CN104579834B - 一种电力系统中构造转发路径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力系统中构造转发路径的方法，通过侦听端口的入方向和出方向数据报文来构造端口双向转发表，然后通过网管系统构造交换机内部的转发路径，最后形成全网的网络转发路径。本发明克服了拓扑构造需要较长时间才能稳定的不足，弥补了二层交换机不能实时监控报文转发的缺陷，使得网络故障和突变时延问题可以得到快速定位。

Description

一种电力系统中构造转发路径的方法

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构造转发路径的方法。

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。

在智能化变电站所有装置安装完成后，需要检查各个装置是否准确安装到位，这时需要试运行一段时间，出现问题再一步一步整改。在大型变电站中，网络拓扑非常复杂，线缆异常之多，进入智能化时代后，交换机的加入引入了一系列新的问题，追查问题所花费的时间变得更长。

传统的交换机在端口的入方向学习MAC地址，这一步可以准确定位出端口是否连接有装置；然后在每个端口统计收发报文数量，这一步可以定位是否存在错包等问题。但是在现实变电站的网络拓扑中，实时流量不间断的情况下，这些手段只能够定位到很简单的问题，对于丢包、错包、延时较大等问题则无能为力了。

网采网跳环境下的电力系统中加入了交换机等网络因素，数据的传输路径没有传统电力系统下那么直观，一旦链路出现故障，查找原因及故障比较困难。

发明内容

本发明为了克服上述技术存在的问题，提供一种电力系统中构造转发路径的方法；本发明是通过交换机对网络数据报文的侦听，提取每个端口的双向数据流的装置标识来构造转发路径，形成局域网拓扑图，实时对网络运行状况进行检测。

一种电力系统中构造转发路径的方法，所述方法包括：侦听数据报文，提取双向转发表，构造转发路径，监测网络运行状况。

一种电力系统中构造转发路径的方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一侦听入方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成入包方向转发表；

步骤二侦听出方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成出包方向转发表；

步骤三上报端口双向转发表：交换机将检测到的入包方向转发表和出包方向转发表给网管软件；

步骤四形成转发路径图：网管软件分析接收到的入包方向转发表和出包方向转发表，构造数据转发路径；

步骤五检测网络运行状况：交换机将各个端口的实时报文数量统计发送给网管软件，网管软件据此分析网络状况，并且据此定位丢包位置。

交换机提取到端口出入双向的装置标识包括端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。

交换机依据装置标识统计出入双向报文数量，频率为1Hz，同时频率能动态配置。

本发明可以快速准备地定位到丢包及故障所在的位置，对于突变型时延可以快速定位。本发明提供一种在二层设备上构造转发路径的方法，不需要发送多余的检测报文，就可以做到依据单个装置来确定转发路径，而不是简单的网络拓扑图。根据每个端口的实时网络流量，快速准确地定位到丢包及故障所在的位置，并提供操作建议。

附图说明

图1为本发明的构造转发路径的处理流程图。

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为本发明构造转发路径的流程示意图，所述方法包括按以下步骤进行：

步骤101：侦听入方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成入包方向转发表；

步骤:102：侦听出方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成出包方向转发表；

交换机依据以上两步形成每个端口的入包方向转发表和出包方向转发表，转发表中的每个节点属性包括方向、端口、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)。

步骤:103：上报端口入包方向转发表和出包方向转发表：交换机将检测到的入包方向转发表和出包方向转发表给网管软件；网管软件定期向各个交换机发送入包方向转发表和出包方向转发表获取消息，交换机将入包方向转发表和出包方向转发表封装在正常的管理报文的数据字段，然后通过管理口上报。其他时间交换机不发送这个响应报文。

步骤:104：形成转发路径图：

网管软件分析接收到的入包方向转发表和出包方向转发表，构造数据转发路径；

网管软件分析交换机的各个端口的入包方向转发表和出包方向转发表：如果一个端口入方向转发表中所有的装置标识都是同一个源MAC，则可以认为该端口直连该源MAC的装置；否则则认定为级联端口。如果端口A入包方向的某条转发表和端口B出包方向某条转发表相同，则在端口A和端口B之间存在一条路径，路径属性为转发表中该节点的三个装置属性：源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)；依此形成交换机内部的转发路径。

然后分析各个交换机的级联端口的入包方向转发表和出包方向转发表，如果发现一台交换机端口C的入包方向的所有转发表和另外一台交换端口D的出包方向的所有转发表一致，则认为这两台交换机的这两个端口之间是互联的，依此来形成所有交换机间的拓扑图。

如果网管软件发现装置缺少目的端口、级联端口是悬空的，则需要检查网络连接状况。如果发现某个装置未在最终拓扑图中出现，则需要检查该装置是否存在异常或者连接上。

步骤:105：检测网络运行状况：交换机将各个端口的实时报文数量发送给网管软件，网管软件据此分析网络状况，据此定位丢包位置。

交换机可以依据装置标识统计端口入包方向转发表和出包方向报文数量，频率为1Hz，同时频率可以动态配置。网管软件逐级确定每个装置的报文是否依据转发路径全部完整地发送到了目的装置，一旦发现丢包则进行提示，包括丢包位置，丢包前的网络状况。

然后依据单位时间内每个装置和端口转发报文数量，确定报文的发送间隔是否平稳，以此来确认装置是否正常，或者交换机是否存在突变型时延等。

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 (2)

1.一种电力系统中构造转发路径的方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一侦听入方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成入包方向转发表；

步骤二侦听出方向的数据报文：交换机提取端口装置标识，形成出包方向转发表；

交换机提取到端口出入双向的装置标识包括端口、源MAC、虚拟局域网编号（VLAN）和应用标识符（APPID）；

步骤三上报端口双向转发表：交换机将检测到的入包方向转发表和出包方向转发表给网管软件；

步骤四形成转发路径图：网管软件分析接收到的入包方向转发表和出包方向转发表，构造数据转发路径，具体为：网管软件分析交换机的各个端口的入包方向转发表和出包方向转发表：如果一个端口入方向转发表中所有的装置标识都是同一个源MAC，则认为该端口直连该源MAC的装置；否则则认定为级联端口；如果端口A入包方向的某条转发表和端口B出包方向某条转发表相同，则在端口A和端口B之间存在一条路径，路径属性为转发表中节点的三个装置属性：源MAC、虚拟局域网编号（VLAN）和应用标识符（APPID）；依此形成交换机内部的转发路径；然后分析各个交换机的级联端口的入包方向转发表和出包方向转发表，如果发现一台交换机端口C的入包方向的所有转发表和另外一台交换端口D的出包方向的所有转发表一致，则认为这两台交换机的这两个端口之间是互联的，依此来形成所有交换机间的拓扑图；如果网管软件发现装置缺少目的端口、级联端口是悬空的，则需要检查网络连接状况；如果发现某个装置未在最终拓扑图中出现，则需要检查该装置是否存在异常或者连接上；

步骤五检测网络运行状况：交换机将各个端口的实时报文数量统计发送给网管软件，网管软件据此分析网络状况，并且据此定位丢包位置。

2.根据权利要求1所述的电力系统中构造转发路径的方法，其特征在于：交换机依据装置标识统计出入双向报文数量，频率为1Hz，同时频率能动态配置。