(高清版)GBT 17215.647-2021 电测量数据交换 DLMSCOSEM组件 第47部分：基于IP网络的DLMSCOSEM传输层

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布国家市场监督管理总局I Ⅲ 1 1 2 2 2 3 45.1通则 4 4 7 96.1通则 9 9 21 23A.4使用TCP-DATA服务的数据传输 26Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导——第10部分：智能测量标准化框架 本文件使用翻译法等同采用IEC62056-4-7:2015《SEM应用层(IEC62056-5-3:2017,IDT);——标准名称由第4-7部分改为第47部分。了DLMS/COSEM能源测量系统传输协议，其中电能部分由IEC62056完成，非电量部分则由——第47部分：基于IP网络的DLMS/COSEM传输层。目的在于使用IP网络的DLMS/ V 1第47部分：基于IP网络的DLMS/COSEMGB/T2900.77—2008电工术语电工电子测量和仪器仪表第1部分：测量的通用术语电工电子测量和仪器仪表第2部分：电测量的通用术语GB/T2900.90—2012电工术语电工电子测量和仪器仪表第4部分：各类仪表的特殊术语GB/T17215.101—2010电测量抄表、费率和负荷控制的数据交换术语第1部分：与使用GB/T17215.697—2018电测量数据交换DLMS/COSEM组件第97部分：基于TCP-UDP/STD0006用户数据报协议(UserDatagra2std7.html获得)APDU:应用协议数据单元(ApplicationPrAE:应用实体(ApplicationEDHCP:动态主机配置协议(DynamicHostConfigurDLMS:设备语言报文规范(DeviceLanguageMessagecOSEM_on_IP:基于TCP-UDP/IP的COSEM通信配置(TheTCP-UDP/IPIDLE:集成开发和学习环境(IntegratedIP:互联网协议(InternetProtocoPDU:协议数据单元(ProtocolDaSNMP:简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol)SYN:同步序列编号(SynchronizeSequenceTCP:传输控制协议(TransmissionWPDU:封装协议数据单元(WrapperProtocol3DLMS/COSEM应用层在该集中使用时，可以当作一种互联网标准应用协议(如通用的HTTP,应用/数据模型如HTTP封装子层网络传输层(UDP或TCP)网络层(IP)会聚层/适配层数据链路层——dlms/cosem4059/TCPDLMS/COS——dlms/cosem4059/UDPDLMS/COSEM。IEC62056-5-3中规定的DLMS/COSEM应用层使用并提供OSI式服务，在UDP/TCP层与DLMS/COSEM应用层之间引入封装子层。因此，DLMS/COSEM传输层包括封装子层以及UDTCP传输层。封装子层是一个轻量级的，几乎无状态的实体。它的主要功能是使由DLMS/COSEMGB/T17215.697—2018中第6章的规定，DLMS/COSEM应用层只侦听一个TCP或UDP端口。4DLMSDLMS/COSEM传输层的结构以及在COSEM_on_IP中所处的位置如图2所示。COSEM应用进程TCP连接管理器DLMS/COSEM应用层服务DLMS/COSEM应用层DLMS/COSEM无连接传输服务DLMS/cOSEM基于TCP的传输层DLMS/COSEM封装互联网TCPIP和较低层IP和较低层基于UDP的传输层DLMS/COSEM应用层服务DLMS/COSEM应用层COSEM应用进程封装UDP-DATA和TCP-DATA服务的用户均是DLMS/COSEM的应用层。另一方面，TCP-CON-NECT和TCP-DISCONNECT服务的用户是TCP连接管理器进程。基于TCP的DLMS/COS输层还为用户即DLMS/COSEM的应用层提供了TCP-ABORT服务。无连接的DLMS/COSEM传输层是基于STD0006规定的用户数据报协议(UDP)。xDLMS数据传输服务就是第二种策略的一个很好例子。UDP的另一个优势是无连接，便于多播和UDP主要使用附加的标识能力(即UDP端口号)提供到IP层的向上接口。这使得位于同一物理5GB/T17215.647—2021/IECcOSEM客户机应用进程COSEM服务器应封装)6_IP_Address参数表示接收数据的设)应用UDP-DATA.indication原语由DLMS/COSEM基于UDP的传输层产生，它向用户DLMS/7GB/T17215.647—2021/IEC)Remote_IP_Address参数与对应正被确认的UDP-DATA.request服务的参数取值相同。Result参数值表示DLMS/COSEM基于UDP的传输层能否发送请求的UDP数据报(OK/NOK)。应用用户DLMS/COSEM应用层确认之前UDP-DATA.request服务的结果。它在本地产生，仅表示如图2所示，基于UDP的DLMS/COSEM传输层包括如STD0006规定的互联网标准UDP层和目的DLMS/COSEMAE,并通过标准UDP在OSI式UDP-DATA.xxx服务调用与SEND()和RE-WPDU由两部分构成：—封装头部分，包含封装协议控制信息；封装头有4个域，见图4。每个域是16位无符号长整型值。 目的wPort(DestinationwPort):DLMS/8数据(APDU)数据域在这个配置中，WPDU应在按STD0006规定的UDP数据报中传输。UDP报中应封装WPDU,如图5所示。如图5所示。UDP长度：2字节一根据UDP规范，使用实际数据填充源UDP端口与校验和域是可选的。这些域取0值(即所有比特位都是0)表示对于给定的UDP数据报域不可用保留的wPort号在表1中定义。9保留全站(广播)中没有DLMS/COSEMAE关联到这个wPort号),面向连接的DLMS/COSEM传输层是基于面向连接的互联网传输协议，称为传输控制协议-—数据传输阶段，为用户DLMS/COSEM应用层提供TCP-DATA服务； 的封装子层。除提供OSI式的服务和TCP函数调用之间的转换外，封装子层还提供附加的寻址和长基于TCP的面向连接的DLMS/COSEM传输层按照服务和协议来规定。OSI式的服务和TCP基于TCP的面向连接的DLMS/COSEM传输层在客户机和服务器端提供相同的服务集，如图6在这个通信配置中，在客户机和服务器端都提供了TCP连接管理服务的全套服务原语(TCP-CONNECT和TCP-DISCONNE注：应用连接由客户机应用实体建立。提供附加的COSEM-ABORT服务是为了向DLMS/COSEM应用层提示支持TCP的连接已中断如同DLMS/COSEM基于UDP的传输层，TCP-DATA.confirm服务原语也是可选的。但是，6.2.2TCP-CONNECT服务GB/T17215.647—2021/IEC)Local_TCP_Port、Remote_TCP_Port参数分别标识本地和远程TCP端口。Local_IP_Address、Remote_IP_Address参数表示请求TCP连接的物理设备的IP地址和被请求建立TCP连接的目标物理设备的IP地址。应用TCP-CONNECT.request原语由服务用户的TCP连接管理器进程调用，以建立与对等的基于功能)Local_TCP_Port、Remote_TCP_Port参数表示请求建立TCP连接的两个TCP端口。Local_IP_应用功能Remote_IP_Address参数表示参与TCP连接的两个物理设备的IP地址。应用TCP连接管理器进程调用TCP-CONNECT.response原语，向功能)Remote_IP_Address参数表示参与TCP连接的两个物理设备的IP地址。应用功能)的IP地址和TCP端口。应用)Local_TCP_Port、Remote_TCP_Port、Local_IP_Address和Remote_IP_Address参数标识对等设Reason参数表示服务被调用是因为对等设备请求TCP断开(Reason==REMOTE_REQ),或是应用)Local_TCP_Port和Remote_TCP_Port参数标识需要断开TCP连接的两个TCP端口。Local_IP_Address和Remote_IP_Address参数表示参与即将断开的TCP连接的两台物理设备的IP地址。Result参数表示用户TCP连接管理器进程已经接受断开TCP连接，该参数的值始终是SUC-应用相应的TCP-DISCONNECT.indication服务表示远程发起的断开请求(Reason==REMOTE_REQ)TCP-DISCONN)然而，当是本地确认时，Result参数值也可以显示为FAILURE。在这种情况下，Reason_of_应用功能原语应提供以下参数)GB/T17215.647—2021/IECLocal_TCP_Port、Remote_TCP_Port参数应用cOSEM-ABORT.indication服务原语提示DLMS/COSEM应用进程。按IEC62056-5-3:2013中6.46.2.5TCP-DATA服务)Local_wPort、Local_TCP_Port和Local_IP_Address参数表示请求发送Data的设备或DLMS/COSEM应用实体的封装端口号、TCP端口号和IP地址。Remote_wPort、Remote_TCP_Port和和IP地址。Data_Length参数是以字节为单位的Data的长度。应用TCP-DATA.request原语可被客户机或服务器DLMS/COSEM应用层调用，以请求发送一个功能)Local_wPort、Local_TCP_Port和Local_IP_Address参数表示接收Data的设备或DLMS/已从远方设备接收一个xDLMSAPDU。基于TCP的DLMS/COSEM)Result参数的值表示之前TCP-DATA.request服务的结果。其值是OK或者NOK,但其含义依WPDU的一部分，如图7所示。在TCP包中只有WPDU的一部分的原因是前文提及的TCP“流”04保留TCP选项数据(WPDU的一部分)…数据(WPDU的一部分)TCP端口对应Remote_TCP_Port服务参数)表1规定了保留的wPort号。调用TCP-CONNECT.request服图8所示。TCP封装被动开启TCP连接没有建立主动开启TCP-CONNECT.cnfTCP连接建立TCP封装子层管理器TCP连接管理器传输层传输层TCP层关于TCP连接建立详见A.1。TCP-TCP-dTCP连接释放封装子层传输层客户机或服务器端TCP连接管理器进程任一方都能调用TCP-DISCONNECT.request原语来发起这个过程。封装子层将该请求转换为给TCP接口的CLOSDISCONNECT.confirm原语告知连接管理进程连接断开请求已被接受。对等方类似，借助于COSEM-ABORT.indication原语向DLMS/COSEM应用层指示TCP连接断开。用层提示支持的TCP连接已经中断或断开。指明这仅仅是提供给DLMS/COSEM应用层的TCP连该服务的目的是告知DLMS/COSEM应用层TCP连接中断，以便D在STD0007中规定)可靠性机制。基于TCP的DLMS/COSEM传输层仅提供数据传输服务(TCP-DATA服务),如图10所示。DLMS/COSEM传输层DLMSICOSEM传输层TCP-DATAind(信息)TCP-DATAreg(信息)图10基于TCP的DLMS/COSEM传输层的数据传输如图10所示，消息(一个WPDU)可以在一个以上的TCP包中传输(发送/接收)。这是因为TCPWPDU被发送。接收方封装子层连续接收传入的TCP包直到接收到一个完整的WPDU。更多详情见A.4。封装子层通常处于TCP连接状态下的IDLE子状态，当TCP-DATA.request或接收TCP包时将无TCP连接发送/接收GB/T17215.647—2021/IEC620(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STD0007规定，调用OPEN函数建立TCP连接。该函数能以主动或被动的方式调用。根据TCP连接状态图(见图A.1),被动OPEN让调用设备进入LISTEN状态，等待来自任何远程TCP和端口的连接请求。任意操作/复位被动OPEN/超时/复位在2个段生存期后超时图A.1TCP连接状态图一个主动OPEN调用使TCP与远程TCP建立连接。采用所谓的“三次握手”过程建立TCP连接。一方TCP调用主动OPEN发起，另一方TCP响应，该响应方已经调用被动OPEN并因此进入LISTEN状态。消息序列以及相应消息交换的状态转换(“三次握手”过程)如图A.2所示。GB/T17215.647—2021/IE协议层①②SENT状态WAIT-2在2个段生存期后超时没有建立TCP连接(TCP都处于CLOSED状态)超时/复位TCP用户协议层被动开启主动开启TCP层②②①开始③Φ图A.2建立传输层和TCP连接的MSC和状态转换这个过程包含三种消息，建立TCP连接，“同步”了双方初始序列号。谨慎设计的这种机制保证了双方已做好传输数据的准备，并知道对方也做好了传输准备。注意，如果双方TCP同时发起连接，该过程也能处理。A.2传输层和TCP连接关闭通常，当不再有数据需要发送时，调用CLOSE函数关闭TCP连接。TCP-DISCONNECT.request服务原语被TCP连接管理器进程调用，则封装子层调用TCP子层的然而，由于TCP连接是全双工，另一方可以还有数据要传送。因此，调用CLOSE函数后，基于TCP的传输层可以继续接收数据，并将它传给DLMS/COSEM应用层，直到被告知另一方也CLOSED。此时，封装子层产生COSEM-ABORT.indication原语，所有应用关联释放。TCP连接成功释放的消息序列图和状态转换图，如图A.3所示。①①在2个段生存期后超时超时/复位开始③①③WAIT状态TCP为TCP为TCP用户协议层协议层信号接收到fn①①①①①注：对DLMS/COSEM传输层而言，TCP用户协议层是封装子层。层N=send(WH+Data,1000)N=476N=send(rem_Data,524)N=302N=send(rem_Data,222)N=222GB/T17215.647—2021/接下来的例子说明封装子层如何完成这项任务。假设，应用层实体想通过基于TCP的DLMS/COSEM传输层发送一个包含992字节的APDU。它将以APDU作为DATA服务参数调用TCP-DATA.request服务，如图A.51000字节：8字节的封装