Diagnostyka sieci ethernet w architekturze PRP

From |

W układach automatyki elektroenergetycznej stosuje się protokoły sieciowe, takie jak:

  • PRP (Parallel Redundancy Protokol),
  • HSR (High-availability Seamless Redundancy)
  • RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

Ostatni dopuszcza tworzenie pętli w sieciach złożonych ze switchy zarządzalnych i pozwala zabezpieczyć się przed lawinowym powielaniem informacji broadcastowych (broadcast storm).

Podstawową wadą RSTP jest występowanie czasu rekonfiguracji, który w zależności od złożoności sieci może wynieść od 0,5s do nawet kilku sekund.

Protokoły PRP oraz HSR zostały ustandaryzowane w IEC 62439-3 i zaleca się ich stosowanie w aplikacjach IEC61850 gdzie wymagana jest najwyższa niezawodność.

W tego typu systemach utrata lub opóźnienie pewnych informacji (np. komunikatu typu GOOSE) może doprowadzić do poważnych konsekwencji. Najważniejszą cechą PRP i HSR  jest brak czasu rekonfiguracji (0ms) dzięki czemu w przypadku wystąpienia awarii nie wystąpi utrata pakietów danych.

Schemat aplikacji testowej

Format ramki protokołu PRP

Format ramki protokołu PRP

Łącznik magistrali IEC61850 Axioline F BK SAS z modułami I/O wysyła raport MMS do klienta IEC61850. Oba hosty do sieci podłączone są poprzez moduły redundantne FL RED 2001 PRP LC które są rozumieniu PRP tzw. DANP (Double Attached Node) i są zgodne z normą IEC62439-3. Moduły PRP mają za zadanie zdublowanie wszystkich ramek ethernetowych odpowiednio do sieci LAN A oraz LAN B. Do oryginalnej ramki ethernetowej dodawany jest 6-bajtowy tzw. PRP Trailer. Jest on ignorowany przez wszystkie pojedyncze węzły (SAN) które nie komunikują się w strukturze PRP.

Chcemy porównać ramkę MMS która jest transmitowana w sieci LAN A i LAN B. W związku z tym że komunikacja MMS jest komunikacją typu klient-serwer,  należy w switchach FL3012E-2SFX aktywować funkcję ”Port mirroring” aby przekierować ruch na port w którym chcemy ”nasłuchiwać”.  Poniżej logi tego samego komunikatu MMS (w dwóch różnych sieciach) wyróżnionego Trailerem PRP składajęcego się z:

  • numeru sekwencji
  • identyfikatora LAN_A (10) /LAN_B (11)
  • rozmiaru ramki

logi tego samego komunikatu MMS (w dwóch różnych sieciach) wyróżnionego Trailerem PRP składajęcego się z: numeru sekwencji, identyfikatora LAN_A (10) /LAN_B (11), rozmiaru ramki

Dodatkowo status sieci LAN i podłączonych do niej urządzeń musi być stale monitorowany. Monitorowanie polega na tym że każdy węzeł DANP wysyła broadcastowe ramki cyklicznie tzw. PRP supervision frame. Pozwala to urządzeniom komunikującym się w PRP sprawdzić integralność całej sieci i statusu podłączonych do niej węzłów.

 Przykład ramek monitorujących wysyłanych przez oba moduły PRP.

Przykład ramek monitorujących wysyłanych przez oba moduły PRP.

Produkty powiązane

Nazwa Symbol Nr katalogowy
Moduł redundantny PRP FL RED 2001E PRP 2LC 2701864
Switch zarządzalny IEC61850-3 FL SWITCH 3012E-2SFX 2891067
Moduł SFP LC wielomodowy FL SFP FX 2891081
Złącze magistrali AXL F BK SAS 2701457
Moduł I/O AXL F DI8/2 110/220DC 1F 2700684
Moduł I/O AXL F DOR4/2 AC/220DC 1F 2700608
Autor: Paweł Łuszczak – Inżynier ds. Aplikacji w Energetyce
Share

Share

Tell your friends about us!

Contact

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *