基于VNC服務(wù)的變電站Linux系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)的應(yīng)用

劉毅 梁煒恒 邱志釗

摘 要：隨著變電站監(jiān)控后臺(tái)功能應(yīng)用越來越廣泛，變電站監(jiān)控后臺(tái)管控手段需要進(jìn)一步升級(jí)?，F(xiàn)階段變電所管理的變電站分布廣、路途遠(yuǎn)，部分自動(dòng)化工作雖然簡(jiǎn)單，但仍需自動(dòng)化人員進(jìn)站完成，自動(dòng)化運(yùn)維人員在變電站間疲于奔命。針對(duì)這一問題，為實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)控后臺(tái)智能化管控，提出了通過VNC服務(wù)實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)控后臺(tái)遠(yuǎn)程維護(hù)的功能，由于目前監(jiān)控后臺(tái)大部分使用Linux系統(tǒng)，并且未來幾年會(huì)逐步完成Linux系統(tǒng)改造，因此特別針對(duì)Linux系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)功能進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：Linux系統(tǒng);變電站監(jiān)控后臺(tái);遠(yuǎn)程維護(hù)

0 引言

長(zhǎng)期以來，自動(dòng)化專業(yè)一些比較簡(jiǎn)單的修改后臺(tái)參數(shù)工作占用了專業(yè)人員一定的工作時(shí)間，假如有辦法可以使工作在同一地點(diǎn)完成，將會(huì)大大提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間。鑒于此，根據(jù)佛山供電局提出的“能遠(yuǎn)程不就地”原則，通過運(yùn)用遠(yuǎn)程技術(shù)，來解決這種工作效率低的問題。

Linux系統(tǒng)[1-2]不僅性能穩(wěn)定，而且是開源的，可以輕松使用開源軟件及指令控制，配置簡(jiǎn)單，容易通過多種途徑實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能。

Linux有許多發(fā)行版本，主流的Linux發(fā)行版有Ubuntu（烏班圖）、DebianGNU/Linux、Red Hat等10多種，國(guó)內(nèi)的主流版本有大陸發(fā)行版，也有中標(biāo)麒麟Linux（原中標(biāo)普華Linux）、共創(chuàng)Linux、凝思Linux等20多種。面對(duì)各種各樣的Linux版本監(jiān)控后臺(tái)，選擇合適的遠(yuǎn)程登錄方式十分必要。VNC（Virtual Network Console）虛擬網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)是用于遠(yuǎn)程登錄主機(jī)的服務(wù)，通過VNC可實(shí)現(xiàn)Linux后臺(tái)的遠(yuǎn)程登錄。

1 遠(yuǎn)程維護(hù)平臺(tái)的構(gòu)建

遠(yuǎn)程維護(hù)平臺(tái)分為主站端（控制端）與廠站端（被控制端），主站端設(shè)置一個(gè)服務(wù)器主機(jī)，在主機(jī)上使遠(yuǎn)程桌面連接或VNC Viewer軟件通過加密的網(wǎng)絡(luò)控制廠站端的監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)，考慮到廠站端監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)網(wǎng)口不一定足夠，統(tǒng)一添加串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口卡以便網(wǎng)絡(luò)口連接使用。遠(yuǎn)程維護(hù)連接圖如圖1所示。

2 VNC服務(wù)

2.1 ? ?VNC組成和原理

VNC[3]由兩部分組成：一部分是客戶端的應(yīng)用程序（VNC Viewer），另一部分是服務(wù)器端的應(yīng)用程序（VNC Server）。VNC把被控制端的屏幕做成圖像，經(jīng)過壓縮后傳送到控制端，控制端的控制信息傳送到被控制端之后進(jìn)入消息隊(duì)列。VNC客戶端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)傳輸使用兩種協(xié)議：（1）RFB協(xié)議（Remote Frame Buffer）。一種用于遠(yuǎn)程訪問圖形用戶界面的簡(jiǎn)單協(xié)議，在遠(yuǎn)程維護(hù)主機(jī)上運(yùn)行一個(gè)服務(wù)器，讓變電站端主機(jī)和主站端主機(jī)的界面都在遠(yuǎn)程維護(hù)主機(jī)跑，然后通過RFB協(xié)議用自己的客戶端顯示到本地。（2）X協(xié)議。Linux的圖形化界面，底層都是基于X協(xié)議，X視窗系統(tǒng)提供了一個(gè)公開協(xié)議，由其客戶程序可以查詢和更新X服務(wù)器上的信息，X協(xié)議允許網(wǎng)絡(luò)中不同計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程在其他網(wǎng)絡(luò)顯示器上顯示內(nèi)容。VNC通信相關(guān)協(xié)議如圖2所示。

VNC服務(wù)的通信流程如圖3所示。

通過服務(wù)器端和客戶端的交互，實(shí)現(xiàn)通信連接，并對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行控制。

2.2 ? ?VNC服務(wù)的端口機(jī)制

開啟VNC服務(wù)之后，基礎(chǔ)端口打開，若輸入vncserver1，則開放基礎(chǔ)端口+1的端口;輸入vncserver2，則基礎(chǔ)端口+2的端口打開，vncserver3、vncserver4等依次類推，但基礎(chǔ)端口即基礎(chǔ)端口+0之外，使用其他端口遠(yuǎn)程登錄均不能與運(yùn)維人員使用的當(dāng)前界面同步。

當(dāng)開啟端口后，可用netstat指令對(duì)開放監(jiān)聽的端口進(jìn)行查看，可看到VNC服務(wù)和端口已經(jīng)開放監(jiān)聽，等待對(duì)側(cè)TCP發(fā)起遠(yuǎn)程連接。

3 VNC服務(wù)器端工具的使用

目前變電站監(jiān)控后臺(tái)CentOS 6.x版的Linux系統(tǒng)有自帶的一個(gè)遠(yuǎn)程桌面服務(wù)——vino-server服務(wù)，可通過可視化界面配置參數(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)。部分站點(diǎn)Linux系統(tǒng)自帶tigervnc-server服務(wù)及相關(guān)指令，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺(tái)控制。

3.1 ? ?vino-server配置與原理

vino-server是Linux系統(tǒng)集成的一個(gè)自帶的遠(yuǎn)程維護(hù)可視化界面進(jìn)程。在菜單條可開啟vino-server，打開允許別人查看自己的桌面，默認(rèn)監(jiān)聽TCP基礎(chǔ)端口，端口可進(jìn)行修改，但非基礎(chǔ)端口不能同步現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)畫面，可以對(duì)遠(yuǎn)程登錄的密碼進(jìn)行修改。vino-server也可以設(shè)置授權(quán)允許登錄參數(shù)，須本機(jī)授權(quán)通過才可以進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄，對(duì)遠(yuǎn)程維護(hù)多了一層防護(hù)保障。vino-server設(shè)置界面如圖4所示。

3.2 ? ?tigervnc-server配置與原理

部分站點(diǎn)Linux系統(tǒng)自帶tigervnc-server服務(wù)，也可對(duì)tigervnc-server進(jìn)行下載之后安裝使用。在終端可以執(zhí)行vncserver命令開啟VNC，第一次執(zhí)行會(huì)要求設(shè)置密碼，可使用vncpasswd設(shè)置遠(yuǎn)程登錄密碼。同樣地，vncserver命令默認(rèn)從基礎(chǔ)端口+1開始，vncserver1是開啟基礎(chǔ)端口+1端口，vncserver2是開啟基礎(chǔ)端口+2端口，非基礎(chǔ)端口雖然能遠(yuǎn)程登錄，但不能和現(xiàn)場(chǎng)登錄界面同步。vncserver0是不起作用的，因此需要使用x0vncserver命令打開基礎(chǔ)端口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄并同步現(xiàn)場(chǎng)登錄畫面。

x0vncserver也是tigervnc-server服務(wù)命令之一，指令默認(rèn)是需要設(shè)置密碼的;若不需要密碼，可以指定參數(shù)為securitytypes=none;若需要進(jìn)行帶密碼遠(yuǎn)程登錄，必須在x0vncserver后面加上PasswordFile參數(shù)，PasswordFile參數(shù)是指定存放密碼文件的路徑，同時(shí)需要vncpasswd設(shè)置遠(yuǎn)程登錄密碼。

4 廠站端的安全管理

廠站端可以使用以下方式進(jìn)行安全管理[4]：（1）通過主站端與子站端中間通道設(shè)置加解密方式，防止外部人員竊聽盜取數(shù)據(jù);（2）加解密通道中限制訪問端口;（3）廠站端主機(jī)設(shè)置防火墻，對(duì)外部訪問進(jìn)行白名單式限制，同時(shí)對(duì)主機(jī)開放的基礎(chǔ)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

5 遠(yuǎn)程功能的測(cè)試

在主站端可以使用VNC Viewer等軟件進(jìn)行站點(diǎn)統(tǒng)一管理，所有站點(diǎn)存放在同一個(gè)軟件中，每測(cè)試完一個(gè)站點(diǎn)，在軟件中添加一個(gè)站點(diǎn)模塊。目前，在佛山供電局變電管理一所已經(jīng)進(jìn)行了接近20個(gè)變電站的遠(yuǎn)程維護(hù)功能測(cè)試，均能遠(yuǎn)程測(cè)試成功。

6 結(jié)論

（1）實(shí)現(xiàn)Linux系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)，可解決現(xiàn)有變電站監(jiān)控后臺(tái)運(yùn)維效率低的問題，也提高了工作質(zhì)量。

（2）基于VNC的特性，實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)功能，也為后續(xù)的變電站監(jiān)控后臺(tái)遠(yuǎn)程功能擴(kuò)展提供了一個(gè)非常有利的平臺(tái)。

（3）佛山供電局變電站Linux系統(tǒng)監(jiān)控后臺(tái)的遠(yuǎn)程維護(hù)功能在南方電網(wǎng)的應(yīng)用中處于比較先進(jìn)的位置，對(duì)其他單位具有參考作用。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 李書國(guó).Linux操作系統(tǒng)課程教與學(xué)的方法探討[J].電子制作，2015（12）：177.

[3] 楊云，唐柱斌.Linux操作系統(tǒng)及應(yīng)用[M].4版.大連：大連理工大學(xué)出版社，2017.

[4] 劉海燕，荊濤.Linux系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)教程[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020.

收稿日期：2021-09-13

作者簡(jiǎn)介：劉毅（1978—），男，廣東臺(tái)山人，高級(jí)工程師，主要從事變電站自動(dòng)化運(yùn)行管理及相關(guān)研究工作。