CN104135399A - 一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法 - Google Patents

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吴奕
谭志军
潘志新
吴�琳
武会超
赵勇
尹协文
欧阳文
冯娟
孙大雁
陈辉
赵家庆
丁宏恩
钱科军
杨洪
吕洋
陈娜
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
Suzhou Power Supply Co Ltd of Jiangsu Electric Power Co
State Grid Electric Power Research Institute
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
Suzhou Power Supply Co Ltd of Jiangsu Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种基于无线公网通信方式的配电终端的流量监控方法，实现GPRS无线通信配电终端的流量统计，主要监控无线配电终端的小时通信流量、日通信流量和月通信流量，并记录流量的历史信息，反映无线配电终端的流量变化过程。本发明提供的基于无线公网通信方式的配电终端的流量监控方法，分析APN专线中的异常流量，解决配电终端GPRS通信流量失控问题，并为分析配电终端的GPRS接入质量及资费管理提供参考依据。

Description

一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法
技术领域
本发明涉及配电网自动化系统中无线配电终端通信领域，特别涉及一种基于无线公网通信方式的无线配电终端流量监控方法。
背景技术
无线通信作为光纤通信的有效补充，在配电自动化领域的应用越来越广泛。目前，移动公司无线GPRS通信是按照流量计费方式计算的，在国内大部分地区，移动提供了10元-50元包月的小流量套餐，允许用户每月使用30M字节-100M字节流量，按照这种模式，在很多应用中使用小流量套餐是足够了。可在实际情况中，用户经常发现GPRS流量失控，大大超过预期，甚至出现费用爆炸的现象。因此需要统计无线配电终端的通信流量，分析APN专线当中是否存在异常流量，并为分析配电终端的GPRS接入质量及资费管理提供参考依据。
发明内容
本发明为了解决配电终端GPRS通信流量失控问题，提供了一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，该方法为分析配电终端的GPRS接入质量及资费管理提供参考依据。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，包括以下步骤：
（1）采集流量数据包，主要包括：
（1-1）配电自动化主站前置服务器与配电终端通信时，双方首先建立TCP连接，在主站前置服务器上部署数据包捕获驱动程序，在过滤器中制定以无线配电终端IP地址为条件的过滤规则；
（1-2）NIC驱动接收网络中的数据包，并进行拷贝，数据包捕获驱动程序利用已经创建的Socket从NIC驱动中获得该数据包的拷贝，并上传至过滤器；
（1-3）在过滤器中根据制定的过滤规则进行过滤；
（1-4）如果应用层的应用程序已经准备好了接收数据包，数据包会立即被拷贝到应用层的用户缓冲区中去；如果应用程序没有准备好接收，为了避免丢包，数据包捕获驱动程序将数据包传送到内核缓冲区中存储起来，一旦应用层准备好，就把它拷贝到应用程序的用户缓冲区中去；
（2）对流量数据包进行分析，主要包括：
（2-1）应用层的应用程序获取到数据包后，将数据包流量信息在用户缓冲区中保存下来，记录格式由四个字段组成，分别为源地址、目标IP地址、包和字节数；
（2-2）应用程序通过Packet.dll动态链接库提供的捕获接口，并调用Libpcap库中的函数对数据包拆包，获取源地址、目标IP地址及包总长这3个参数；
（3）对通信流量的使用情况进行管控
通过TCP通信进程记录应用层接收到的数据包的字节数，统计每个配电终端的通信流量；以小时、日、月为单位对配电终端通信流量进行统计，对流量异常跳变、流量越限情况的配电终端，以告警推送方式通知运维人员，对频繁出现流量异常的配电终端给出超标次数、超标时间段信息，并提供以曲线方式查询历史流量变化。
前述的过滤规则中定义了过滤参数包括：主站前置服务器和配电终端的IP地址，IP掩码，端口号，符合该过滤规则的数据包才被传送到应用程序缓冲区。
前述的应用层还设有人机界面，展示不同厂家无线配电终端的月通信流量额度、已用流量、流量状态，并统计出不同厂家无线终端流量超标情况。
有益效果：本发明提供的基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，解决了配电终端GPRS通信流量失控问题，并为分析配电终端的GPRS接入质量及资费管理提供参考依据。
附图说明
图1为本发明方法的无线流量监控界面；
图2为本发明方法的抓包原理示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式详细说明本发明。
本发明的基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，主要包括以下步骤：
（1）数据采集
配电自动化主站前置服务器与配电终端通信时，双方首先建立TCP连接，在主站前置服务器上部署数据包捕获驱动程序，在过滤器中制定以无线配电终端IP地址为条件的过滤规则。过滤规则参数包括：主站前置服务器和配电终端的IP地址，IP掩码，端口号，设置了该过滤规则后，符合该过滤规则的数据包才被传送到应用程序缓冲区。如图2所示，配电自动化主站前置服务器采用Unix操作系统，配电自动化主站前置服务器与网络通过NIC驱动收发数据包的，抓包过程是指NIC驱动接收网络中的数据包，并进行拷贝，数据包捕获驱动程序利用已经创建的Socket从NIC驱动中获得该数据包的拷贝，并向上传送至过滤器，在过滤器中根据制定的过滤规则进行过滤，符合过滤规则的数据包才被传送到应用程序缓冲区。如果应用层已经准备好了接收数据包，即：应用程序缓冲区空闲具备接入数据的条件，数据包会立即被拷贝到应用程序的用户缓冲区中。如果应用层没有准备好接收，为了避免丢包，数据包捕获驱动程序会将捕获的数据包传送到内核缓冲区中存储起来，一旦应用层准备好，就把它拷贝到应用层的用户缓冲区中去。应用层指的是OSI第7层, 是对应应用程序服务的。
（2）数据分析
当应用层的应用程序，这里的应用程序指数据采集程序，获取到数据包后，将数据包流量信息在用户缓冲区中保存下来，记录格式由四个字段组成，分别为源地址、目标IP地址、包和字节数。然后通过应用程序中的Packet.dll动态链接库提供的捕获接口，并调用Libpcap库中的函数完成对数据包的分析和处理。数据分析和处理是指对数据包拆包，获取源地址、目标IP地址及包总长这3个参数。
（3）对通信流量的使用情况进行管控
通过TCP通信进程记录应用层接收的数据包的字节数，即可统计出每个配电终端的通信流量。进行通信流量管控是指以小时、日、月为单位对配电终端通信流量进行统计，及时发现流量异常跳变、流量越限等情况的配电终端，以告警推送方式通知运维人员；对频繁出现流量异常的配电终端给出超标次数、超标时间段等统计信息，使运维人员加强对无线终端运营的管控；提供以曲线方式查询历史流量变化。
在应用层还设有人机界面，可以展示不同厂家无线配电终端的月通信流量额度、已用流量、流量状态，并统计出不同厂家无线终端流量超标情况，如图1所示。
本发明的方法采用通过通信进程统计应用层流量的方法，实现GPRS无线通信配电终端的流量统计，展示了无线配电终端的小时通信流量、日通信流量和月通信流量，可以通过图形的列表工具展示，并记录流量的历史信息，反应无线配电终端的流量变化过程。

Claims (3)

1.一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）采集流量数据包，主要包括：
（1-1）配电自动化主站前置服务器与配电终端通信时，双方首先建立TCP连接，在主站前置服务器上部署数据包捕获驱动程序，在过滤器中制定以无线配电终端IP地址为条件的过滤规则；
（1-2）NIC驱动接收网络中的数据包，并进行拷贝，数据包捕获驱动程序利用已经创建的Socket从NIC驱动中获得该数据包的拷贝，并上传至过滤器；
（1-3）在过滤器中根据制定的过滤规则进行过滤；
（1-4）如果应用层的应用程序已经准备好了接收数据包，数据包会立即被拷贝到应用层的用户缓冲区中去；如果应用程序没有准备好接收，为了避免丢包，数据包捕获驱动程序将数据包传送到内核缓冲区中存储起来，一旦应用层准备好，就把它拷贝到应用程序的用户缓冲区中去；
（2）对流量数据包进行分析，主要包括：
（2-1）应用层的应用程序获取到数据包后，将数据包流量信息在用户缓冲区中保存下来，记录格式由四个字段组成，分别为源地址、目标IP地址、包和字节数；
（2-2）应用程序通过Packet.dll动态链接库提供的捕获接口，并调用Libpcap库中的函数对数据包拆包，获取源地址、目标IP地址及包总长这3个参数；
（3）对通信流量的使用情况进行管控
通过TCP通信进程记录应用层接收到的数据包的字节数，统计每个配电终端的通信流量；以小时、日、月为单位对配电终端通信流量进行统计，对流量异常跳变、流量越限情况的配电终端，以告警推送方式通知运维人员，对频繁出现流量异常的配电终端给出超标次数、超标时间段信息，并提供以曲线方式查询历史流量变化。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，其特征在于：所述过滤规则中定义了过滤参数包括：主站前置服务器和配电终端的IP地址，IP掩码，端口号，符合该过滤规则的数据包才被传送到应用程序缓冲区。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线公网通信方式的配电终端流量监控方法，其特征在于：所述应用层还设有人机界面，展示不同厂家无线配电终端的月通信流量额度、已用流量、流量状态，并统计出不同厂家无线终端流量超标情况。
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