CN107342927A - 基于虚回路与物理回路结合的vlan自动配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,解析SCD文件,获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;解析SPCD文件,获取所有装置的物理端口以及各种光缆的连接关系;根据步骤1)获取的接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系以及步骤2)获取的物理端口以及各种光缆的连接关系,搜索设备之间的物理路径,从而获得具有虚连接关系的接收方IED端口号与发送方IED端口号、IED端口号与交换机连接端口号的对应关系,将具有对应关系的端口号划分在同一个VLAN中。本发明实现基于SCD虚回路与SPCD物理回路结合的交换机VLAN自动配置,降低了现有VLAN化分方法的复杂度,节省调试工作量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,属于交换机的VLAN配置技术领域。
背景技术
智能变电站基于网络化、数字化,采用IEC61850体系架构,实现IED设备间的互通互联。随着IEC61850 通信协议在变电站中的广泛使用,尤其是 GOOSE、SV服务的试点应用,数字化技术正逐渐在变电站中得到推广应用。通过网络传输实现变电站信息共享是智能变电站的一大特点,网络也已成为智能变电站的重要组成部分。智能变电站中使用 GOOSE、SV服务来实现变电站的跳合闸、采样值信息传输。这些服务使用发布/订阅(Publisher/Subscriber)模型,以组播方式在网络数据链路层传输信息。 组播报文的传输要求网络传输延迟小、稳定性高,且采样值信息传输频率高,会占用大量的网络带宽,造成网络载波冲突加剧,变电站跳合闸、采样值的信息传输,对变电站网络提出了更高的要求。
智能变电站二次设备耦合加强,设备之间相互配合才能完成功能,信息流交互复杂。为了保证网络流量满足要求,设备之间交互相互不影响,有必要对网络中的信息进行有效隔离。网络中信息隔离应考虑网络流量和设备间信息交互关系,而设备间信息交互关系体系在二次回路中。智能变电站的二次回路包括SCD虚回路与SPCD物理回路,虚回路主要是智能电子设备(IED)之间的信号连接关系,物理回路主要是设备之间物理端口通过光缆、尾缆、跳纤的物理连接关系。目前常采用人工配置方式实现交换机VLAN划分,工作量大,容易出现错误,与智能变电站发展趋势相违背。因此通过相关技术和SCD和SPCD配置文件,研究交换机的VLAN自动配置,从而达到降低网络流量目的,保证网络安全可靠运行具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,可实现交换机VLAN的自动配置。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,包括以下步骤:
1)解析SCD文件,获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;
2)解析SPCD文件,获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系;
3)根据步骤1)获取的接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系以及步骤2)获取的物理端口以及各种光缆的连接关系,搜索设备之间的物理路径,从而获得具有虚连接关系的接收方IED端口号与发送方IED端口号、IED端口号与交换机连接端口号的对应关系,将具有对应关系的端口号划分在同一个VLAN中。
前述的获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系具体如下:
2-1)对SCD文件进行解析,提取各IED外部数据引用信息;所述外部数据引用信息包括外部引用条目,外部引用条目包括内部地址和外部地址;
2-2)分析各个IED的外部引用条目,找到接收方IED的外部引用条目的内部地址指向的数据对象,设定接收方IED的外部引用条目的内部地址为输入虚端子;通过接收方IED中的Inputs数据下的intAddr字段找到与接收方IED的外部地址一致的数据集条目以及此虚回路的接收物理端口,构建输出虚端子与对应的输入虚端子之间的虚连线,得到接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;所述数据集条目定义为发送方IED的输出虚端子。
前述的步骤2)中,解析SPCD文件,是指提取各IED的物理端口配置信息;所述物理端口配置信息包括外部引用条目中的内部地址中指定的物理端口标识以及在SPCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”节点下的本端IED的物理端口标识、对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的物理端口标识。
前述的步骤2)中,获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系,是指根据本端IED的物理端口标识找到本端IED的物理端口,由对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的的物理端口标识可找到本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口,由此构建本端IED的物理端口和与本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口之间的物理连接线,从而获取获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系。
前述的步骤3)中,对于3/2接线的设备的GOOSE网络按串配置VLAN、对于双母接线的设备的GOOSE网络按间隔配置VLAN、对于MU设备的SV网络按装置配置VLAN。
前述的对于保护直采直跳、网采网跳的两种方式下,交换机VLAN配置方法不同,直采直跳方式下,保护装置与智能终端、合并单元划分在不同VLAN中;网采网跳方式下,同一间隔下的IED设备接入交换机的端口划入一个VLAN中。
本发明所达到的有益效果为:
(1) 本发明实现了基于SCD虚回路与SPCD物理回路结合的交换机VLAN自动配置,降低了现有VLAN化分方法的复杂度,节省调试工作量,使用户对交换机的管理成为现实。
(2) 划分过程无须人工干预,出错率低,避免配置不合理、多配、错配、漏配情况的发生。
(3) 实用性高,且具有可读性,易于工程设计和维护。
附图说明
图1为基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法流程图;
图2为接收IED和发送IED之间的虚连线和物理连线的相互关系示意图;
图3为过程层网络VLAN划分原则;
图4为线路间隔光纤连接示意图,图4(a)为直采直跳方式下220kV双母接线设备的划分方法,图4(b)为网采网跳方式下220kV双母接线设备的划分方法。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示, 本发明的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,包括以下步骤:
步骤S1:解析SCD文件,获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系。以图2为例,对两个IED之间的虚连线做进一步说明,包括以下步骤:
1-1)对SCD文件进行解析,提取各IED外部数据引用信息。其中,外部数据引用信息包括外部引用条目,外部引用条目包括内部地址和外部地址;
1-2)分析各个IED的外部引用条目,具体为:
找到接收方IED的外部引用条目的内部地址指向的数据对象,设定接收方IED的外部引用条目的内部地址为输入虚端子;通过接收方IED中的Inputs数据下的intAddr字段找到与接收方IED的外部地址一致的数据集条目以及此虚回路的接收物理端口,构建输出虚端子与对应的输入虚端子之间的虚连线,得到接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;所述数据集条目定义为发送方IED的输出虚端子。
步骤S2:解析物理回路描述(SPCD)文件,获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系;包括以下步骤:
2-1)对SPCD文件进行解析,具体为:提取各IED的物理端口配置信息。所述物理端口配置信息包括外部引用条目中的内部地址中指定的物理端口标识以及在SPCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”节点下的本端IED的物理端口标识、对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的物理端口标识。
2-2)分析各个IED的物理端口配置信息,具体为:
根据本端IED的物理端口标识找到本端IED的物理端口,由对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的物理端口标识可找到本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口,由此构建本端IED的物理端口和与本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口之间的物理连接线,从而获取获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系。
步骤S3:根据步骤S1获取的接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系以及步骤S2获取的物理设备和物理回路连接关系,搜索设备之间的物理路径,从而获得具有虚连接关系的接收方IED端口号与发送方IED端口号、IED端口号与交换机连接端口号的对应关系,将具有对应关系的端口号划分在同一个VLAN中。
对于3/2接线的设备的GOOSE网络按串配置VLAN、对于双母接线的设备的GOOSE网络按间隔配置VLAN、对于MU设备的SV网络按装置配置VLAN。
由于VLAN ID使用12位表示,其有效范围为1~4095(0 表示不属于任何VLAN,4096保留)。为了使VLAN ID具有可读性。根据图3提供的过程层网络VLAN划分原则,对VLAN进行编号,具体为:
3/2接线划分原则,用3位数字表示。第一位代表电压等级,第二位位串号,第三位:GOOSE信号为0或1,SV信号合并单元编号,按电流合并单元所在开关的编号从小到大顺排,从2开始,电压合并单元编号顺着电流合并单元编号顺排,第三位编号时按远景考虑,预留远景设备编号。
单母线、双母线接线划分原则,用4位数字表示。第一位代表电压等级,从2开始编号,随电压等级降低依次减1;第二位代表间隔类型,线路间隔用1标识,母联和分段间隔按照母联分段顺序标识,分别为I/II母母联为1、III/IV母母联为2、I/III母分段为3、II/IV母分段为4,母线间隔为0,主变间隔用主变编号标识;第三位,线路间隔用在母线上的位置号标识,母联间隔用0表示,母线间隔用0标识,主变间隔用0标识;第四位代表装置发送报文类型,线路间隔独立GOOSE用1标识,SV和GOOSE共有用2标识,母联间隔独立GOOSE用1标识,SV和GOOSE共有用2标识,母线间隔按照母线顺序标识,I、II母相关GOOSE为1,I、II母相关SV为2,III、IV母相关GOOSE为3,III、IV母相关SV为4,主变间隔独立GOOSE用1标识,SV和GOOSE共有用2标识。
而对于保护直采直跳、网采网跳的两种方式下,交换机VLAN划分方法会有不同。
如果是直采直跳方式,则保护装置与智能终端、合并单元划分在不同VLAN中,220kV双母接线设备的划分方法参见图4(a),具体为:
线路保护接到交换机的1口,把交换机1口的PVID设置为2111,线路保护接收母线保护的线路闭锁重合闸、远跳对侧的组网信息,母线保护接入交换机的端口的PVID为2001,所以把线路间隔交换机1口的VID设为2111,2001。
线路测控接到交换机的2口,把交换机2口的PVID设置为2112,线路测控接收间隔合并单元的GOOSE事件转发、间隔智能终端的开入量及GOOSE事件转发的组网信息,所以把线路间隔交换机2口的VID设为2112,2113,2114。
线路1合并单元接到交换机的3口,把交换机3口的PVID设置为2113,线路1合并单元接收线路智能终端的隔刀状态的组网信息,所以把线路间隔交换机3口的VID设为2113,2114。
线路1智能智能终端接到交换机的4口,把交换机4口的PVID设置为2114,线路1智能终端接收线路测控的遥控操作的组网信息,所以把线路间隔交换机4口的VID设为2114,2112。
线路间隔交换机5口与220KV中心交换机的1口级联,把交换机5口的PVID设置为1,线路保护与母线保护通过交换机的级联进行数据交换,而母线保护、线路保护接入交换机的端口的PVID分别为2001,2111,所以线路间隔交换机的5口VID设置为1,2001,2111。
如果是网采网跳方式,则把同一间隔下的IED设备接入交换机的端口划入一个VLAN中,220kV双母接线设备的划分方法参见图4(b)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)解析SCD文件,获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;
2)解析SPCD文件,获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系;
3)根据步骤1)获取的接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系以及步骤2)获取的物理端口以及各种光缆的连接关系,搜索设备之间的物理路径,从而获得具有虚连接关系的接收方IED端口号与发送方IED端口号、IED端口号与交换机连接端口号的对应关系,将具有对应关系的端口号划分在同一个VLAN中。
2.根据权利要求1所述的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,所述获取接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系具体如下:
2-1)对SCD文件进行解析,提取各IED外部数据引用信息;所述外部数据引用信息包括外部引用条目,外部引用条目包括内部地址和外部地址;
2-2)分析各个IED的外部引用条目,找到接收方IED的外部引用条目的内部地址指向的数据对象,设定接收方IED的外部引用条目的内部地址为输入虚端子;通过接收方IED中的Inputs数据下的intAddr字段找到与接收方IED的外部地址一致的数据集条目以及此虚回路的接收物理端口,构建输出虚端子与对应的输入虚端子之间的虚连线,得到接收方IED和发送方IED之间的虚连接关系;所述数据集条目定义为发送方IED的输出虚端子。
3.根据权利要求1所述的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,所述步骤2)中,解析SPCD文件,是指提取各IED的物理端口配置信息;所述物理端口配置信息包括外部引用条目中的内部地址中指定的物理端口标识以及在SPCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”节点下的本端IED的物理端口标识、对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的物理端口标识。
4.根据权利要求3所述的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,所述步骤2)中,获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系,是指根据本端IED的物理端口标识找到本端IED的物理端口,由对端IED或交换机的名字和对端IED或交换机的的物理端口标识可找到本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口,由此构建本端IED的物理端口和与本端IED的物理端口连接的对端IED或交换机的物理端口之间的物理连接线,从而获取获取所有装置和交换机的物理端口以及各种光缆的连接关系。
5.根据权利要求1所述的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,所述步骤3)中,对于3/2接线的设备的GOOSE网络按串配置VLAN、对于双母接线的设备的GOOSE网络按间隔配置VLAN、对于MU设备的SV网络按装置配置VLAN。
6.根据权利要求1所述的基于虚回路与物理回路结合的VLAN自动配置方法,其特征在于,对于保护直采直跳、网采网跳的两种方式下,交换机VLAN配置方法不同,直采直跳方式下,保护装置与智能终端、合并单元划分在不同VLAN中;网采网跳方式下,同一间隔下的IED设备接入交换机的端口划入一个VLAN中。
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