專利名稱：一種基于iec61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法。

背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的數(shù)字化變電站投入了運(yùn)行，這些數(shù)字化變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)基于IEC61850通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文的傳送，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是變電站的數(shù)據(jù)采集、信息傳遞、控制命令、跳閘信號等數(shù)據(jù)的傳輸通道。網(wǎng)絡(luò)的骨干設(shè)備是交換機(jī)，交換機(jī)承擔(dān)著數(shù)據(jù)或指令的傳遞，隨著變電站規(guī)模的變化，可能使用十幾臺甚至數(shù)十臺的交換機(jī)來搭建兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心骨架。而且在交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)中有不同種類的設(shè)備，根據(jù)對不同網(wǎng)絡(luò)、不同信號的實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)隔離和流量控制的要求，還需要在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多個(gè)VLAN的劃分并且對每個(gè)VLAN的優(yōu)先級進(jìn)行設(shè)定，以往一般使用WEB或者CLI的方式對所有的交換機(jī)逐一進(jìn)行人工配置，而且在交換機(jī)配置前必須進(jìn)行模型的人工解讀，然后需要逐個(gè)進(jìn)行設(shè)置，不僅工作量大，調(diào)試周期變長，而且人工操作存在易出錯(cuò)的問題。另外在人工配置好后，配置好的交換機(jī)中的每個(gè)端口都屬于了固定的VLAN組，在現(xiàn)場調(diào)試中可能會對網(wǎng)線或光纖進(jìn)行插拔，一旦網(wǎng)線或光線插入了錯(cuò)誤的端口，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，影響裝置的正常運(yùn)行。并且這類問題很難發(fā)現(xiàn)和定位，會大大增加工程實(shí)施、維護(hù)、系統(tǒng)升級操作時(shí)的復(fù)雜性。更重要的是，一旦預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)模型發(fā)生變化需要大規(guī)模更改時(shí)，必須對全部或部分交換機(jī)重新配置，工作量相當(dāng)大、易出錯(cuò)且存在安全隱患。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供操作簡便、自動(dòng)化程度高且不易出錯(cuò)、升級簡便，可提升交換機(jī)配置操作效率的一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1)將包含裝置名稱以及該裝置對應(yīng)的IP地址、MAC地址、VLAN信息的交換機(jī)配置信息按照SCD模型的格式規(guī)定生成SCD配置文件； (2)將步驟(1)生成的SCD配置文件下載至交換機(jī)的管理CPU； (3)交換機(jī)加載該SCD配置文件并解析出交換機(jī)配置信息； (4)對交換機(jī)配置信息中所有提供IP地址的設(shè)備發(fā)送ARP請求，確定哪些設(shè)備已接入本交換機(jī)并存儲該設(shè)備的IP地址和MAC地址的對照表； (5)對每個(gè)交換機(jī)端口的MAC表進(jìn)行查詢，如果該端口地址表有內(nèi)容，則該交換機(jī)端口跟該MAC地址對應(yīng)的設(shè)備已連接，如果該端口地址表無內(nèi)容，則該交換機(jī)端口沒有連接設(shè)備，繼續(xù)查詢下一個(gè)交換機(jī)端口直至查詢完所有交換機(jī)端口； (6)將步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果與步驟(4)解析出的交換機(jī)配置信息進(jìn)行對比，獲得交換機(jī)各端口的VLAN信息； (7)查找已連接設(shè)備的交換機(jī)端口是否已經(jīng)配置VLAN信息，如果未配置，對該交換機(jī)端口進(jìn)行配置；如果已配置，繼續(xù)查找下一個(gè)交換機(jī)端口直至完成所有交換機(jī)端口的查找； (8)記錄當(dāng)前SCD配置文件版本號。
而且，步驟(2)和步驟(3)之間還包括SCD配置文件查新步驟，該步驟為交換機(jī)管理CPU解析出本次SCD配置文件的版本號，當(dāng)本次SCD配置文件的版本號小于或等于交換機(jī)中存儲的上次的SCD配置文件版本號時(shí)，交換機(jī)管理CPU自動(dòng)終止執(zhí)行后續(xù)步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為 1.本方法操作簡便，整個(gè)配置過程由交換機(jī)管理CPU自動(dòng)完成，解決了采用WEB或CLI方式進(jìn)行配置時(shí)產(chǎn)生的工作量大、易出錯(cuò)的問題，其自動(dòng)化程度高、節(jié)省了時(shí)間、提高了工作效率。
2.本方法中每個(gè)交換機(jī)端口的VLAN信息的配置是根據(jù)SCD配置文件中的內(nèi)容，主要是依據(jù)設(shè)備的MAC地址，由此可知，交換機(jī)可以根據(jù)每個(gè)交換機(jī)端口所連接設(shè)備的MAC地址信息自動(dòng)對該端口進(jìn)行配置，不會出現(xiàn)現(xiàn)場維護(hù)時(shí)因設(shè)備網(wǎng)線或光纖插錯(cuò)端口造成的設(shè)備無法工作的故障，也避免了現(xiàn)有的交換機(jī)端口VLAN信息的預(yù)分配帶來的施工不便。
3.本方法依據(jù)SCD配置文件對交換機(jī)端口的VLAN信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要升級、網(wǎng)絡(luò)劃分需要全部或部分變更時(shí)，只需要生成新的SCD配置文件，并由交換機(jī)自動(dòng)進(jìn)行配置，大大提升了網(wǎng)絡(luò)升級的便利性和靈活性。
4.本發(fā)明是一種為電力系統(tǒng)中數(shù)字化變電站使用的專業(yè)交換機(jī)設(shè)備提供自動(dòng)配置的方法。交換機(jī)設(shè)備通過加載并解析SCD配置文件，提取交換機(jī)配置信息并結(jié)合接入交換機(jī)端口的各設(shè)備所對應(yīng)的IP地址或MAC地址，實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)各端口的自動(dòng)配置，整個(gè)過程自動(dòng)完成，避免了錯(cuò)誤，提高了工作效率。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖
并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
在數(shù)字化變電站中，SCD模型文件規(guī)定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及各個(gè)虛擬子網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明將SCD模型文件作為交換機(jī)配置信息的唯一信息來源，交換機(jī)通過加載和解析符合SCD模型格式規(guī)定的SCD配置文件中的網(wǎng)絡(luò)模型部分進(jìn)行動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置。整個(gè)配置過程包括以下步驟 1.將包含裝置名稱以及該裝置對應(yīng)的IP地址、MAC地址、VLAN信息的交換機(jī)配置信息按照SCD模型的格式規(guī)定生成SCD配置文件； 2.將步驟(1)生成的SCD配置文件下載至交換機(jī)的管理CPU； 3.交換機(jī)管理CPU解析出本次SCD配置文件的版本號，當(dāng)本次SCD配置文件的版本號小于或等于交換機(jī)中存儲的上次的SCD配置文件版本號時(shí)，交換機(jī)管理CPU自動(dòng)終止執(zhí)行后續(xù)步驟 4.交換機(jī)加載該SCD配置文件并解析出交換機(jī)配置信息； 5.對交換機(jī)配置信息中所有提供IP地址的設(shè)備發(fā)送ARP請求，確定哪些設(shè)備已接入本交換機(jī)并存儲該設(shè)備的IP地址和MAC地址的對照表； 6.對每個(gè)交換機(jī)端口的MAC表進(jìn)行查詢，如果該端口地址表有內(nèi)容，則該交換機(jī)端口跟該MAC地址對應(yīng)的設(shè)備已連接，如果該端口地址表無內(nèi)容，則該交換機(jī)端口沒有連接設(shè)備，繼續(xù)查詢下一個(gè)交換機(jī)端口直至查詢完所有交換機(jī)端口； 7.將步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果與步驟(4)解析出的交換機(jī)配置信息進(jìn)行對比，獲得交換機(jī)各端口的VLAN信息； 8.查找已連接設(shè)備的交換機(jī)端口是否已經(jīng)配置VLAN信息，如果未配置，對該交換機(jī)端口進(jìn)行配置；如果已配置，繼續(xù)查找下一個(gè)交換機(jī)端口直至完成所有交換機(jī)端口的查找； 9.記錄當(dāng)前SCD配置文件版本號。
應(yīng)用實(shí)施例 某數(shù)字化變電站中進(jìn)行現(xiàn)場模擬試驗(yàn)，下面以某一交換機(jī)的四個(gè)端口為例進(jìn)行說明 1.試驗(yàn)環(huán)境 交換機(jī)安裝在數(shù)字化變電站的監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，其中某臺交換機(jī)的2、3、4和5端口分別連接名稱為“CF113_YXB_5911(高壓輸電線路成套保護(hù)裝置)”、“CF113_YCK_5776(測控裝置)”、“CF113_YICU_5996(智能控制單元)”和“CF113_YICU_5996(智能控制單元)(該設(shè)備與前一個(gè)相同名稱設(shè)備的MAC地址不同)”的四個(gè)設(shè)備。
2.試驗(yàn)過程 (1)生成SCD配置文件，該配置文件中的MMS子網(wǎng)部分定義了設(shè)備名稱，該設(shè)備的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)信息，名稱為“CF113_YXB_5911”的設(shè)備的信息見表1 表1CF113_YXB_5911的MMS子網(wǎng)定義 名稱為“CF113_YCK_5776”的設(shè)備的信息見表2 表2CF113_YCK_5776的MMS子網(wǎng)定義 該配置文件中的GOOSE子網(wǎng)部分定義了設(shè)備名稱、該設(shè)備的MAC地址、VLAN優(yōu)先級和VLAN編號等信息，名稱為“CF113_YXB_5911”的設(shè)備的信息見表3 表3設(shè)備1的GOOSE子網(wǎng)定義 名稱為“CF113_YCK_5776”的設(shè)備的信息見表4 表4設(shè)備2的GOOSE子網(wǎng)定義 第一個(gè)名稱為“CF113_YICU_5996”的設(shè)備的信息見表5 表5設(shè)備3的GOOSE子網(wǎng)定義 第二個(gè)名稱為“CF113_YICU_5996”的設(shè)備的信息見表6 表6設(shè)備4的GOOSE子網(wǎng)定義 將表1～表6中的內(nèi)容按照SCD模型的格式規(guī)定生成SCD配置文件。
(2)將步驟(1)生成的SCD配置文件通過網(wǎng)絡(luò)或其它方式下載至交換機(jī)的管理CPU。
(3)交換機(jī)管理CPU解析出本次SCD配置文件的版本號，本次SCD配置文件的版本號大于交換機(jī)中存儲的上次的SCD配置文件版本號時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟。
(4)交換機(jī)加載該SCD配置文件并解析出交換機(jī)配置信息，配置信息中的設(shè)備名稱與IP地址、MAC地址和VLAN信息的對照結(jié)果見表7。
表7設(shè)備名稱與IP地址、MAC地址和VLAN信息 (5)對名稱為CF113_YXB_5911和CF113_YCK_5776的設(shè)備對應(yīng)的IP地址發(fā)送ARP請求，確定該設(shè)備已連接至交換機(jī)2、3號端口，交換機(jī)存儲該兩個(gè)設(shè)備的IP地址和MAC地址的對照表。
(6)對交換機(jī)的每個(gè)端口的MAC表進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果表明只有2、3、4和5號端口的地址表中有內(nèi)容，說明交換機(jī)端口中的2、3、4和5號端口均連接設(shè)備。
(7)將步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果與步驟(4)解析出的交換機(jī)配置信息進(jìn)行對比，得到交換機(jī)2、3、4和5號端口對應(yīng)的VLAN編號和VLAN優(yōu)先級。
(8)查找已連接設(shè)備的2、3、4和5號交換機(jī)端口是否已經(jīng)設(shè)置相應(yīng)的VLAN信息，結(jié)果均未配置，交換機(jī)管理CPU調(diào)用API完成VLAN信息的配置。
(9)記錄當(dāng)前SCD配置文件版本號。
通過上述各步驟，四個(gè)設(shè)備所連接的交換機(jī)端口均配置完成，當(dāng)然交換機(jī)的端口數(shù)很多，所連接的設(shè)備也比較多，但每個(gè)設(shè)備所連接的交換機(jī)端口的配置均可以通過交換機(jī)管理CPU自動(dòng)完成，解決了采用WEB或CLI方式進(jìn)行配置時(shí)產(chǎn)生的工作量大、易出錯(cuò)的問題，其自動(dòng)化程度高、節(jié)省了時(shí)間、提高了工作效率。
權(quán)利要求
1、一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法，其特征在于該方法包括以下步驟
(1)將包含裝置名稱以及該裝置對應(yīng)的IP地址、MAC地址、VLAN信息的交換機(jī)配置信息按照SCD模型的格式規(guī)定生成SCD配置文件；
(2)將步驟(1)生成的SCD配置文件下載至交換機(jī)的管理CPU；
(3)交換機(jī)加載該SCD配置文件并解析出交換機(jī)配置信息；
(4)對交換機(jī)配置信息中所有提供IP地址的設(shè)備發(fā)送ARP請求，確定哪些設(shè)備已接入本交換機(jī)并存儲該設(shè)備的IP地址和MAC地址的對照表；
(5)對每個(gè)交換機(jī)端口的MAC表進(jìn)行查詢，如果該端口地址表有內(nèi)容，則該交換機(jī)端口跟該MAC地址對應(yīng)的設(shè)備已連接，如果該端口地址表無內(nèi)容，則該交換機(jī)端口沒有連接設(shè)備，繼續(xù)查詢下一個(gè)交換機(jī)端口直至查詢完所有交換機(jī)端口；
(6)將步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果與步驟(4)解析出的交換機(jī)配置信息進(jìn)行對比，獲得交換機(jī)各端口的VLAN信息；
(7)查找已連接設(shè)備的交換機(jī)端口是否已經(jīng)配置VLAN信息，如果未配置，對該交換機(jī)端口進(jìn)行配置；如果已配置，繼續(xù)查找下一個(gè)交換機(jī)端口直至完成所有交換機(jī)端口的查找；
(8)記錄當(dāng)前SCD配置文件版本號。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法，其特征在于步驟(2)和步驟(3)之間還包括SCD配置文件查新步驟，該步驟為交換機(jī)管理CPU解析出本次SCD配置文件的版本號，當(dāng)本次SCD配置文件的版本號小于或等于交換機(jī)中存儲的上次的SCD配置文件版本號時(shí)，交換機(jī)管理CPU自動(dòng)終止執(zhí)行后續(xù)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于IEC61850模型的交換機(jī)自動(dòng)配置方法，該方法首先生成的含有交換機(jī)配置信息的SCD配置文件并通過網(wǎng)絡(luò)或其它工具下載至交換機(jī)；然后交換機(jī)加載該配置文件并解析，提取出與本交換機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的VLAN劃分及VLAN優(yōu)先級等信息；最后通過鏈路層協(xié)議或者交換機(jī)自身功能識別交換機(jī)各端口接入設(shè)備的IP或MAC信息，自動(dòng)將相應(yīng)的交換機(jī)端口進(jìn)行VLAN信息的配置。本發(fā)明是一種為電力系統(tǒng)中數(shù)字化變電站使用的專業(yè)交換機(jī)設(shè)備提供自動(dòng)配置的方法。交換機(jī)設(shè)備通過加載并解析SCD配置文件，提取交換機(jī)配置信息并結(jié)合接入交換機(jī)端口的各設(shè)備所對應(yīng)的IP地址或MAC地址，實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)各端口的自動(dòng)配置，整個(gè)過程自動(dòng)完成，避免了錯(cuò)誤，提高了工作效率。
文檔編號H04L12/24GK101610171SQ20091006983
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者磐 張, 宋國旺, 杰 吳, 張會建, 宋維斌, 劍 王, 寧 康 申請人:天津市電力公司, 江蘇金智科技股份有限公司