CN117749606A - 一种电力交换机异常报文实时记录系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力交换机异常报文实时记录系统与方法，所述系统包括：异常报文记录存储单元，用于采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点；异常报文记录写入单元，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；异常报文记录查询单元，用于接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元中的报文记录。实现了电力交换机异常报文实时记录，达到监视网络各个节点报文情况的效果，为故障分析定位提供了充分的信息，提升了电力网络的整体运维管理水平。

Description

一种电力交换机异常报文实时记录系统与方法

技术领域

本发明属于电力交换机报文记录领域，涉及一种电力交换机异常报文实时记录系统与方法。

背景技术

随着智能变电站、新能源和配电智能化的推广应用，电力交换机的应用越来越普及。在进行故障分析时，受限于网络自身的分析手段匮乏，导致故障定位、故障消缺困难，且往往因为缺少故障时的网络状态而导致问题无法准确定位。因此需要交换机能实时记录网络中的异常报文。

由于交换机CPU处理网络报文的能力远大于读写存储介质的速度。传统的本地存储方式，在处理大量报文信息读写时，会由于存储介质读写速度过慢，严重影响CPU接收报文的处理能力，从而导致大量需要记录的报文被丢弃，难以实现交换机异常报文的实时记录。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种电力交换机异常报文实时记录系统与方法，适用于电力以太网传输网络的异常报文的实时记录，实现了电力交换机异常报文实时记录，达到监视网络各个节点报文情况的效果，为故障分析定位提供了充分的信息，提升了电力网络的整体运维管理水平。

本发明采用如下的技术方案。

一种电力交换机异常报文实时记录系统，包括：

异常报文记录存储单元作为分布式存储节点，用于采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；

异常报文记录写入单元，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；

异常报文记录查询单元，用于接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。

优选地，所述分布式存储单元采用交换机IEDname+端口号+时间的方式对交换机异常报文进行存储，按照指定文件大小结合指定时间间隔的方式进行报文记录保存，并建立索引表，索引表包含文件名、实际文件大小、实际文件的保存位置信息和该文件所在报文存储区域，所述报文存储区域为预先设置好的分区块，其按照时间顺序进行存储文件，一个分区块存满后进入到下一个分区块进行存储。

优选地，所述分布式存储单元进行查询检索的方式包括按照交换机名称+端口号的方式检索、按照时间间隔进行检索、按照文件名检索。

优选地，所述分布式存储单元在存储的交换机异常报文记录的容量超过设定容量时，自动对时间最早的交换机异常报文记录数据进行清除。具体的：

所述分布式存储单元在存储超过最大设置容量时，首先对索引表中最先记录的条目进行删除操作：先识别需删除文件的大小并进行记录文件删除，再检查实际存储容量-需要删除的容量是否小于最大设置容量，如是，则完成删除，否则继续进行循环删除。

优选地，所述分布式存储单元在单位时间内增加的存储容量超出预置值时，启动分区块批量删除。

优选地，所述系统还包括：

异常报文记录删除单元，用于接收交换机异常报文记录管理端发送的删除指令，并向异常报文记录存储单元发送交换机异常报文记录删除请求，删除异常报文记录存储单元中对应的报文记录。

优选地，所述异常报文记录存储单元包括：

信息接收模块，用于接收交换机异常报文记录操作请求，并根据所述交换机异常报文记录操作请求对分布式存储模块进行相应的交换机异常报文记录操作，所述操作包括查询、删除；

存储模块，用于保存交换机异常报文记录；

信息发送模块，用于将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的分布式节点，以及将查询到的交换机异常报文记录发送到异常报文记录查询单元。

优选地，所述异常报文记录写入单元包括：

接口模块，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录；

写入模块，用于将交换机异常报文记录写入异常报文记录存储单元。

优选地，所述异常报文记录写入单元从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录的方位：

接口模块接收交换机异常报文记录发送端发来的交换机异常报文记录，根据当前时间生成所述报文记录的标识，并将所述记录标识保存至所述异常报文记录，将所述异常报文记录放入异常报文记录队列；

再由写入模块按所述标识对应的时间的先后顺序，从所述异常报文记录队列中读取报文记录，并将读取的异常报文记录保存至异常报文记录存储单元。

一种电力交换机异常报文实时记录方法，包括：

异常报文记录写入单元从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；

异常报文记录存储单元采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；

异常报文记录查询单元接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比：

本发明根据电力交换机报文信息的存储特点，设计了异常报文记录存储单元、异常报文记录写入单元、异常报文记录查询单元，以电力交换机为主体，通过应用模块收集交换机异常报文后对交换机异常报文信息进行存储与操作；

本发明通过执行分布式写入技术，采用索引表与分区块将交换机异常报文记录通过分布式存储单元实现分布式的保存，使得交换机异常报文记录保存到分布式环境下的节点中，能够将报文发送至多个读写节点进行处理，大大提高交换机异常报文记录存储的实时性以及写入速度和查询速度；

本发明还可实现对交换机异常报文记录的自动清除与主动删除，避免了由于无用数据量多大导致的交换机异常报文记录数据处理速度慢，对系统硬件要求高等不足。

附图说明

图1为交换机异常报文记录系统的组成示意图；

图2为交换机异常报文记录写入流程示意图；

图3为交换机异常报文记录查询流程示意图；

图4为交换机异常报文记录系统在交换机应用模块中结构图；

图5交换机异常报文记录系统向分布式存储单元写入交换机异常报文记录的数据传递流程示意图；

图6交换机异常报文记录系统向分布式存储单元查询交换机异常报文记录的数据传递流程示意图；

附图标记说明：101-异常报文记录存储单元；102-异常报文记录写入单元；103-异常报文记录查询单元；104-异常报文记录删除单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例1提供一种电力交换机异常报文实时记录系统，如图1-6所示，所述系统包括：

异常报文记录存储单元101(分布式存储单元)作为分布式存储节点，用于采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；

进一步优选地，所述异常报文记录存储单元101包括：

信息接收模块，用于接收交换机异常报文记录操作请求，并根据所述交换机异常报文记录操作请求对分布式存储模块进行相应的交换机异常报文记录操作，所述操作包括查询、删除；

存储模块，用于保存交换机异常报文记录；

信息发送模块，用于将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的分布式节点，以及将查询到的交换机异常报文记录发送到异常报文记录查询单元103。

这里，所述分布式存储节点可以有一个至多个，每个分布式存储节点均包括分布式存储单元：所述同步是将交换机异常报文记录同步存储到本地的其它各个分布式存储节点的交换机异常报文记录存储单元。

异常报文记录存储单元101提供了分布式存储的功能，每一个缓存单元独立读写交换机异常报文记录到各自的存储文件中。

本实施例系统能够实现交换机异常报文记录的分布式保存，使得交换机异常报文记录保存在多个分布式存储节点上，提高交换机异常报文记录的实时性。

分布式存储单元101自身具有数据清除功能，当保存的交换机异常报文记录的容量超过设定容量时，分布式存储单元101会自动对时间最早的多余的交换机异常报文记录数据进行清除。

所述分布式存储单元采用交换机IEDname+端口号+时间的方式对报文进行存储，按照指定文件大小结合指定时间间隔的方式进行报文记录保存，并建立索引表，索引表包含：文件名，实际文件大小，实际文件的保存位置信息和该文件所在报文存储区域等。

报文存储区域为预先设置好的几个分区块，按照时间顺序进行存储，一个分区存满后将进入到下一个分区进行存储。预先设置的分区不少于4个，最大可设置64个。

当需要检索时支持按照交换机名称+端口方式检索，按照时间间隔进行检索方式，按照文件名检索方式等。

当超过容量时，首先对索引表中最先记录的条目进行删除操作，首先识别需删除文件的大小并进行记录文件删除，然后检查实际存储容量-需要删除的容量是否小于最大设置容量，如小于则完成删除，否则继续进行循环删除。

当存储速度过快时，将进入批量删除分支，对预先设置好的分块进行全部清除。该方式只支持按时间顺序删除。

启动分区删除的触发条件是预置的单位时间内增加的存储容量，默认预置值为每秒增加10M存储容量。

存储容量的总大小默认设置为200MB，可根据实际工程需求进行调整。

异常报文记录写入单元102，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；

交换机异常报文记录写入单元102被其它功能模块(交换机异常报文记录发送端)调用，并将其它功能模块发来的交换机异常报文记录保存到分布式存储单元101中：这里，所述其它功能模块可以是安全监控模块和报文分析模块等等。

所述异常报文记录写入单元102包括：

接口模块，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录；

写入模块，用于将交换机异常报文记录写入异常报文记录存储单元101。

异常报文记录查询单元103，用于接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元101中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。

交换机异常报文记录查询单元103按照一定的筛选条件从分布式存储单元101中获取所需的交换机异常报文记录。这里，所述筛选条件是预先设定的并携带在交换机异常报文记录查询请求中。

为了对交换机异常报文记录数据的进一步控制，本实施例的交换机异常报文记录系统还可以包括异常报文记录删除单元104，用于接收交换机异常报文记录管理端发送的删除指令，并向异常报文记录存储单元101发送交换机异常报文记录删除请求，删除异常报文记录存储单元101中对应的报文记录。

需要说明的是，交换机异常报文记录删除单元104可以根据预先设定的删除规则对符合删除条件的交换机异常报文记录进行主动删除，避免由于无用数据量多导致的交换机异常报文记录数据处理速度慢，对系统硬件要求高等不足。

本发明实施例2提供一种电力交换机异常报文实时记录方法，包括：

异常报文记录写入单元102从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元101写入交换机异常报文记录；如图2所示，具体写入过程为：

先由接口模块接收交换机异常报文记录发送端发来的交换机异常报文记录，根据当前时间生成所述报文记录的标识，并将所述记录标识保存至所述异常报文记录，将所述异常报文记录放入异常报文记录队列；

再由写入模块按所述标识对应的时间的先后顺序，从所述异常报文记录队列中读取报文记录，并将读取的异常报文记录保存至异常报文记录存储单元101的存储模块。

异常报文记录存储单元101存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；具体储存同步过程为：

所述异常报文记录存储单元101的存储模块根据分布式配置要求将所述交换机异常报文记录保存至交换机异常报文队列中，并根据分布式配置要求通过信息发送模块将所述报文记录同步到分布式存储单元，即将所述交换机异常报文记录保存至分布式环境下的其它记录文件中。其中分布式存储模块包括配置文件，需要配置同步节点的数量。在交换机异常报文记录同步时，从分布式环境中选取节点作为存储节点。

所述将所述交换机异常报文记录放入交换机异常报文队列之后还包括：将所述交换机异常报文标识发送给所述交换机异常报文记录发送方。

异常报文记录查询单元103接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元101中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。具体查询发送过程为：

异常报文记录查询单元103接收交换机异常报文记录查询端发来的交换机异常报文记录查询指令，并根据所述查询指令向异常报文记录存储单元101的信息接收模块发送交换机异常报文记录查询请求：

所述信息接收模块根据所述查询请求查看异常报文记录存储单元101的存储模块是否存在所述请求对应的交换机异常报文记录；

若存在，则异常报文记录存储单元101的信息发送模块将所述请求对应的交换机异常报文记录发送至异常报文记录查询单元103，异常报文记录查询单元103将所述请求对应的交换机异常报文记录发送给所述交换机异常报文记录查询端；

若不存在，则异常报文记录存储单元101的信息发送模块向异常报文记录查询单元103发送空信息，异常报文记录查询单元103返回空信息给所述交换机异常报文记录查询端。其中，所述空信息是指无法按照交换机异常报文记录查看请求找到对应的交换机异常报文记录时，返回给交换机异常报文记录查询端的信息。

另外，为了实现对交换机异常报文记录的主动删除，本实施例方法还可以包括通过异常报文记录删除单元104删除交换机异常报文记录的步骤。

具体的，分布式存储单元101自身具有数据清除功能，当保存的交换机异常报文记录的容量超过了设定容量时，分布式存储单元101会自动对时间最早的交换机异常报文记录数据进行清除。为了对交换机异常报文记录数据的进一步控制，还可以通过异常报文记录删除单元104根据预先设定的删除规则对符合删除条件的交换机异常报文记录进行主动删除，避免了由于无用数据量多大导致的交换机异常报文记录数据处理速度慢，对系统硬件要求高等不足。

一种终端，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述方法的步骤。

计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比：

本发明根据电力交换机报文信息的存储特点，设计了异常报文记录存储单元、异常报文记录写入单元、异常报文记录查询单元，以电力交换机为主体，通过应用模块收集交换机异常报文后对交换机异常报文信息进行存储与操作；

本发明通过执行分布式写入技术，将交换机异常报文记录通过分布式存储单元实现分布式的保存，使得交换机异常报文记录保存到分布式环境下的节点中，能够将报文发送至多个读写节点进行处理，大大提高交换机异常报文记录存储的实时性以及写入速度和查询速度；

本发明还可实现对交换机异常报文记录的自动清除与主动删除，避免了由于无用数据量多大导致的交换机异常报文记录数据处理速度慢，对系统硬件要求高等不足。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：所述系统包括：

异常报文记录存储单元作为分布式存储节点，用于采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；

异常报文记录写入单元，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；

异常报文记录查询单元，用于接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。

2.根据权利要求1所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述分布式存储单元采用交换机IEDname+端口号+时间的方式对交换机异常报文进行存储，按照指定文件大小结合指定时间间隔的方式进行报文记录保存，并建立索引表，索引表包含文件名、实际文件大小、实际文件的保存位置信息和该文件所在报文存储区域，所述报文存储区域为预先设置好的分区块，其按照时间顺序进行存储文件，一个分区块存满后进入到下一个分区块进行存储。

3.根据权利要求2所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述分布式存储单元进行查询检索的方式包括按照交换机名称+端口号的方式检索、按照时间间隔进行检索、按照文件名检索。

4.根据权利要求2所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述分布式存储单元在存储超过最大设置容量时，首先对索引表中最先记录的条目进行删除操作：先识别需删除文件的大小并进行记录文件删除，再检查实际存储容量-需要删除的容量是否小于最大设置容量，如是，则完成删除，否则继续进行循环删除。

5.根据权利要求2所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述分布式存储单元在单位时间内增加的存储容量超出预置值时，启动分区块批量删除。

6.根据权利要求1或2所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：所述系统还包括：

异常报文记录删除单元，用于接收交换机异常报文记录管理端发送的删除指令，并向异常报文记录存储单元发送交换机异常报文记录删除请求，删除异常报文记录存储单元中对应的报文记录。

7.根据权利要求1所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述异常报文记录存储单元包括：

信息接收模块，用于接收交换机异常报文记录操作请求，并根据所述交换机异常报文记录操作请求对分布式存储模块进行相应的交换机异常报文记录操作，所述操作包括查询、删除；

存储模块，用于保存交换机异常报文记录；

信息发送模块，用于将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的分布式节点，以及将查询到的交换机异常报文记录发送到异常报文记录查询单元。

8.根据权利要求1所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述异常报文记录写入单元包括：

接口模块，用于从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录；

写入模块，用于将交换机异常报文记录写入异常报文记录存储单元。

9.根据权利要求8所述的一种电力交换机异常报文实时记录系统，其特征在于：

所述异常报文记录写入单元从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录的方位：

接口模块接收交换机异常报文记录发送端发来的交换机异常报文记录，根据当前时间生成所述报文记录的标识，并将所述记录标识保存至所述异常报文记录，将所述异常报文记录放入异常报文记录队列；

再由写入模块按所述标识对应的时间的先后顺序，从所述异常报文记录队列中读取报文记录，并将读取的异常报文记录保存至异常报文记录存储单元。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述系统实现的电力交换机异常报文实时记录方法，其特征在于：所述方法包括：

异常报文记录写入单元从交换机异常报文记录发送端接收交换机异常报文记录，并向所述交换机异常报文存储单元写入交换机异常报文记录；

异常报文记录存储单元采用索引表与分区块存储交换机异常报文记录并将交换机异常报文记录同步到分布式环境中的其它分布式存储节点，根据交换机异常报文记录操作请求对交换机异常报文记录进行操作；

异常报文记录查询单元接收交换机异常报文记录查询端发送的查询指令并向存储单元发出查询请求，查询所述异常报文记录存储单元中的报文记录，获取所需的交换机异常报文记录。