[发明专利]工业以太网交换机的一种固定时延控制方法

说明书

技术领域

本发明属于以太网络交换机领域，具体地说是一种适用于电力继电保护、精密控制设备网络通信时延要求的以太网交换机的固定时延控制方法，可应用于变电站，电力继电保护设备间实时计算机通信网络服务。

背景技术

近年来随着智能变电站建设的普及和发展，在变电站二次回路中采用计算机网络通信已经成为一种成熟的技术方案。

目前，由于业界能够提供的普通以太网交换机及工业交换机都不能满足继电保护对网络通信网络固定时延的特殊要求，因此在变电站建设实践中不得不采用间隔层、过程层与继电保护有关的设备“直采直跳”的方式。这样一方面提高了对变电站二次设备的设计要求，增加了站内结构的复杂性；另一方面，也使得网络采样网络跳闸等技术无法在生产中得以实践，影响到了保护可靠采样跳闸实现技术的进一步研究和提高。在这一背景下，急需一种网络交换机的固定时延控制方法，能够满足继电保护对网络固定时延的要求，可应用于电力二次回路计算机通信领域。

发明内容

本发明是一种提供固定时延通信的工业级以太网交换机的固定时延控制方法，适用于电力保护、精密控制等网络通信时延要求相对稳定的应用环境，它用在工业以太网交换机上。

本发明采用的技术方案如下：工业以太网交换机的一种固定时延控制方法，包括以下步骤：

CFP模块将输入的数据包进行过滤和查找，得到用户所需的特殊数据帧以及用户不需要的普通数据帧，输出给ACL模块；

ACL模块对特殊数据帧置最高优先级并输出。

所述CFP模块执行以下步骤：

解析模块将输入的数据包解析成以太网数据帧，发送给数据拆分模块和数据抓取引擎；

数据拆分模块将以太网数据帧分割成多个数据切片，输出至查找引擎；

策略引擎提供用户所需的规则，即数据匹配的规则定义；

查找引擎将策略引擎的规则定义输入到过滤引擎，并将数据拆分模块发来的某以太网数据帧的多个数据切片输入到过滤引擎，得到匹配结果并输出至数据抓取引擎；

过滤引擎根据规则定义确定以太网帧某字段的位置和比较值；并将字段对应的比较值与相同位置的数据切片的值进行比较；若相同，则匹配成功，否则匹配失败；

数据抓取引擎将匹配成功对应的以太网帧作为特殊数据帧，否则为普通数据帧；将特殊数据帧和普通数据帧输出。

所述CFP模块还执行以下步骤：

统计引擎统计特殊数据帧和普通数据帧的个数。

流量控制模块将最高优先级的特殊数据帧放入单独的缓冲区中，优先传输。

工业以太网交换机的一种固定时延控制系统，包括：

CFP模块，用于将输入的数据包进行过滤和查找，得到用户所需的特殊数据帧以及用户不需要的普通数据帧，输出给ACL模块；

ACL模块，用于对特殊数据帧置最高优先级并输出。

所述CFP模块包括：

解析模块，用于将输入的数据包解析成以太网数据帧，发送给数据拆分模块和数据抓取引擎；

数据拆分模块，用于将以太网数据帧分割成多个数据切片，输出至查找引擎；

策略引擎，用于提供用户所需的规则，即数据匹配的规则定义；

查找引擎，用于将策略引擎的规则定义输入到过滤引擎，并将数据拆分模块发来的某以太网数据帧的多个数据切片输入到过滤引擎，得到匹配结果并输出至数据抓取引擎；

过滤引擎，用于根据规则定义确定以太网帧某字段的位置和比较值；并将字段对应的比较值与相同位置的数据切片的值进行比较；若相同，则匹配成功，否则匹配失败；

数据抓取引擎，用于将匹配成功对应的以太网帧作为特殊数据帧，否则为普通数据帧；将特殊数据帧和普通数据帧输出。

所述CFP模块还包括：

统计引擎，用于统计特殊数据帧和普通数据帧的个数。

工业以太网交换机的一种固定时延控制系统还包括流量控制模块，用于将最高优先级的特殊数据帧放入单独的缓冲区中，优先传输。

本发明的有益效果及优点：

1.本发明保证特定业务流量通过交换机的时延相对固定。

2.可以在不改变已有网络拓扑设计的条件下，提供高稳定时延的实时网络通信服务；

3.网络接入设备不需要精密时钟对时功能，就可以保证实时应用的操作时序要求。

附图说明

图1为本发明固定时延控制结构组成示意图；

图2为CFP数据抓取示意图；

图3为流量模块结构示意图；