出了與圖金離5類似的支持環形以太網的列車(chē)ETB網絡解決方案[3]。 什銀    （2）環形ET月民B拓撲面臨的挑戰
     ETB标生能準并不(bù)支持圖5所示拓撲，主要表現在兩點。
  &nbs到老p;  一是ETB鍊路層規範要求ETBN之間的多鍊路必須照子實現鍊路聚合功能，且對ETBN節點的三種配置（無工理源旁路、中間節點、端節點）無法實現單以太網鍊路旁路車(chē)輛的厭計功能（見參考文獻[1]中的fugure29-32）；    吃電;  二是ETB的TTD算湖P協議不(bù)支持環形拓撲（見[1]的8.2.綠電3 Assumptions），無法為(wèi)環形連接的ETBN和對應的身員CN子(zǐ)網分配ETBN ID和CN子(zǐ)網ID，因此ETB規範的IP東公地址生成機制無法實現。    （3）基于SDN的E麗裡TB管控   我劇   我們(men)發現，十白市多年前ETB标準制定時(shí)還沒有SDN技術。但目前S林員DN技術已經成熟，并且成功地在移動通(tōng)信網絡、數據中心網絡和廣域作遠互聯網中得(de)到應用。基于SDN的工(gōn頻拍g)業互聯網基礎架構研究也逐漸成為(wèi)熱點。因此要靜，環形ETB網絡管理也可考慮借鑒SDN思科姐想，主要理由包括如(rú)下幾點。     也雜; 一是ETB網絡規模相對有限，地址分兒月配規整，拓撲變化不(bù)大(dà)，适合SD頻呢N集中控制方式；二是ETB網絡需要快速的冗餘路徑切換，而SDN的集中計算和統音離一流表下發的速度會(huì)優于目前TTDP采用了分布式計算方森年式；三是SDN集中控制可以與TSN的集中資(zī)源管理相地歌結合，提升ETB網絡的集約設計水平。    &厭家nbsp; 我們(men)将在後續的文章中對SDN在環形ETB網紅煙絡拓撲發現、地址分配和路由計算中的應用展開(kāi)分析，提出并完美男善基于SDN的ETB環形組網實驗方案。 參考文獻
[1] Electronic railway equi唱從pment – Traincommunication network (T弟南CN) – Part 2-5: Ethernet tr購美ain backbone
[2] 王濤，王立德，周潔瓊等，基于交換式以太網的列車街商(chē)通(tōng)信網絡實時(shí兵近)性研究，鐵道學報，第３７卷第４期，２０１５年４月
[3]白皮書，智能列車(chē)技術，h大間ttp://www.eke-electronics.com