IEC104规约的超时和报文丢失重发的处理机制

Ft 2016-11-06 PM 77℃ 0条

超时的定义

参数    默认值    备注    选择值
t0     30s       连接建立的超时    
t1     15s       发送或测试APDU的超时    
t2     10s       无数据报文t2t1状态下发送测试帧的超时

所有超时值的最大范围: 1 到255s, 精确到1s。

当报文接收方收到发送方的I格式报文后,如果没有I格式报文需要发送给对方,可以向对方发送S格式报文以对所接收到的报文进行确认;

为了防止I格式报文在传送过程中丢失或重复传送 ,IEC 60870-5-104的I格式报文的控制域定义了发送序号N(S)和接收序号R(S),发送方每发送一个I格式报文,其发送序号应加1,接收方每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后,其接收序号也应加1。

需要注意的是,每次重新建立TCP连接后,调度主站和子站RTU的接收序号和发送序号都应清零,因此在双方开始数据传送后,接收方若收到一个I格式报文,应判断此I格式报文的发送序号是否等于自己的接收序号。

若相等则应将自己接收序号加1,若此 I格式报文的发送序号大于自己的接收序号,这说明发送方发送的一些报文出现了丢失;若此I格式报文的发送序号小于自己的接收序号,这意味着发送方出现了重复传送。

此外,I格式和S格式报文的接收序号表明了发送该报文的一方对已接收到的I格式报文的确认,若发送方发送的某一I格式报文后长时间无法在对方的接收序号中得到确认,这就意味着发生了报文丢失。

当出现上述这些报文丢失、错序的情况时,通常意味着TCP连接出现了问题,发送方或接收方应关闭现在的 TCP连接然后再重新建立新的TCP连接,并在新的TCP连接上重新开始会话过程。

在主站端和子站RTU端进行通信时,接收方可以使用S格式报文(当有应用服务单元需要发送给对方时,可使用I格式报文)对已接收到的I格式报文进行确认,以免发送方超时收不到确认信息而重新建立TCP连接。

这就存在一个接收方收到多少个I格式报文进行一次确认的问题,以及发送方应在多少个I格式报文未得到确认时停止发送数据。

IEC 60870-5-104规定了两个参数k和w,其取值范围为1到32767,其中k表示发送方在有k个I格式报文未得到对方的确认时,将停止数据传送,w 表示接收方最迟在接收了w个I格式报文后应发出认可;IEC 60870-5-104规定k和w的默认值分别为12个APDU和8个APDU。

在实际中,k和w的具体取值可以根据TCP连接双方的数据通信量来加以确定,对于子站RTU端来说,每收到一个调度端的I格式报文都应立即进行响应,其w的取值实际上为1,由于RTU端可以循环向调度端发送遥信、遥测等信息,因此k的取值与其循环发送的定时周期有关,通常12到20个APDU就足够了;对于主站端,由于不停接收到RTU的数据,因此应及时地给以确认,通常w取小于8个APDU的值。

为了能对TCP连接进行检查和维护,IEC 60870-5-104规定了几个超时时间,即t0、t1、t2、t3,它们的取值范围为1~255s,准确度为1s。

t0规定了主站端和子站RTU端建立一次TCP连接的最大允许时间,主站端和子站RTU端之间的TCP连接在实际运行中可能经常进行关闭和重建,这发生在4种情况下:
① 主站端和子站RTU端之间的I格式报文传送出现丢失、错序或者发送U格式报文得不到应答时,双方均可主动关闭TCP连接,然后进行重建;
② 主站系统重新启动后将与各个子站重新建立TCP连接;
③ 子站RTU合上电源或由于自恢复而重新启动后,将重建连接;
④ 子站RTU收到主站端的RESET_PROCESS(复位远方终端)信号后,将关闭连接并重新初始化,然后重建连接。

每次建立连接时,RTU都调用socket的listen( )函数进行侦听,主站端调用socket的connect( )函数进行连接,如果在t0时间内未能成功建立连接,可能网络发生了故障,主站端应该向运行人员给出警告信息。

t1规定发送方发送一个I格式报文或U格式报文后,必须在t1的时间内得到接收方的认可,否则发送方认为TCP连接出现问题并应重新建立连接。

t2规定接收方在接收到I格式报文后,若经过t2时间未再收到新的I格式报文,则必须向发送方发送S格式帧对已经接收到的I格式报文进行认可,显然t2必须小于t1。

t3规定调度端或子站RTU端每接收一帧 I帧、S帧或者U帧将重新触发计时器t3,若在t3内未接收到任何报文,将向对方发送测试链路帧.

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标签: iec104

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