CN106452891B - 基于scd文件的vlan自动配置方法、装置及交换机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于SCD文件的VLAN自动配置方法、装置及交换机，该方法包括步骤：查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系；解析端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立端口号与iedName之间的对应关系；解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者的iedName与订阅者的iedName之间的对应关系；将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。本发明实施例提供的方法及装置，根据端口接收的报文获取信息，与SCD文件信息相结合，无需给交换机导入其他数据列表信息，真正意义上实现了自动化配置，降低了人工工作量，降低了现有VLAN分配方法的复杂度，与智能交换机的其它技术具有良好的相容性。
Description
技术领域
本发明涉及交换机的VLAN配置技术领域，特别涉及一种基于SCD文件的VLAN自动配置方法、装置及交换机。
背景技术
IEC61850标准是电力系统自动化领域全球唯一通用标准。IEC61850将变电站分成“三层两网”的结构，其中的“两网”分别代表站控层网络和过程层网络。过程层网络包含变电站二次保护装置，测量装置，控制和信号装置等。SCD(substation configurationdescription的缩写，即全站系统配置文件)描述了全站二次装置的通信关系以及发布订阅关系，每一个发布装置发布的GOOSE报文都有VLANID标识，根据已有的信息，交换机根据VLAN标识自动配置端口参数成为新一代智能交换机不可或缺的重要功能。
然而目前常用的VLAN(Virtual Local Area Network的缩写，即虚拟局域网)配置都是基于人工配置，工作量庞大，容易出现错误，与智能变电站发展趋势相违背。而目前基于SCD自动配置VLAN的技术，无法从SCD中获取自动分配的所有信息数据，需要人为的导入其它记录数据表来辅助完成VLAN的配置，并没有真正意义上的实现完全自动化的VLAN配置。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于SCD文件的VLAN自动配置方法、装置及交换机，该方法可完全实现自动化的VLAN配置。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种基于SCD文件的VLAN自动配置方法，包括以下步骤：
查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED智能电子设备的MAC地址；
解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系；
根据所述端口号与MAC地址之间的对应关系及所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系；
解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系；
根据所述端口号与iedName之间的对应关系及具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。
本发明实施例同时还提供了一种基于SCD文件的VLAN自动配置装置，包括：
查表模块，用于查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED智能电子设备的MAC地址；
报文解析模块，用于解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系；
对应关系建立模块，用于根据所述端口号与MAC地址之间的对应关系及所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系；
SCD文件解析模块，用于解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系；
配置模块，用于根据所述端口号与iedName之间的对应关系及具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。
本发明实施例同时还提供了一种交换机，该交换机配置有上述基于SCD文件的VLAN自动配置装置。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优势：
(1)交换机完成基于SCD文件的VLAN自动分配，以及根据SCD文件和获取的报文的信息自动配置交换机端口参数，实现了从SCD文件的获取到自动完成配置的自动化过程，符合智能变电站的发展趋势，降低了人工工作量，降低了现有VLAN分配方法的复杂度。
(2)根据端口接收的报文获取信息，与SCD文件信息相结合，无需给交换机导入其他数据列表信息，真正意义上实现了自动化配置。
(3)智能交换机的发展趋势，包括二次回路可视化、IED自识别等技术的实现，都基于GOOSE/SV报文的解析以及SCD文件信息的解析，本发明实施例所述方法与其它技术的实现基于相同的数据源，与智能交换机的其它技术具有良好的相容性，高度符合智能交换机未来发展趋势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的基于SCD文件的VLAN自动配置方法的流程图。
图2为本发明较佳实施例提供的基于SCD文件的VLAN自动配置装置的方框示意图。
图3为本发明较佳实施例中涉及的GOOSE报文的格式示意图。
主要元件符号说明
查表模块100；报文解析模块200；对应关系建立模块300；SCD文件解析模块400；配置模块500。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例中所述的智能电子设备，英文全称Intelligent Electronic Device，简称为IED。IEC61850标准对IED定义如下：由一个或多个处理器组成，具有从外部源接收和传送数据或控制外部源的任何设备，即电子多功能仪表、微机保护、控制器，在特定的环境下、在接口所限定范围内能够执行一个或多个逻辑接点任务的实体。
VLAN划分主要有基于交换机端口划分，基于MAC地址划分，基于IP组播划分，基于网络层协议划分。根据变电站装置实际情况以及工程应用情况，本实施例中所述方法及装置，选择基于交换机端口划分方式来配置VLAN。
请参阅图1，本实施例提供的基于SCD文件的VLAN自动配置方法，包括以下步骤：
S101：查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED的MAC地址。
当一个IED连接到交换机的一个端口时，交换机会获取IED的MAC(英文全拼为Media Access Control)地址，将MAC地址与所连接的端口的端口号进行绑定。一个交换机的FDB列表(英文全拼为Forwarding DataBase)会得到所有端口的端口号与之相连的IED的MAC地址对应关系。如果某一端口对应多个IED的MAC地址，代表这个端口属于级联端口，该端口连接的装置为交换机。
S102：解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系。
当IED连接到交换机的某一端口时，根据GOOSE/SV通信机制，IED会周期性的发送报文。本实施例中，交换机端口接收到报文后解析该报文，提取VLAN分配的信息。GOOSE报文具体格式如图3所示：
SV报文具体格式与GOOSE报文格式相同，只是GOOSE报文类型标识为0x88B8，SV报文类型标识为0x88BA。在交换机端口收到GOOSE/SV报文之后，解析报文，获取源地址字段，APPID字段信息。GOOSE的APPID预留值范围是0x0000到0x3fff，APPID在SCD文件中的Communication模块中赋值，APPID全变电站标识唯一，由配置系统强制实施，APPID对应唯一cbName，通过cbName可以确定唯一IED,得到该IED的iedName，即根据解析得到的APPID可得到对应的IED的iedName。源地址解析得到的MAC地址即是IED的MAC地址。
根据GOOSE报文的格式，解析GOOSE/SV报文还可以获得VLANID字段信息，VLANID即是IED被划分的VLAN标识。通过解析GOOSE/SV报文，可以获得连接交换机端口的IED的iedName、MAC地址以及该IED所在VLAN的标识。
需要说明的是，步骤S101与S102之间的执行顺序没有先后之分。
S103：根据S101中获得的所述端口号与MAC地址之间的对应关系，以及S102中获得的所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系。
例如，通过查询FDB表有，端口号为001的端口连接的IED的MAC地址为11-01-01-01-00-00；通过解析接收到的GOOSE/SV报文有，MAC地址为11-01-01-01-00-00，iedName为Il2201A，VLANID为007，那么本步骤中可以建立001与Il2201A之间的对应关系。
S104：解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者IED(作为发布者的IED)的iedName与订阅者IED(作为订阅者的IED)的iedName之间的对应关系。
SCD文件包含全变电站中的IED的描述信息和通信信息，在Communication模块中描述了所有发布的IED的通信信息参数描述，在每一个IED下的每一个LDevice的LN0下有一个Inputs模块，根据Inputs数据可以得到全变电站中的IED之间的发布订阅关系，即iedName与iedName之间的关系。
例如，一个智能电子设备IED1的iedName为Il2201A，另一个智能电子设备IED2的iedName为Il2201B，IED1与IED2之间具有发布订阅关系，IED1为发布者，IED2为订阅者，那么本步骤中，通过解析SCD文件，即可获得Il2201A与Il2201B之间的对应关系。
S105：根据S103中建立的所述端口号与iedName之间的对应关系，以及S104中建立的具有发布订阅关系的发布者的iedName与订阅者的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。
例如，通过S103有端口号001对应于Il2201A，端口号002对应于Il2201B，通过S104有Il2201A对应于Il2201B，那么通过本步骤可以获得端口号001与端口号002之间的对应关系，配置时，将端口号001与端口号002划分为同一个VLAN中。
本步骤实现配置时，由于同一个IED可能具有不同的发布订阅关系，可能处于多个VLAN中，因此连接设备的端口规定为工作于trunk模式(中继模式)。将具有发布订阅关系的端口划分在一个VLAN中。为便于区分，可以给不同的VLAN进行编号，当步骤S102获得有IED的VLANID时，VLAN编号可以依据发布者的VLANID设置，即将发布者的VLANID作为VLAN序号。例如前述，iedName为Il2201A的IED为发布者，其VLANID为007，那么端口号001与端口号002划分在编号为007的同一个VLAN中。
当步骤S102获得有IED的VLANID时，发布者IED连接交换机的端口的permitVLAN的设置依据VLANID，即端口的permitVLAN设置为发布者的VLANID。
由于SCD文件的Communication模块中只描述了发布者IED的VLANID，并没有描述订阅者IED的VLANID，所以在发布订阅关系中，要根据发布者IED在SCD文件中规定的VLAN标识确定订阅者IED的VLAN标识。例如设置订阅者IED连接交换机的端口的untaggedVLAN为与其具有发布订阅关系的发布者IED的VLANID。
本发明实施例提供的方法，迎合新一代智能交换机发展趋势，通过解析SCD文件以及交换机端口接收到的GOOSE/SV报文信息，实现了自动化配置交换机VLAN；基于SCD文件较现有的解析发布订阅关系的方法效率更高；根据端口接收GOOSE报文并解析，结合链路层协议，实现智能装置与交换机端口的绑定，提高了自动配置的效率与简易性；与其它技术的实现基于相同的数据源，与智能交换机的其它技术具有良好的相容性，高度符合智能交换机未来发展趋势。
请参阅图2，本发明实施例还提供了一种基于SCD文件的VLAN自动配置装置，该装置运行于交换机，该装置包括：
查表模块100，用于查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED智能电子设备的MAC地址；
报文解析模块200，用于解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系；还可以从解析后的报文中获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的VLANID，建立VLANID与iedName之间的对应关系。
对应关系建立模块300，用于根据所述端口号与MAC地址之间的对应关系及所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系；
SCD文件解析模块400，用于解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者的iedName与订阅者的iedName之间的对应关系；
配置模块500，用于根据所述端口号与iedName之间的对应关系及具有发布订阅关系的发布者的iedName与订阅者的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中，VLAN序号依据发布者的VLANID设置。
配置模块500还可用于，具有发布订阅关系的发布IED连接交换机的端口的permitVLAN的设置依据VLAN标识；和/或，
具有发布订阅关系的订阅IED连接交换机的端口的untaggedVLAN的设置依据VLAN标识；和/或，
不具有发布关系的独立的订阅IED连接交换机的端口的untaggedVLAN设置为订阅的所有报文的VLAN标识。
本装置实施例与上述方法实施例相对应，未涉及之处可参见上述方法实施例，此处不再赘述。
另外，本发明实施例还提供了一种交换机，该交换机配置有上述基于SCD文件的VLAN自动配置装置，可执行上述方法，可实现自动化配置交换机VLAN。
本发明实施例提供的方法、装置及交换机，与现有技术相比，具有以下优势：
(1)交换机完成基于SCD文件的VLAN自动分配，以及根据SCD文件和获取的报文的信息自动配置交换机端口参数，实现了从SCD文件的获取到自动完成配置的自动化过程，符合智能变电站的发展趋势，降低了人工工作量，降低了现有VLAN分配方法的复杂度。
(2)根据端口接收的报文获取信息，与SCD文件信息相结合，无需给交换机导入其他数据列表信息，真正意义上实现了自动化配置。
(3)智能交换机的发展趋势，包括二次回路可视化、IED自识别等技术的实现，都基于GOOSE/SV报文的解析以及SCD文件信息的解析，本发明实施例所述方法与其它技术的实现基于相同的数据源，与智能交换机的其它技术具有良好的相容性，高度符合智能交换机未来发展趋势。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于SCD文件的VLAN自动配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED智能电子设备的MAC地址；
解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系；
根据所述端口号与MAC地址之间的对应关系及所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系；
解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系；
根据所述端口号与iedName之间的对应关系及具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的VLANID，建立VLANID与iedName之间的对应关系；
在将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中之后，所述VLAN的编号为发布者IED的VLANID。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：交换机用于连接发布者IED的端口的permitVLAN，设置为该发布者IED的VLAN标识。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：交换机用于连接订阅者IED的端口的untaggedVLAN，设置为与该订阅者IED具有发布订阅关系的发布者IED的VLAN标识。
5.一种基于SCD文件的VLAN自动配置装置，其特征在于，包括：
查表模块，用于查询FDB表，获得端口号与MAC地址之间的对应关系，所述端口号为交换机的端口的编号，所述MAC地址为与具有该端口号的端口相连的IED智能电子设备的MAC地址；
报文解析模块，用于解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的MAC地址及iedName，建立IED的MAC地址与iedName之间的对应关系；
对应关系建立模块，用于根据所述端口号与MAC地址之间的对应关系及所述IED的MAC地址与iedName之间的对应关系，建立端口号与iedName之间的对应关系；
SCD文件解析模块，用于解析SCD文件，获得具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系；
配置模块，用于根据所述端口号与iedName之间的对应关系及具有发布订阅关系的发布者IED的iedName与订阅者IED的iedName之间的对应关系，得到具有发布订阅关系的端口号与端口号之间的对应关系，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述报文解析模块还用于，通过解析该端口接收到的GOOSE报文或SV报文，获得发送该GOOSE报文或SV报文的IED的VLANID，建立VLANID与iedName之间的对应关系；
所述配置模块还用于，将具有发布订阅关系的端口号划分在同一个VLAN中之后，所述VLAN的编号设置为发布者IED的VLANID。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配置模块还用于，将交换机用于连接发布者IED的端口的permitVLAN，设置为该发布者IED的VLAN标识。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配置模块还用于，将交换机用于连接订阅者IED的端口的untaggedVLAN，设置为与该订阅者IED具有发布订阅关系的发布者IED的VLAN标识。
9.一种交换机，其特征在于，所述交换机配置有权利要求5-8任一所述的装置。
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| 基于SCD解析的智能变电站VLAN划分方法;陈宏辉 等;《电力信息与通信技术》;20140930;第12卷(第9期);第50-56页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106452891A (zh) | 2017-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xie Yong Inventor after: Li Zhe Inventor before: Li Zhe Inventor before: Xie Yong |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: VLAN automatic configuration method, device, and switch based on SCD file Granted publication date: 20190402 Pledgee: Zhongguancun Branch of Bank of Beijing Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING BROADWIT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024110000043 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |