CN104486132A - 一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法 - Google Patents

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任波
汪勇飞
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Abstract

本发明涉及一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，本发明方法包括：解析SCD文件；侦听网络数据报文；上报告警；分析端口流量。本发明的交换机通过解析SCD文件和侦听网络数据报文来对装置的拓扑连接是否符合预期规划进行反馈式检查。本发明有益效果如下：在本发明提供的技术方案中，通过解析SCD文件，侦听网络数据报文，对SCD文件进行反馈式检查，能够帮助尽快确认稳定的SCD文件，减少网络拓扑的反复修改和变更。本发明提供一种在二层设备上对网络布局进行反馈式检查的办法，能够保证线路的安装和检修更加简便和直观，使得网络的建设和维护成本大幅缩减，为智能变电站的网络化大规模推广提供有效的支撑。

Description

一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法
技术领域
本发明属于利用电力系统的技术领域，涉及智能化变电站过程层通信系统与方法，尤其涉及一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法。
背景技术
随着智能化变电站实施技术的逐渐成熟和深入，智能化变电站的应用实施已经从最初面向站控层和间隔层发展到面向过程层，过程层的出现是智能化变电站区别于传统变电站的重要特征，尤其是电子式互感器和智能开关的应用逐渐成熟，变电站装置的设计、安装、调试和运行维护都将产生深刻的变革，简便快速地进行最终施工结果和预期图纸的比对工作成为系统能否迅速交付使用的关键。
在智能化变电站的规划过程中，通过SCD文件来定义各个装置的样本采集点、输入报文、输出报文以及连接关系等。其中一旦加入了网采网跳的网络环境后，交换机将起到承上启下的作用，交换机的端口连接关系的规划也将成为整个变电站是否能够正常运行的关键因素。在大型变电站中，网络拓扑非常复杂，线缆异常之多，从规划到实现是个漫长的过程，中间出现的偶然误差很可能引起不可估量的后果，所以在施工完成后，还需要人工来对布线重新检查一遍，这个过程又将花费很长的时间。
对于这一切的前提——SCD文件，一般也需要进行多轮的反复，目前一般都是采用人工的方式来保证它的正确性和可行性，一旦发现错误，SCD文件必须重新进行编写，现场布线也得重新规划，严重时这个过程将多达上十轮，这也成为智能化变电站不能得到大规模推广的关键因素。
在传统电力系统中，装置的连接是采用PTP的方式进行的，这种方式的优点是简单直观，传输时延较小，控制简单；缺点是连线较多，检修复杂，线路利用率较低。在智能电力系统中，装置通过网采网跳的方式互联，采用网络的思维来设计和布局，减少了物理线缆的铺设，增加了线路利用率，对大型变电站的建设提供了简单高效的解决方案；同时引入的一个关键问题是网络拓扑的管理和规划。
发明内容
本发明目的为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，本发明是通过交换机对网络数据报文的侦听，完成对SCD文件的反馈式检查，帮助SCD文件尽快地稳定。
本发明的技术方案为：
步骤一解析SCD文件：交换机分析SCD文件，形成各个端口和装置之间的预期连接关系；
步骤二侦听网络数据报文：交换机提取介质访问控制(源MAC)、应用标识符(APPID)和虚拟局域网编号(VLAN)信息后，与装置的输出报文信息相比较，以确认各个端口与装置的实际连接关系；两者互相比较之后，确认实际连接情况是否符合预期，如果不符合预期上报告警给CPU，如果符合预期转到步骤三；
步骤三上报告警：交换机在预期连接关系确认后，检查各个端口收发报文中携带的VLAN信息，如果发现两个不同报文属于同一个VLAN，导致相应端口接收到不应该接收的报文，上报告警给CPU；如果发现报文信息中不带有VLAN字段或者为零，也上报告警给CPU；否则不上报告警；
步骤四分析端口流量：交换机通过分析预期连接关系以及各个装置发送报文类型、报文长度和发送频率，得出每个端口实际预期的网络数据流量；如果发现数据流量超过端口的最大带宽，上报告警给CPU，然后通过监控每个端口的实际网络数据流量，发现实际流量不足时上报装置丢失告警，突然大规模增加或者减少时上报装置异常告警；CPU根据上面所收到的告警，管理员需要检查相应的设置是否正确，然后统一修改后再次导入到交换机，或者更改实际接线情况。
所述的SCD文件中需要详细地描述各个交换机中每个端口连接的装置信息，各个交换机之间的级联端口，各个装置输入和输出报文信息，报文信息包括报文类型SV/GOOSE、APPID、VLAN、源MAC、通道数和引用数。
所述不符合预期的情况包括装置连接到错误的端口上、端口缺少连接装置或级联端口连接错误。
各个端口和装置之间的预期连接关系包括端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。
各个端口与装置的实际连接关系包括端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。
本发明的交换机通过解析SCD文件和侦听网络数据报文来对装置的拓扑连接是否符合预期规划进行反馈式检查。
本发明有益效果如下：在本发明提供的技术方案中，通过解析SCD文件，侦听网络数据报文，对SCD文件进行反馈式检查，能够帮助尽快确认稳定的SCD文件，减少网络拓扑的反复修改和变更。
本发明提供一种在二层设备上对网络布局进行反馈式检查的办法，能够保证线路的安装和检修更加简便和直观，使得网络的建设和维护成本大幅缩减，为智能变电站的网络化大规模推广提供有效的支撑。
附图说明
图1为本发明的反馈式检查网络拓扑的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。图1为本发明反馈式检查网络拓扑的流程示意图，所述方法具体包括以下步骤：
步骤101：交换机对导入的SCD文件进行解析，分析本交换机内每个级联端口连接的装置信息，每个端口输入和输出的数据报文，每个数据报文的长度、VLAN和发送频率等，最终确定每个级联端口的输入和输出预期流量，对于超过了端口带宽的情况上报告警给CPU。
步骤102：交换机分析数据报文的VLAN信息，发现两个不同的数据报文属于同一个VLAN，则上报告警给CPU；不携带VLAN信息或者为零，也上报告警给CPU；一切正常的情况下，根据各个端口和装置的连接关系，配置每个级联端口需要加入的VLAN。
步骤103：在各个端口侦听数据流，发现收到了不属于预期的数据报文，则上报装置连接错误告警；一段时间后，依然没有收到预期数据报文，则上报装置丢失告警；
步骤104：在各个端口检查网络流量，发现网络流量少于预期，上报装置丢失告警；流量大幅增加或者减少时上报装置异常告警：
网络管理员根据CPU接收到的告警，对SCD文件进行修改或者对连线情况进行整改，然后再次导入交换机，最终保证网络拓扑的正确性和完整新。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一解析SCD文件：交换机分析SCD文件，形成各个端口和装置之间的预期连接关系；
步骤二侦听网络数据报文：交换机提取介质访问控制(源MAC)、应用标识符(APPID)和虚拟局域网编号(VLAN)信息后，与装置的输出报文信息相比较，以确认各个端口与装置的实际连接关系；两者互相比较之后，确认实际连接情况是否符合预期，如果不符合预期上报告警给CPU，如果符合预期转到步骤三；
步骤三上报告警：交换机在预期连接关系确认后，检查各个端口收发报文中携带的VLAN信息，如果发现两个不同报文属于同一个VLAN，导致相应端口接收到不应该接收的报文，上报告警给CPU；如果发现报文信息中不带有VLAN字段或者为零，也上报告警给CPU；否则不上报告警；
步骤四分析端口流量：交换机通过分析预期连接关系以及各个装置发送报文类型、报文长度和发送频率，得出每个端口实际预期的网络数据流量；如果发现数据流量超过端口的最大带宽，上报告警给CPU，然后通过监控每个端口的实际网络数据流量，发现实际流量不足时上报装置丢失告警，突然大规模增加或者减少时上报装置异常告警；CPU根据上面所收到的告警，管理员需要检查相应的设置是否正确，然后统一修改后再次导入到交换机，或者更改实际接线情况。
2.根据权利要求1所述的电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，其特征在于：所述的SCD文件中需要详细地描述各个交换机中每个端口连接的装置信息，各个交换机之间的级联端口，各个装置输入和输出报文信息，报文信息包括报文类型SV/GOOSE、APPID、VLAN、源MAC、通道数和引用数。
3.根据权利要求1所述的电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，其特征在于：所述不符合预期的情况包括装置连接到错误的端口上、端口缺少连接装置或级联端口连接错误。
4.根据权利要求1所述的电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，其特征在于：各个端口和装置之间的预期连接关系包括端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。
5.根据权利要求1所述的电力系统中对网络拓扑反馈式检查的方法，其特征在于：各个端口与装置的实际连接关系包括端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。
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