报文过滤方法及所适用的FPGA、智能变电站技术

本发明专利技术提供一种报文过滤方法及所适用的FPGA、智能变电站。根据所述方法，所述FPGA按照预设在智能变电站中传播报文的方式，将从以太网物理层标准化接口直接获取的各报文进行过滤；按照所述智能变电站所传播的各报文类型，将过滤后的报文进行分类暂存；将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文。本发明专利技术有效提高了智能变电站的报文过滤速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能变电站组网领域，尤其涉及一种报文过滤方法及所适用的FPGA、智能变电站。
技术介绍
当前智能变电站的过程层网络大多采用以太网进行SV和G00SE报文的数据交换。而由于各种原因导致的以太网网络风暴则必然会对有效报文的传输带来不可预期的影响。以太网网络风暴的特征是网络中出现了大量重复的报文。这些重复的报文不仅会挤占有效网络带宽，也会使接收设备的处理器负载加重，严重的会导致设备无法正常工作。但由于智能变电站组网在其领域中的特殊性，设备需要在以太网网络风暴的情况下依然能够快速的处理未被网络风暴影响的SV和G00SE报文。因此，目前在该类组网中防止以太网网络风暴主要依靠两种手段:第一种是通过交换设备进行预防，如支持STP生成树协议、设置业务优先级、划分VLAN等，但这些方法仅能降低网络风暴扩散的概率，并不能从根本上抑制网络风暴的影响。第二种方法就是智能变电站对网络风暴通过软件进行识别过滤。当网络风暴发生时，大量的风暴报文积压在报文缓冲区，甚至导致缓冲区的报文溢出。这极大的耗费了 CPU资源，进而影响整个设备的性能。因此需要对现有方案进行改进。
技术实现思路
本专利技术提供一种报文过滤方法及所适用的FPGA、智能变电站，用于解决现有技术中无法有效、快速过滤智能变电站组网中的报文的问题。基于上述目的，本专利技术提供一种报文过滤方法，用于智能变电站，包括:按照预设在智能变电站中传播报文的方式，将从以太网物理层标准化接口直接获取的各报文进行过滤；按照所述智能变电站所传播的各报文类型，将过滤后的报文进行分类暂存；将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文。优选地，所述按照预设在智能变电站中传播报文的方式，将所接收的各报文进行过滤的方式包括以下至少一种:按照预设在智能变电站中传播报文的报文类型和/或组播地址列表，将所接收的各报文进行过滤；将所接收的报文中的部分信息进行校验，并按照校验结果将所接收的各报文进行过滤。优选地，在按照所述智能变电站所传播的各报文类型，将过滤后的报文进行分类暂存的步骤之后，还包括以下至少一种:按照报文类型提取过滤后的预设数量和/或预设时长内的各报文中的校验信息，并将所提取的各校验信息之间进行比较，将校验信息一致的、在后接收到的报文予以丢弃；按照报文类型将过滤后报文中的APDU信息与相应预设的验证信息进行验证计算，并将验证结果与预设的验证结果进行比对，将比对结果不一致的报文予以丢弃。优选地，若所述特征信息包括报文中的SmpCnt信息；对应的，所述将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文的方式包括:判断各类中的预设数量和/或预设时长内的两两报文的预设字段中是否包含相同的特征信息；若是，丢弃包含相同特征信息的报文，并锁定相同的特征信息；若否，将已接收的至少一个报文予以输出，并重新判断暂存的各类中预设数量和/或预设时长内各报文中两两特征信息是否包含相同的特征信息。优选地，若所述特征信息包括报文中的STNum信息和SQNum信息；对应的，所述将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文中预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文的方式包括:判断预设数量和/或预设时长内各类依次接收的报文中STNum和SQNum字段中的特征信息的变化规律，是否符合预设的特征信息变化规律的多种组合中的至少一种；若是，锁定所符合的特征信息变化规律的组合，并将此后预设时间间隔内的符合所述组合的同类报文予以丢弃；若否，将已接收的至少一个报文予以输出，重新判断暂存的预设数量和/或预设时长内的各报文中各特征信息的变化规律。优选地，锁定所符合各特征信息变化规律的组合的步骤之后，还包括:若此后预设时长内未收到符合所述组合的同类报文，则解除所述组合，并重新判断暂存的预设数量和/或预设时长内的各报文中各特征信息的变化规律。基于上述目的，本专利技术还提供一种用于报文过滤的FPGA，包括:与以太网理层标准化接口连接的第一过滤模块，用于按照预设在智能变电站中传播报文的方式，将从所述以太网物理层标准化接口直接获取的各报文进行过滤；与所述第一过滤模块相连的分类模块，用于按照所述智能变电站所传播的各报文类型，将过滤后的报文进行分类暂存；与所述分类模块相连的第二过滤模块，用于将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文。优选地，所述第一过滤模块用于按照预设在智能变电站中传播报文的报文类型和/或组播地址列表，将所接收的各报文进行过滤；和/或用于将所接收的报文中的部分信息进行校验，并按照校验结果将所接收的各报文进行过滤。优选地，还包括:第三过滤模块，用于按照报文类型提取过滤后的预设数量和/或预设时长内的各报文中的校验信息，并将所提取的各校验信息之间进行比较，将校验信息一致的、在后接收到的报文予以丢弃；和/或，第四过滤模块，用于按照报文类型将过滤后报文中的APDU信息与相应预设的验证信息进行验证计算，并将验证结果与预设的验证结果进行比对，将比对结果不一致的报文予以丢弃。优选地，若所述特征信息包括报文中的SmpCnt信息；所述第二过滤模块用于判断各类中的预设数量和/或预设时长内的两两报文预设字段中是否包含相同的特征信息，若是，丢弃包含相同特征信息的报文，并锁定相同的特征信息，若否，将已接收的至少一个报文予以输出，并重新判断暂存的各类中预设数量和/或预设时长内各报文中两两特征信息是否包含相同的特征信息。优选地，若所述特征信息包括报文中的STNum信息和SQNum信息，所述第二过滤模块用于判断预设数量和/或预设时长内各类依次接收的报文STNum和SQNum字段中的特征信息的变化规律，是否符合预设的各特征信息变化规律的多种组合中的至少一种，若是，锁定所符合的特征信息变化规律的组合，并将此后预设时间间隔内的符合所述组合的同类报文予以丢弃，若否，将已接收的至少一个报文予以输出，重新判断暂存的预设数量和/或预设时长内的各报文中各特征信息的变化规律。优选地，所述第二过滤模块还用于若在锁定所符合各特征信息变化规律的组合之后的预设时长内未收到符合所述组合的同类报文，则解除所述组合，并重新判断暂存的预设数量和/或预设时长内的各报文中各特征信息的变化规律。基于上述目的，本专利技术还提供一种智能变电站，包括:如上任一所述的FPGA。如上所述，本专利技术的报文过滤方法及所适用的FPGA、智能变电站，具有以下有益效果:通过分析报文协议中预设字段的变化规律来过滤智能变电站组网中的风暴报文，同时，由于利用FPGA直接读取以太网物理接口的物理数据，不仅免去了在智能变电站中配置MAC收发器，还利用硬件多处理能力能够快速对所接收的报文进行过滤处理；另外，按照报文过滤从易到难的级联方式进行过滤，能够减少报文积压，有效减少FPGA的处理压力。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种报文过滤方法，用于FPGA，其特征在于，包括：按照预设在智能变电站中传播报文的方式，将从以太网物理层标准化接口直接获取的各报文进行过滤；按照所述智能变电站所传播的各报文类型，将过滤后的报文进行分类暂存；将每一类预设数量和/或每一类预设时长内的各报文预设字段中的特征信息的变化规律、与相应报文类型中预设的特征信息变化规律相匹配，根据匹配结果过滤报文。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟，徐广辉，徐柳茂，杨子雷，苏东平，张利峰，王凯，
申请(专利权)人：上海思源弘瑞自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31