DNP3

DNP3 (англ. Distributed Network Protocol) — это протокол передачи данных, используемый для связи между компонентами АСУ ТП. Был разработан для удобного взаимодействия между различными типами устройств и систем управления. Может применяться на различных уровнях АСУ ТП.

Существует расширение Secure Authentication для DNP3 для безопасной аутентификации.

Введение

DNP3 базируется на трех уровнях сетевой модели OSI: прикладном (оперирует объектами основных типов данных), канальном (предоставляет несколько способов извлечения данных) и физическом (в большинстве случаев используются интерфейсы RS-232 и RS-485).

Каждое устройство имеет свой уникальный адрес для данной сети, представленный в виде целого числа от 1 до 65520.

Основные термины:

• Outstation — ведомое устройство.
• Master — ведущее устройство.
• Frame (фрэйм) — пакеты, передаваемые и принимаемые на канальном уровне. Максимальный размер пакета 292 байта.
• Static data (постоянные данные) — данные, ассоциированные с каким-либо реальным значением (например, дискретным или аналоговым сигналом)
• Event data (событийные данные) — данные, ассоциированные с каким-либо значимым событием (например, изменения состояния, достижение значением пороговой отметки). Предоставляется возможность присоединения временной метки.
• Variation (вариация) — определяет как интерпретируется значение, характеризуется целым числом.
• Group (группа) — определяет тип значения, характеризуется целым числом (например, постоянное аналоговое значение относится к группе 30, а событийное аналоговое значение к группе 32). Для каждой группы назначен набор вариаций, с помощью которых интерпретируются значения этой группы.
• Object (объект) — данные фрэйма, ассоциированные с каким-то конкретным значением. Формат объекта зависит от группы и вариации.

Список вариаций:

Вариации для постоянных данных

№	Значение
1	32-битное целое с флагами
2	16-битное целое с флагами
3	32-битное целое
4	16-битное целое
5	32-битное с плавающей точкой с флагами
6	64-битное с плавающей точкой с флагами

Вариации для событийных данных

№	Значение
1	32-битное целое с флагами
2	16-битное целое с флагами
3	32-битное целое с флагами и меткой времени
4	16-битное целое с флагами и меткой времени
5	32-битное с плавающей точкой с флагами
6	64-битное с плавающей точкой с флагами
7	32-битное с плавающей точкой с флагами и меткой времени
8	64-битное с плавающей точкой с флагами и меткой времени

Флаги подразумевают под собой наличие специального байта со следующими информационными битами: источник данных on-line, источник данных был перезагружен, соединение с источником потеряно, запись значения форсирована, значение вне допустимых границ.

Фрэйм

Заголовок	Данные
10 B	до 282 B

Заголовок фрэйма

Синхронизация	Длина	Контроль соединения	Адрес назначения	Исходный адрес	CRC
2 B	1 B	1 B	2 B	2 B	2 B

• Синхронизация — 2 байта синхронизации, позволяющие получателю идентифицировать начало фрэйма.
• Длина — количество байт в оставшейся части пакета без учета октетов CRC.
• Контроль соединения — байт для координирования приема/передачи фрэйма.
• Адрес назначения — адрес устройства, которому назначается передача.
• Исходный адрес — адрес устройства, осуществляющего передачу.
• CRC — CRC для байт заголовка

Раздел данных DNP3 фрэйма содержит (помимо самих данных) по 2 байта CRC для каждых 16 байт передаваемой информации. Максимальное количество байт данных (не включая CRC) для одного фрэйма — 250.

Стандартизация

23 июля 2010 года стандартизирован институтом IEEE, как IEEE Std 1815—2010

Реализации

• DNP3 protocol C++ library — открытая (MIT) реализация на C++ от Turner Tech
• Open source Distributed Network Protocol — открытая (Apache) реализация на C++ от Green Energy Corp
• DNP3 Outstation/Server Simulator 
• DNP3 Windows Software Development Kit (SDK) 
• DNP3 Linux Software Development Kit (SDK) 
• DNP3 Outstation & Master Simulator, Driver, Source Code Library 

Ссылки

• DNP Users Group — группа пользователей DNP3, членство платное
• A DNP3 Protocol Primer — Базовый технический обзор протокола