本发明属于总线网络技术领域，尤其涉及一种总线网络的拓扑结构设计方法。
背景技术：
mil-1394b总线采用saeas5643标准，相比ieee1394b总线更适合作为安全关键的航空总线等高可靠场合的应用。mil-1394b总线在美f-35战机、x-47无人机及我国四代机、海军某型直升机等机载系统中已经相继得到应用。
mil-1394b节点卡采用3端口结构，节点间采用端间转发连接方式可对故障端口或节点实施隔离，能有效抑制故障漫延，总线物理拓扑允许环形结构，因此具有容错特性。
当前国内外mil-1394b总线网络拓扑多采用树形或环形结构，如图1所示，环形结构具有“一次故障工作”的容错能力，单节点故障后可重构为树形结构。
随着网络节点数的增多，整个网络发生一次故障的概率随之增加，现有的总线网络拓扑已无法满足网络任务可靠性要求。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种总线网络的拓扑结构设计方法，提高关键节点的任务可靠性，主网络具有两次故障工作的能力。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种总线网络的拓扑结构设计方法，所述方法包括：
s1，在一个已有的通讯网络中，根据通讯需求，确定多个主网络节点，每个主网络节点具有三个通讯端口；每个主网络节点中的一个通讯端口只能与另一个主网络节点中的一个通讯端口连接；
s2，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，所述网络结构中第一主网络节点的三个通讯端口分别与第二主网络节点的某个通讯端口、第三主网络节点的某个通讯端口、第四主网络节点的某个通讯端口连接；第一主网络节点、第二主网络节点、第三主网络节点、第四主网络节点为闭合的网络结构中的任意四个有连接关系的主网络节点；
s3，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点。
本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
(1)确定的多个主网络节点的个数至少为4个。
(2)s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为4*n，n为整数；
以每个主网络节点为顶点，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而将所有主网络节点构成一个环状网络；
再将任意一个主网络节点中剩余一个未连接的通讯端口与隔一个位置的主网络节点中未连接的一个通讯端口连接。
(3)确定的多个主网络节点数量不满足4*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足4*n。
(4)s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为2*n，n是大于等于3的整数；
构建两个主网络节点个数相等的环状网络；
为每个环状网络中的主网络节点依次编号；
将两个环状网络中编号相同的主网络节点进行连接，构成一个环状立体网络。
(5)每个环状网络中，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而构成一个环状网络。
(6)确定的多个主网络节点数量不满足2*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足2*n。
(7)s3中，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点，具体为：断开任意具有连接关系的两个主网络节点之间的一条支路，将普通节点接入其中。
(8)已有的通讯网络采用mil-1394b总线进行通讯。
本发明技术方案为保证主网络具有两次故障工作能力，主网络上的节点每个端口都应与其他节点的端口具有物理连接，其他非关键节点根据需要将一或两个端口接入主网络的支路中，为同时满足主网络端口连接要求和尽量提高主网络可靠性，主网络上的节点应尽可能少，且为偶数；本发明技术方案与现有技术方案在节点数相同的情况下，使1394b主网络具有两次故障工作的能力，提高网络任务可靠性及系统安全性。
附图说明
图1为现有的总线网络拓扑所采用树形或环形结构，其中图1(a)为树形网络拓扑结构，图1(b)为环形网络拓扑结构，图1(c)为现有总线网络拓扑结构的重构过程；
图2为本发明实施例提供的将多个主网络节点组织成闭合的网络结构示意图一；
图3为本发明实施例提供的将多个主网络节点组织成闭合的网络结构示意图二；
图4为本发明实施例提供的图2中网络结构加入普通网络节点后的总线网络拓扑示意图；
图5为本发明实施例提供的图3中网络结构加入普通网络节点后的总线网络拓扑示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种总线网络的拓扑结构设计方法，所述方法包括：
s1，在一个已有的通讯网络中，根据通讯需求，确定多个主网络节点，每个主网络节点具有三个通讯端口；每个主网络节点中的一个通讯端口只能与另一个主网络节点中的一个通讯端口连接；
s2，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，所述网络结构中第一主网络节点的三个通讯端口分别与第二主网络节点的某个通讯端口、第三主网络节点的某个通讯端口、第四主网络节点的某个通讯端口连接；第一主网络节点、第二主网络节点、第三主网络节点、第四主网络节点为闭合的网络结构中的任意四个有连接关系的主网络节点；
s3，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点。
具体的，确定的多个主网络节点的个数至少为4个。
示例性的，s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为4*n，n为整数；
以每个主网络节点为顶点，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而将所有主网络节点构成一个环状网络；
再将任意一个主网络节点中剩余一个未连接的通讯端口与隔一个位置的主网络节点中未连接的一个通讯端口连接，最终结构如图2所示。
(3)确定的多个主网络节点数量不满足4*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足4*n。
(4)s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为2*n，n是大于等于3的整数；
构建两个主网络节点个数相等的环状网络；
为每个环状网络中的主网络节点依次编号；
将两个环状网络中编号相同的主网络节点进行连接，构成一个环状立体网络。
(5)每个环状网络中，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而构成一个环状网络，最终结构如图3所示。
(6)确定的多个主网络节点数量不满足2*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足2*n。
(7)s3中，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点，具体为：断开任意具有连接关系的两个主网络节点之间的一条支路，将普通节点接入其中。
具体的对图2所示的总线网络拓扑加入普通网络节点具体如图4所示，对图3所示的总线网络拓扑加入普通网络节点具体如图5所示。
(8)已有的通讯网络采用mil-1394b总线进行通讯。
本发明技术方案为保证主网络具有两次故障工作能力，主网络上的节点每个端口都应与其他节点的端口具有物理连接，其他非关键节点根据需要将一或两个端口接入主网络的支路中，为同时满足主网络端口连接要求和尽量提高主网络可靠性，主网络上的节点应尽可能少，且为偶数；本发明技术方案与现有技术方案在节点数相同的情况下，使1394b主网络具有两次故障工作的能力，提高网络任务可靠性及系统安全性。
1.一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，所述方法包括：
s1，在一个已有的通讯网络中，根据通讯需求，确定多个主网络节点，每个主网络节点具有三个通讯端口；每个主网络节点中的一个通讯端口只能与另一个主网络节点中的一个通讯端口连接；
s2，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，所述网络结构中第一主网络节点的三个通讯端口分别与第二主网络节点的某个通讯端口、第三主网络节点的某个通讯端口、第四主网络节点的某个通讯端口连接；第一主网络节点、第二主网络节点、第三主网络节点、第四主网络节点为闭合的网络结构中的任意四个有连接关系的主网络节点；
s3，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点。
2.根据权利要求1所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，确定的多个主网络节点的个数至少为4个。
3.根据权利要求1所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为4*n，n为整数；
以每个主网络节点为顶点，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而将所有主网络节点构成一个环状网络；
再将任意一个主网络节点中剩余一个未连接的通讯端口与隔一个位置的主网络节点中未连接的一个通讯端口连接。
4.根据权利要求3所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，确定的多个主网络节点数量不满足4*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足4*n。
5.根据权利要求1所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，s2中，将多个主网络节点组织成闭合的网络结构，具体包括：
确定的多个主网络节点数量为2*n，n是大于等于3的整数；
构建两个主网络节点个数相等的环状网络；
为每个环状网络中的主网络节点依次编号；
将两个环状网络中编号相同的主网络节点进行连接，构成一个环状立体网络。
6.根据权利要求5所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，每个环状网络中，将任意一个主网络节点的其中两个通讯端口分别与其他两个主网络节点的一个通讯端口连接，从而构成一个环状网络。
7.根据权利要求5所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，确定的多个主网络节点数量不满足2*n，n为整数；
则加入普通节点作为补充的主网络节点，使主网络节点的数量满足2*n。
8.根据权利要求1所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，s3中，在闭合的网络结构中任意具有连接关系的两个主网络节点之间加入普通网络节点，具体为：断开任意具有连接关系的两个主网络节点之间的一条支路，将普通节点接入其中。
9.根据权利要求1所述的一种总线网络的拓扑结构设计方法，其特征在于，已有的通讯网络采用mil-1394b总线进行通讯。
技术总结