网络时间同步协议综述

时间同步技术广泛应用于工业自动化、精密测量与控制、军队指挥信息化系统等领域。IEEE 1588精密时间协议提供亚微秒级的网络时间同步，能够满足工业领域的高精度测量和控制需求。White Rabbit时间同步技术（WR）是基于同步以太网、IEEE 1588v2协议和全数字双混频鉴相器技术（DDMTD）的一种分布式时间同步方案，能够提供亚纳秒级的同步精度。SAE AS6802协议是一种高精度、可容错、具有开发潜力的时钟同步协议，可为时间触发以太网（Time-Triggered Ethernet，TTE）提供所需精度的全局同步时钟。回顾了这三种时间同步技术的研究发展状况，并分析了其优缺点，展望了未来网络时间同步技术可能面临的挑战和发展趋势。     

基于AS5643协议的Mil-1394仿真卡设计与实现

仿真卡是现代地面仿真系统的重要组成部分,Mil-1394仿真卡则在机载军用1394总线网络地面仿真系统中发挥着非常重要的作用。结合军用航空领域广泛应用的SAEAS5643协议,文中系统性地介绍了一种Mil-1394总线仿真卡的解决方案,叙述了其硬件和逻辑构架,详细阐述了仿真卡的软件设计,并进行了大量的仿真实验和数据分析。实验结果充分表明该仿真卡达到了较高的传输速率,功能完备,性能良好,全面满足地面仿真系统的应用需求。     

TTE高精度同步协议容错控制流算法研究

时间触发以太网(TTE)是一种基于标准以太网的实时网络通信技术,采用“时钟同步”和“时间触发”来确保关键数据的通信实时性和确定性,“时钟同步”就是基于系统全局时钟的标准,周期性地修正系统通信网络上各种设备时钟的时间信息和频率偏差,使其限定在足够小的范围内,保证系统同步运行的过程,从而使其能够满足安全关键系统的强实时通信需求。本文根据SAE AS6802协议在理论上分析出其优化后的同步算法后,通过该算法完成了时间触发以太网板卡端对端时间同步,并保证精度优于100 ns。     

TTCAN协议静态调度算法研究与仿真

TTCAN已经被广泛应用于汽车控制系统的实时通讯协议.TTCAN协议的研究目标主要是通过优化周期性通讯任务的调度方法,以便满足系统的实时信号传输的要求.针对TTCAN协议周期性和非周期性通讯任务的特点,采用最优调度法研究和改进了基于状态模型的TTCAN调度算法,并且利用Simulink中的Stateflow工具建立了TTCAN静态调度算法的仿真模型,仿真结果较好地验证了改进算法在通信实时性和带宽利用率方面的优势.仿真模型的建立为TTCAN协议的应用研究提供了重要的参考价值.     

NRP协议设计及仿真

路由算法是Ad hoc网络最为重要的技术之一，但Ad hoc网络拓扑结构的频繁变化和带宽受限，给路由协议的设计带来了严峻的挑战。介绍了一种新的NRP Ad hoc网络路由协议，该协议能自适应地广播链路状态消息，因此能以较小的带宽消耗获得较精确的路由。最后研究了流行的网络仿真工具NS，并在NS的基础上对该协议进行了实现，对网络作了简单的仿真。     

分组通信网络时钟同步研究及性能仿真

精确的时间和频率信息对于通信系统各种应用非常重要.传统电路交换通过TDM链路帧同步实现精确频率同步,而分组网络的"存储-转发"特性为同步消息引入延时,要实现精确的能够满足传统通信需要的频率和时间同步更加困难.IEEE1588精密时间同步协议(Precision Time Protocol,PTP)是一个原来应用于工业控制、测试测量等领域低成本高精度的同步协议,根据分组通信网络的特点,提出了IEEE1588在通信中的应用框架,采用虚拟和真实网络环境相结合的仿真方法,分析了所提框架的同步性能及各种性能补偿措施的补偿效果.虚拟网络仿真采用OMNeT++工具,给出网络业务特性对精确时间同步的定性和定量影响.真实网络仿真基于校园网环境,采用软件时间戳标记达到50μs的同步精度.     

基于协议解析的工控网络安全仿真平台设计

工业控制网络的安全防护通常采用防火墙技术和多种复杂的应用层协议协同完成,但是未涉及应用层协议的深入分析。为了更好地保障工控网络数据访问的安全,结合工控网络报文定制性的特点,详细分析了基于应用层协议解析的安全防护策略。该方案在工业防火墙的基础上,通过对工控网络通信协议的报文深入解析,直接在报文层面解析过滤,从而拦截与功能实现无关的报文,并发现隐藏较深的威胁。以OPC协议为例,搭建了基于应用层协议深度解析的工控网络安全仿真测试平台,并利用石化企业现场设备的通信数据对该平台进行了验证。所提出的安防策略为工控网络安全设备的设计和制造提供了一种基于应用层协议解析的方案,具备较高级别的安全性能。     

一种改进型NTP协议设计与仿真

时间同步是现代通信网络中必须解决的重点问题之一。论文分析了某些特殊场合NTP协议难以满足同步需求的原因,提出了一种改进型NTP协议,并构造出IP网络时延模型,对协议算法进行仿真和分析,总结出该协议的应用条件。     

CAN总线的输送控制系统集成化研究

针对现有技术中输送系统控制不稳定、控制能力低下等问题,本文提出基于工业CAN总线的输送系统集成化控制.在控制系统CAN通信节点利用代码进行数据的转化,通过emit关键字将数据绘制成显示曲线,由输入的代码不断对系统数据进行刷新,实现了输送系统的实时监控,提高了系统运行的安全性.通过时间同步技术将SAEAS6802时钟同步协议与时钟修正算法相结合,有效地对数据处理时间和接收时间进行校正,减少了数据接收误差,提高了时间同步精度.实验结果表明,本文研究方法提高了输送控制系统的运行安全性和可靠性.     

量子密钥分配协议仿真平台的研究与设计

量子密钥分配协议是目前信息安全方向的一大研究热点,物理实验已难以应付层出不穷的协议来证明它的安全性。通过仿真平台来验证协议的安全性,是最经济有效的做法。利用.NET开发平台、C#语言开发了一个量子密钥分配协议仿真平台,并对已有的BB84协议进行了仿真,得到了与理论结果一致的仿真结果。     

基于swarm仿真平台的合同网协议的应用分析

以仿真软件为基础,实现一种高层通讯协议即合同网协议.首先解释了swarm在人工世界环境下进行计算机仿真模拟的基本思想.及swarm的主要概念和系统结构.进而利用Swarm进行仿真建模的一般思路,以具体实例"捕食者-猎物"问题为实验背景,以Java语言为二次开发语言,通过调用Swarm提供的各种类库,按合同网协议规范来设计"捕食者"之间的协作,并对问题的各个参数进行设置,建立了基于Swarm的研究合同网协议的仿真模型,仿真结果表明Swarm平台很适合基于多Agent的协作的仿真建模,以及发现了传统合同网的不足.     

一类网络化控制系统的时延分析及时钟同步方法

针对如何保证精确的分布式时钟同步以实现预期的实时调度和控制问题,通过对一类基于全双工交换式以太网并采用总线型拓扑的网络化控制系统时延特征的分析,结合网络精确时钟同步协议,在分析了其可行性的基础上,给出了网络化控制系统时钟同步的设计及实现方法.     

工控协议逆向分析技术研究与挑战

近年来,工业互联网的安全事件日益频发,尤其是工业控制系统(industrial control system, ICS),该现象揭示了目前ICS中已经存在较多的安全隐患,并且那些针对ICS安全隐患的大多数攻击和防御方法都需要对工控协议进行分析.然而,目前ICS中大多数私有工控协议都具有与普通互联网协议完全不同的典型特征,如结构、字段精度、周期性等方面,导致针对互联网协议的逆向分析技术通常都无法直接适用于工控协议.因此,针对工控协议的逆向分析技术已经成为近几年学术界和产业界的研究热点.首先结合2种典型工控协议,深入分析和总结了工控协议的结构特征.其次,给出了工控协议逆向分析框架,深入剖析了基于程序执行和基于报文序列的工控协议逆向分析框架的特点,并依次从人机参与程度和协议格式提取方式这2个角度,重点针对基于报文序列的工控协议分析方法进行详细阐述和对比分析.最后探讨了现有逆向分析方法的特点及不足,并对工控协议逆向分析技术的未来研究方向进行展望与分析.     

自动化仓库管理与控制系统集成设计与实现

分析了自动化仓库管理与设备控制系统的功能需求，指出了它与过程监控系统的不同点，划分了自动化仓库管理与控制系统功能模块。结合以太网和现场总线的技术特点，设计了以交换式快速以太网为主干、以总线型现场总线为底层的系统集成网络结构，给出了基于以太网的设备监控通信协议分层模型。通过介绍该设计在某企业生产仓储兼有物流功能的自动化仓库的实现，阐明了仓库管理与监控系统软件的集成。该设计使用通用器件和通用技术以较低成本实现了自动化仓库管理与控制系统集成，具有易于扩展和维护的优点。