CN116566800B - 面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置，涉及通信网络故障诊断技术领域。所述方法包括：通信链路传递的目标报文丢失后，获取通信链路上的当前网络节点上报的故障信息；根据故障信息中的网络节点名称确定向当前网络节点发送目标报文的上一个网络节点；将上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到当前网络节点上报的故障信息；若未接收到当前网络节点上报的故障信息，则确定当前网络节点异常。本发明在通信链路传递的目标报文丢失后会逐级向前追溯通信链路上未上报故障信息的网络节点，实现通信网络的故障诊断。

Description

面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络故障诊断技术领域，尤其涉及面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置。

背景技术

汽车电动化、智能化及网联化驱动汽车电子电器架构由分布式架构转向中央计算与区域协同控制架构，中央计算与区域协同控制架构的通信网络存在多个网络数据通信交换中心，通信网络十分复杂，当通信网络中的节点异常时会导致报文丢失，导致车辆通信异常，因此需要在网络节点异常时及时准确的定位异常节点，以便及时清除故障，保证车辆的正常通信。基于此，如何准确定位通信网络的异常节点成为了本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明通过提供面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置，解决了如何准确定位通信网络的异常节点的技术问题。

一方面，本发明提供如下技术方案：

一种面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法，包括：

通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，所述故障信息包括目标报文ID和向所述当前网络节点发送所述目标报文的网络节点名称；所述故障信息由所述通信链路上的网络节点在所述目标报文丢失时上报；

根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点；

将所述上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息；

若接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则跳转到所述根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点的步骤；

若未接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则确定所述当前网络节点异常。

优选的，所述故障信息还包括目标报文丢失时间。

优选的，所述目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个。

优选的，所述信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置，包括：

获取模块，用于通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，所述故障信息包括目标报文ID和向所述当前网络节点发送所述目标报文的网络节点名称；所述故障信息由所述通信链路上的网络节点在所述目标报文丢失时上报；

确定模块，用于根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点；

判断模块，用于将所述上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息；若接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则跳转到所述根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点的步骤；若未接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则确定所述当前网络节点异常。

优选的，所述故障信息还包括目标报文丢失时间。

优选的，所述目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个。

优选的，所述信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明在通信链路传递的目标报文丢失后，会判断是否接收到通信链路网络节点上报的故障信息，若接收到某个网络节点上报的故障信息，则逐级向前追溯通信链路上未上报故障信息的网络节点，以此确定异常的网络节点，实现通信网络的故障诊断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法的流程图；

图2为本发明实施例中中央计算与区域协同控制架构的通信网络示意图；

图3为本发明实施例中通信链路的示意图；

图4为本发明实施例中面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置的示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法及装置，解决了如何准确定位通信网络的异常节点的技术问题。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实施例的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法，包括：

步骤S1，通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，故障信息包括目标报文ID和向当前网络节点发送目标报文的网络节点名称；故障信息由通信链路上的网络节点在通信链路传递的目标报文丢失时上报；

步骤S2，根据故障信息中的网络节点名称确定向当前网络节点发送目标报文的上一个网络节点；

步骤S3，将上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到当前网络节点上报的故障信息；若接收到当前网络节点上报的故障信息，则跳转到步骤S2；若未接收到当前网络节点上报的故障信息，则确定当前网络节点异常。

本实施例以面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法应用于图2所示的中央计算与区域协同控制架构的通信网络为例进行说明。图2的通信网络包括中央计算平台和多个区域控制器，中央计算平台分别与多个区域控制器通信连接，每个区域控制器还分别与多个ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)通信连接，中央计算平台、每个区域控制器和每个ECU均为网络节点，中央计算平台、每个区域控制器还作为网关来路由报文，每个接收网络节点在发送网络节点发送的目标报文丢失时会上报故障信息，故障信息包括目标报文ID和向接收网络节点发送目标报文的发送网络节点名称，通信网络的目标报文丢失代表传递该目标报文的通信链路上的某个网络节点出现了异常。

图2中最长的一条通信链路如图3所示，图3通信链路传递的报文经过了网关的路由，所以目标报文为路由报文。假设目标报文由ECU A-1向ECU B-1传递、目标报文在网络节点区域控制器A处丢失，则网络节点中央计算平台、区域控制器B和ECU B-1均会上报故障信息，中央计算平台上报的故障信息包括目标报文ID和区域控制器A的名称，区域控制器B上报的故障信息包括目标报文ID和中央计算平台的名称，ECU B-1上报的故障信息包括目标报文ID和区域控制器B的名称。步骤S1中的当前网络节点为上报了故障信息的所有网络节点中的一个。假设步骤S1中的当前网络节点为区域控制器B，则步骤S1可以获取到中央计算平台的名称，进而步骤S2可以根据故障信息中的中央计算平台名称确定向区域控制器B发送目标报文的上一个网络节点为中央计算平台；由于中央计算平台也上报了故障信息，因此步骤S3会判断接收到中央计算平台上报的故障信息，代表目标报文不是在中央计算平台这一节点丢失的，跳转到步骤S2，中央计算平台上报的故障信息包括区域控制器A的名称，进而步骤S2可以根据故障信息中的区域控制器A名称确定向中央计算平台发送目标报文的上一个网络节点为区域控制器A；由于区域控制器A未上报故障信息，因此步骤S3会判断未接收到区域控制器A上报的故障信息，代表目标报文是在区域控制器A这一节点丢失的，确定区域控制器A异常。

本实施例中，若报文由图2中的ECU A-1向ECU A-2传递，则报文为非路由报文，ECUA-1为发送网络节点，ECU A-2为接收网络节点。通信链路传递的报文丢失后，本实施例会获取ECU A-2上报的故障信息，非路由报文的故障信息仅包括ECU A-1的名称，进而可直接确定报文是在ECU A-1这一节点丢失的，确定ECU A-1异常。非路由报文丢失后的故障诊断方式较为简单，图1的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法仅针对非路由报文。

由上文可知，本实施例在通信链路传递的目标报文丢失后，会逐级向前追溯通信链路上未上报故障信息的网络节点，以此确定异常的网络节点，可以准确定位通信网络的异常节点。

本实施例的目标报文可以是任何一条报文，但非关键报文丢失只能说明某个网络节点在传递该报文时出现了问题，大概率该网络节点还能正常传递其它报文，因此非关键报文丢失时定位异常网络节点是不必要的。而当关键报文丢失时基本能确定丢失该关键报文的网络节点处于掉线状态，不能传递其它报文，此时定位丢失该关键报文的网络节点是必要的。因此，本实施例优选目标报文为关键报文，只有在关键报文丢失后才会开始定位异常网络节点，避免无意义的故障诊断。关键报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文，则目标报文可以包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个。信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件(与车载终端进行端对端通信的ECU)发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文。ID优先级最高的报文属于网络节点会优先处理的报文，此类报文很难出现丢失的情况，因此此类报文丢失时也大概率可以确定某个网络节点掉线。周期最小报文属于发送频率最高的报文，此类报文由于不断的被传递，也很难出现丢失的情况，因此此类报文丢失时也大概率可以确定某个网络节点掉线。当目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文这3条报文时，3条关键报文全部丢失时可以最大程度的确定某个网络节点掉线，可以最大程度的避免无意义的故障诊断。但若通信网路中不存在信息安全及功能安全属性ECU时，目标报文可以包括ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个或两个。

另外，本实施例的故障信息还可以包括目标报文丢失时间，这样可以确定异常网络节点出现异常的时间。

如图4所示，本实施例还提供一种面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置，包括：

获取模块，用于通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，故障信息包括目标报文ID和向当前网络节点发送目标报文的网络节点名称；

确定模块，用于根据故障信息中的网络节点名称确定向当前网络节点发送目标报文的上一个网络节点；

判断模块，用于将上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到当前网络节点上报的故障信息；若接收到当前网络节点上报的故障信息，则跳转到根据故障信息中的网络节点名称确定向当前网络节点发送目标报文的上一个网络节点的步骤；若未接收到当前网络节点上报的故障信息，则确定当前网络节点异常。

本实施例以面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置应用于图2所示的中央计算与区域协同控制架构的通信网络为例进行说明。图2的通信网络包括中央计算平台和多个区域控制器，中央计算平台分别与多个区域控制器通信连接，每个区域控制器还分别与多个ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)通信连接，中央计算平台、每个区域控制器和每个ECU均为网络节点，中央计算平台、每个区域控制器还作为网关来路由报文，每个接收网络节点在发送网络节点发送的目标报文丢失时会上报故障信息，故障信息包括目标报文ID和向接收网络节点发送目标报文的发送网络节点名称，通信网络的目标报文丢失代表传递该目标报文的通信链路上的某个网络节点出现了异常。

图2中最长的一条通信链路如图3所示，图3通信链路传递的报文经过了网关的路由，所以目标报文为路由报文。假设目标报文由ECU A-1向ECU B-1传递、目标报文在网络节点区域控制器A处丢失，则网络节点中央计算平台、区域控制器B和ECU B-1均会上报故障信息，中央计算平台上报的故障信息包括目标报文ID和区域控制器A的名称，区域控制器B上报的故障信息包括目标报文ID和中央计算平台的名称，ECU B-1上报的故障信息包括目标报文ID和区域控制器B的名称。被获取模块获取故障信息的当前网络节点为上报了故障信息的所有网络节点中的一个。假设被获取模块获取故障信息的当前网络节点为区域控制器B，则获取模块可以获取到中央计算平台的名称，进而确定模块可以根据故障信息中的中央计算平台名称确定向区域控制器B发送目标报文的上一个网络节点为中央计算平台；由于中央计算平台也上报了故障信息，代表目标报文不是在中央计算平台这一节点丢失的，因此判断模块会判断接收到中央计算平台上报的故障信息，中央计算平台上报的故障信息包括区域控制器A的名称，进而确定模块可以根据故障信息中的区域控制器A名称确定向中央计算平台发送目标报文的上一个网络节点为区域控制器A；由于区域控制器A未上报故障信息，因此判断模块会判断未接收到区域控制器A上报的故障信息，代表目标报文是在区域控制器A这一节点丢失的，确定区域控制器A异常。

本实施例中，若报文由图2中的ECU A-1向ECU A-2传递，则报文为非路由报文，ECUA-1为发送网络节点，ECU A-2为接收网络节点。通信链路传递的报文丢失后，本实施例会获取ECU A-2上报的故障信息，非路由报文的故障信息仅包括ECU A-1的名称，进而可直接确定报文是在ECU A-1这一节点丢失的，确定ECU A-1异常。非路由报文丢失后的故障诊断方式较为简单，图4的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置仅针对非路由报文。

由上文可知，本实施例在通信链路传递的目标报文丢失后，会逐级向前追溯通信链路上未上报故障信息的网络节点，以此确定异常的网络节点，可以准确定位通信网络的异常节点。

本实施例的目标报文可以是任何一条报文，但非关键报文丢失只能说明某个网络节点在传递该报文时出现了问题，大概率该网络节点还能正常传递其它报文，因此非关键报文丢失时定位异常网络节点是不必要的。而当关键报文丢失时基本能确定丢失该关键报文的网络节点处于掉线状态，不能传递其它报文，此时定位丢失该关键报文的网络节点是必要的。因此，本实施例优选目标报文为关键报文，只有在关键报文丢失后才会开始定位异常网络节点，避免无意义的故障诊断。关键报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文，则目标报文可以包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个。信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件(与车载终端进行端对端通信的ECU)发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文。ID优先级最高的报文属于网络节点会优先处理的报文，此类报文很难出现丢失的情况，因此此类报文丢失时也大概率可以确定某个网络节点掉线。周期最小报文属于发送频率最高的报文，此类报文由于不断的被传递，也很难出现丢失的情况，因此此类报文丢失时也大概率可以确定某个网络节点掉线。当目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文这3条报文时，3条关键报文全部丢失时可以最大程度的确定某个网络节点掉线，可以最大程度的避免无意义的故障诊断。但若通信网路中不存在信息安全及功能安全属性ECU时，目标报文可以包括ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个或两个。

另外，本实施例的故障信息还可以包括目标报文丢失时间，这样可以确定异常网络节点出现异常的时间。

基于与前文所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法同样的发明构思，本实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法的任一方法的步骤。

其中，总线架构(用总线来代表)，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将包括由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和接收器和发送器之间提供接口。接收器和发送器可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器负责管理总线和通常的处理，而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法所采用的电子设备，故而基于本发明实施例中所介绍的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法所采用的电子设备，都属于本发明所欲保护的范围。

基于与上述面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法，其特征在于，包括：

通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，所述故障信息包括目标报文ID和向所述当前网络节点发送所述目标报文的网络节点名称；所述当前网络节点为上报了故障信息的所有网络节点中的一个；所述故障信息由所述通信链路上的网络节点在所述目标报文丢失时上报；所述目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个；所述信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文；

根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点；

将所述上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息；

若接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则跳转到所述根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点的步骤；

若未接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则确定所述当前网络节点异常。

2.如权利要求1所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法，其特征在于，所述故障信息还包括目标报文丢失时间。

3.一种面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于通信链路传递的目标报文丢失后，获取所述通信链路上的当前网络节点上报的故障信息，所述故障信息包括目标报文ID和向所述当前网络节点发送所述目标报文的网络节点名称；所述当前网络节点为上报了故障信息的所有网络节点中的一个；所述故障信息由所述通信链路上的网络节点在所述目标报文丢失时上报；所述目标报文包括信息安全及功能安全相关属性报文、ID优先级最高报文和周期最小报文中的任意一个、两个或三个；所述信息安全及功能安全相关属性报文包括由远程控制设备触发并在车载终端MCU中生成下发的报文、由车载终端周期性发送到车内的报文、目标零部件发送到车载终端的报文、目标零部件之间的周期性通信报文或由网关组包再转发到车载终端的报文；

确定模块，用于根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点；

判断模块，用于将所述上一个网络节点作为当前网络节点并判断是否接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息；若接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则跳转到所述根据所述故障信息中的网络节点名称确定向所述当前网络节点发送所述目标报文的上一个网络节点的步骤；若未接收到所述当前网络节点上报的所述故障信息，则确定所述当前网络节点异常。

4.如权利要求3所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断装置，其特征在于，所述故障信息还包括目标报文丢失时间。

5.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-2中任一项权利要求所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-2中任一项权利要求所述的面向中央计算与区域协同控制架构的网络诊断方法。