CN107995019B - 一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法及系统 - Google Patents

一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法及系统，通过任务模块的通信链接，远程访问厂站设备并获得访问处理结果。本发明的方法在不改变现有调度、厂站的网络结构和不增加额外IP资源的情况下，实现远程直接调试维护厂站内网络设备，提高工作效率。

Description

一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法及系统
技术领域
本发明属于电力系统调试维护技术领域，尤其是一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法及系统。
背景技术
目前，变电站和电厂内的测控、保护等设备，一般采用组建局域网方式实现站内通信和数据交互，厂站网络结构如图1所示，不具备远程通信和访问功能，所以厂站内的测控、保护等设备只能在本地进行调试、维护和访问。
基于电力系统调度和厂站组网方案限制，以及远程访问的网络IP资源有限等原因，目前电力系统内还无法实现远程对厂站端测控、保护等设备进行访问和调试维护。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，通过任务模块的通信链接，远程访问厂站设备并获得访问处理结果，在不改变现有调度、厂站的网络结构和不增加额外IP资源的情况下，实现远程直接调试维护厂站内网络设备，提高工作效率。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，包括以下步骤：
步骤1：从远程发起虚拟模块与链路映射模块的通信链接，且虚拟模块虚拟化被访问模块的网络通信接口和通信参数，其中，虚拟模块是客户端，链路映射模块是服务端；
步骤2：根据厂站内设备调试维护使用的IP及端口参数，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，由链路映射模块响应命令，建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接，并返回建立链路结果给虚拟模块；
步骤3：在远程使用访问模块连接虚拟模块，并将访问数据发送给虚拟模块；
步骤4：虚拟模块接收到访问模块的访问数据时，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的报文数据发送给链路映射模块，再由链路映射模块转发给被访问模块；
步骤5：被访问模块处理链路映射模块转发的数据，并返回处理结果数据给链路映射模块；
步骤6：链路映射模块接收到被访问模块的处理结果数据时，链路映射模块使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块，由虚拟模块转发给访问模块。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，步骤1中虚拟模块采用链路映射模块预配置的IP和端口，建立与链路映射模块的TCP/IP通信链接。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，步骤1中虚拟模块通过将被访问模块的IP和端口绑定到本地网口并对端口进行监听，来虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，访问模块和虚拟模块部署在同一物理实体上或分别部署在不同物理实体上。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，访问模块和虚拟模块部署在远程已有系统的计算机上或部署在专用计算机上。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，链路映射模块部署在厂站已有的出站通信装置上或部署在专用装置上。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，步骤1中使用已分配的网络IP资源或通过重新分配IP资源实现虚拟模块与链路映射模块的通信链接。
进一步的，本发明的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，步骤2中使用远动装置站内通信IP、被访问模块站内通信IP或通过重新分配IP资源实现链路映射模块到被访问模块之间的通信链接。
本发明还提出了一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备系统，包括：
访问模块，用于在远程连接虚拟模块并发送访问数据；
虚拟模块，用于虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数，使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，并接收建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接的结果；以及，在接收到访问数据时，使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将访问数据发送给链路映射模块；同时，接收链路映射模块发来的“应用数据转发命令”，并将处理结果数据转发给访问模块；
链路映射模块，用于响应虚拟模块发来的“请求建立TCP/IP链路命令”，建立与被访问模块之间的通信链接，并将建立链路结果返回给虚拟模块；以及，将所接收的报文数据转发给被访问模块；同时，接收被访问模块的处理结果数据，使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块；
被访问模块，用于接收并处理链路映射模块发来的访问数据，并返回处理结果给链路映射模块。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的方法在不改变现有调度、厂站的网络结构和不增加额外IP资源的情况下，实现远程直接调试维护厂站内网络设备；
2、本发明的方法让维护人员迅速在远程开展对厂站设备的调试维护工作，提高了工作效率；
3、本发明的方法有利于电网故障的故障快速分析和故障快速处理。
附图说明
图1是现有变电站和电厂网络结构示意图；
图2是本发明的模块及连接示意图；
图3是本发明一种采用现有系统的实施方案示意图；
图4是本发明一种采用专用系统的实施方案示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1：通过已有通信网络，如电力系统调度数据网、综合数据网、专线等电力系统已有网络，或者通过搭建远程到变电站或电厂的网络，建立远程到厂站端的网络通信物理通路。从远程发起虚拟模块与厂站端链路映射模块的通信链接，虚拟模块采用链路映射模块预配置的IP和端口，建立与链路映射模块的TCP/IP通信链接，其中，虚拟模块是客户端，链路映射模块是服务端。
使用已分配的网络IP资源，例如EMS系统通信前置IP，远动装置出站通信IP，实现虚拟模块和链路映射模块的通信；也可以采用重新分配IP的方法实现虚拟模块和链路映射模块的通信。
虚拟模块通过将被访问模块的IP和端口绑定到本地网口并对端口进行监听，来虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数。
链路映射模块部署在厂站已有的出站通信装置上，如远动装置、保信子站、在线监测综合处理单元、同步向量测量集中器等通信装置；或部署在专用装置上，如远程通信链路映射装置，如图4所示。
步骤2：通过变电站或电厂内已有的站控层网络或者重新搭建网络，将链路映射模块和被访问模块（如测控、保护等网络设备）连接到同一网络中, 建立厂站内的网络通信物理通路。根据厂站内设备调试维护使用的IP及端口参数，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，由链路映射模块响应命令，建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接，并返回建立链路结果给虚拟模块。
使用远动装置站内通信IP，测控、保护装置站内通信IP，实现链路映射模块到被访问模块的通信；也可以采用重新分配IP的方法实现链路映射模块到被访问模块的通信。
步骤3：在远程使用访问模块（如调试维护软件）连接虚拟模块，并将访问数据发送给虚拟模块。
访问模块和虚拟模块部署在同一物理实体上，如同一台计算机；或分别部署在不同物理实体上，如两台计算机。访问模块和虚拟模块部署在远程已有系统的计算机上，如电能量管理系统（EMS）、保护信息管理系统、一次设备在线监测系统、广域监测系统（WAMS）等系统的通信前置计算机，如图3所示；或部署在专用计算机上，如远程维护工作站，如图4所示。
步骤4：虚拟模块接收到访问模块的访问数据时，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的报文数据发送给链路映射模块，再由链路映射模块转发给被访问模块。
步骤5：被访问模块处理链路映射模块转发的数据，并返回处理结果数据给链路映射模块。
步骤6：链路映射模块接收到被访问模块的处理结果数据时，链路映射模块使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块，由虚拟模块转发给访问模块。
上述步骤中的通信协议，具有建立TCP/IP连接请求命令，虚拟模块通过该命令，请求链路映射模块建立与被访问模块之间的TCP/IP链接，并返回建立链接成功或失败结果；具有关闭TCP/IP连接请求命令，虚拟模块通过该命令，请求链路映射模块关闭与被访问模块之间的TCP/IP链接，并返回关闭链接成功或失败结果；具有应用数据转发命令，通过该命令实现访问模块、虚拟模块、链路映射模块和被访问模块之间的数据转发，并返回转发成功或失败结果。
基于上述远程调试维护网络设备方法，同时提出了一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备系统，包括：
访问模块，用于在远程连接虚拟模块并发送访问数据；
虚拟模块，用于虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数，使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，并接收建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接的结果；以及，在接收到访问数据时，使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将访问数据发送给链路映射模块；同时，接收链路映射模块发来的“应用数据转发命令”，并将处理结果数据转发给访问模块；
链路映射模块，用于响应虚拟模块发来的“请求建立TCP/IP链路命令”，建立与被访问模块之间的通信链接，并将建立链路结果返回给虚拟模块；以及将所接收的报文数据转发给被访问模块；同时，接收被访问模块的处理结果数据，使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块；
被访问模块，用于接收并处理链路映射模块发来的访问数据，并返回处理结果给链路映射模块。
本发明中所述的“远程”是泛指，可以是调度主站、集控中心、运维中心、光伏升压站、主控室等等；同样本发明中所述的“厂站”（变电站、电厂）也是泛指，也可以是换流站、配电终端等其它应用场合。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：从远程发起虚拟模块与链路映射模块的通信链接，且虚拟模块虚拟化被访问模块的网络通信接口和通信参数，其中，虚拟模块是客户端，链路映射模块是服务端；
步骤2：根据厂站内设备调试维护使用的IP及端口参数，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，由链路映射模块响应命令，建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接，并返回建立链路结果给虚拟模块；
步骤3：在远程使用访问模块连接虚拟模块，并将访问数据发送给虚拟模块；
步骤4：虚拟模块接收到访问模块的访问数据时，虚拟模块使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的报文数据发送给链路映射模块，再由链路映射模块转发给被访问模块；
步骤5：被访问模块处理链路映射模块转发的数据，并返回处理结果数据给链路映射模块；
步骤6：链路映射模块接收到被访问模块的处理结果数据时，链路映射模块使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块，由虚拟模块转发给访问模块。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，步骤1中虚拟模块采用链路映射模块预配置的IP和端口，建立与链路映射模块的TCP/IP通信链接。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，步骤1中虚拟模块通过将被访问模块的IP和端口绑定到本地网口并对端口进行监听，来虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，访问模块和虚拟模块部署在同一物理实体上或分别部署在不同物理实体上。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，访问模块和虚拟模块部署在远程已有系统的计算机上或部署在专用计算机上。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，链路映射模块部署在厂站已有的出站通信装置上或部署在专用装置上。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，步骤1中使用已分配的网络IP资源或通过重新分配IP资源实现虚拟模块与链路映射模块的通信链接。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟链接的远程调试维护网络设备方法，其特征在于，步骤2中使用远动装置站内通信IP、被访问模块站内通信IP或通过重新分配IP资源实现链路映射模块到被访问模块之间的通信链接。
9.一种基于虚拟链接的远程调试维护网络设备系统，其特征在于，包括：
访问模块，用于在远程连接虚拟模块并发送访问数据；
虚拟模块，用于虚拟被访问模块的网络通信接口和通信参数，使用通信协议向链路映射模块发送“请求建立TCP/IP链路命令”，并接收建立链路映射模块到被访问模块之间的通信链接的结果；以及，在接收到访问数据时，使用通信协议向链路映射模块发送“应用数据转发命令”，并将访问数据发送给链路映射模块；同时，接收链路映射模块发来的“应用数据转发命令”，并将处理结果数据转发给访问模块；
链路映射模块，用于响应虚拟模块发来的“请求建立TCP/IP链路命令”，建立与被访问模块之间的通信链接，并将建立链路结果返回给虚拟模块；以及将所接收的报文数据转发给被访问模块；同时，接收被访问模块的处理结果数据，使用通信协议向虚拟模块发送“应用数据转发命令”，并将所接收的处理结果数据发送给虚拟模块；
被访问模块，用于接收并处理链路映射模块发来的访问数据，并返回处理结果给链路映射模块。
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