基于SNMP的智能變電站物理光纖通訊鏈路檢測方法

汪年斌++朱德亮++蘇建明++姚暉

摘 要本文主要研究基于簡單網絡管理協議的智能變電站過程層通訊網絡的檢測方法。結合智能變電站交換機的運行狀態信息，設計了智能站過程層網絡狀態監測系統，實現了對過程層物理光纖通訊鏈路實時運行狀態的檢測，該系統能夠在提示組網運行狀態的變化，使變電站運維人員及時發現并消除設備通訊故障，保障變電站的安全運行。

【關鍵詞】SNMP協議 光纖鏈路 狀態檢測

SNMP（Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議）由一組網絡管理的標準組成，包含一個應用層協議（application layer protocol）、數據庫模型（database schema）和一組資源對象。該協議能夠支持網絡管理系統，用以監測連接到網絡上的設備是否有任何引起管理上關注的情況。

通過SNMP協議，可以獲取交換機的運行狀態信息，在此基礎上由監測系統進行分析判斷，可對交換機運行狀態變化和交換機運行故障進行告警，以便變電站運維人員及時對交換機進行維護和檢修，保障變電站的生產安全。

通過SNMP可以獲取每臺交換機的鄰里信息表，根據交換機的鄰里信息表，可以分析出網絡上交換機與交換機之間、交換機與二次設備之間的連接關系，生成間隔網絡拓撲圖，分析出交換機之間以及交換機與設備之間的鄰里關系是否發生了變化。根據變電站中網絡非環網的特性，可以設計出一種簡便的方法，以分析過程層間隔的網絡拓撲關系。

1 過程層網絡交換機狀態監測

智能變電站過程層網絡包括面向通用對象的變電站事件（GenericObjectOrientedSubstationEvent，GOOSE）網和采樣值（SampledValue，SV）網，2個網都為雙網結構，即由GOOSEA網、GOOSEB網、SVA網、SVB網組成。

2 交換機網絡拓撲分析

SNMP分析處理技術包括SNMP輪詢技術、SNMPTrap技術以及基于SNMP的網絡拓撲發現技術。SNMP輪詢就是網絡管理工作站（Network Management Station，NMS）向代理Agent發出查詢SNMPMIB樹的指令，獲取各種網絡報文流量、通信鏈路狀態、系統資源使用率等有用信息。SNMPTrap技術則是管理工作站接受來自Agent以Trap方式主動上報的信息，如系統開機、系統重啟、通信鏈路失敗、通信鏈路恢復正常、端口流量等。

對于一些交換機，在交換機中存有網絡設備鄰里信息（網口MAC地址），外界可通過SNMP獲取交換機的鄰里信息表，并進行交換機網絡拓撲分析。對交換機進行網絡拓撲分析的的方法有很多，本文設計了一種簡便方法，可以快速對交換機的拓撲關系進行分析。

先觀察監測系統和第三層“交換機3F”之間信息互動后的結果：當監測系統下行發送SNMP查詢命令時，在“交換機3F”的鄰里關系表中存儲了監測系統設備的MAC地址信息；交換機3F上行回應命令時，在“第二級交換機2F”鄰里信息表中將會存儲“交換機3F”的MAC地址信息；在“交換機1F”的鄰里信息表中也將會存儲“交換機3F”的MAC地址信息。

依次監測系統對其他交換機進行的信息互動，可以發現：

（1）最底層的交換機（無級聯其他交換機），鄰里關系表中只存儲了監測系統的MAC地址信息。

（2）在次底層的交換機的鄰里關系表中，包含了其級聯交換機和監測系統的MAC地址信息。

（3）以此進行類推，最頂層交換機包括了其下級聯的所有交換機的MAC地址信息。

對變電站級聯交換機網絡拓撲分析的方法是：通過SNMP獲取交換機中存儲的鄰里關系表；根據上述規律，找出最底層的交換機，該層交換機的鄰里關系表中只包括監測系統的MAC地址信息；再進一步找出次底層的交換機，該層交換機鄰里關系表中包括監測系統和級聯交換機的MAC地址信息；依次，最終發現所有交換機之間的所有拓撲關系。

3 二次系統組網監測

在變電站實際應用時，由于交換機還連接了測控裝置、保護裝置等其他設備，因此在交換機的鄰里關系表中將會有這些設備的MAC信息，監測系統記錄這些二次設備的MAC地址并進行設備匹配，在網絡拓撲分析時同樣考慮這些連接設備的狀態，監控系統結合報文分析模塊，通過對GOOSE、SMV報文進行分析，結合報文錯序、報文丟幀、報文異常（飛點）、采樣均勻程度、采樣連續程度以及合并單元采樣同步程度進行分析，結合通過SNMP獲取的交換機狀態信息，從而實現二次系統的網絡的監測、故障告警及定位。

4 結語

基于SNMP的智能變電站交換機運行狀態監測，可以對智能變電站的過程層網絡的交換機運行狀態以及二次網絡進行監測，對組網拓撲關系進行分析，能夠在線發現過程層運行狀態發生變化，能使變電站運維人員及時消除設備故障，保障了變電站生產的安全。

作者簡介

汪年斌（1969-），男。大學本科學歷。現為國網銅陵供電公司高級工程師，從事智能變電站技術研究。

作者單位

國網銅陵供電公司 安徽省銅陵市 244000