隨著科技的不斷進步，航電網路規模也在日益龐大，而在整個航電網路中，每一個網路節點都有其不可或缺的作用，其中仟何一個節點出現故障，都有可能會影響到整個航電網路的正常執行'在正常使用過程當中，使用者需要的是一個穩定、可靠和高速執行的航電網路系統，而且目前絕大部分的航電網路系統都是採用中心服務器的網路模式，即有一個航電網路伺服器提供資料來源和某一些處理資訊，其他外裝置從網路伺服器來獲取到自己需要的資料資訊。基於此模式，航電網路伺服器的高可靠性、高安全性和高可用性是航電網路安全執行的關鍵，一旦航電網路伺服器或者其他重要的外設出現了故障，網路提供的服務就會出現異常，並有可能丟失關鍵性的資料，影響整個航電網路的正常工作從而出現嚴重的後果[2'3]。如何在航電網路出現故障的情況下，儘快恢復整個網路的正常執行並保證航電網路資料的安全，已經成為一個日漸突出的問題。
在現有的航電網路中，通常採用“心跳”或者“握手”機制來檢測航電網路通訊裝置的網路執行狀態，即相互按照一定的時間間隔傳送通訊訊號，檢測各自航電網路節點當前的執行狀態，來判斷網路系統是否工作正常[5]。一般情況下，在航電網路系統正常執行過程當中要一直去檢測關鍵網路通訊裝置的工作情況。若檢測出某航電網路通訊裝置工作狀態錯誤(比如檢測不到裝置的“心跳”或者“握手”訊號)，則認為航電網路通訊裝置出現網路故障，此時可能會導致航電網路通訊裝置無法正常工作或導致資料丟失。在一般的航電網路系統中，若某網路通訊裝置出現故障，一般要復位此裝置甚至重新啟動整個航電網路來恢復，這樣會導致資料丟失，嚴重影響到航電網路的安全性和穩定性。
木文提出了一種航電網路通訊裝置熱備份技術，包括了針對兩種航電網路通訊裝置熱備份的拓撲結構的介紹和功能應用分析，很大程度上提高了航電網路的安全性和可靠性。
2航電網路節點模型分析及應用
2.1航電網路節點模型概述
一般的航電網路節點之間都具有相對獨立性，有自己獨立的CPU控制著自己的外設，整體作為一個網路節點進行正常工作。出現故障的情況比較多，有可能CPU故障外設正常，有可能外設故障但是CPU功能正常，也有可能CPU和外設都出現故障。但不論哪一種情況，在其他航電網路節點看來都屬於此網路節點故障。考慮到這些故障狀況，引人航電網路節點裝置的幾種物理結構:單CPU雙裝置普通模式，單CPU雙裝置備份模式，雙CPU雙裝置普通模式，雙CPU雙裝置備份模式。
前兩種模式是一個CPU上面掛接兩個外設，兩個外設共享CPU的資源進行工作;後兩種模式是兩個外設單獨使用其各自的CPU資源。其中，普通模式指的是兩個外設同時工作，備份模式指的是兩個外設同時只有一個裝置工作(主裝置)，另外一個裝置(備份裝置)週期檢測工作裝置是否正常，若主裝置出現異常，則備份裝置立刻切換成為主裝置進行工作，不影響此節點在網路中的作用。網路中其他節點看到此節點始終只是一個裝置，不論此節點的當前工作裝置是主裝置還是備份裝置。如果節點要作為具有備份功能的裝置，就要使用第二種或者第四種物理拓撲模式。
關係太複雜，一般都要使用交換裝置進行資訊轉發和互動(若使用兩個及以上的交換裝置，不同交換裝置之間必須要建立一種連線關係)，每個網路節點固定連線交換裝置的一個埠，在網路中有其獨一無二的網路埠編號。對於熱備份裝置來說，由於是雙裝置，兩個裝置需要連線在交換裝置的不同埠上，但是對於其他網路節點來說熱備份節點始終只是一個裝置。故熱備份節點一般有兩個埠編號，但是隻有唯一一個網路節點裝置編號。熱備份節點的物理結構。
2.3航電網路熱備份技術分析
在資源分配方面，對於單CPU雙裝置備份模式來說，一個CPU外接兩個備份裝置，兩個裝置共享CPU的資源和資料，但是兩個裝置之間是相互獨立的。此模式優點是，當主裝置出現故障時，備份裝置檢測到主裝置工作異常並進行主備裝置切換，切換過去之後可以繼續使用此CPU的資源資料，並且此時CPU的資源是最新的;缺點是如果CPU出現故障，主裝置和備份裝置都無法正常工作，此節點在資訊網路中就會出現異常。對於雙CPU雙裝置備份模式來說，由於是兩個CPU單獨掛接兩個外設，並且相對獨立，故當主裝置的CPU出現故障時，可以整體切換到備份裝置的CPU和外設，從而不影響此節點在網路中的正常工作。但是此模式的缺點是，若進行主備裝置的切換，備份裝置端的CPU必須要保證資料資源和主裝置CPU端同步。在設計實現方面，如果指定網路節點要設計為熱備份網路節點，就要分析此節點CPU故障率、節點鏈路故障率和硬體佔用空間等等因素。比如若節點CPU故障率較高，要優先考慮雙CPU雙備份的物理結構，減少單CPU雙裝置模式下節點故障概率;若節點CPU故障率低，但物理鏈路故障率較高並且節點內部空間受限，則應優先考慮單CPU雙備份模式。
現給出兩種模式備份網路節點和正常網路節點接人交換裝置的航電網路拓撲結構如圖2所示，節點1和節點2為熱備份模式節點，節點3和節點4為非備份模式節點：的，主裝置或者備份裝置要依據自身具有區分性的裝置資訊資料來訪問CPU資源的共享資料。作為備份裝置，要週期去檢視CPU共享資源中木節點的網路連線狀態，若某時刻木網路節點網路狀態異常，那麼備份裝置要立刻根據自身裝置的資訊佔有CPU的共享資源，並以自身的埠編號向網路管理器傳送上網請求，連線網路成功後此網路節點正常工作。對於雙CPU雙裝置備份模式來說，由於是兩個獨立CPU掛接兩個獨立的外設，所以主網路裝置和備份網路裝置的CPU之間要建立起一種“握手”關係，使備份裝置CPU可以週期檢測主裝置CPU的工作狀態，與此同時作為備份裝置，也要週期檢測主裝置的網路連線狀態。不論主裝置還是主裝置CPU發生異常，備份裝置和備份裝置CPU要整體切換成主節點，此時備份裝置CPU必須要拷貝主裝置CPU的'共享網路資源並提供給備份裝置使用，以保證網路資訊資料的一致性和資源同步。
2.4航電網路熱備份節點模型的應用
在航電網路系統中，圖形影象顯示模組的作用尤為重要，使用也較為頻繁。但是由於系統設計原因，圖形影象顯示模組的物理鏈路故障率較高，若此模組出現故障，會導致分析員不能及時根據顯示資訊處理網路資料，從而引起資料丟失，甚至會導致整個網路系統崩潰的嚴重後果。根據此網路節點的特殊性(鏈路故障率較高，而CPU故障率相對較低)，將其設計為單CPU雙裝置的熱備份物理結構，當主裝置因鏈路或者其他外界原因出現故障時，備份裝置能及時檢測到故障資訊並主動連線網路成為主裝置，從而不影響圖形影象顯示模組在網路中的重要作用，並且單CPU雙裝置的備份設計模式也在一定程度上較小了硬體的體積和硬體資源的開銷。因此，採用熱備份模式設計圖形影象顯示模組保證了航電網路系統的安全性、穩定性和可靠性。
為了降低航電網路的故障率，儘可能地把使用頻繁、重要性高的網路節點設計為熱備份模式。由於兩種熱備份模式有各自的優點和缺點，並且在資源分配方面和設計實現方面稍有不同。設計時應當根據不同網路節點的自身特性和使用特徵來選擇所使用的熱備份模式。因此，木文提出的兩種網路通訊裝置熱備份技術可以作為航電網路系統的可用節點模型，並很大程度上提高航電網路的安全性、穩定性和可靠性。