一种用于航天器外场测试的移动云系统的制作方法

1.本发明涉及航天器测试领域，具体涉及一种用于航天器外场测试的移动云系统。


背景技术：

2.航天器综合测试是航天器系统研制流程的关键环节，主要目的是进行系统级电气功能和性能指标的全面验证，测试结果是评价研制质量、完善设计、改进工艺的关键手段，是确定能否发射的重要依据，综合测试阶段的质量和效率是确保型号发射成功、在轨稳定运行以及产业化能力提升的重要保证。
3.但是对于航天器外场测试的应用场景，需要在外场测试前快速搭建一套可便携的测试系统，用于外场测试；并且，针对待测试的航天器的型号，外场测试时需要快速地将待测试的航天器相应的测试软件配置信息从本地测试系统迁移至外场测试测试系统，并且，将本型号的基础数据、测试数据、专家知识等从本地测试系统快速迁移至外场测试的测试系统中；以及，在外场测试结束后，外场试验数据需要从外场测试系统快速、增量备份到本地测试系统中。
4.但是，现有的云原生技术没有类似的可快速部署、与本地云平台进行快速数据交换的解决方案。对此，本发明提出移动云的设计思路，实现了外场测试测试系统的快速建设、数据快速迁移。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种用于航天器外场测试的移动云系统，能够解决航天器外场试验的测试系统快速部署、软件快速配置、数据快速准备和回收的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。
7.一种用于航天器外场测试的移动云系统，所述移动云系统包括完整模式移动云系统及精简模式移动云系统，所述完整模式移动云系统应用于需要使用完整的测试系统功能的航天器外场试验，所述精简模式移动云系统应用于使用测试系统的部分功能的航天器外场试验。
8.优选地，所述完整模式移动云系统包括第一物理层、第一云平台层、第一测试系统层；所述第一物理层用于提供硬件资源，所述第一物理层包括多台服务器和多个交换机；所述第一云平台层部署于第一物理层之上，用于提供所述第一测试系统层必须的运行环境，所述第一云平台层包括第一虚拟化模块、虚拟化管理模块以及部署于所述第一虚拟化模块之上的第一容器云模块，所述第一虚拟化模块用于将物理层的硬件资源池化，所述池化是指将第一物理层所有服务器的cpu、内存、存储予以抽象、转换。池化能够打破实体结构间不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源，从而最大化的利用物理硬件。所述虚拟化管理模块用于对所述第一虚拟化模块进行初始化、资源管理和调配，所述第一容器云模块用于为所述第一测试系统层的各应用程序提供容器运行环境，所述第一容器云模块使用的计算和存储资源从所述第一虚拟化模块中获取并能够根据需求动态
调整；所述第一测试系统层提供测试系统所有应用程序，各应用程序以容器方式运行于第一容器云模块中，用于支持外场测试任务。
9.优选地，所述精简模式移动云系统包括第二物理层、第二云平台层、第二测试系统层；所述第二物理层用于提供硬件资源，所述第二物理层包括一台服务器和一个交换机；所述第二云平台层部署于所述第二物理层之上，用于提供第二测试系统必须的运行环境，所述第二云平台层包括第二虚拟化模块以及部署于所述第二虚拟化模块之上的第二容器云模块，所述第二虚拟化模块用于将物理层的硬件资源池化，所述池化是指将第二物理层所有服务器的cpu、内存、存储予以抽象、转换。池化能够打破实体结构间不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源，从而最大化的利用物理硬件。所述第二容器云模块用于为所述第二测试系统层的各程序提供容器运行环境，第二容器云模块使用的计算和存储资源从第二虚拟化模块中获取并能够根据需求动态调整；所述第二测试系统层提供外场试验需要使用的应用程序，各应用程序以容器方式运行于第二容器云模块中，用于支持外场测试任务；所述第二测试系统层中的应用程序是所述第一测试系统层中的应用程序的真子集。
10.优选地，所述第一测试系统层及所述第二测试系统层均包括数据总线及数据库、处理服务模块、应用服务模块以及支撑服务模块；所述数据总线及数据库用于存储测试数据以及在不同应用程序之间进行数据交互；所述处理服务模块包括用于提供服务的、与对应的测试系统层对应的应用程序，所述处理服务模块用于处理数据，所述应用服务模块包括用于提供服务的、与对应的测试系统层对应的应用程序，所述应用服务模块用于提供操作接口；所述支撑服务模块用于提供网络服务、进行运行配置、监控运行状态。
11.优选地，所述移动云系统与本地私有云平台建立连接的方式为：
12.步骤s11：确定所述移动云系统处于空闲状态，如果移动云系统中包括航天器外场试验的数据，将所述航天器外场试验的数据作为需要增量备份的测试数据，确定所述需要增量备份的测试数据类型，在所述本地私有云平台的移动云管理服务模块中选择数据类型，如果移动云系统根据选择将所述需要增量备份的测试数据通过网络增量备份到所述私有云平台中；
13.步骤s12：清除所述移动云系统中的所述需要增量备份的测试数据，由所述移动云管理服务模块初始化所述移动云系统，释放所述移动云系统对应的物理层的存储空间；
14.步骤s13：将所述移动云系统接入所述私有云平台，由所述移动云管理服务模块对所述移动云系统对应的容器云模块进行初始化，将移动云系统对应的容器云模块的所有的计算节点和管理节点均初始化为计算节点，将所述移动云系统对应的容器云模块增加到所述私有云平台的容器云模块中，作为计算节点承载航天器测试任务。
15.优选地，所述移动云系统与本地私有云平台断开连接的方式为：
16.步骤s21：某型号航天器需执行外场测试，基于移动云管理服务模块确定中各移动云系统的当前状态，基于预设规则选择某个移动云系统，将选中的所述移动云系统作为待断开连接的移动云系统；将所述待断开连接的移动云系统对应的容器云模块中正在运行的容器迁移至所述本地私有云平台的容器云模块的计算节点中，然后重启迁移完成的容器；
17.步骤s22：由所述移动云管理服务模块对所述私有云平台中的管理节点进行配置，将所述待断开连接的移动云系统与所述私有云平台断开连接；
18.步骤s23：所述移动云管理服务模块初始化断开连接后的所述移动云系统对应的容器云模块，清空其中所有容器，并将所述断开连接后的所述移动云系统对应的容器云模块中两个计算节点升级为管理节点。
19.优选地，将所述移动云系统与本地私有云平台断开连接后，需要将外场试验任务航天器的程序和数据迁移至所述移动云系统，所述程序和数据迁移方式为：
20.步骤s31：用户在所述移动云管理服务模块中选择需要进行外场试验的型号，选择需要迁移的应用程序，确定需要迁移的数据；
21.步骤s32：所述移动云管理服务模块在所述移动云系统上，创建数据库，并配置数据总线，所述数据总线及数据库用于测试数据的存储和处理数据交互；在所述移动云系统对应的测试系统层上创建服务配置管理中心模块，将所述进行外场试验的型号对应的应用程序迁移到所述服务配置管理中心模块；
22.步骤s33：所述移动云管理服务模块将所述需要迁移的应用程序、以及所述需要迁移的数据从所述私有云平台中推送至所述移动云系统对应的容器云模块中。
23.有益效果：
24.(1)本发明构建的用于航天器外场测试的移动云系统，相比传统外场航天器测试系统，运行稳定性提升，服务器硬件投入降低。
25.(2)本发明构建的用于航天器外场测试的移动云系统，能够与本地私有云平台互连，实现了无外场试验时参与私有云平台计算，有外场试验时即拔即使，计算资源得到充分利用。
26.(3)本发明实现一键式的测试系统部署和数据迁移，减少外场测试人员工作量。
27.(4)本发明保证了数据安全，防止数据泄漏。
附图说明
28.图1为本发明提供的用于航天器外场测试的移动云系统的架构示意图；
29.图2为本发明提供的移动云系统与私有云系统分离的示意图；
30.图3为本发明提供的移动云系统的应用、服务及数据准备示意图；
31.图4为本发明提供的移动云系统的使用示意图；
32.图5为本发明提供的数据迁出示意图；
33.图6为本发明提供的数据迁入示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
35.如图1所示，本发明提出了一种用于航天器外场测试的移动云系统，所述移动云系统包括完整模式移动云系统及精简模式移动云系统，所述完整模式移动云系统应用于周期较长、需要使用比较完整的测试系统功能、对测试系统稳定性要求较高的航天器外场试验，所述精简模式移动云系统应用于周期较短、只使用某些测试系统功能、对测试系统稳定性要求不高的航天器外场试验。
36.所述完整模式移动云系统包括第一物理层、第一云平台层、第一测试系统层；所述第一物理层用于提供必须的计算、存储、网络等硬件资源，例如包括服务器和交换机，所述
第一物理层包括多台服务器和多个交换机；所述第一云平台层部署于第一物理层之上，用于提供所述第一测试系统层必须的运行环境，所述第一云平台层包括第一虚拟化模块、虚拟化管理模块以及部署于所述第一虚拟化模块之上的第一容器云模块，所述第一虚拟化模块用于将物理层的硬件资源池化，所述池化是指将第一物理层所有服务器的cpu、内存、存储予以抽象、转换。池化能够打破实体结构间不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源，从而最大化的利用物理硬件。所述虚拟化管理模块用于对所述第一虚拟化模块进行初始化、资源管理和调配，所述第一容器云模块用于为所述第一测试系统层的各应用程序提供容器运行环境，所述第一容器云模块使用的计算和存储资源从所述第一虚拟化模块中获取并能够根据需求动态调整；所述第一测试系统层提供测试系统所有应用程序，各应用程序以容器方式运行于第一容器云模块中，用于支持外场测试任务。
37.所述精简模式移动云系统包括第二物理层、第二云平台层、第二测试系统层；所述第二物理层用于提供必须的计算、存储、网络等硬件资源，由于对测试系统运行稳定性要求不高，所述第二物理层包括一台服务器和一个交换机；所述第二云平台层部署于所述第二物理层之上，用于提供第二测试系统必须的运行环境，所述第二云平台层包括第二虚拟化模块以及部署于所述第二虚拟化模块之上的第二容器云模块，所述第二虚拟化模块用于将物理层的硬件资源池化，所述池化是指将第二物理层所有服务器的cpu、内存、存储予以抽象、转换，池化能够打破实体结构间不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源，从而最大化的利用物理硬件。所述第二容器云模块用于为所述第二测试系统层的各程序提供容器运行环境，第二容器云模块使用的计算和存储资源从第二虚拟化模块中获取并能够根据需求动态调整；所述第二测试系统层提供外场试验需要使用的应用程序，各应用程序以容器方式运行于第二容器云模块中，用于支持外场测试任务；所述第二测试系统层中的应用程序是所述第一测试系统层中的应用程序的真子集。
38.完整模式移动云系统及精简模式移动云系统之间的区别在于精简模式应用于周期较短、只使用某些测试系统功能、对测试系统稳定性要求不高的航天器外场试验，仅部署外场试验所必须的程序。例如，第一物理层与第二物理层的区别在于第一物理层使用3台服务器和2台交换机组成，单台服务器故障能够实现程序自动漂移到建康服务器，单台交换机故障能够实现网络自主切换，不影响航天器测试任务。第二物理层使用1台服务器和1台交换机组成，所有程序运行在1台服务器上，做到便携、快速启动和快速应用。第一云平台层与第二云平台层的区别在第一云平台层提供了虚拟化管理模块，可以对虚拟化层进行初始化、资源管理和调配。第一测试系统层与第二测试系统层的区别在于第一测试系统层提供了测试系统完整的程序；第二测试系统层仅提供本次外场试验任务必需的程序。选择使用完整模式移动云系统或精简模式移动云系统的标准为完整模式移动云系统应用于周期较长、需要使用比较完整的测试系统功能、对测试系统稳定性要求较高的航天器外场试验，所述精简模式移动云系统应用于周期较短、只使用某些测试系统功能、对测试系统稳定性要求不高的航天器外场试验。
39.本实施例中，所述第一测试系统层包括数据总线及数据库、处理服务模块、应用服务模块以及支撑服务模块。所述数据总线及数据库用于测试数据存储和不同应用程序之间的数据交互；所述处理服务模块包含一系列用于提供服务的应用程序，用于进行第一测试系统层的所有数据处理，所述应用服务模块包含一系列用于提供服务的应用程序，用于为
所述第一测试系统层的各类航天器测试应用程序提供操作接口；所述支撑服务模块用于提供网络服务、运行配置、操作日志、运行状态监控等，包含负载均衡、域名服务、配置中心、日志管理、运行监控等子功能。
40.精简模式移动云系统的第二物理层包含1台服务器，在该服务器上部署第二虚拟化层和第二容器云平台。进一步地，可以使用2套精简模式移动云系统作为冷备份。
41.所述移动云系统能够与本地私有云平台建立连接及断开连接，一个本地私有云平台能够连接多个所述移动云系统。所述本地私有云平台用于支持航天器工厂阶段、大型试验阶段、出厂阶段航天器测试任务；所述移动云系统用于支持发射场阶段、外场阶段航天器测试任务。本发明的所述本地私有云平台具有移动云管理功能，对移动云系统和所述本地私有云平台的建立连接及断开连接进行管理。
42.所述移动云系统与本地私有云平台建立连接的方式为：
43.步骤s11：确定所述移动云系统处于空闲状态，如果移动云系统中包括航天器外场试验的数据，将所述航天器外场试验的数据作为需要增量备份的测试数据，确定所述需要增量备份的测试数据类型，在所述本地私有云平台的移动云管理服务模块中选择数据类型，如果移动云系统根据选择将所述需要增量备份的测试数据通过网络增量备份到所述私有云平台中。
44.本实施例中，所述测试数据类型包括基础数据、测试用例数据及执行结果数据、遥测遥控测试监控数据、测试判读知识及判读结论数据。所述基础数据用于表征航天器遥测遥控参数的基本信息、处理方法、显示方法；所述测试用例数据及执行结果数据用于自动化执行测试用例及其执行结果管理；所述遥测遥控测试监控数据存储了测试过程中所有表征航天器工作状态的参数信息；所述测试判读知识及判读结论数据用于专家判读知识管理以及判读结论的存储。
45.步骤s12：清除所述移动云系统中的所述需要增量备份的测试数据，由所述移动云管理服务模块初始化所述移动云系统，释放所述移动云系统对应的物理层的存储空间。
46.本实施例中，用户在所述移动云管理服务模块中选择清空移动云中数据。所述移动云管理服务模块将对移动云中存储进行初始化，释放其存储空间。
47.步骤s13：将所述移动云系统接入所述私有云平台，由所述移动云管理服务模块对所述移动云系统对应的容器云模块进行初始化，将移动云系统对应的容器云模块的所有的计算节点和管理节点均初始化为计算节点，将所述移动云系统对应的容器云模块增加到所述私有云平台的容器云模块中，作为计算节点承载航天器测试任务。
48.本实施例中，用户在移动云管理服务中选择将移动云接入私有云平台。所述的移动云管理服务对所述移动云中的容器云进行初始化，将其所有的计算节点和管理节点初始化为计算节点，将其增加到所述私有云平台的容器云中，作为其计算节点承载航天器测试服务。
49.如图2所示，所述移动云系统与本地私有云平台抽离的方式为：
50.步骤s21：某型号航天器需执行外场测试，基于移动云管理服务模块确定中各移动云系统的当前状态，基于预设规则选择某个移动云系统，将选中的所述移动云系统作为待断开连接的移动云系统；将所述待断开连接的移动云系统对应的容器云模块中正在运行的容器迁移至所述本地私有云平台的容器云模块的计算节点中，然后重启迁移完成的容器。
51.本实施例中，选择工作负载较轻的移动云系统作为待断开连接的移动云系统。所述移动云管理服务首先将所述用户选择的移动云的容器云中运行的航天器测试服务容器迁移至私有云平台容器云的计算节点中，然后重启完成迁移的测试服务，确认启动无误。
52.步骤s22：由所述移动云管理服务模块对所述私有云平台中的管理节点进行配置，将所述待断开连接的移动云系统与所述私有云平台断开连接。
53.本实施例中，将所述待断开连接的移动云系统对应的容器云模块的所有计算节点脱离所述私有云平台。
54.步骤s23：所述移动云管理服务模块初始化断开连接后的所述移动云系统对应的容器云模块，清空其中所有容器，并将所述断开连接后的所述移动云系统对应的容器云模块中两个计算节点升级为管理节点，用于移动云系统对应的容器云模块的计算节点管理。
55.进一步地，将所述移动云系统从本地私有云平台抽离后，需要保持移动云系统与本地私有云平台的网络连接，将外场试验任务航天器的程序和数据迁移至所述移动云系统，如图3所示。所述程序和数据迁移方式为：
56.步骤s31：用户在所述移动云管理服务模块中选择需要进行外场试验的型号，选择需要迁移的应用程序，确定需要迁移的数据。
57.步骤s32：所述移动云管理服务模块在所述移动云系统上，创建数据库，并配置数据总线，所述数据总线及数据库用于测试数据的存储和处理数据交互；在所述移动云系统对应的测试系统层上创建服务配置管理中心模块，将所述进行外场试验的型号对应的应用程序迁移到所述服务配置管理中心模块。
58.步骤s33：所述移动云管理服务模块将所述需要迁移的应用程序、以及所述需要迁移的数据从所述私有云平台中推送至所述移动云系统对应的容器云模块中。
59.本实施例中，从所述私有云平台中选择用户选择的应用服务和处理服务，将其推送至移动云的容器云中，然后启动移动云上所述的用户选择的应用服务和处理服务，确认其读取配置正常，启动正常。
60.进一步地，步骤s31至步骤s33为移动云管理服务模块一键式操作，操作完成后，用户确认所述移动云中程序、数据是否迁移正常。
61.进一步地，移动云系统确认运行正常后，断开移动云系统和私有云平台之间的网络连接，将移动云系统拿到外场参与试验。
62.进一步地，在外场测试结束后，将移动云系统与本地私有云平台进行网络连接，将所述移动云系统产生的外场试验数据迁移至所述本地私有云平台，然后将所述移动云系统初始化，将其对应的容器云模块接入所述本地私有云平台，即使所述移动云系统参与本地航天器测试。
63.进一步地，本发明针对所述移动云系统连接和断开连接，确定了完整的审批流程，如图4所示，包括：
64.步骤s41：申请阶段，由测试人员根据航天器外场试验安排情况，发起移动云系统使用申请，由运营人员对云资源进行核查，确认所选移动云系统的容器能够迁移至本地私有云平台，则受理申请。如果所述本地私有云平台的资源紧张无法完成迁移，则由运维人员先完成云资源扩容，再受理申请。
65.步骤s42：初始化阶段，按照移动云系统与本地私有云平台断开连接的方式完成所
述移动云系统的初始化，然后进行所述移动云系统的网络设备配置，以满足外场测试的网络连接要求，进行所述移动云系统的发布和出库。
66.步骤s43：离线测试阶段，所述移动云系统参与完成外场试验。如果所述移动云系统中的应用程序需要补充或更改，由运维人员完成离线更新包制作，再由运营人员完成离线更新包发布，将所述离线更新包发送至外场，由外场测试人员完成所述移动云系统中的应用程序的更新。
67.步骤s44：回收阶段，航天器外场试验结束后，由测试人员发起所述移动云系统归还申请，运营人员完成盘点和揽收，运维人员按照将外场试验数据迁移至所述本地私有云平台，然后对所述移动云系统和网络设备完成初始化，将所述移动云系统接入所述本地私有云平台。
68.图5-6给出了所述本地私有云平台和所述移动云系统之间进行数据迁移的步骤。在上述描述基础上，进一步地：
69.映射关系维护：系统给出初始的数据类型和数据库表的映射关系。管理员可以对映射关系进行维护。
70.状态记录：对迁移时刻的数据表状态进行记录。
71.迁移成功状态反馈：迁移完成后，对迁移的数据条数进行比对，完整无误后给出迁移成功结论。
72.外场试验后，进行数据增量迁入。数据迁入，是指将移动云的数据迁移至生产环境。
73.用户可以选择不同的移动云，执行迁移操作。
74.系统需要具备三级审批功能，角色分别为操作人员、确认人员、审核人员。
75.映射关系维护：系统给出初始的数据类型和数据库表的映射关系。管理员可以对映射关系进行维护。所述的测试数据类型包括基础数据、测试用例数据及执行结果数据、遥测遥控测试监控数据、测试判读知识及判读结论数据。所述基础数据用于航天器遥测遥控参数基本信息、处理方法、显示方法等信息管理；所述测试用例数据及执行结果数据用于自动化执行测试用例及其执行结果管理；所述遥测遥控测试监控数据存储了测试过程中所有表征航天器工作状态的参数信息；所述测试判读知识及判读结论数据用于专家判读知识管理以及判读结论的存储。
76.状态记录：对迁移时刻的数据表状态进行记录。
77.增量备份：根据迁出时的记录，读取移动云中后增量的数据，备份到私有云中。所述增量是指移动云在私有云平台数据基础上增加的部分。
78.迁入数据完整性确认：通过数据条数比对，对迁移数据的完整性进行确认。
79.空间释放：数据迁入成功，并对数据的完整性和正确性进行确认后，对移动云数据库中数据进行删除，释放空间。
80.以上的具体实施例仅描述了本发明的设计原理，该描述中的部件形状，名称可以不同，不受限制。所以，本发明领域的技术人员可以对前述实施例记载的技术方案进行修改或等同替换；而这些修改和替换未脱离本发明创造宗旨和技术方案，均应属于本发明的保护范围。