CN105721254A - 一种区分goose、smv和mms报文的方法 - Google Patents

一种区分goose、smv和mms报文的方法 Download PDF

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蔡淑存
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Abstract

本发明公开一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法，该方法实现了在能够在1000M以太网的情况下保持不丢包，并且能够成功的区分出GOOSE，SMV，MMS的报文特征；本发明基于南方电网的通信保准来开发和集成的，使通信检测工具产生具有GOOSE,SMV,MMS特征的报文定义，然后使解析中间件对通信过程中所产生的所有文件进行解析和标记，最后针对通信过程中产生的不同的报文进行解析，区分出带有GOOSE，SMV，MMS报文标记的通信报文。本发明是将通信过程中所产生的所有报文进行了捕获，并且能够将捕获到的所有报文加上显性标记进行区分，使得本系统具有准确，安全，易交互等特点。

Description

一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法
技术领域
本发明涉及输变电设备状态在线检测技术领域，尤其是指一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法。
背景技术
目前公知的GOOSE是面向通用对象的变电站事件，是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。通过GOOSE(面向对象变电站通用事件)实现保护之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，与保护系统统一建模、统一组网，共享统一的信息平台，提高二次系统的安全性、可靠性。MMS是一个OSI应用层的标准，用于支持计算机集成制造环境下可编程设备之间双向报文通信，这种环境被称之为制造环境，MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备(IED)、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有更强的互操作性。SMV是采样检测值，也称为SV是一种用于实时传输数字采样信息的通信服务。这也方便了我们在通信的过程中使一些数据以一种更加直观的方式呈现在我们面前，我们进行消息传递的就是SMV报文。
当期研究中提出了许多有关GOOSE，SMV，MMS有关的研究方法，例如王保义，王明安，张少敏等提出的一种基于GCM的智能变电站报文安全传输方法，这种方法只考虑到了制造报文规范(MMS)、采样测量值(SMV)、通用面向对象的变电站事件(GOOSE)是智能变电站常用的3种报文的安全传输问题，并没有对这三种报文的区分方法加以说明。杨贵，王文龙，熊慕文，刘明慧等提出的千兆交换机在变电站的应用探讨方法，这种方法只考虑GOOSE，SMV，MMS报文在交换机级联次数较多或网络报文量较大的情况下，存在网络传输时延超过这三种报文允许超过时延，导致网络中因为时延而出现的一些问题的相关方面的研究，并没有提及到GOOSE，SMV，MMS报文的区分问题。李卫国，李宏霞等提出的基于IEC61850智能变电站数据分析关键技术问题，该方法利用计算机技术、网络通讯技术、软件技术和数据库技术，建立先进的录波报文记录分析平台，形成一个集数据存储、传输、分析等多种功能相结合的有机整体，实现报文分析功能，实现异常报文的处理和显示实现对SAV采样点报文和GOOSE开关量报文的提取功能，但是并没有对GOOSE，SMV，MMS报文的区分问题加以说明。
综上所述，当前针对GOOSE，SMV，MMS报文的研究都是与其传输安全和存储相关的问题，虽然也有关于这三种报文的分析问题，但是仅仅只是分析其传输过程中的时延而引起的问题，都并没有对这三种报文在1000M以太网中的关于这这三种报文的区分问题，因此本发明在原来的基础之上提出了一种GOOSE，SMV，MMS报文的区分系统，用来完成在报文传输过程中能够准确的区分出这三种报文，并且使得出现的报文不丢失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法，能够快速而准确的对输电线路中的故障进行分析，成功的减少了排除故障时间，减少冗入的检测步骤；克服了捕获数据过程中出现的丢包问题，使捕获的数据能够完整和准确，为检测问题提供了正确的方向，缩短了故障检测时间，提高了准确性。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法，包括以下步骤：
A.当有数据流发送过来的时候，捕获所有的不同源的数据报文，然后继续执行步骤B；
B.分析这些数据报文的头部信息，然后执行步骤C；
C.解析器来分析这些报文的头部信息，如果分析的是IP数据报则执行步骤D，如果不是IP数据报则执行步骤F；
D.继续分析IP数据报的头部，然后按照MMS报文的特征来区分报文，然后执行步骤E；
E.输出需要的MMS报文；
F.继续分析这些数据报的头部信息，然后按照GOOSE报文的特征来区分报文，如果匹配则执行步骤G，如果不匹配则执行步骤H；
G.输出需要的GOOSE报文；
H.继续分析这些数据报的头部信息，然后按照SM报文的特征来区分报文，如果匹配则执行步骤I；
I.输出需要的SMV报文。
在进行步骤A时，要保证在1000M以太网中接收到的数据不丢包，而在不同的操作系统中的解决方案是不一样的，包括以下两种情况：
(1)windows环境下的解决方案
在windows环境下中的包的丢失的解决方案是winpacp来实现数据的抓包，通过大量实验可以得到当打开网络设备后，可以设置缓存的大小为128M足以解决windows环境下在1000M以太网中的丢包问题；
(2)linux环境下的丢包系统
在linux环境下中的丢包解决方案是用libpacp来进行抓包，并且结合pf_fring的性质就可以解决linux在1000M以太网中的丢包问题。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、精度高，在1000M以太网中进行抓包的时候能够做到不丢包，克服了传统1000M以太网中的丢包问题。
2、实用性好，当以太网中发生问题之后用本系统就能快速的检测出故障点，和检测出故障的原因。
3、功能性强，能够同时区分GOOSE，SMV，MMS三种不同的报文。
4、用户体验性好，能够根据用户的需求展示我们需要的报文种类和呈现方式。
附图说明
图1为本发明的区分GOOSE，SMV，MMS报文系统的流程图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示的本发明区分GOOSE，SMV，MMS报文系统的具体流程。系统会对捕获到的数据流进行区分，将GOOSE，SMV，MMS报文都单独区分开来，从而完成解析工作。下面以一条数据报为例，结合图1对各个步骤进行详细的的描述：
在步骤001中，控制端接受来自不同源的信息流，这里我们以一条数据报为例，收到了当前的数据报，然后执行步骤002。
在步骤002中，控制端对001接受到的数据的头部header进行解析。然后执行步骤003。
在步骤003中，判断header的第12和13位组成的数据并且与16进制数据8100进行匹配，如果匹配成功则执行004步骤，如果不成功则执行007步骤。
在步骤004中，控制端对header的第16和17位字段进行解析获得字段A，然后执行步骤005。
在步骤005中，将字段A与16进制字段88ba进行匹配，如果成功则执行步骤010，如果不成功则执行步骤006。
在步骤006中，将字段A与16进制字段88b8进行匹配，如果成功则执行步骤011。
在步骤007中，判断header的port字段，如果port字段与102相同则执行008步骤，如果不成功则执行012步骤。
在步骤008中，判断header的PUD字段，如果PDU字段与0fx0相同，则执行步骤009，如果不相同则执行012字段。
在步骤009中，输出该字段为MMS报文的标记信息。
在步骤010中，输出该字段为GOOSE报文的标记信息。
在步骤011中，输出该字段为SMV报文的标记信息。
在步骤012中，输出该字段为其他的报文的标记信息。
如图2所示，本发明是将来自不同源的数据流信息进行筛选区分。当有数据流传递过来的时候，首先服务器将结束来自不同源的数据流，这里我们需要解决1000M以太网的丢包问题，必须保证保证这些数据流不丢失使得我们捕获到的报文流必须完整，这样我们区分报文的时候可以保证准确性。当成功的接受到了报文流之后，就将报文流传递到解析器里面进行解析，然后解析器将解析出来的报文按种类传递给显示器，然后用户就可以按要求显示自己所需要的报文信息。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.当有数据流发送过来的时候，捕获所有的不同源的数据报文，然后继续执行步骤B；
B.分析这些数据报文的头部信息，然后执行步骤C；
C.解析器来分析这些报文的头部信息，如果分析的是IP数据报则执行步骤D，如果不是IP数据报则执行步骤F；
D.继续分析IP数据报的头部，然后按照MMS报文的特征来区分报文，然后执行步骤E；
E.输出需要的MMS报文；
F.继续分析这些数据报的头部信息，然后按照GOOSE报文的特征来区分报文，如果匹配则执行步骤G，如果不匹配则执行步骤H；
G.输出需要的GOOSE报文；
H.继续分析这些数据报的头部信息，然后按照SM报文的特征来区分报文，如果匹配则执行步骤I；
I.输出需要的SMV报文。
2.根据权利要求1所述的一种区分GOOSE、SMV和MMS报文的方法，其特征在于：在进行步骤A时，要保证在1000M以太网中接收到的数据不丢包，而在不同的操作系统中的解决方案是不一样的，包括以下两种情况：
(1)windows环境下的解决方案
在windows环境下中的包的丢失的解决方案是winpacp来实现数据的抓包，通过实验得到当打开网络设备后，设置缓存的大小为128M足以解决windows环境下在1000M以太网中的丢包问题；
(2)linux环境下的丢包系统
在linux环境下中的丢包解决方案是用libpacp来进行抓包，并且结合pf_fring的性质解决linux在1000M以太网中的丢包问题。
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