专利名称：一种获得变电站网络传输延时后的处理方法
技术领域：
本发明涉及变电站控制领域，特别是涉及一种获得变电站网络传输延时后的处理方法。
背景技术：
在传统变电站中，各二次装置与一次设备采用电缆连接，保护、测控等按间隔配置，形成一个个独立的信息孤岛，各间隔、各装置之间的信息难以共享。电子式互感器的采用以及变电站过程层的网络化是智能变电站的主要特征，其依靠高速、开放的通信网络技术，克服了传统变电站电缆二次接线复杂、抗干扰能力差、系统扩展性差等缺点，实现信息 共享。在二次通信网络为智能电网的发展带来新机遇的同时，智能变电站也对二次通信网络的实时性、可靠性等提出了严格的要求。基于智能变电站中对报文传输延时的严格要求， 有必要对网络传输延时进行实时测量。目前，测量网络传输延时的一种方法是使用网络测试仪器发送测试报文，检测报文的发送时间和接收时间差，以此获取网络传输延时。但是，这种方法不能在线测量报文延时，也不能测量实际报文，如G00SE、SV的传输延时，只适用于实验测量，不能用于在线测量。对网络传输延时进行离线测量，难以模拟实际情况，如网络拥塞，报文突发情况等，其测量结果和实际运行场景中的延时，将会有所差异，不能体现网络延时的真实性，难于满足智能变电站对报文传输同步实时性的需求。
发明内容
本发明的目的是提出一种获得变电站网络传输延时后的处理方法，可以满足智能变电站对报文传输同步实时性的需求。采用的方案是一种获得变电站网络传输延时后的处理方法，包括步骤记录虚拟交换机传递报文的传递信息，得到所述虚拟交换机的转发延时表；根据所述转发延时表获取报文转发延时；根据所述报文的长度和以太网端口速率，获取报文发送延时；根据所述虚拟交换机端口配置的线路长度，得到线路传输延时；由所述报文转发延时、所述报文发送延时以及所述线路传输延时，获取变电站网络传输延时；当所述变电站网络传输延时超过预定的时间长度时，发出报警。本发明利用虚拟交换机进行在线测量变电站网络传输时延，其中，虚拟交换机是指由一个或多个真实交换机组成的一个逻辑整体；在线测试过程中，记录虚拟交换机传递变电站网络传输时的传递信息，得到虚拟交换机的转发延时表；根据该转发延时表，可得到报文转发延时；再实时获取报文发送延时和线路传输延时，即可获得变电站网络延时；这样，可以实时在线对实际变电站进行网络延时进行测量，测量结果更贴近实际情况，根据变电站网络传输延时，调整变电站的传输网络，可以满足智能变电站对报文传输同步实时性的需求。
图I为本发明中虚拟交换机转发路径图；图2为本发明中网络处理器对接入端口的处理过程示意图；图3为本发明中网络处理器对中继端口的处理过程示意图；图4为本发明中采用时间同步时，虚拟交换机的转发延时示意图； 图5为本发明中未采用时间同步时，虚拟交换机的转发延时示意图。
具体实施例方式为便于理解，下面结合附图对本发明进行说明。本发明提出一种获得变电站网络传输延时后的处理方法，包括步骤记录虚拟交换机传递报文的传递信息，得到虚拟交换机的转发延时表；其中，虚拟交换机由一个或多个真实的子交换机组成的一个逻辑整体。根据转发延时表获取报文转发延时；根据报文的长度和以太网端口速率，获取报文发送延时Tsf ；根据虚拟交换机端口配置的线路长度，得到线路传输延时；由报文转发延时、报文发送延时以及线路传输延时，获取变电站网络传输延时；当变电站网络传输延时超过预定的时间长度时，发出报警。具体的，得到变电站网络传输延时后，一方面，可以预设整个路径总延时值、单个子交换机延时值，当延时超过这些预设的延时值时，即产生告警，方便网络维护人员及时发现处理传输延时超长的问题，从而保证智能变电站中对报文传输延时的严格要求得到满足。另一方面，还可以实现对指定类型的报文进行统计分析，同时亦设定相关延时值，网络维护人员可以通过定期检查统计报告，为以后的网络优化提供决策依据，从而更好地保证智能变电站中对报文传输延时的严格要求得到满足。其中，预设的延时值，即是预定的时间长度。本发明利用虚拟交换机进行在线测量变电站网络传输时延，其中，虚拟交换机是指由一个或多个真实交换机组成的一个逻辑整体；在线测试过程中，记录虚拟交换机传递变电站网络传输时的传递信息，得到虚拟交换机的转发延时表；根据该转发延时表，可得到报文转发延时；再实时获取出报文发送延时和线路传输延时，即可获得变电站网络延时；这样，可以实时在线对实际变电站进行网络延时进行测量，测量结果更贴近实际情况，根据变电站网络传输延时，调整变电站的传输网络，可以满足智能变电站对报文传输同步实时性的需求。本发明中报文在交换机内部的转发路径，见附图1，接收数据时，数据从端口(包括
端口 I、端口 2......端口 N)传输给PHY (Physical，物理层)，再传输给MAC (Media Access
Control,数据链路层)；由网络处理器对接收的报文打接收时间戳InTimestamp。发送数据时，将数据发送给MAC，再传输给PHY，最后从端口(包括端口 I、端口 2……端口 N)传输给下一个子交换机；由网络处理器对发送的报文打出时间戳OutTimestamp0
在以上转发路径中，NP (Network Processor,网络处理器)给报文打上入时间戳InTimestamp和出时间戳OutTimeStamp,保存在内存中。当虚拟交换机开启延时测量功能时，虚拟交换机中的各交换机应实时维护一个转发延时表，以便对传输途中经过该虚拟交换机的报文进行延时测量。在进行上述测量方法前，先对虚拟交换机进行配置，包括预先定义虚拟交换机的各个端口，分为接入端口和中继端口两类；配置传输线路长度、以及中继线路长度；根据端口类型的不同，处理流程也略有差异。但是虚拟交换机内部真实交换机的个数，对流程不会 产生影响。为便于理解，下面分成2个部分来说明本发明思想。具体如下(I)转发延时表的形成A、在其中一个实施方式中，当报文从接入端口进入子交换机时，其处理流程请参考图2:具体包括步骤S201、开始；S202、接收报文,对报文编号SeqNum,添加报文入时间戳InTimeStamp,记录第一传递信息，其包括InPort ；网络处理器从子交换机入队列中提取报文，对报文编号，其编号为=SeqNum,添加报文入时间戳InTimeStamp，并记录第一传递信息；其中，第一传递信息包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum、报文入时间戳InTimeStamp、报文进入当前子交换机的端口号St印Port、传输报文的以太网类型Etype以及报文长度Len。S203、将第一传递信息添加到转发延时表；S204、判断报文出口端是否为接入端口；判断报文出口端是否为接入端口，若是，则进行步骤S206 ;若否，则进行步骤S205。S205、添加数据头；给报文添加数据头，数据头包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum以及报文入时间戳InTimeStamp。转入步骤S206。S206、将报文发送到MAC层，并给网络处理器反馈第二传递信息，第二传递信息包括 OutPort 和 OutTimeStamp ；将报文发送到MAC层，经由MAC层和PHY层转发至下一个子交换机，并记录第二传递信息；其中，第二传递信息包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum、报文进入当前子交换机的端口号StepPort、报文出端口号OutPort以及报文出时间戮 OutTimeStamp。S207、判断在当前转发表中是否有InPort和SeqNum的记录；网络处理器判断在当前转发表中是否有InPort和SeqNum的记录，若有，则进行步骤S208 ;若没有，则进行步骤S211。S208、判断在当前转发表中是否有OutPort和OutTimeStamp的记录；网络处理器判断在当前转发表中是否有OutPort和OutTimeStamp的记录；若有，则进行步骤S210 ;若没有，则进行步骤S209。S209、更新记录中的 OutPort 和 OutTimeStamp ；
网络处理器更新转发延时表中的OutPort、OutTimeStamp为第二传递消息中的OutPort、OutTimeStamp0S210、复制原记录并添加一条新记录；网络处理器将第二传递消息添加到该子交换机自身的转发延时表。S211、结束。结束报文在该子交换机的转发流程。B、在其中一个实施方式中，当报文从中继端口进入子交换机时，当其处理流程请参考图3 :具体包括步骤S301、开始；
S302、读取报文，并取得数据头，得到第三传递信息；网络处理器从子交换机入队列中提取报文，从该报文的数据头中，取得报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文编号SeqNum以及报文入时间戳InTimeStamp ;并记录第三传递信息；其中，第三传递信息包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum、报文入时间戳InTimeStamp、报文进入当前子交换机的端口号StepPort、传输报文的以太网类型Etype以及报文长度Len。S303、将第三传递信息添加到转发延时表；S304、判断报文出口端是否为中继端口 ；判断报文出口端是否为中继端口，若是，则进行步骤S306 ;若否，则进行步骤S305。S305、去除数据头；给报文添加数据头，数据头包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum以及报文入时间戳InTimeStamp。转入步骤S306。S306、将报文发送到MAC层，并给网络处理器反馈第二传递信息，第二传递信息包括 OutPort 和 OutTimeStamp ；将报文发送到MAC层，经由MAC层和PHY层转发至下一个子交换机，并记录第四传递信息；其中，第四传递信息包括报文进入虚拟交换机的端口号Inprot、报文的编号SeqNum、报文进入当前子交换机的端口号StepPort、报文出端口号OutPort以及报文出时间戮 OutTimeStamp。S307、判断在当前转发表中是否有InPort和SeqNum的记录；网络处理器判断在当前转发表中是否有InPort和SeqNum的记录，若有，则进行步骤S308 ;若没有，则进行步骤S311。S308、判断在当前转发表中是否有OutPort和OutTimeStamp的记录；网络处理器判断在当前转发表中是否有OutPort和OutTimeStamp的记录；若有，则进行步骤S310 ;若没有，则进行步骤S309。S309、更新记录中的 OutPort 和 OutTimeStamp ；网络处理器更新转发延时表中的OutPort、OutTimeStamp为第四传递消息中的OutPort>OutTimeStamp0S310、复制原记录并添加一条新记录；网络处理器将第四传递消息添加到该子交换机自身的转发延时表。
S311、结束。结束报文在该子交换机的转发流程。根据图2和图3的实施例即可得到，各个子交换机自身的转发延时表，其中，转发延时表，可设计成如表I所示表I虚拟交换机转发延时表
权利要求
1.一种获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于，包括步骤 记录虚拟交换机传递报文的传递信息，得到所述虚拟交换机的转发延时表； 根据所述转发延时表获取报文转发延时； 根据所述报文的长度和以太网端口速率，获取报文发送延时； 根据所述虚拟交换机端口配置的线路长度，得到线路传输延时； 由所述报文转发延时、所述报文发送延时以及所述线路传输延时，获取变电站网络传输延时； 当所述变电站网络传输延时超过预定的时间长度时，发出报警。
2.根据权利要求I所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 所述虚拟交换机包括多个子交换机，所述子交换机的端口包括接入端口和中继端Π ； 所述记录虚拟交换机传递所述报文的传递信息，得到所述虚拟交换机的转发延时表的步骤包括 当所述报文从所述接入端口进入子交换机时，对所述报文编号，添加报文入时间戳，并记录第一传递信息；其中，所述第一传递信息包括所述报文进入所述虚拟交换机的端口号、所述报文的编号、所述报文入时间戳、所述报文进入当前子交换机的端口号、传输报文的以太网类型以及报文长度； 将所述报文转发至下一个子交换机，并记录第二传递信息；其中，所述第二传递信息包括所述报文进入所述虚拟交换机的端口号、所述报文的编号、所述报文进入当前子交换机的端口号、所述报文出口端号以及报文出时间戳； 根据所述第一传递信息和所述第二传递信息，得到当前子交换机的转发延时表。
3.根据权利要求2所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 若所述将报文转发至下一个子交换机的出口端为所述接入端口时，直接将所述报文转发； 若所述将报文转发至下一个子交换机的出口端为所述中继端口时，则在转发所述报文前，为所述报文添加数据头；其中，所述数据头包括所述报文进入所述虚拟交换机的端口号、所述报文的编号以及所述报文入时间戳。
4.根据权利要求2所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 当所述报文从所述中继端口进入当前子交换机时，根据所述数据头，记录第三传递信息；其中，所述第三传递信息包括所述报文进入所述虚拟交换机的端口号、所述报文的编号、所述报文入时间戳、所述报文进入当前子交换机的端口号、传输报文的以太网类型以及报文长度； 将所述报文转发至下一个子交换机，并记录第四传递信息；其中，所述第四传递信息包括所述报文进入所述虚拟交换机的端口号、所述报文的编号、所述报文进入当前子交换机的端口号、所述报文出口端号以及报文出时间戳； 根据所述第三传递信息和所述第四传递信息，得到当前子交换机的转发延时表。
5.根据权利要求4所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 若所述将报文转发至下一个子交换机的出口端为所述中继端口时，直接将所述报文转发；若所述将报文转发至下一个子交换机的出口端为所述接入端口时，则在转发所述报文前，去掉所述数据头。
6.根据权利要求2至5任一项所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 在所述记录虚拟交换机传递所述报文的传递信息的步骤前，对各个所述子交换机进行时间同步； 所述根据转发延时表获取报文转发延时的步骤具体为 从各个所述子交换机的转发延时表中，获取报文进入所述子交换机的报文入时间戳以及报文出时间戳； 将所述报文离开所述虚拟交换机时经过的最后一个所述子交换机的报文出时间戳，减去进入所述虚拟交换机时的第一个所述子交换机的报文入时间戳，得到所述报文转发延时。
7.根据权利要求2至5任一项所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 若未对各个所述子交换机进行时间同步，则所述根据转发延时表获取报文转发延时的步骤具体为 从各个所述子交换机的转发延时表中，获取报文进入所述子交换机的时间戳以及报文出时间戳； 在每个所述子交换机中，获取报文出时间戳与报文进入所述子交换机的时间戳的时间差; 获取相邻2个所述子交换机间的中继线长度； 根据所述中继线长度，获取中继线传输时延； 将各个所述子交换机对应的时间差相加，再加上所述中继线传输时延得到所述报文转发延时。
8.根据权利要求6所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 所述报文为GOOSE报文或者SV报文。
9.根据权利要求7所述的获得变电站网络传输延时后的处理方法，其特征在于， 所述报文为GOOSE报文或者SV报文。
全文摘要
本发明提出一种获得变电站网络传输延时后的处理方法，包括步骤记录虚拟交换机传递报文的传递信息，得到所述虚拟交换机的转发延时表；根据所述转发延时表获取报文转发延时；根据所述报文的长度和以太网端口速率，获取报文发送延时；根据所述虚拟交换机端口配置的线路长度，得到线路传输延时；由所述报文转发延时、所述报文发送延时以及所述线路传输延时，获取得到变电站网络传输延时。采用本发明方法，可以满足智能变电站对报文传输同步实时性的需求。
文档编号H04L12/24GK102761445SQ20121026210
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者吴秋平, 张弛, 曾耿晖, 李一泉, 竹之涵, 苏忠阳, 陈志光 申请人:广东省电力调度中心, 广州思唯奇计算机科技有限公司