104规约培训

—1—远动设备及系统104规约1一般体系结构本标准定义通过开放的TCP/IP接口传输IEC60870-5-101ASDU的远动设备及系统的局域网络构架，在TCP/IP框架内，不同类型广域网络(如：X.25、FR、ATM、ISDN)的路由器均可通过公共的TCP/IP局域网络接口连接。图1显示含冗余及非冗余站点配置的系统构架：无冗余冗余注:局域网接口也可能冗余图1一般体系结构（例子）使用单独的路由器有以下优点：●终端系统无需特殊的网络软件。●终端系统无需路由功能。●终端系统无需网络管理。●使从远动设备专业制造商处得到终端系统更为便利。●使从非远动设备专业制造商处得到适用于各种网络的路由器更为便利。●只需更换路由器即可改变网络类型，而对终端系统没有影响。●特别适合于转换原已存在的支持IEC60870-5-101的终端系统。局域网接口(注)101应用层传输接口TCP/IP101应用层传输接口TCP/IP路由器（X.25，FR，ISDN..）路由器路由器网络X.25，FR，ISDN..网络X.25，FR，ISDN..路由器(X.25，FR，ISDN..)路由器(X,.25，FR，ISDN..)TCP/IP传输接口101应用层TCP/IP传输接口101应用层终端系统局域网接口(注)局域网接口(注)局域网接口(注)终端系统主站(中心站)子站(远方站)—2—●结构简单，易于实现。2规约结构图2所示为终端系统的规约结构。根据IEC60870-5-101从IEC60870-5-5中选取的应用功能选集初始化用户进程从IEC60870-5-101和IEC60870-5-104中选取的应用数据服务单元(ASDU)选集应用层(第7层)应用规约控制信息(APCI)User/TCP传输接口（用户到TCP的接口）TCP/IP协议组（RFC2200）的选集传输层(第4层)网络层(第3层)链路层(第2层)物理层(第1层)注：第5(会话层)、6层(表示层)未使用图2所定义的远动配套标准所选择的标准版本图3所示为本标准推荐使用的TCP/IP协议组（RFC2200）的选集。RFC793（传输控制协议）传输层（第4层）RFC791（互联网协议）网络层（第3层）RFC1661（PPP）RFC894（在以太网上传输IP数据报）链路层（第2层）RFC1662（HDLC帧式PPP）X.21IEEE802.3物理层（第1层）串行线以太网图3TCP/IP协议组（RFC2200）选用的标准文件集在标准出版时RFC是有效的，但可能在某时被等效的RFC所取代。相关的RFC可从网址取得。如图1所示的例子，以太网802.3栈可能被用于远动站终端系统或DTE(数据终端设备)驱动一单独的路由器。如果不要求冗余，可以用点对点的接口(如X.21)代替局域网接口接到单独的路由器，这样可以在对原先支持IEC60870-5-101的终端系统进行转化时，保留更多的硬件。其他来自RFC2200的兼容选集都是允许选用的。本标准采用的TCP/IP传输协议集与定义在其他相关标准中的相同，没有变更。1应用规约控制信息（API）的定义传输接口（TCP对用户接口）是一个面向数据流的接口，它没有为IEC60870-5-101中的应用服务数据单元（ASDU）定义任何启动或者停止标志。为了检出ASDU的启动和结束，每个ASDU前包含一个应用规约控制信息（APCI），二者构成一个应用规约数据单元（APDU）。APCI包括下列定界元素：一个启动字符，ASDU的长度，以及控制域（见图4）。信息传输可以是一个完整的APDU；或者，出于控制目的，仅仅是APCI也是可以被传送的（见图5）。注：以上所使用的缩写出自IEC60870-5-3的第五节，如下所示：APCI应用规约控制信息ASDU应用服务数据单元APDU应用规约数据单元—3—APCIAPDU长度ASDU图4远动配套标准的应用规约数据单元（APDU）定义APCI长度=4图5远动配套标准的APCI定义启动字符68H定义了数据流中的起始点。APDU的长度定义了APDU体的长度，它包括APCI的四个控制域八位位组和ASDU的长度。第一个被计数的八位位组是控制域的第一个八位位组，最后一个被计数的八位位组是ASDU的最后一个八位位组。ASDU的最大长度限制在249以内，控制域的长度是4个八位位组，APDU的最大长度是253（APDU最大值=255减去启动和长度八位位组）。控制域定义了保护报文不至丢失和重复传送的控制信息，报文传输启动/停止，以及传输连接的监视等。控制域的计数器机制是根据ITU-TX.25标准2.3.2.2.1至2.3.2.2.5节中推荐来定义的。图6，7，8为控制域的定义。三种类型的控制域格式用于计数的信息传输（I格式），计数的监视功能（S格式）和不计数的控制功能（U格式）。控制域第一个八位位组的第一位比特=0定义了I格式，I格式的APDU常常包含一个ASDU。I格式的控制信息如图6所示：启动字符68HAPDU长度(最大：253)控制域八位位组1控制域八位位组2控制域八位位组3控制域八位位组4IEC60870-5-101和IEC60870-5-104定义的应用服务数据单元（ASDU）启动字符68HAPDU长度控制域八位位组1控制域八位位组2控制域八位位组3控制域八位位组4—4—比特位87654321八位位组1八位位组2八位位组3八位位组4图6计数的信息传输格式类型（I格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一位比特=1并且第二位比特=0定义了S格式。S格式的APDU只包括APCI。S格式的控制信息如图7所示。比特位87654321八位位组1八位位组2八位位组3八位位组4图7计数的监视功能类型（S格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一位比特=1并且第二位比特=1定义了U格式。U格式的APDU只包括APCI。U格式的控制信息如图8所示。在同一时刻，TESTFR,STOPDT或STARTDT中只有一个功能可以被激活。比特位87654321八位位组1八位位组2八位位组3八位位组4图8不计数的控制功能类型(U格式)的控制域5.1防止报文丢失和报文重复传送发送序列号N(S)和接受序列号N(R)的使用与ITU-TX.25定义的方法一致。为了简化起见，附加的序列号如图9至12所示。两个序列号在每个APDU和每个方向上都会按顺序递增一位。发送方增加发送序列号而接受方增加接收序列号。当接收站按APDU正确收到的数字返回接收序列数字时，表示接收站认可这个APDU或者多个APDU。发送站把一个或几个APDU保存到一个缓冲区里直到它将自己的发送序列号作为一个接收序列号收回，这个接收序列号对所有的数字小于等于接收序列号的序列号有效。这样就可以删除缓冲区里正确传送过的APDU。万一更长的数据传输只在一个方向进行，就得在另一个方向发送0发送序列号N(S)LSBMSB发送序列号N(S)0接收序列号N(R)LSBMSB接收序列号N(R)00接收序列号N(R)LSB01MSB接收序列号N(R)011TESTFR0000CONNACTSTOPDTSTARTDTCONACTCONACT—5—S格式，在缓冲区溢出或超时前认可APDU。这种方法在两个方向上都被采用。在创建一个TCP连接后，发送和接收序列号都被设置成0。下列定义对图9至16有效：V(S)=发送状态变量(见ITU-TX.25);V(R)=接收状态变量(见ITU-TX.25);Ack=指示DTE已经正确收到所有达到并包括该数字的I格式APDU,I(a,b)=计数的信息格式APDU，a=发送序列号，b=接收序列号S(b)=计数的监视格式APDU，b=接收序列号U=不计数的控制功能APDU图9计数的I格式APDU的未受干扰的顺序过程站A站B应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VAckV(S)V(R)0001231224应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VI(0,0)I(1,0)I(2,0)I(0,3)I(1,3)I(3,2)V(S)V(R)Ack0001231324—6—图10以计数的S格式APDU确认计数的I格式APDU的未受干扰的顺序过程图11计数的I格式APDU受干扰的顺序过程AckV(S)V(R)00012超时时间t23V(S)V(R)Ack0001233站A站B应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VAckV(S)V(R)000123应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VI(0,0)I(1,0)I(2,0)主动关闭随后主动开通(见图17至20)V(S)V(R)Ack0001顺序错误—7—图12未确认最后的计数I格式APDU情况下的超时图13未受干扰的测试过程AckV(S)V(R)0001V(S)V(R)Ack00012超时时间t1应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VAckV(S)V(R)00012应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VI(0,0)I(1,0)S(2)U(TESTDRact)U(TESTFRcon)V(S)V(R)Ack0001超时时间t3223333站A站B—8—图14无确认的测试过程5.2测试过程未使用但已建立的连接会通过发送测试APDUs(TESTFR=激活)并得到接收站发回的TESTFR=确认，在两个方向上进行周期性测试。发送站和接收站在某个具体时间段内没有数据传输（超时）会启动测试过程。每一帧的接收I帧，S帧或U帧会重新计时t3。B站要独立地监视连接。只要它接收到从A站传来的测试帧，它就不再发送测试帧。测试过程也可以在“激活”的连接上启动，这些连接缺乏活动性，但需要确保连通。5.3用启/停进行传输控制控制站（例如A站）利用STARTDT(启动数据传输)和STOPDT(停止数据传输)来控制被控站（B站）的数据传输。这个方法很有效。例如，当在站间有超过一个以上的连接打开且可利用时，一次只有一个连接可以用于数据传输。定义STARTDT和STOPDT的功能在于从一个连接切换到另一个连接时避免数据的丢失。STARTDT和STOPDT还可与单个连接一起用于控制连接的通信量。当连接建立后，连接上的用户数据传输不会从被控站自动激活。即当一个连接建立时STOPDT处于缺省状态。在这种状态下，被控站并不通过这个连接发送任何数据，除了不计数的控制功能和应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VAckV(S)V(R)00012应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VI(0,0)I(1,0)S(2)U(TESTDRact)U(TESTFRcon)主动关闭随后主动开通(见图17至20)V(S)V(R)Ack0001超时时间t3超时时间t122站A站B—9—对这些功能的确认（U格式）。控制站必须通过这个连接发送一个STARTDT指令来激活这个连接中的用户数据传输。被控站用STARTDT响应这个命令。如果STARTDT没有被确认，这个连接将被控制站关闭。这意味着站初始化之后，STARTDT必须总是在来自被控站的任何用户数据传输（例如，一般的询问信息）开始前发送。任何被控站的待发用户数据都只有在STARTDT被确认后才发送。STARTDT/STOPDT是一种控制站激活/解除激活监视方向的机制。控制站即使没有收到激活确认，也可以发送命令或者设定值。发送和接收计数器继续运行，它们并不依赖于STARTDT/STOPDT的使用。在某种情况下，例如，从一个有效连接切换到另一连接（例如，通过操作员），控制站首先在有效连接上传送一个STOPDT指令，受控站停止这个连接上的用户数据传输并返回一个STOPDT确认。挂起的ACK可以在被控站收到STOPDT生效指令和返回STOPTD确认的时刻之间发送。收到STOPDT确认后，控制站可以关闭这个连接。另建的连接上需要一个STARTDT来启动该连接上来自于被控站的数据传送。图15开始数据传送过程应用规约数据单元（APDU）发送或接收后的内部计数器VAckV(S)V(