CN205123775U - 一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，包括交换子系统和网关子系统，所述交换子系统实现网络数据交换，所述网关子系统中包括诊断模块和存储模块，所述诊断模块与所述交换子系统相连，所述诊断模块获取所述交换子系统中的数据，并进行分析诊断，所述存储模块与所述诊断模块相连，所述存储模块存储所述诊断模块分析诊断的结果。本实用新型的技术方案可广泛用于千兆网络中，实现网络交换功能的同时还具备数据在线诊断和存储功能。

Description

一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置

技术领域

本实用新型属于网络通讯设备领域，涉及一种网络交换装置，尤其涉及一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置。

背景技术

近年来，随着网络负载带宽越来越大，传统的10/100M以太网已经难以胜任，随之进入了千兆以太网通讯时代。因为千兆网络对网络交换设备需求不断提高，所以需要设计一种高可靠性、安全性和便捷性的千兆网络交换设备。目前国内普通的千兆网络交换设备集成度低，部分交换芯片与CPU分离，板上系统复杂、成本高、PCB板面积大、层数多、布线复杂，且不具备数据在线分析诊断和数据存储功能。

专利CN204168320U提供了一种智能高实时的变电站网络交换机，具体公开了一种由CPU处理模块、核心交换模块、光收发模块、通用逻辑模块、板卡供电模块、整机供电模块和前面板LED模块组成的交换机，其结合智能变电站通信网络建设对于通信网络的要求，适用于电力通信技术领域，实现了交换机业务流识别、业务流监控与异常处理、交换资源分配、优先级调度策略等技术，以及网络传输性能在线监测、网络诊断和统一管理等网络管理技术。但是该方法没有存储数据信息及诊断结果功能，开关机后也无法查询之前信息。

专利CN104038445提供了一种基于以太网的列车通信网络交换设备及系统，具体公开了一种涉及列车通信领域的数据交换装置，通过交换模块实现生成树协议、VLAN、流控制及数据优先级等功能，但是该方法没有数据诊断功能。

专利CN203574685U提供了内建多功能控制的智能网络交换器，具体公开了一种多种接口兼容的交换器，同时对环境温度、湿度与压差作控制的智能网络交换器，但是该设备设计无数据存储与诊断功能。

综上所述，现有的网络交换设备存在以下缺点：仅实现网络数据交换功能，通常不具备数据在线分析诊断和数据存储功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，包括交换子系统和网关子系统，所述交换子系统实现网络数据交换，所述网关子系统中包括诊断模块和存储模块，所述诊断模块与所述交换子系统相连，所述诊断模块获取所述交换子系统中的数据，并进行分析诊断，所述存储模块与所述诊断模块相连，所述存储模块存储所述诊断模块分析诊断的结果。并优选交换子系统和网关子系统集成到一块电路板中。

优选的，还包括上位机，所述上位机与所述诊断模块相连，所述上位机向所述诊断模块传输配置规则，所述诊断模块将分析诊断的结果传送至上位机。

优选的，所述上位机还与所述存储模块相连，所述上位机读取所述存储模块中的数据。

优选的，所述交换子系统中包括相连的CPU模块和物理层模块，所述诊断模块和上位机分别与所述物理层模块相连。

优选的，还包括提供所述网络交换装置电能的电源模块。

优选的，还包括提供所述网络交换装置时钟信号的时钟模块。

优选的，还包括提供所述网络交换装置复位信号的复位模块。

优选的，还包括提供所述网络交换装置调试接口的调试模块。

优选的，所述交换子系统上设有传输复制数据的镜像端口，所述诊断模块与所述镜像端口相连。

优选的，所述诊断模块中设有嵌入式微处理器。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案具有以下优点：

(1)交换装置能够实现千兆网络数据交换，同时具备数据在线诊断和存储功能；

(2)硬件将交换子系统和网关子系统集成到一块电路板中，结构紧凑，集成度高；

(3)可通过上位机配置诊断规则，在应用层实现对网络中的指定数据进行在线分析。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的实施例的结构框图；

图2为本实用新型的实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本实用新型的实施例做具体阐释。

如图1中所示，一种网络数据交换装置，适用于千兆网络，包括交换子系统和网关子系统。交换子系统实现网络数据交换功能，主要负责网络数据包转发、MAC地址学习、VLAN、端口镜像、QoS等网络交换功能；网关子系统实现数据在线分析诊断和数据存储功能。

具体包括：电源模块、时钟模块、复位模块、调试模块、CPU/SWITCH(处理/转换)模块及其外围电路、物理层PHY模块、诊断模块和存储模块。电源模块、时钟模块、复位模块、调试接口模块为交换子系统和网关子系统提供电源、时钟、复位和调试接口。具体的，电源模块为系统各个模块提供电能。时钟模块为各芯片提供时钟信号。复位模块的作用是工作出现故障时提供复位信号。调试模块是调试电路的接口模块。

CPU/SWITCH模块及其外围电路主要完成对数据包处理的工作，是交换子系统核心部分，负责对各个模块进行初始化、系统配置、网络管理和数据交换，通过高速数据总线与PHY模块相连。物理层PHY模块是物理接口收发器，负责将以太网传输介质上的电器信号与数字信号相互转换。

诊断模块作为网关子系统的核心芯片，通过与交换子系统的镜像端口连接，获取数据包，根据上位机配置的诊断规则，完成对数据的在线分析诊断工作。优选诊断模块由嵌入式微处理器及周边电路组成，负责诊断数据包，与交换子系统的镜像端口连接，同时其连接存储模块。存储模块负责存储交换机内所有数据以及诊断结果。存储模块中设有外部存储器，外部存储器可根据需要选型，可选用大容量FLASH、铁电存储器等。

如图2中所示，在本实用新型的实施例中，一种具有数据诊断与存储的网络交换装置，其工作流程包括以下步骤：

步骤1、装置上电后开始工作，完成初始化。交换子系统通过自学习功能获得端口所连设备MAC等信息；

步骤2、每个端口的数据包进入到交换子系统，按交换转发规则对其进行相应处理；

步骤3、交换子系统通过端口镜像功能将指定端口的数据包复制，并将复制的所有数据传送到网关子系统的诊断模块；

步骤4、上位机通过端口对网关子系统的诊断模块进行配置，设置诊断规则，可在线分析所有通过网络中特定的数据包。诊断规则可设指定类型数据包的发送间隔，用于判断时序丢包等等；

步骤5、网关子系统的诊断模块对数据包进行在线分析诊断并得出诊断结果；网关子系统同时可将诊断结果实时在线发送至上位机；

步骤6、数据包及诊断结果传送到网关子系统的存储模块，对其存储；

步骤7、上位机离线读取网关子系统存储模块存储的诊断结果和数据。

本实用新型实施例的一种具有诊断数据和存储数据功能的网络交换装置，在实现网络数据交换的基础上，通过上位机配置诊断规则，对网络所有数据进行在线实时分析诊断，并实现对数据和诊断结果的存储，同时可将诊断结果发送至上位机。

在本实用新型的实施例中，电源模块为交换子系统和网关子系统中各个功能模块提供电能，由于不同模块电压不同，需要使用芯片对电压转换，可选用TI公司的TPS54525PWPR芯片。

为交换子系统服务的时钟模块为各芯片提供时钟信号，可选用ISC557和ICS8535与晶振产生时钟信号。为网关子系统服务的时钟模块可选用11.0592MHz的晶振。

复位模块的作用是当工作出现故障时提供复位信号，可选用复位芯片ADM706R，它可以实现系统的自动和手动复位功能。

调试模块可选用JTAG接口实现。

CPU/SWITCH模块及其外围电路是交换子系统的核心，负责网络管理和数据交换，可选用BROADCOM公司的BCM56340作为交换子系统的主处理器，不仅拥有强大的数据处理能力，还包含48个千兆端口。

物理层PHY模块是物理接口收发器，可选用BROADCOM公司的物理层芯片BCM54685，该芯片是一款8口三速以太网收发器，支持8个GPHY(千兆物理层)接口，由于不同装置要求的接口数量不同，可根据需求选择一个或多个(不超过6个)相同芯片构成PHY模块。

网关子系统中的诊断模块是诊断功能的核心，可选用基于ARM7TDMI-S核的高性能32位RSIC微处理器，如NXP公司的LPC2378芯片。

存储器可选用三星公司的K9W4G08U1MFLASH芯片或Ramtron公司的64位铁电存储器FM25CL64B。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，包括交换子系统和网关子系统，所述交换子系统实现网络数据交换，所述网关子系统中包括诊断模块和存储模块，所述诊断模块与所述交换子系统相连，所述诊断模块获取所述交换子系统中的数据，并进行分析诊断，所述存储模块与所述诊断模块相连，所述存储模块存储所述诊断模块分析诊断的结果。

2.根据权利要求1所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述诊断模块相连，所述上位机向所述诊断模块传输配置规则，所述诊断模块将分析诊断的结果传送至上位机。

3.根据权利要求2所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，所述上位机还与所述存储模块相连，所述上位机读取所述存储模块中的数据。

4.根据权利要求3所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，所述交换子系统中包括相连的CPU模块和物理层模块，所述诊断模块和上位机分别与所述物理层模块相连。

5.根据权利要求4所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，还包括提供所述网络交换装置电能的电源模块。

6.根据权利要求5所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，还包括提供所述网络交换装置时钟信号的时钟模块。

7.根据权利要求6所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，还包括提供所述网络交换装置复位信号的复位模块。

8.根据权利要求7所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，还包括提供所述网络交换装置调试接口的调试模块。

9.根据权利要求1所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，所述交换子系统上设有传输复制数据的镜像端口，所述诊断模块与所述镜像端口相连。

10.根据权利要求1所述的具有数据诊断和存储功能的网络交换装置，其特征在于，所述网络交换装置适用于千兆网络。