一种智能变电站网络数据通信方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能变电站网络数据通信方法，采用一种可扩展的新型网络数据包存储格式，该数据文件由头文件域、监测网络域和数据包域三部分组成，各部分支持自定义扩展信息项,可以把配合解析数据包的第三方信息嵌入到数据文件中，在对数据文件进行电力系统数据分析时，不依赖第三方文件，一个独立的数据包文件即可完成数据解析；数据文件可以存储多个网络接口的网络抓包数据，适用于智能变电站内自动化通信网络数据存储与离线分析的需求。
【专利说明】一种智能变电站网络数据通信方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能变电站网络数据通信方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能变电站的快速发展，如何存储智能变电站中各智能设备间的通信数据， 为变电站网络离线数据分析提供依据，成为通信数据分析的核心问题。目前广泛使用的 PCAP格式文件结构简单，可扩展性不强，例如：1)对于配合解析网络数据包的第三方信息， 无法嵌入到PCAP文件中，即对PCAP文件进行离线数据分析时，需要依赖第三方文件，导致 实际工程应用的维护成本极高；2)PCAP格式文件只能存储单一网络接口的网络抓包数据， 不支持多网络接口的抓包数据存储，对离线文件进行详细地比对分析时，程序设计复杂；3) PCAP格式文件时标精度只支持微秒级，不满足当前行业的技术要求。
[0003] 针对上述问题，需要提供一种新的数据传输方式，采用可扩展的智能变电站网络 数据包存储格式，满足智能变电站电力系统网络数据存储与离线分析的需求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种智能变电站网络数据通信方法，以满足智能变电站网络 抓包数据存储与电力系统离线分析的需求。
[0005] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能变电站网络数据通信 方法，该方法在通信过程中传输的网络数据包中的数据文件包括分别具有可扩展项列表的 文件头域、监测网络域和数据包域，所述文件头域用于数据文件开始的标识并定义数据文 件的特征信息；所述监测网络域用于描述被监测网络的特征信息，所述数据包域用于作为 从网络接口接收到的网络数据包的存储容器；根据网络数据包的协议定义，用于将与网络 接口相关的第三方信息添加到监测网络域的可扩展项列表中，将与数据包相关的第三方信 息可添加到数据包域的可扩展项列表中。
[0006] 所述数据文件的物理结构为：每个文件都开始于一个文件头域，其后是若干监测 网络域，多个监测网络域之间首尾相连；监测网络域后是数据包域，数据包域中的字段网络 接口 ID用于指定该数据包域属于哪个监测网络域。
[0007] 对数据文件进行电力数据分析时，不需要第三方文件，配合数据包解析的扩展信 息可从监测网络域、数据包域的可扩展项列表中取得。
[0008] 所述文件头域的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，字节存储序标识，主 版本，子版本，制造商信息，文件头域可扩展项列表。
[0009] 所述监测网络域的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，网络类型，跨度限 长，监测网络域可扩展项列表。
[0010] 所述数据包域的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，网络接口 ID，抓包时 间戳，捕获数据包长度，数据包实际长度，数据包数据，数据域可扩展项列表。
[0011] 所述可扩展项列表的格式定义至少包括：可扩展项标识码，可扩展项数据长度， 可扩展项数据值。
[0012] 本发明的智能变电站网络数据通信方法采用一种可扩展的新型网络数据包存储 格式，该数据文件由头文件域、监测网络域和数据包域三部分组成，各部分支持自定义扩展 信息项，可以把配合解析数据包的第三方信息嵌入到数据文件中，在对数据文件进行电力 系统数据分析时，不依赖第三方文件，一个独立的数据包文件即可完成数据解析；数据文件 可以存储多个网络接口的网络抓包数据，适用于智能变电站内自动化通信网络数据存储与 离线分析的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为数据文件组织结构图；
[0014] 图2为数据文件逻辑结构图；
[0015] 图3为数据文件物理结构图；
[0016] 图4为存储3个网络接口的抓包数据文件结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0018] 本发明提供了一种智能变电站网络数据通信方法，该方法在通信过程中传输的网 络数据包中的数据文件采取一种新的存储格式，如图1所示，其文件组织结构包括分别具 有可扩展项列表的文件头域、监测网络域和数据包域三部分，文件头域用于数据文件开始 的标识并定义数据文件的特征信息；监测网络域用于描述被监测网络的特征信息，数据包 域用于作为从网络接口接收到的网络数据包的存储容器；根据网络数据包的协议定义，用 于将与网络接口相关的第三方信息添加到监测网络域的可扩展项列表中，将与数据包相关 的第三方信息可添加到数据包域的可扩展项列表中。
[0019] 如图2所示，文件头域、监测网络域和数据包域之间逻辑结构为树状结构，即一个 文件头域下可包含多个监测网络域，每个监测网络域下又可包含多个数据包域。
[0020] 如图3所示，数据文件的物理结构为：每个文件都开始于一个文件头域，其后是若 干监测网络域，多个监测网络域之间首尾相连；监测网络域后是数据包域，数据包域中的字 段网络接口 ID用于指定该数据包域属于哪个监测网络域，如图4所示。
[0021] 数据文件的存储格式包括两个方面：
[0022] (1)字节存储顺序：大端（Big-endian)和小端（Little-endian)是用来表述一组 有序的字节数存放在计算机内存中时的顺序的术语。由于抓包过程保持数据产生时的原始 格式，并不考虑数据的大端/小端字节存储顺序，所以需要在离线文件中定义数据的字节 存储顺序。字节存储顺序标识（Byte_Order_Magic)在文件头域中进行定义。
[0023] (2)字节对齐：数据包域中的抓包数据按32位数据对齐分配，数据末尾剩余不足 32位的补0处理，这样可以通过内存映射文件技术提高文件读写速度。不支持64位数据直 接读取，对64位数据读取需要按两个32位数据处理，同时还需要考虑字节存储顺序标识。
[0024] 下面分别对各部分进行详细说明。
[0025] 1.文件头域：文件头域是数据文件开始的标识，文件头域中不包含抓包数据信 息，主要是定义数据文件的相关属性，其格式定义至少包括域类型标识，数据长度，字节存 储序标识，主版本，子版本，制造商信息，文件头域可扩展项列表，具体说明如下：
【权利要求】
1. 一种智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：该方法在通信过程中传输的网络 数据包中的数据文件包括分别具有可扩展项列表的文件头域、监测网络域和数据包域，所 述文件头域用于数据文件开始的标识并定义数据文件的特征信息；所述监测网络域用于 描述被监测网络的特征信息，所述数据包域用于作为从网络接口接收到的网络数据包的存 储容器；根据网络数据包的协议定义，用于将与网络接口相关的第三方信息添加到监测网 络域的可扩展项列表中，将与数据包相关的第三方信息可添加到数据包域的可扩展项列表 中。
2. 根据权利要求1所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：所述数据文件 的物理结构为：每个文件都开始于一个文件头域，其后是若干监测网络域，多个监测网络域 之间首尾相连；监测网络域后是数据包域，数据包域中的字段网络接口 ID用于指定该数据 包域属于哪个监测网络域。
3. 根据权利要求1或2所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：对数据文 件进行电力数据分析时，不需要第三方文件，配合数据包解析的扩展信息可从监测网络域、 数据包域的可扩展项列表中取得。
4. 根据权利要求1所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：所述文件头域 的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，字节存储序标识，主版本，子版本，制造商信 息，文件头域可扩展项列表。
5. 根据权利要求1所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：所述监测网络 域的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，网络类型，跨度限长，监测网络域可扩展项 列表。
6. 根据权利要求1所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：所述数据包域 的格式定义至少包括：域类型标识，数据长度，网络接口 ID，抓包时间戳，捕获数据包长度， 数据包实际长度，数据包数据，数据域可扩展项列表。
7. 根据权利要求1所述的智能变电站网络数据通信方法，其特征在于：所述可扩展项 列表的格式定义至少包括：可扩展项标识码，可扩展项数据长度，可扩展项数据值。
【文档编号】G06Q50/06GK104408104SQ201410667220
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】王兆庆, 窦中山, 戚振伟, 陈玉涛, 周晓娟, 卜银娜, 樊鹏, 张秀娟, 陈强, 王四伟, 金华蓉, 段太钢, 高建琨, 李燕, 蒋怀贞 申请人:许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司