《电测量数据交换dlmscosem组件 第47部分：基于ip网络的dlmscosem传输层gbt 17215.647-2021》详细解读

《电测量数据交换dlms/cosem组件第47部分：基于ip网络的dlms/cosem传输层gb/t17215.647-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义及缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4综述5基于UDP的无连接的DLMS/COSEM传输层contents目录5.1通则5.2基于UDP的DLMS/COSEM传输层服务规范5.3基于UDP的DLMS/COSEM传输层协议规范6基于TCP的面向连接的DLMS/COSEM传输层6.1通则6.2基于TCP的DLMS/COSEM传输层服务规范contents目录6.3基于TCP的DLMS/COSEM传输层协议规范附录A(资料性)OSI式传输层服务与RFC式TCP函数调用间的转换A.1传输层和TCP连接建立A.2传输层和TCP连接关闭A.3TCP连接终止A.4使用TCP-DATA服务的数据传输contents目录参考文献011范围0102本标准的主要内容适用于基于IP网络进行DLMS/COSEM数据交换的电能表、数据采集器和数据集中器等设备。规定了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的要求和测试方法。本标准是DLMS/COSEM组件的一部分，与GB/T17215.301等其他部分共同构成完整的DLMS/COSEM标准体系。本标准与IEC62056等国际标准保持一致性，便于国内产品与国际接轨。本标准与其他标准的关系适用于电力系统中的电能计量、用电信息采集、用电监控等应用场景。可用于智能电网、分布式能源、电动汽车充电等领域的数据交换。本标准的适用范围03增强了国内电力设备和系统的国际竞争力，推动了相关产业的升级和发展。01提高了电能表等设备的互联互通性，便于实现用电数据的实时采集与分析。02促进了电力行业的智能化发展，为电力监管和运营提供了有力支持。本标准的意义和作用022规范性引用文件本部分首先引用了相关的国家标准和行业标准，这些标准共同构成了本部分的规范性基础。通过引用这些标准，本部分能够确保与其他相关标准的协调性和一致性。具体的引用标准包括但不限于数据传输协议、网络安全规范、数据编码与解码规则等。这些标准的引用使得本部分在描述基于IP网络的DLMS/COSEM传输层时能够具有明确的技术依据。引用标准与规范术语和定义本部分对所使用的关键术语进行了定义，以确保读者对文中所述概念有准确的理解。这些术语包括但不限于DLMS/COSEM对象、传输层、IP网络等。通过对这些术语的明确定义，本部分为后续的技术描述和规范性要求提供了清晰的语义基础。为了便于表述和理解，本部分使用了一些符号和缩略词。这些符号和缩略词在文中具有特定的含义，需要读者注意。符号和缩略词的使用能够简化复杂的表述，提高文本的可读性和专业性。同时，本部分也对这些符号和缩略词进行了解释和说明，以确保读者能够正确理解其含义。符号和缩略词033术语和定义及缩略语DLMS/COSEM代表“DeviceLanguageMessageSpecification/CompanionSpecificationforEnergyMetering”，即设备语言消息规范/能源计量配套规范，是一种用于电测量数据交换的标准协议。传输层在计算机网络中，传输层负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务，本部分特指基于IP网络的DLMS/COSEM传输层。电测量数据交换指电能表与数据收集系统、控制系统或其他电能表之间进行测量数据的发送和接收过程。术语和定义InternetProtocol，互联网协议，是用于分组交换数据网络的一种协议，本部分中DLMS/COSEM基于IP网络进行传输。IP代表“国家推荐标准”，本解读详细剖析的标准编号为GB/T17215.647-2021，是基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的具体规定。GB/TDeviceLanguageMessageSpecification，设备语言消息规范，是构成DLMS/COSEM标准的一部分，定义了电能表与外部系统通信的消息格式和规则。DLMSCompanionSpecificationforEnergyMetering，能源计量配套规范，与DLMS结合使用，共同构成DLMS/COSEM标准，为电能表的远程读取、控制等提供了标准化方法。COSEM缩略语043.1术语和定义定义DLMS/COSEM是电力行业中用于电测量数据交换的一种标准协议，支持远程读取和控制电表等设备。特点具有高效、可靠、安全的特点，广泛应用于智能电网和电力管理系统中。应用范围适用于各种类型的电表，包括电能表、水表、气表等，实现数据的互通与共享。DLMS/COSEMIP网络是基于InternetProtocol（互联网协议）构建的网络，用于实现设备之间的互联互通。定义提供数据传输、路由选择、网络互联等功能，是现代社会信息化建设的基石。功能在DLMS/COSEM传输层中，IP网络承载着数据的传输任务，确保数据的准确、及时到达。重要性IP网络功能实现数据的封装、解封装、传输控制等功能，确保数据在IP网络上的可靠传输。与其他层的关系与物理层、数据链路层等协同工作，共同实现数据的完整传输过程。定义DLMS/COSEM传输层是协议栈中的一层，负责数据的传输和通信控制。DLMS/COSEM传输层本标准规定了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的技术要求和测试方法，为相关产品的研发、生产、检测提供了依据。意义包括传输层的框架、功能、性能、安全性等方面的详细规定，确保不同厂商的产品能够互相兼容、互通互联。内容标准的实施将推动电力行业的智能化发展，提高电力管理的效率和准确性，降低运营成本，为社会的可持续发展做出贡献。实施效果GB/T17215.647-2021053.2缩略语COSEMCompanionSpecificationforEnergyMetering，能源计量伴侣规范。定义DLMS/COSEM是一种用于电测量数据交换的通信协议，旨在实现不同厂商生产的电能表之间的互操作性。DLMSDeviceLanguageMessageSpecification，设备语言消息规范。DLMS/COSEMInternetProtocol，互联网协议。IP网络是基于IP协议构建的网络，用于实现电能表与数据集中器、主站系统之间的数据传输与通信。IP功能IP网络作用传输层负责在电能表与数据集中器之间建立可靠的通信连接，确保数据的准确传输。特点基于IP网络的DLMS/COSEM传输层具有高效、稳定、可扩展性强等优点，能够满足大规模电能表数据采集与监控的需求。传输层GB/T17215.647-2021是《电测量数据交换DLMS/COSEM组件》系列标准的第47部分，规定了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的技术要求和测试方法。含义该标准的实施有助于规范电能表数据交换的通信协议，提高电能表互操作性和数据采集效率，为智能电网的建设提供有力支持。重要性GB/T17215.647-2021064综述智能化电网发展需求01随着智能化电网建设的推进，传统的电测量数据交换方式已无法满足高效、准确的数据传输需求。DLMS/COSEM组件的完善02DLMS/COSEM作为电测量数据交换的重要标准，需要不断扩展和完善以适应新技术、新场景的应用。IP网络技术的成熟03基于IP网络的传输技术已成为主流，为DLMS/COSEM数据的传输提供了更高效、更稳定的网络基础。标准的制定背景标准的核心内容本标准注重系统的互操作性和可扩展性，使得不同厂商的设备能够无缝对接，同时方便未来功能的扩展和升级。提升了系统的互操作性和可扩展性本标准详细定义了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层，包括传输协议、数据格式、通信流程等。定义了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层通过采用先进的传输技术和严格的数据校验机制，确保DLMS/COSEM数据在IP网络上的准确、可靠传输。确保了数据传输的准确性和可靠性123本标准的实施将有力推动智能电网的建设，提高电网的智能化水平，为电力行业的持续发展提供有力支撑。推动智能电网建设通过采用基于IP网络的DLMS/COSEM传输层，将大大提升电测量数据的交换效率，减少数据传输延迟和误差。提升电测量数据交换效率本标准的实施将促进不同电力设备之间的互联互通，实现设备间的无缝对接和数据共享，提高电力设备的整体运行效率。促进电力设备的互联互通标准实施的意义075基于UDP的无连接的DLMS/COSEM传输层基于UDP的无连接传输层是DLMS/COSEM标准中定义的一种通信方式。该方式适用于对实时性要求较高、数据量较小的应用场景。UDP无连接特性使得通信更加灵活，但也需要额外的机制来确保数据的可靠传输。5.1概述03UDP数据包包含源端口、目的端口、数据长度以及校验和等信息，用于确保数据的正确传输。01UDP（用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议。02在DLMS/COSEM中，UDP用于承载应用层数据，实现与远程设备之间的通信。5.2UDP传输层协议010203在基于UDP的DLMS/COSEM传输层中，需要实现数据的封装与解封装、传输与接收等功能。数据的封装需要遵循DLMS/COSEM标准中定义的数据格式和编码规则。传输过程中需要考虑网络状况、数据传输速率以及数据安全性等因素。5.3DLMS/COSEM传输层实现5.4可靠性与安全性保障尽管UDP本身不提供可靠的数据传输服务，但在DLMS/COSEM传输层中，可以通过引入重传机制、数据校验等方式来增强数据的可靠性。同时，为了保障数据传输的安全性，可以采取加密、身份验证等安全措施，防止数据被窃取或篡改。085.1通则本部分明确规定了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的要求和特性。旨在确保不同制造商的DLMS/COSEM设备能够在IP网络上进行互操作和数据交换。提供了传输层相关的术语和定义，以及必要的缩略语和解释。5.1.1范围和目的01025.1.2规范性引用文件确保了本部分与其他标准和规范的一致性和兼容性。列出了本部分所引用的其他相关标准和规范，如基础通信协议、数据编码规则等。对本部分中使用的专业术语进行了详细解释和定义。包括传输层、IP网络、DLMS/COSEM设备等相关概念。有助于读者准确理解本部分的内容和技术要求。5.1.3术语和定义03强调了传输层在保障数据可靠传输和网络安全方面的重要性。01简要介绍了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的功能和作用。02阐述了传输层在DLMS/COSEM协议栈中的位置及其与其他层次的关系。5.1.4传输层概述095.2基于UDP的DLMS/COSEM传输层服务规范传输层功能该服务规范确保了DLMS/COSEM应用层数据在IP网络中的可靠传输，包括数据的封装、寻址、排序和重传等关键功能。与应用层的接口详细阐述了传输层与应用层之间的接口规范，包括数据格式、通信原语及参数等，以确保跨层数据传输的透明性和一致性。基于UDP的无连接传输本规范定义了基于用户数据报协议（UDP）的DLMS/COSEM传输层服务，实现了无连接的数据传输机制。5.2.1服务概述规定了用于DLMS/COSEM传输的UDP端口号，以确保数据能够准确送达预定的接收端。UDP端口号分配详细定义了基于UDP的DLMS/COSEM数据包格式，包括包头、数据负载和校验等部分，以支持数据的完整性和校验。数据包格式定义描述了传输层在数据发送、接收、丢失和重传等过程中的具体行为，以确保数据的可靠传输。传输层协议行为介绍了传输层采用的拥塞控制机制，以防止因网络拥塞而导致的数据丢失和传输性能下降。拥塞控制机制5.2.2服务规范细节数据加密与完整性保护讨论了传输层数据在传输过程中的加密和完整性保护方法，以确保数据的安全性和可信度。认证与访问控制阐述了传输层服务的认证和访问控制机制，以防止未经授权的访问和数据泄露。防御网络攻击针对可能出现的网络攻击，如拒绝服务攻击（DoS）等，提出了相应的防御措施和应对策略。5.2.3服务安全性考虑探讨了提高基于UDP的DLMS/COSEM传输层服务效率的方法和技术，如减少数据包开销、优化数据封装等。传输效率优化介绍了在传输层采取的可靠性保障措施，如确认机制、超时重传等，以确保数据的可靠传输和接收。可靠性保障措施针对不同网络环境和传输需求，提出了相应的网络适应性调整策略，以充分利用网络资源并提高传输性能。网络适应性调整5.2.4服务性能与优化105.3基于UDP的DLMS/COSEM传输层协议规范传输层协议概述基于UDP的无连接传输DLMS/COSEM传输层采用UDP协议，实现无连接的数据传输，适用于对实时性要求较高的场景。传输层功能负责将DLMS/COSEM应用层数据封装成UDP数据包进行发送，以及接收UDP数据包并解封装后传递给应用层。UDP端口号DLMS/COSEM传输层使用固定的UDP端口号进行通信，确保数据的准确传输。数据包格式定义了DLMS/COSEM数据包的具体格式，包括数据包头、数据长度、数据内容等部分，以便进行正确的封装和解封装。数据传输可靠性虽然UDP协议本身不保证数据传输的可靠性，但DLMS/COSEM传输层通过应用层的心跳机制、重传机制等手段来提升数据传输的可靠性。010203传输层协议细节为确保传输过程中数据的安全性，DLMS/COSEM传输层支持对数据进行加密处理，防止数据被非法窃取或篡改。数据加密在通信双方建立连接之前，需要进行身份验证，确保通信双方的身份合法，进一步保障数据传输的安全性。身份验证传输层协议安全性116基于TCP的面向连接的DLMS/COSEM传输层连接建立阐述了在数据传输过程中如何保持TCP连接的稳定性和可靠性，涉及心跳机制、超时重传等策略。连接维持连接关闭介绍了正常关闭和异常关闭两种情况下TCP连接的处理方式，确保数据传输的完整性和安全性。详细规定了客户端与服务端之间建立TCP连接的过程，包括握手协议的执行和连接参数的协商。TCP连接管理数据传输格式与编码数据帧结构定义了基于TCP的DLMS/COSEM传输层中数据帧的基本结构，包括帧头、数据域和帧尾等部分。数据编码方式详细说明了数据的编码方式和解码规则，确保数据在传输过程中的一致性和可读性。数据压缩与解压缩为提高传输效率，对可选的数据压缩和解压缩方法进行了介绍，包括压缩算法的选择和压缩比等参数。数据完整性校验通过数据完整性校验机制，确保数据在传输过程中未被篡改或损坏，提高数据的可信度。错误处理与恢复机制针对可能出现的传输错误，提供了一套完善的错误处理与恢复机制，包括错误检测、报告和纠正等流程。数据加密与解密为确保数据传输的安全性，提供了数据加密和解密的方法，包括加密算法的选择和密钥管理策略。传输层安全性与可靠性保障126.1通则03提供了传输层服务定义，支持DLMS/COSEM应用层协议的数据交换。01本部分规定了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的要求和特性。02旨在确保不同制造商的DLMS/COSEM设备能够在IP网络上进行互操作。6.1.1范围和目的引用了相关的国际标准、国家标准和行业标准。确保了本部分与其他相关标准的协调性和一致性。提供了读者参考的其他重要文档。6.1.2规范性引用文件定义了本部分中使用的专业术语和概念。有助于读者准确理解文档内容，避免歧义。包括一些缩略词和符号的说明。6.1.3术语和定义123描述了基于IP网络的DLMS/COSEM传输层的主要功能和作用。介绍了传输层在DLMS/COSEM协议栈中的位置。强调了传输层对确保数据可靠传输的重要性。6.1.4传输层概述136.2基于TCP的DLMS/COSEM传输层服务规范TCP连接管理详细规定了TCP连接的建立过程，包括握手协议和参数设置，确保数据传输的稳定性和可靠性。连接维持在TCP连接建立后，本部分提供了连接维持的指南，包括心跳检测、断线重连等机制，以保障连接的持续有效。连接终止规范了TCP连接的正常终止和异常终止流程，确保在数据传输完成后能够正确关闭连接。连接建立针对大数据量的传输，本部分介绍了数据的分包与组包策略，以提高传输效率和保证数据的完整性。数据分包与组包规定了数据传输的顺序和确认机制，确保数据能够按照既定的顺序准确无误地传输到目的地。传输顺序与确认在数据传输过程中，针对可能出现的超时情况，本部分提供了超时检测和重传机制，以保障数据的可靠传输。传输超时与重传010203数据传输服务为确保数据在传输过程中的安全性，本部分提供了数据加密和解密的方案，防止数据被非法窃取或篡改。加密与解密校验与纠错访问控制与身份认证通过引入校验码等机制，本部分能够在数据传输过程中检测并纠正错误，提高数据的可靠性。规范了访问控制和身份认证的流程，确保只有合法的用户或系统能够访问和使用DLMS/COSEM传输层服务。安全性与可靠性考虑146.3基于TCP的DLMS/COSEM传输层协议规范基于TCP的DLMS/COSEM传输层负责在应用程序之间建立、管理和终止会话，确保数据的可靠传输。该协议具有连接可靠、数据传输稳定、支持多分支结构等特点，适用于各种复杂的电测量数据交换场景。传输层协议概述协议特点传输层功能连接建立与终止数据传输格式错误处理与恢复传输层协议细节详细规定了如何建立TCP连接、进行身份验证以及优雅地终止连接的过程。定义了数据的封装格式，包括帧结构、数据单元等，以确保数据在传输过程中的完整性和可读性。提供了一套完善的错误处理机制，包括错误检测、报告和恢复等，确保在传输层出现问题时能够及时进行处理。VS支持对传输的数据进行加密和解密操作，以确保数据在传输过程中的安全性。身份验证与访问控制通过对连接双方进行身份验证和访问控制，防止未经授权的访问和数据泄露。加密与解密安全性考虑基于TCP的DLMS/COSEM传输层协议与DLMS/COSEM应用层协议紧密配合，共同实现电测量数据的交换与共享。与DLMS/COSEM应用层协议的关系该协议设计灵活，可以与其他传输层协议（如UDP）进行互操作，以满足不同应用场景的需求。与其他传输层协议的互操作与其他协议的关系与互操作15附录A(资料性)OSI式传输层服务与RFC式TCP函数调用间的转换03描述了不同传输协议间的互操作性01定义了传输层的功能和服务02提供了数据传输的可靠性和顺序性保证OSI式传输层服务概述010203TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议RFC（请求评论）是定义TCP协议规范的标准文档描述了TCP的函数调用接口和实现细节RFC式TCP函数调用概述010203将OSI式传输层服务映射到RFC式TCP函数调用上实现了OSI模型与TCP/IP模型在传输层上的互操作提供了两种模型间转换的指南和参考OSI式服务与RFC式调用的映射关系确保数据传输的完整性和准确性优化转换效率，减少性能损耗处理不同模型间的差异和兼容性问题遵循相关标准和规范，确保互操作性和可扩展性转换过程中的注意事项16A.1传输层和TCP连接建立可靠数据传输传输层协议确保数据在通信双方之间可靠传输，通过序列号和确认机制来防止数据丢失或重复。流量控制为避免数据拥塞，传输层协议提供流量控制机制，根据接收方的实际接收能力来调整发送方的数据发送速率。差错控制通过校验和等方式，传输层协议能够检测并处理在传输过程中出现的数据错误，确保数据的完整性。传输层协议三次握手TCP连接的建立通过三次握手过程实现，包括SYN、SYN-ACK和ACK三个阶段的交互，以确保双方通信的同步和可靠性。序列号初始化在TCP连接建立过程中，通信双方会初始化序列号，以便在后续数据传输中进行序列化和确认操作。连接状态管理TCP协议通过状态机来管理连接的状态，包括LISTEN、SYN-SENT、SYN-RECEIVED、ESTABLISHED等，确保连接的正确建立和终止。TCP连接建立过程数据传输可靠性通过采用TCP协议，DLMS/COSEM传输层能够在IP网络上实现可靠的数据传输，满足智能电表等设备对数据传输稳定性的要求。跨平台兼容性基于IP网络的DLMS/COSEM传输层具有良好的跨平台兼容性，能够支持不同厂商和型号的智能电表设备进行互联互通。安全性考虑在传输层设计中，需要充分考虑数据的安全性问题，采取加密、认证等安全措施来保护传输的DLMS/COSEM数据不被窃取或篡改。基于IP网络的DLMS/COSEM传输层应用17A.2传输层和TCP连接关闭传输层概述在DLMS/COSEM通信模型中，传输层负责数据的可靠传输，确保数据在发送方和接收方之间正确无误地传递。传输层功能该标准支持使用TCP作为传输层协议，利用其可靠的连接和顺序控制机制，保障数据包的顺序性和完整性。传输层协议连接建立在DLMS/COSEM通信中，TCP连接的建立遵循标准的TCP三次握手协议，确保双方建立可靠的通信通道。数据传输一旦TCP连接建立成功，发送方和接收方就可以通过该连接进行数据的传输和交换。连接关闭当数据传输完成后，双方需要关闭TCP连接。连接的关闭遵循TCP的四次挥手协议，确保双方一致地关闭连接并释放相关资源。TCP连接建立与关闭在传输过程中，可能会遇到网络拥堵、数据丢失或损坏等异常情况。传输层需要具备相应的异常检测机制，及时发现并处理这些问题。一旦检测到异常，传输层需要采取相应的恢复措施，如重传数据包、调整传输速率等，以确保数据的可靠传输。同时，还需要向应用层报告异常情况，以便进行更高级别的处理。异常检测错误恢复异常处理与错误恢复数据加密为了保障数据的安全性，传输层可以支持数据加密功能，对数据进行加密处理后再进行传输，防止数据被非法窃取或篡改。数据校验在接收方收到数据后，传输层需要进行数据校验，验证数据的完整性和正确性。这可以通过校验和、CRC等校验算法来实现。为了避免网络拥堵和确保数据的可靠传输，传输层需要支持流量控制功能，根据网络状况动态调整数据的传输速率和流量大小。流量控制安全性与可靠性保障18A.3TCP连接终止定义与目的TCP连接终止是指在使用TCP协议进行通信时，双方通过一系列握手过程来结束数据传输，并释放相关资源。重要性正确的TCP连接终止能够确保数据的完整性和可靠性，同时避免资源浪费和潜在的安全风险。TCP连接终止的概述TCP连接终止的步骤第一次挥手由一方（如客户端）发送FIN报文段，表示数据传输结束，请求关闭连接。第二次挥手另一方（如服务器）收到FIN报文段后，发送ACK报文段作为应答，确认关闭连接的请求。第三次挥手服务器在发送完ACK报文段后，可能还需要继续发送剩余数据。当数据发送完毕后，服务器发送FIN报文段，表示同意关闭连接。第四次挥手客户端收到服务器的FIN报文段后，发送ACK报文段作为应答，确认关闭连接的同意。异常关闭如果一方在数据传输过程中突然关闭连接（如断电或崩溃），则另一方会收到RST报文段，需要重新建立连接。0102超时重传在TCP连接终止过程中，如果一方在规定时间内未收到对方的应答报文段，则会触发超时重传机制，以确保数据能够可靠传输。TCP连接终止的异常情况处理在TCP连接终止后，双方需要释放相关资源，如内存、文件句柄等，以避免资源泄漏。资源释放在