[实用新型]一种支持报文存储的交换机

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统网络交换机设备技术领域，特别是涉及一种支持报文存储的交换机。

背景技术

随着数字化变电站技术的日趋成熟，网采网跳方式在现行的数字化变电站中广泛使用。作为数字化变电站网络的骨干单元，交换机在数字化变电站中的重要地位日益凸显。数字化变电站中大量的网络报文替代了原先常规站中的二次电缆传输站内的电压电流以及相关信号，这种方式使得一旦站内出现某种故障时对于事故的原因难以溯源。虽然说现在数字化变电站中广泛应用了网络报文分析装置对数字化变电站内的相关报文进行分析和事故追忆，网络报文分析装置通常从交换机的某一端口获取相应的报文。受限于这种报文获取方式，网络分析装置只能对这些交换机提供的报文进行分析存储，然而一旦发生站内设备发出的报文经过交换机出现丢失时，网络分析装置将无法捕获到相关报文进行分析追忆。由交换机传输过程中因某些异常造成的延时传输这种异常网络分析装置也无法捕获分析。交换机报文转发过程中进出报文的差异性和时延的不确定性将成为网络报文分析装置不可攻克的一个难点，尤其是交换机的传输时延分析在网络报文分析装置层面实现较为困难。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种支持报文存储的交换机。

为了达到上述目的，本实用新型提供的支持报文存储的交换机包括：CPU管理模块、FPGA功能模块、交换模块、报文存储模块和PHY模块；其中：CPU管理模块分别与FPGA功能模块和交换模块相连接，FPGA功能模块分别与交换模块、报文存储模块和PHY模块相连接；

CPU管理模块为以微处理器为核心的控制器模块，用于对交换模块和FPGA功能模块进行相关配置，并进行交换机相关网络协议的处理；

FPGA功能模块为一可编程门阵列芯片构成的逻辑电路，用于对PHY模块接收到的报文进行相关处理，在报文收发时对报文进行相关分析，并实现报文的拷贝定向存储到报文存储模块以及报文向交换模块的传递；

交换模块为交换机的核心元件交换芯片，通过串行外设SPI接口与CPU管理模块之间连接；

报文存储模块为外接的存储设备，用于存储相关的报文信息；

PHY模块为物理层接口芯片,用于为FPGA功能模块提供以太网端口的接入通道。

所述的FPGA功能模块主要包括晶振、复位电路、电源电路、程序下载电路、存储器扩展部分；FPGA功能模块与PHY模块之间通过MII接口连接，与交换模块之间的连接亦通过MII接口与交换模块内部的各个端口的MAC相连接，FPGA功能模块为了实现存储功能需外接报文存储模块。

所述的文存储模块采用1T的固态硬盘来保证足够的存储空间，FPGA功能模块与报文存储模块之间的接口采用SATA接口。

所述的PHY模块与FPGA功能模块通过MII接口相连接，用于向外提供SFP/RJ45接口，便于光纤和双绞线的连接。

本实用新型提供的支持报文存储的交换机的效果：

交换机实现报文的存储将为数字化变电站在事故追忆时提供有利依据，从源头存储报文将有助于在分析问题时逐级查找报文传输中出现的相关异常情况，使得网采网跳模式下报文传输这一过程有了确切的分析依据。由于采用高性能的FPGA对报文进行管理分析，不会造成由于报文存储而带来交换过程时延的明显增大，确保了交换机存储转发时延的可靠性。同时通过对交换机存储和转发报文的对比分析我们可以获知交换机的数据帧丢失情况和交换机的存储转发时延，对于分析交换机的相关性能指标具有一定的参考意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的支持报文存储的交换机的整体结构框图。

图2为本实用新型中FPGA功能模块外围结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的支持报文存储的交换机进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的支持报文存储的交换机包括：CPU管理模块1、FPGA功能模块2、交换模块3、报文存储模块4和PHY模块5；其中：CPU管理模块1分别与FPGA功能模块2和交换模块3相连接，FPGA功能模块2分别与交换模块3、报文存储模块4和PHY模块5相连接；

CPU管理模块1为以微处理器为核心的控制器模块，用于对交换模块3和FPGA功能模块2进行相关配置，并进行交换机相关网络协议的处理；