一种网络记录分析装置性能测试方法与流程

本发明涉及网络记录分析装置领域，具体地，涉及一种网络记录分析装置性能测试方法。

背景技术：

网络记录分析装置是当今智能变电站两种重要的运行辅助设备。网络记录分析装置能记录并解析全站完整过程层、站控层数据，实时跟踪数据是否异常，对全站各种网络报文进行实时监视、捕捉、存储、分析和统计的能力。网络记录分析装置能够提高电力系统安全运行的重要自动化系统，能实时的侦测出问题环节所在。

网络记录分析装置接入了本站所有过程层、站控层数据，本试验方法需要验证网络记录分析装置透明性能力、数据采集能力、数据处理能力、报文异常处理、数据存储能力。利用大流量大数据及不同类型数据对网络记录分析装置进行相关干扰，分别对上述能力进行测试，从而检验智能变电站网络记录分析装置安全稳定运行的可靠性。

在现有技术中，常规测试方法为现场接入数据对现场设备进行数据模拟，利用模拟的过程层数据进行测试，其过程简单，测试不全面，并遗留许多未测试内容。导致可能在变电站真实发生事件时，网络记录分析装置可能遭遇记录不完整，出错情况，也可能出现网络风暴时，对网络记录分析装置端口进行冲击并造成运行异常。

技术实现要素：

本发明提供了一种网络记录分析装置性能测试方法，解决现有测试不完整，测试不全面，覆盖率低问题，提高测试效率及测试安全性，为基于iec61850通信协议下网络记录分析装置安全、可靠、稳定的运行奠定基础。

为达到上述技术问题，本申请一种基于智能变电站的多维度网络记录分析装置性能测试方法，提供一种可靠、全面、安全的测试方法，所示方法包括：

将配置变电站智能设备与光交换机相连，建立变电站数据报文；

将数字式继电保护测试仪b配置多个sv报文及goose数据帧，利用sv控制流量变化，利用goose数据对网络记录分析装置进行干扰，分别注入光交换机；

将数字式继电保护测试仪a配置单个或多个异常sv、goose报文并注入光交换机，通过流量逐步增加分别对网络记录分析装置进行性能测试；

通过光交换机配置sv、goose发送，检查网络记录分析装置端口处理独立性及端口处理分类明确性。端口处理独立性是处理能力及处理方法仅在本端口独立实现，不可在装置内部交叉实现，不能在本端口遭受网络风暴情况下波及其他端口。端口处理分类明确性是应当能把goose、sv报文进行分类，并通过各报文所携带变电站唯一标识(mac或appid)进行二次分类，并通过报文发送时间(或报文所携带时标)进行排序；

将光电转换装置接入网络记录分析装置，通过电脑抓包软件获取报文并进行分析，同样通过注入其他端口进行流量控制，检查网络记录分析装置的光电转换装置所接端口是否有报文输出。

一、单端口测试方式

传统单端口测试仅利用数字式测试仪进行端口测试，其测试结果不完整，测试仪本身单端口流量发出能力有限，测试无法达到变电站运行真实效果。本测试方法，可将端口流量加注至100％，在大流量情况下进行各项试验，利于真实模拟装置能否在突发网络事件时，端口处理能力是否达到要求。其中，图1为常规网络记录分析装置测试原理图。图2为本发明的一种网络记录分析装置单端口性能测试原理图。

步骤1：将待入网变电站scd文件生成cid文件，配置至实际合变电站智能设备1……变电站智能设备n(变电站智能设备可以是合并单元、智能终端、保护装置、测控装置等，在此最好使用多种装置接入进行测试)，便于模拟真实变电站事件。

步骤2：将完成配置的变电站智能设备1……变电站智能设备n接入光交换机；

步骤3：利用待入网变电站scd文件配置数字式继电保护测试仪b，接至光交换机口，注入变电站事件goose干扰及变电站sv报文，用来控制流量变化，检查不同流量网络记录分析装置处理能力。

步骤4：利用scd文件配置数字式继电保护测试仪a，接入光交换机，网络记录分析装置需用继电保护测试仪a对sv、goose报文数据进行异常处理，用以确网络记录分析装置实际发生事件时处理能力。

步骤5：进行光交换机配置，将变电站智能装置配置生成报文及数字式继电保护测试仪b配置生成的sv报文全部接入光交换机，配置光交换机报文输出端口，所有报文输出端口为同一端口并将此输出端口接入网络记录分析装置；

步骤6：通过数字式继电保护测试仪b，控制sv数据块输出多少，从而可对光交换机输出端口流量进行控制，逐步放大流量，检查网络记录分析装置所接收数据，对比数字式继电保护测试仪a所模拟内容是否符合要求；

步骤7：本端口测试完成之后，更换端口，重复进行相关性能测试。

二、多端口测试方式

多端口能力测试主要将变电站完全接入网络记录分析装置，并对装置所有端口加入流量，能够反应变电站大数据流量情况下整个装置处理能力，也能完全测试出端口采集能力，是诸如网络风暴等情况下装置极限处理能力。

多端口测试原理与单端口测试相似，但也有不同之处，多端口可将网络记录分析装置多个端口接入光交换机，利用多端口流量进行控制，单独测试另一端口模拟异常报文，故障信息。多端口能力测试，主要针对整个装置cpu处理能力，所有端口采集能力进行全面测试。测试可将配置好的智能终端装置加注至光交换机。用来模拟全站真实情况。

图3为本发明的一种网络记录分析装置多端口性能测试原理图；

步骤1：将待入网变电站scd文件生成icd文件配置至实际变电站智能设备1……变电站智能设备n，便于模拟真实变电站事件。

步骤2：将完成配置的变电站智能设备1……变电站智能设备n接入光交换机；

步骤3：利用待入网变电站scd文件配置数字式继电保护测试仪b，接至光交换机口，注入变电站事件goose干扰网络记录分析装置认知及变电站sv报文，用来控制流量变化。检查不同流量网络记录分析装置处理能力。

步骤4：利用scd文件配置数字式继电保护测试仪a，接入网络记录分析装置。继电保护测试仪a对sv、goose报文数据进行异常处理，用以检验网络记录分析装置实际发生事件时处理能力。

步骤5：进行光交换机配置，将变电站智能装置配置生成报文及数字式继电保护测试仪b配置生成的sv报文全部接入光交换机，配置光交换机报文输出端口。所有goose、sv报文配置从所有网络记录分析装置所接入光交换机端口输出；

步骤6：待所有设备全部完成布置后，即通过数字式继电保护测试仪b，控制sv数据块输出多少，从而可对光交换机输出端口流量进行控制，逐步放大流量，检查网络记录分析装置所接收数据，对比数字式继电保护测试仪a所模拟内容是否符合要求。

步骤7：网络记录分析装置端口数量为n，上诉方法第n端口测试完毕并达到要求后，变换端口分别按照步骤1-步骤7对每个端口的异常处理能力分别测试，循环测试直至n个端口均测试完成。

三、端口独立性及端口处理分类明确性测试方式

端口独立性能测试主要将变电站完全接入网络记录分析装置，并对装置端口注入流量(假设总端口数量为n，流量注入个数为n-1个)，剩余未注入流量端口利用网络性能分析仪接入进行报文监视，观察网络性能分析仪数据端口的数据接收情况。流量注入端口采集应当独立进行,并完成归类，采集器不能采用光交换机相似处理机制，网络记录分析仪不能发出报文至网络，网络性能分析仪监视端口应无报文输出.端口处理分类明确性应当能把goose、sv报文进行分类，并通过各报文所携带变电站唯一标识(mac或appid)进行二次分类，并通过报文发送时间进行排序；。

端口独立并分类有助于帮助变电站监视光纤链路数据完整性并独立处理，对网络对某个端口冲击能够进行单独处理，不影响其他采集端口，网络性能分析仪侦听应当无报文输出，不应当掺杂网络记录分析装置的杂乱报文，才能更好的帮助变电站网络的正常运行。图4为本发明的一种网络记录分析装置端口独立性及端口处理分类明确性试原理图；

步骤1：将待入网变电站scd文件生成icd文件配置至实际变电站智能设备1……变电站智能设备n，便于模拟真实变电站事件。

步骤2：将完成配置的变电站智能设备1……变电站智能设备n接入光交换机；

步骤3：利用待入网变电站scd文件配置数字式继电保护测试仪a，接至光交换机口，注入变电站sv、goose报文，尽量多组数据从多个端口发出，尽可能多的将sv数据和goose数据注入光交换机。检查网络记录分析装置处理能力。

步骤4：进行光交换机配置，将goose报文配置全部从光交换机所有口输出，将所有接入光交换机的sv通过vlan配置分别进入不同端口，假设网络记录分析装置有n个端口，将网络记录分析装置n-1个端口接入交换机；

步骤5：将光电转换装置接入网络记录分析装置端口n，通过电脑抓包软件获取报文并进行分析，同样通过注入其他端口进行流量控制，检查网络记录分析装置的光电转换装置所接端口检查网络分析装置分类及端口独立测试是否正常；

步骤6：第n端口测试完毕并达到要求后，变换端口接入网络性能分析仪分别循环进行上述步骤1-步骤6测试，分别对每个端口进行端口进行独立性及端口处理分类明确性测试。

本发明主要目的是网络记录分析装置入网前性能测试，利用变电站真实事件分别对其性能进行测试，对大流量，网络风暴下网络记录分析装置处理能力进行全面测试。核实网络记录分析装置对数据处理及分析能力。

本发明技术方案是：基于智能变电站多维度和网络记录分析装置性能测试方法，包括以下步骤：

将所有配置变电站智能设备与光交换机相连，建立真实变电站数据报文。

将数字式测试仪b配置多个sv报文及goose数据帧，利用sv控制流量变化，利用goose数据对网络记录分析装置进行干扰。

将数字式测试仪a配置单个或多个异常sv、goose报文注入光交换机，通过流量逐步增加分别进行性能测试。

通过光交换机配置sv、goose发送，检查网络记录分析装置独立性能及分类明确性。

将网络性能测试仪接入网络记录分析装置，同样通过注入流量，检查网络记录分析装置是否有报文输出。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明通过对传统测试进行升级改造，更加接近真实变电站事件并能全面测试网络记录分析装置性能，降低安全隐患，提高工作效率；

本发明操作性强，可变换多种测试方式，对来自不同数据源注入网络记录分析装置均能进行测试；

本发明测试方法能够较大限度减少工作量，减少现场不可控因素造成网络记录分析装置运行异常，实用范围广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1为常规网络记录分析装置测试原理图；

图2为本发明的一种网络记录分析装置单端口性能测试原理图；

图3为本发明的一种网络记录分析装置多端口性能测试原理图；

图4为本发明的一种网络记录分析装置端口独立性及端口处理分类明确性测试原理图；

图5是本申请中智能变电站网络记录分析装置单端口、多端口测试方法的总体测试流程示意图；

图6是本申请中网络记录分析装置端口独立性及处理分类明确性测试流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种网络记录分析装置性能测试方法，解决现有测试不完整，测试不全面，覆盖率低问题，提高测试效率及测试安全性，为基于iec61850通信协议下网络记录分析装置安全、可靠、稳定的运行奠定基础。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图5-图6，本实用常规测试方法为：利用数字式保护测试仪将报文直接加注至和网络记录分析装置，利用加注报文直接模拟并进行测试。在网络记录分析装置报文存储性能测试中，传统加注方式慢，试验周期长；报文监视功能测试中，报文流量小，处理能力无法体现，无法真实再现网络风暴情况下网络记录分析装置处理能力；在解析功能测试中，报文解析针对性单一，流量小，无法监视在网络流量较大情况下是否发生丢帧，当有异常报文时处理能力受流量限制；在端口独立性能测试中，没有注入足够的流量，不能准确分析流量进入端口是否受其他端口流量限制或其他端口流量会对本端口流量进行冲击。

提出的新方法为：将网络记录分析装置接入光交换机端口，利用变电站智能设备(变电站合并单元、智能终端、保护装置、测控装置等)及数字式测试仪进行同时加注，此方法数据源多，测试内容全面。

网络记录分析装置报文存储能力性能试验中，将所有设备全部发出报文，连续记录所发出报文。根据发送报文的流量以及装置的存储介质容量计算记录容量达到极限的时间，分别记录存储容量达到极限时前后记录情况，根据记录时间回溯装置记录的全过程，装置应不发生报文丢失，并能实现循环记录。流量过大情况下，更能测试出端口采集能力。

报文实时监视功能需要针对报文流量从0至100mb/s情况下，检查异常报文处理分析能力。

sv数据需要模拟丢帧、错序、重复、抖动等，检查网络记录分析装置是否正常处理并展示。

goose同样模拟丢帧、超时、状态改变、置检修等，检查网络记录分析处理能力。

解析数据能力是将智能变电站数据形式sv(包括61850-9-2报文、61850-9-1报文、60044-7/-8报文)、goose报文、mms报文等报文形式进行完整展示。变电站最常见数据为61850-9-2报文，报文解析能力需通道达到30通道。

同时，goose需能正常解析并展示。

此测试内容在上图中进行测试，注入总计流量按sv数据块一次从0开始增加至100mb/s，检查在何时出现无法解析或出现异常情况。

表1为解析能力测试满足条件。

记录流量大小应至少达到80％流量，不产生异常，即为通过。

记录端口的独立性测试向被测装置n-1个端口(假设装置有n个采集端口)发送不同数据信息，查询被测装置的记录文件，应只有相应端口的记录文件，并记录文件为光交换机配置发送的数据信息，第n口接收数据，为空文件，并在其他口进行网络风暴模拟，准确检查第n口接收数据情况，通过光电转换装置接入电脑进行软件分析n口发送数据，发送为空文件，通过循环端口测试，将所有端口独立性能测试完毕。

同样将被测装置n-1个端口(假设装置有n个采集端口)发送不同数据信息，利用网络性能分析仪接入第n口，监测网络性能分析仪端口n数据的数据接收发送数据情况，并观察其他端口数据流量及数据是否与发送一致并且能够分类，按照发送时间顺序(或报文携带时标)进行排序，网络记录分析装置n端口本身无任何报文接收与发送并能分类排序为合格。通过端口进行循环测试，将所有端口分类明确性测试完毕。

本发明利用待入网变电站scd文件，通过全站sv，goose报文等进行配置，真实再现智能变电站可能在运行情况下所发生异常行为，更加准确反映真实状况下待测装置处理能力。

本发明测试方法操作性强，能够较大限度减少工作量，实用范围广。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。