CN112422236A - 基于格式修改策略的以太网数据传输方法与系统 - Google Patents

基于格式修改策略的以太网数据传输方法与系统 Download PDF

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钟少恒
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Abstract

本发明提供的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，包括构建配电网站域式快速保护系统；在源交换机中添加格式修改策略，对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原，将还原后以太网数据传输至目标保护装置。本发明还提供以太网数据传输系统，通过添加格式修改策略，令每一个以太网数据都拥有唯一身份，使得交换机能够辨别出每一个以太网数据的特征，增加了配电网站域式快速保护系统的可靠性，减少由于数据丢失，保护设备重发数据带来的通信时间增长的问题出现。

Description

基于格式修改策略的以太网数据传输方法与系统
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，更具体的，涉及一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法与系统。
背景技术
目前，由于配电网中级联开关数较多，釆用传统的过流、距离等保护方式，保护的整定配合非常困难，保护动作选择性差，动作时钟长。其中，配电网保护装置数据重发造成的通信时间增长太网络传输中的数据丢失是一大重要原因。传统防止以太网数据丢失的方式采用数据复制的方法，在网络传输设备(交换机)进行数据复制，交换机将一份数据复制成相同两份进行传输。
公开号为CN101938412A的中国发明专利申请于2010年8月26日公开了以太网数据和异步数据隔离同传的电力以太网交换机，其虽然实现了以太网在于电力系统的中的应用，但通用的以太网数据格式无法对每一个数据进行唯一标识，交换机无法识别出被复制出来的数据，因此，交换机将两份相同的数据都发送至保护装置，保护装置会出现数据冗余的情况，容易使得系统因为数据过多而故障。
发明内容
本发明为克服现有的交换机无法识别被复制出来的数据，存在容易使保护装置会出现数据冗余进而导致故障的技术缺陷，提供一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法与系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，包括以下步骤：
S1：构建一个由多个保护装置、多个交换机组成的配电网站域式快速保护系统；
S2：在源交换机中添加格式修改策略，对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
S3：当目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
S4：目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
上述方案中，通过添加格式修改策略，令每一个以太网数据都拥有唯一身份，使得交换机能够辨别出每一个以太网数据的特征；基于数据的唯一标识，可对数据进行复制传输中的冗余数据进行有效清除，增加了配电网站域式快速保护系统的可靠性，减少由于数据丢失，保护设备重发数据带来的通信时间增长的问题出现。
在所述步骤S2中，所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：基于格式修改策略，在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
所述以太网数据原有的数据格式具体包括数据的目的MAC、源MAC、类型、数据内容以及CRC内容，交换机基于源MAC形成的数据传输MAC表，完成数据传输转发。
上述方案中，配电网站域式快速保护系统的交换机可以通过源交换设备ID、目标交换设备ID、数据帧ID、目的MAC、源MAC、五个属性识别出数据的唯一身份。
在所述步骤S2中，由于在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机，故每个交换机上均添加有格式修改策略。
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：具有唯一标识的以太网数据在传输过程中，数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；
S32：当具有唯一标识的以太网数据第一次到达目的交换机时，目的交换机对其去格式处理，并执行步骤S4；
S33：当具有唯一标识的以太网数据第二次到达目的交换机时，目的交换机直接丢弃该数据。
上述方案中，当系统传输方式为广播时，目的交换机的ID可为全F。
一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，包括多个保护装置和多个交换机；其中：
所述保护装置之间通过所述的多个交换机组成的通信网络进行通信连接；
所述多个交换机上均设置有数据格式修改模块；
所述数据格式修改模块用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
具体的：
在源交换机中，由数据格式修改模块对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
在所述数据格式修改模块中设置有格式修改策略，所述格式修改策略用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据。
所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：数据格式修改模块在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机。
在系统数据传输过程中，具有唯一标识的以太网数据的数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；当目的交换机第一次识别到具有唯一标识的以太网数据时，对其去格式处理并传输至目的保护装置；当目的交换机第二次识别到具有相同标识的以太网数据后，直接丢弃该数据。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法及系统，通过添加格式修改策略，令每一个以太网数据都拥有唯一身份，使得交换机能够辨别出每一个以太网数据的特征；基于数据的唯一标识，可对数据进行复制传输中的冗余数据进行有效清除，增加了配电网站域式快速保护系统的可靠性，减少由于数据丢失，保护设备重发数据带来的通信时间增长的问题出现。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程示意图；
图2为传统以太网数据格式图；
图3为本发明经过格式修改策略处理后的以太网数据格式图；
图4为一实施例的流程示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，包括以下步骤：
S1：构建一个由多个保护装置、多个交换机组成的配电网站域式快速保护系统；
S2：在源交换机中添加格式修改策略，对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
S3：当目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
S4：目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
在具体实施过程中，通过添加格式修改策略，令每一个以太网数据都拥有唯一身份，使得交换机能够辨别出每一个以太网数据的特征；基于数据的唯一标识，可对数据进行复制传输中的冗余数据进行有效清除，增加了配电网站域式快速保护系统的可靠性，减少由于数据丢失，保护设备重发数据带来的通信时间增长的问题出现。
更具体的，如图2、图3所示，在所述步骤S2中，所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：基于格式修改策略，在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
所述以太网数据原有的数据格式具体包括数据的目的MAC、源MAC、类型、数据内容以及CRC内容，交换机基于源MAC形成的数据传输MAC表，完成数据传输转发。
在具体实施过程中，配电网站域式快速保护系统的交换机可以通过源交换设备ID、目标交换设备ID、数据帧ID、目的MAC、源MAC、五个属性识别出数据的唯一身份。
在所述步骤S2中，由于在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机，故每个交换机上均添加有格式修改策略。
更具体的，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：具有唯一标识的以太网数据在传输过程中，数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；
S32：当具有唯一标识的以太网数据第一次到达目的交换机时，目的交换机对其去格式处理，并执行步骤S4；
S33：当具有唯一标识的以太网数据第二次到达目的交换机时，目的交换机直接丢弃该数据。
在具体是时过程中，当系统传输方式为广播时，目的交换机的ID可为全F。
实施例2
更具体的，在实施例1的基础上，提供一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，包括多个保护装置和多个交换机；其中：
所述保护装置之间通过所述的多个交换机组成的通信网络进行通信连接；
所述多个交换机上均设置有数据格式修改模块；
所述数据格式修改模块用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
具体的：
在源交换机中，由数据格式修改模块对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
更具体的，在所述数据格式修改模块中设置有格式修改策略，所述格式修改策略用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据。
更具体的，所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：数据格式修改模块在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
更具体的，在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机。
更具体的，在系统数据传输过程中，具有唯一标识的以太网数据的数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；当目的交换机第一次识别到具有唯一标识的以太网数据时，对其去格式处理并传输至目的保护装置；当目的交换机第二次识别到具有相同标识的以太网数据后，直接丢弃该数据。
实施例3
更具体的，为了验证本发明所述技术方案的可行性，如图4所示，提供一种配电网站域式快速保护系统，其工作流程如下：
配电网网站域式快速保护设备发送源始以太网格式数据，又交换机进行新数据格式的增加，源交换机ID写入该交换机的ID，目的交换机ID写入数据传输过程中最后一台交换机的ID(如果是广播，目的交换机ID可为全F)，帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至最大值后，重新从1循环。由源交换机进行数据格式的增加，并将数据复制成两份进行传输。中间过程交换机进行数据标识的记录。目的交换机记录到达数据的标识，第一次到达的数据进行去格式处理，还源成源始以太网数据格式发送给配电网网站域式快速保护设备，完成数据传输。相同标识的，第二次到达目的交换机的数据，目的交换机进行丢弃。在各个设备接收的数据格式如表1-表4所示。
表1保护设备A发给保护设备B的第一个数据
Figure BDA0002790925530000071
表2：保护设备A发给保护设备B的第二个数据
Figure BDA0002790925530000081
表3：保护设备C发给保护设备B的第一个数据
Figure BDA0002790925530000082
表4保护设备C发给保护设备B的第二个数据
Figure BDA0002790925530000091
在具体实施过程中，通过添加格式修改策略，令每一个以太网数据都拥有唯一身份，使得交换机能够辨别出每一个以太网数据的特征；基于数据的唯一标识，可对数据进行复制传输中的冗余数据进行有效清除，增加了配电网站域式快速保护系统的可靠性，减少由于数据丢失，保护设备重发数据带来的通信时间增长的问题出现。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：构建一个由多个保护装置、多个交换机组成的配电网站域式快速保护系统；
S2：在源交换机中添加格式修改策略，对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
S3：当目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
S4：目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：基于格式修改策略，在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
3.根据权利要求2所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，其特征在于，所述以太网数据原有的数据格式具体包括数据的目的MAC、源MAC、类型、数据内容以及CRC内容，交换机基于源MAC形成的数据传输MAC表，完成数据传输转发。
4.根据权利要求2所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，其特征在于，在所述步骤S2中，由于在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机，故每个交换机上均添加有格式修改策略。
5.根据权利要求2所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：具有唯一标识的以太网数据在传输过程中，数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；
S32：当具有唯一标识的以太网数据第一次到达目的交换机时，目的交换机对其去格式处理，并执行步骤S4；
S33：当具有唯一标识的以太网数据第二次到达目的交换机时，目的交换机直接丢弃该数据。
6.一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，其特征在于，包括多个保护装置和多个交换机；其中：
所述保护装置之间通过所述的多个交换机组成的通信网络进行通信连接；
所述多个交换机上均设置有数据格式修改模块；
所述数据格式修改模块用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
具体的：
在源交换机中，由数据格式修改模块对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据；
目标交换机接收到具有唯一标识的以太网数据时，对数据进行识别，若存在两个以太网数据完全一致，则删除第二个接收到的以太网数据并对第一个以太网数据进行还原；
目标交换机将还原后以太网数据传输至目标保护装置，完成以太网的数据传输。
7.根据权利要求6所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，其特征在于，在所述数据格式修改模块中设置有格式修改策略，所述格式修改策略用于对传输中的以太网数据进行处理，得到两个具有唯一标识的以太网数据。
8.根据权利要求7所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，其特征在于，所述格式修改策略具体为：在以太网数据原有的数据格式中增加源交换设备ID、目标交换设备ID和数据帧ID三个额外标识；其中：
所述源交换设备ID为源网络设备所接入的交换机ID；
所述目标交换设备ID为目标网络设备所接入的交换机ID；
所述数据帧ID为交换机发出的数据帧ID；
具体为：数据格式修改模块在源交换设备ID中写入源交换机的ID，在目标交换设备ID中写入目的交换机的ID，数据帧ID设置为1。
9.根据权利要求8所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，其特征在于，在配电网站域式快速保护系统中，每个交换机均可能作为源交换机或目标交换机。
10.根据权利要求8所述的一种基于格式修改策略的以太网数据传输系统，其特征在于，在系统数据传输过程中，具有唯一标识的以太网数据的数据帧ID根据数据进入交换机的顺序由1开始递加，直至设置的标识值，即到达目的交换机；当目的交换机第一次识别到具有唯一标识的以太网数据时，对其去格式处理并传输至目的保护装置；当目的交换机第二次识别到具有相同标识的以太网数据后，直接丢弃该数据。
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