一种电力通信网络中报文优先转发的方法
【专利摘要】本发明提供一种电力通信网络中报文优先转发的方法，包括以下步骤：确定所述数据帧在交换机上的所述输入端口和输出端口；识别优先转发的以太网数据帧；将所述优先转发的报文转发到输出端口的专用队列；转发所述优先转发的报文。本发明提供的方法，通过报文类型识别，并采用交换机的专用输出队列，而不需考虑业务报文的优先级和交换机的优先级队列映射关系，可以使得报文直接输出到绝对优先的转发队列，避免了与其它报文共用输出队列，确保报文的优先转发。本发明提供的方法只需在交换机上做相应的报文识别及转发配置，不需配置交换机的端口优先级，也不需配置智能设备上的业务报文的优先级，简化工程操作。
【专利说明】—种电力通信网络中报文优先转发的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统网络通信【技术领域】，具体涉及智能变电站和配用电通信网络中报文的优先转发技术。
【背景技术】
[0002]IEC61850提出智能变电站分层的概念，在此结构下GOOSE报文传送的数据信息主要包括间隔层之间的闭锁信号、间隔层与过程层之间的位置信号、状态信号以及控制信号，根据IEC61850的要求GOOSE报文的通信延迟应小于4ms，因此此种报文的实时性要求非常高。然而目前智能变电站中的通信网络是由工业以太网交换机构建，交换机中为每个端口分配固定数量的输出队列，这些队列也定义了内部的优先级。需要从该端口输出的分组被按照一定的规则(优先级映射)放入不同的输出队列中。而交换机则根据指定的调度算法对这些队列进行调度输出。如果网络中存在其他业务报文，如SV等，经常会出现网络排队拥塞的状况，为了保障GOOSE报文优先转发，通常的做法是将GOOSE报文设为最高优先级，并映射到优先级最高的输出队列，然后采用严格优先级的调度算法，即只有在高优先级队列中的数据发送完后才发送低优先级队列中的数据。这样配置之后，低优先级报文的确会放在后面发送，但是假如网络中的其它业务报文的优先级跟GOOSE报文的优先级一样，这些报文也进入高优先级队列中，极端的情况，所有报文优先级都跟GOOSE —样，这样，还是不能保障GOOSE报文的优先转发。本发明提出使用交换机端口的专用输出队列可以克服以上问题，完全与其他业务报文分开处理，使用不同的输出队列，这样可以保障其实时性。
[0003]配用电网是电能分配使用的重要通道，是电网的重要组成部分。配用电通信网是保障配用电网正常运行、故障快速响应、资源高效利用、业务实时实现、电力生产可持续的信息通道。配用电通信网络某些业务对实时性也有较高的要求，同样的，通过上述对以太网交换机的处理，可以保障指定业务报文优先转发。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种在电力系统通信网络中，尤其是智能变电站和配用电通信网络中保障特定报文优先转发的方法。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0006]一种电力通信网络中报文优先转发的方法，所述电力通信网络中的网络终端装置通过以太网交换机进行通信，所述交换机转发所述报文；所述交换机包括输入端口和输出端口 ；所述输入端口接收以太网数据帧，所述输出端口输出以太网数据帧；其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0007]A.确定所述数据帧在交换机上的所述输入端口和输出端口 ；
[0008]B.识别优先转发的以太网数据帧；
[0009]C.将所述优先转发的报文转发到输出端口的专用队列；
[0010]D.转发所述优先转发的报文。[0011 ] 优选地，所述步骤A中，确定网络上智能设备发出的以太网数据帧的流向，以确定所述输入端口和输出端口。
[0012]优选地，所述步骤B包括:确认智能设备发出的业务报文类型，识别需要优先转发的以太网帧，记录下其MAC范围及报文TYPE字段，并确认所述报文的输入端口及输出端口 ；所述报文类型包括:G00SE、SV,MMS报文。
[0013]优选地，所述识别包括:对进入交换机端口的数据帧进行解析，并将得到的数据字段与其他业务报文的字段进行对比，判定出所述需要优先转发的以太网帧。
[0014]优选地，所述步骤C包括:配置与智能设备连接的以太网交换机，设定交换机对报文的识别功能，根据所述步骤B中记录下的MAC范围及报文TYPE字段，识别所述优先转发的以太网数据帧对应的报文，并将其转发到输出端口的专用队列。
[0015]优选地，所述方法包括:所述以太网数据帧若需跨越多台交换机，则将级联交换机也进行与本地交换机相同的配置，在级联输入端口设定该级联交换机的报文识别功能，根据报文的MAC范围及报文TYPE字段，将报文转发到输出端口的专用队列；所述本地交换机为与智能设备连接的以太网交换机。
[0016]优选地，所述步骤C中，所述输出端口的专用队列的创建方法为:对正在使用的输出队列重新进行优先级映射，留出最高优先级的队列，然后采用优先级调度算法进行调度。
[0017]优选地，所述步骤C中，所述输出端口的专用队列的创建方法为:将冗余未用的输出队列作为专用队列，此队列中的报文无条件优先转发。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0019]1、本发明通过报文类型识别，并采用交换机的专用输出队列，而不需考虑业务报文的优先级和交换机的优先级队列映射关系，使得报文得以直接输出到绝对优先的转发队列；
[0020]2、避免了与其它报文共用输出队列，确保报文的优先转发；
[0021]3、本发明只需在交换机上做相应的报文识别及转发配置，不需配置交换机的端口优先级，也不需配置智能设备上的业务报文的优先级，简化工程操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明提供的方法的流程图；
[0023]图2是本发明实施例中记载的网络结构图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0025]如图1所示，本发明电力通信网络中报文优先转发的技术方案如下:
[0026]1、根据变电站或者配用电通信网络的拓扑结构，结合上层业务需求，确定网络上智能设备发出的以太网数据帧的流向，进而确定特定数据帧在以太网交换机上的输入端口和输出端口。
[0027]2、根据智能设备的业务功能，确认智能设备发出的业务报文类型，并根据业务需求识别哪些是需要优先转发的以太网帧，记录下其MAC范围及报文TYPE字段，并确认这些报文的输入端口及输出端口。[0028]3、在与该智能设备连接的以太网交换机上进行配置，设定交换机对报文的识别功能，根据步骤2中的MAC范围及报文TYPE字段，识别出相应报文，不需要再根据优先级映射关系放入某个输出队列，而是将报文直接转发到输出端口的专用队列；该专用队列的创建方法包括以下两种:
[0029](I)对正在使用的输出队列重新进行优先级映射，留出最高优先级的队列，如将八种不同优先级的报文映射到七个不同的输出队列，然后采用严格优先级调度算法进行调度。
[0030](2)将冗余未用的输出队列作为专用队列，此队列中的报文无条件优先转发。
[0031]4、根据网络拓扑，数据帧如果需跨越多台交换机，将级联交换机也增加相应配置，在级联输入端口设定该级联交换机的报文识别功能功能，根据报文的MAC范围及报文TYPE字段，将报文转发到输出端口的专用队列。
[0032]例如，假定智能变电站中某种智能设备连接的以太网交换机的端口为feO，其要发送数据帧到同一台以太网交换机的另一端口 fel上，经分析，该智能设备发送数据帧的目的地址为0x018000cd0001，TYPE为0x8866，以太网交换机从feO端口上收到以太网帧进行识别，确认目的地址和TYPE后，将此类报文转发至fel端口的专用输出队列，保证在其他各个输出队列之前发送。
[0033]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范围当中。
【权利要求】
1.一种电力通信网络中报文优先转发的方法，所述电力通信网络中的网络终端装置通过以太网交换机进行通信，所述交换机转发所述报文；所述交换机包括输入端口和输出端口 ；所述输入端口接收以太网数据帧，所述输出端口输出以太网数据帧；其特征在于，所述方法包括以下步骤: A.确定所述数据帧在交换机上的所述输入端口和输出端口； B.识别优先转发的以太网数据帧； C.将所述优先转发的报文转发到输出端口的专用队列； D.转发所述优先转发的报文。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤A中，确定网络上智能设备发出的以太网数据帧的流向，以确定所述输入端口和输出端口。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括:确认智能设备发出的业务报文类型，识别需要优先转发的以太网帧，记录下其MAC范围及报文TYPE字段，并确认所述报文的输入端口及输出端口 ；所述报文类型包括:GOOSE、SV、MMS报文。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述识别包括:对进入交换机端口的数据帧进行解析，并将得到的数据字段与其他业务报文的字段进行对比，判定出所述需要优先转发的以太网帧。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括:配置与智能设备连接的以太网交换机，设定交换机对报文的识别功能，根据所述步骤B中记录下的MAC范围及报文TYPE字段，识别所述优先转发的以太网数据帧对应的报文，并将其转发到输出端口的专用队列。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括:所述以太网数据帧若需跨越多台交换机，则将级联交换机也进行与本地交换机相同的配置，在级联输入端口设定该级联交换机的报文识别功能，根据报文的MAC范围及报文TYPE字段，将报文转发到输出端口的专用队列；所述本地交换机为与智能设备连接的以太网交换机。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述输出端口的专用队列的创建方法为:对正在使用的输出队列重新进行优先级映射，留出最高优先级的队列，然后采用优先级调度算法进行调度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述输出端口的专用队列的创建方法为:将冗余未用的输出队列作为专用队列，此队列中的报文无条件优先转发。
【文档编号】H04L12/865GK103812787SQ201410075017
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】王向群, 李春龙, 黄治, 孙晓艳, 王鹤, 张增华, 吴军民, 张刚, 黄辉, 黄在朝, 陈磊, 于海, 虞跃, 姚启桂, 喻强, 任杰, 陈伟, 于鹏飞, 邓辉, 吴鹏, 王玮, 沈文, 侯功, 陶静, 刘川 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院