MMS传输中的OSI模型

1、MMS传输的OSI模型V1.0Date:2020/07/28文档类笔记类别MMS传输中的OSI模型关键词mms iec61850摘要Iec61850 MMS传输中OSI模型技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程、MMS简介MMS (Manufacturing Message Specification 中文翻译为制造报文规范，在 介绍MMS之前我们先简单科普一下IEC61850标准。IEC61850是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，而本文主要介绍的 MMS就是运用在IEC61850标准站控层和间隔层之间，MMS通过对实际设备进 行面向对象建模方法，实现了网络环境下不同制造设备之

2、间的互操作。IEC61850 标准将其引入电力自动化领域，其核心是将ACSI服务直接映射到MMS标准由于MMS是由ISO技术委员会184 (TC184)开发和维护的一种涉及用来 在设备或程序之间传送实时数据和监督信息的信息传递系统的国际标准，它的定义如下：每个设备中必须存在一组标准对象(standard objects,可以执行如，读写事 件信令(event signaling)等操作。VMD是主要对象，诸如变量，域，日志，文 件等都属于VMD范围内。在客户端和服务器站之间有一组用来监视或控制上述 对象的一组标准信息。一组用于在传输时将信息映射到位和字节的编码规则。二、MMS协议栈与组成OSI

3、协议与TCP协议栈对比如图1所示，MMS OSI的实现依赖与TCP/IP 的底四层。OSI Reference ModelTCP/IP Conceptual LayersApplicationPresentationApplication技术笔记SessionTransportMetworkData LinkPhysicalTransportNetworkNetworkInterface图1 tcp与OSI协议栈对应关系?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程MMS Protocol stack图2 MMS协议栈MMS协议栈对应的TCP的应用层由图2可知，由TPKT、COTP、SESSION

4、、presentation association control service mms 组成。TPKT 协议TPKT是一种“封装”协议。它在其自己的数据包的数据有效载荷中携带OSI数据包，然后将结构传递给TCP,此后，该数据包将作为TCP /IP数据包进 行处理。将数据传递给TPKT的OSI程序不知道它们的数据将通过 TCP / IP传输, 因为TPKT模拟OSI协议传输服务访问点（TSAP）。TPKT协议是应用程数据传输协议，介于 TCP和COTP协议之间。这是一 个传输服务协议，主要用来在 COTP和TCP之间建立桥梁。EthernetIPTCPTPKTCOTPSESSIONprese

5、ntationassociationmmsversionReservlength1B 1B 2B图3 TPKT协议结构其中，TPKT的结构为：0 (Unsigned integer, 1 byte): Version 版本信息。1 (Unsigned integer, 1 byte): Reserved 保留(值为 0 x00)。2-3 (Unsigned integer, 2 bytes): Length TPKT、COTP、SESSION技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程presentatiosn association mms协议的总长度， 也就是 TCP 的 payloa

6、d的长度。示例如图4所示。 rr.w-iki看什.口*W卬(巾；(耳工3占1 (1勺梨 恒可幻 m 1也的Mm阜Q-Ethernet n. Src: U;db;f2HEllL.eiL:2di IfltEl-ret RrotaEjOfl wslen Ire： UlUBLlM. 1DD 1M.IK.100) i Dar： 111. 1U. LDOLlll liflu IM.211)m Trrantiiqn (Microl Pehej1L Pdf?;&ST Port;徐 心“: 71, Hin; H4二 TPKTp Vnrslcr: 1, Langthi NSMR灯的丫皿uengtli1： TM-

7、IVO J X. 224 cotf Curfinwtien=Orient*d Tranipt Pra&olE ISO B32F-1 OSI Session Prr-tDcaT4 13 BJj j OilPlatDcol中SO 监i 6工 MsrwiaTlfin finernl+ I5Q IEC 学却6 MPSH 加 的赖a g, pn-I，! ；，”； prijce.t； )f Sh IE , 工小粕刈电二二，一前，中心&3 HA1(l-l5Hbc-A+ A Ja J o I.4 a co J 11 o 12 1 . )A cfNE 询w8K804.mmxw 即值n DOOQOO&QOUD n

8、-D n-n S以：.二3二七一上。星匕，.t i.F mEMgEMELKJm 凶 BRDa旧DC图4 TPKT格式TPKT中的length=194,包含了 TPKT的四个字节头部。整个长度就是 TC 的payload长度。COTP 协议COTP (ISO 8073/X.224 COTP Connection-Oriented Transport Protocol 是 OSI 7层协议定义的位于TCP之上的协议。COTP以“Packet为基本单位来传输数 据，这样接收方会得到与发送方具有相同边界的数据。COTP协议分为两种形态，分另是 COTP连接包(COTP Connection Packe

9、t 和 COTP 功能包(COTP Fuction Packet)。其中，COTP连接包的头结构为：1、0(Unsigned integer, 1 byte): Length COTP 后续数据的长度(注意:长度 不包含length的长度)，一般为17 byteso1(Unsigned integer, 1 byte): PDU typ,类型有：0 x1: ED Expedited Data,加急数据0 x2: EA Expedited Data Acknowledgement 加急数据确认0 x4: UD,用户数据0 x5: RJ Reject,拒绝技术笔记？2020平凡的脚步也可以走完伟大

10、的行程0 x6: AK Data Acknowledgement,数据确认0 x7: ER TPDU Error, TPDU 错误0 x8: DR Disconnect Request 断开请求0 xC: DC Disconnect Confirm ,断开确认0 xD: CC Connect Confirm,连接确认0 xE: CR Connect Request 连接请求0 xF: DT Data,数据传输3、23 (Unsigned integer, 2 bytes): Destination reference.4、45 (Unsigned integer, 2 bytes): Sour

11、ce reference.5、6 (1 byte): opt,其中包括 Extended formats、No explicit flow control ,值 都是Boolean类型。6、7? (length-7 bytes, 一般为 11 bytes): Parameter 参数。一般参数包含 Parameter code(Unsigned integer, 1 byte) Parameter length(Unsigned integer, 1 byte)、Parameter dataE部分图5 cotp连接包格式图6为一个COTP连接请求包,type为0 x0e。技术笔记?2020平凡

12、的脚步也可以走完伟大的行程图6 copt连接请求包示例COTP功能包结构如图7所示:LengthtypeoptEthernetIPTCPTPKTCOTPSESSIONpresentationassociationmms1B 1B 1B图7 COTP功能包结构COTPP功能包的头结构为：1、0 (Unsigned integer, 1 byte): Length COTP 后续数据的长度(注意:长度 不包含length的长度)，一般为2 byteso2、1 (Unsigned integer, 1 byte): PDU type 类型有：0 x1: ED Expedited Data,加急数据0

13、 x2: EA Expedited Data Acknowledgement 加急数据确认0 x4: UD,用户数据0 x5: RJ Reject,拒绝0 x6: AK Data Acknowledgement,数据确认0 x7: ER TPDU Error, TPDU 错误0 x8: DR Disconnect Request 断开请求0 xC: DC Disconnect Confirm ,断开确认0 xD: CC Connect Confirm,连接确认0 xE: CR Connect Request 连接请求技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程0 xF: DT Data,数

14、据传输3、2 (1 byte): opt,其中包括 Extended formats、No explicit flow control ,值 都是Boolean类型。8 s cat birs). 8 bycur-Ml (Jfl e izg”秫，。* EChfrnei II.( 5rH 14 由：m 上当 ii：6J. (is：d f2 ifli . D5T ：TOO M C6：61 Incerrm 酎班川M九 W!LU. 100,10$).191444 1, Ml231)“ TrAf-SHlsElan ccrik-l 可口tnc口1. src pure : &2 5-2t C5-.2t( os

15、r PiirT1D2 102a saq . 217. Auk. ls. 36i rPM, verip I It. Iri : Lt .ifc：4i:M-:Ll S*上5d” .41:31: 3e ITT Dv.c 21:耳. J小13 mFmi fj.mfwiiH-LWi-im.iH.IN-aMuLw iathmhEEH* gOTe Pt- 1i(nls ” i 7 次 IM 仃助，LI4 fl 时 I, Fi ji- TXT., yw-3iyi: 9,区!中5卜：LAmSH wiw- - W -IW4 CS*J|(M f.Tin( fileopen等参数，很明显这部分就是标记着全包内容的管理

16、。启动应答橇“ riVWiam , IMh IaKLIUaWaMK1M ( *! I n 一m U I 利 wU3Wi I I，鬓 WirKHiJiW 14* JW UL IK 3H.MKV f TT. WLV I ML 1 H J!W jM. UKl图11启动应答示例initiate-ResponsePDU的体结构和initiate-RequestPDU相似，重复之处就不再技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程多说了，这里重点看一下这几个部分negociatedMaxServoutstandingCalling 议最大月艮务端呼叫negociatedMaxServoutstandi

17、ngCalling 议最大服务端被呼叫 negociatedDataStructureNestingLeved 相关的数据结构嵌套级别 我们可以发现，initiate-ResponsePDU的这三条和上面initiate-RequestPDU的 内容是相对应的，这是因为initiate-ResponsePDU的作用就是对 initiate-RequestPDU的内容进行应答，所以要将传递内容进行检测，这也是为什 么连这三条后面参数也是一致的。再看mmsInitResponseDetail的内容，前两条也是作为对之前内容回答，内容 一致就不分析了。直接看最后的serviceSupportedCa

18、lled这一段内容里存在很多 参数，主要作用就是对之前包中内容的回应，传递一个回复服务端呼叫的内容。确认请求图12确认请求invokeID ：调用者ID ,作为数据包唯一标识存在。confirmedServiceRequest 确认服务请求，后接服务内容，如本次就是getNameList,像这样的服务还有诸如 read write getVariableAccessAttributes getNamedVariableListAttributes、 fileOpen、fileRead、fileClose、fileDirectory 接下来就是 getNameList 内容参数， 如扩展对象类和

19、扩展范围。确认响应技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程图13确认响应基本内容和con巾rmed-Request一样，只是由confirmed-RequestPDU-confirmed-ResponsePDUconfirmedServiceRequest-confirmedServerResponse 具体的内容也由上个包的提 出变成回答，这两个包都是相对应的，一问一答的形式存在。四、表示层与会话层会话层在mms协议中为固定的01000100，如图14所示:21号针串IEOD 骂-乙川 COTF CEvrme-itl jn-Drl-futr-z Traispari: Prut-ziniisd il 3 27-1 Mi sfrssiian rrtyrDcallif BAZJt 由； PTesantat 1Cin Pr Dun 2 H。工01 小8画8 MMg纥db r;小卷处：)o sW 443 &巾 flQ flO 06 TOC o 1-5 h z 020加的1eCC040 y；i15m。口 工。/uiuMR 11+MQ*fllME图14会话层结构表示层结构如下：技术笔记?2020平凡的脚步也可以走完伟大的行程10Cfngih