[实用新型]一种基于硬件的MRP环网冗余处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及MRP环网技术领域，特别涉及一种基于硬件的MRP环网冗余处理装置。

背景技术

MRP(MediaRedundancyProtocol)是一种媒体冗余协议，针对工业通信网络高可靠性的要求，采用MRP协议组建的环型冗余网络，在避免环网危害的同时，也能在故障发生时迅速建立起新的网络拓扑来恢复网络通信。通常MRP环网是由一个介质冗余管理节点MRM和多个介质冗余客户节点MRC组成。普通的MRP环网开路的处理机制如图1所示：环网链路断开，MRM会收到MRC1或MRC2的端口下线帧（LinkDownFrame），交换芯片把LinkDown报文提交给处理器，其处理结果是改变介质冗余管理节点MRM响应端口状态（转发<FORWARDING>/阻塞<BLOCKED>），从而建立新的拓扑来恢复网络通信；其中，FORWARDING状态指端口转发状态，该状态下所有帧都被转发；BLOCKED状态指MRP端口阻塞状态，该状态下端口阻塞除测试帧(Test)、拓扑改变帧(TopologyChange)和端口上下线帧(LinkUP/LinkDown)之外的所有帧。

现有的MRM下线故障处理过程是：交换芯片收到端口下线帧（LinkDownFrame）上交给处理器处理，处理器再把处理结果下发给交换芯片；但是，由于处理器的响应时间长、处理速度慢、延时抖动大等缺点，会严重影响MRP环网状态的切换速度，导致新拓扑结构恢复正常通信的时间较长，丢包率过大。所以，如何缩短环网恢复网络通信时间，已经成为当今的研究热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中处理器处理下线帧报文所需时间长、延时抖动大等问题，提供一种对下线帧报文处理速度更快、响应时间更短的MRP环网冗余处理系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种基于硬件的MRP环网冗余处理装置，所述MRP环网包括介质冗余管理节点MRM及多个依次连接的介质冗余客户节点MRC；所述MRP环网冗余处理装置包括处理器、交换芯片及硬件协处理器；所述交换芯片同时与所述处理器及硬件协处理器连接；所述硬件协处理器与所述处理器连接；

所述交换芯片用于接收MRP环网中介质冗余管理节点MRM上传的协议报文（一般包括下线帧报文LinkDown、测试帧报文Test、拓扑改变帧报文TopologyChange），并将该报文传送至处理器或硬件协处理器；所述交换芯片还用于接收处理器或硬件协处理器返回的处理结果，并根据该处理结果对介质冗余管理节点MRM进行操作；一般的，该操作指：交换芯片1将MRM的一个端口由BLOCKED转变成FORWARDING状态；控制MRP环网开路并新建、恢复拓扑结构的网络通信；应注意的是，上述交换芯片针对介质冗余管理节点MRM进行的操作与现有技术中并无不同。

所述硬件协处理器用于接收所述交换芯片上传的下线帧报文，对该报文进行响应处理并将处理结果（或者称之为控制命令）返回至所述交换芯片；本实用新型中，所述硬件协处理器为FPGA或NP实现，其仅用于接收、处理下线帧报文。

所述处理器用于接收交换芯片上传的下线帧报文之外的协议报文并响应处理，将处理结果返回至所述交换芯片。

应注意的是，本实用新型中，处理器与硬件协处理器都通过数据总线（如MII、PCIE等）接收交换芯片上传的数据（数据指包括下线帧报文在内的各种报文），通过控制总线（如SPI等）向交换芯片下发控制信号（所述控制信号包括对下线帧报文的处理结果或控制命令）。

一些实施例中，硬件协处理器位于处理器与交换芯片之间，既提高了传输速率，又节省了交换芯片引脚的使用。

进一步的，所述交换芯片在接收到介质冗余管理节点MRM上传的下线帧报文时，判断该下线帧报文是否被处理过，如其被处理过则将其丢弃，如未处理过则将其上传至所述硬件协处理器。

进一步的，所述硬件协处理器还将已处理的下线帧报文标记后传送至所述处理器。

进一步的，所述硬件协处理器中待处理的下线帧报文数据量过大或硬件协处理器故障时，将接收到的下线帧报文上传至所述处理器处理。

进一步的，所述处理器接收到硬件协处理器传送来的下线帧报文后，检查所述下线帧报文是否被处理，如已处理，则检查处理后的MRP环网拓扑状态是否正确；如未处理，则对其响应处理，并将处理结果传送至交换芯片。