CN105743702B - 一种goose报文的订阅识别方法 - Google Patents
一种goose报文的订阅识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105743702B CN105743702B CN201610126083.8A CN201610126083A CN105743702B CN 105743702 B CN105743702 B CN 105743702B CN 201610126083 A CN201610126083 A CN 201610126083A CN 105743702 B CN105743702 B CN 105743702B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- goose message
- message
- goose
- fpga
- subscription
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 241000272814 Anser sp. Species 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明涉及一种GOOSE报文的订阅识别方法，采用FPGA+PHY的硬件架构实现订阅GOOSE报文的识别，包括如下步骤：步骤1：将GOOSE报文的相关配置下载到FPGA中；步骤2：将接受到的报文的类型码和MAC地址特征，与已经下载到FPGA中的配置相比较，识别出GOOSE报文；步骤3：对步骤2中识别出来的GOOSE报文进一步做校验处理，以检出已识别GOOSE报文中的非订阅报文，并对其做丢弃处理。本发明提供的GOOSE报文订阅识别的硬件实现方法，完全靠硬件电路的重构来执行所需功能，并行分析处理数据，实现MAC功能，在MAC层将GOOSE报文过滤出来；进一步的采用CRC特征字的方法，将这些字符串转化成为单字节，不但节省了储存空间，优化了逻辑时序，提高了实时性，而且使GOOSE报文的识别效率也得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站领域，具体涉及一种GOOSE报文订阅识别的硬件实现方法。
背景技术
随着智能变电站的发展，以及以太网技术在工业领域应用的日益广泛，网络数据通信成为工业数据交互的主要方式。GOOSE通信服务基于以太网，应用于智能变电站中间隔层装置与过程层装置之间，主要负责两者之间传输控制命令和状态信息；GOOSE报文格式采用ASN.1/BER编码，不经TCP/IP协议，直接映射到以太网链路层，保证报文传输、处理的快速性。
基于以上GOOSE通讯服务的特点，以及它在整个智能变电站的关键作用，GOOSE通讯网口的可靠性和实时性就显得的极为重要。
在交换机组网模式下，无论是在正常工况下，还是网络风暴的恶劣状况下，GOOSE通讯口都必须能够在各种背景和非背景流量报文中识别出订阅的GOOSE报文，快速作出响应，以保证装置乃至整个变电站的安全稳定运行。
现有的主流以太网芯片虽可协助数据通信，但无法过滤业务数据，也就无法定性处理GOOSE报文，当交换机网络出现网络风暴，所有网络报文都会涌入处理器芯片，造成处理器芯片的过负荷而无法正常处理订阅的GOOSE报文，因此需要在MAC层将GOOSE报文过滤出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种GOOSE报文订阅识别的硬件实现方法，用以解决现有以太网芯片无法过滤业务数据从而定性处理GOOSE报文的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种GOOSE报文的订阅识别方法，采用FPGA+PHY的硬件架构实现订阅GOOSE报文的识别，具体包括如下步骤：
步骤1：将GOOSE报文的相关配置下载到FPGA中；
步骤2：将接收到的报文的类型码和MAC地址特征，与已经下载到FPGA中的配置相比较，识别出GOOSE报文；
步骤3：对步骤2中识别出来的GOOSE报文进一步做校验处理，以检出已识别GOOSE报文中的非订阅报文，并对其做丢弃处理。
进一步的，步骤1中报文的相关配置是指GOOSE报文结构中的类型码、目标MAC、APPID、GocbRef、DataSet和GOID。
进一步的，步骤2中的GOOSE报文是指MAC地址范围为01-0C-CD-01-00-00至01-0C-CD-01-01-FF并且类型码为0x88B8的报文。
进一步的，步骤3中的校验处理是指CRC循环冗余校验，其校验码采用的是CRC-8码标准。
进一步的，步骤3中的非订阅报文，是指GocbRef、DataSet与GOID参数的CRC校验字中至少有一项与已经下载到FPGA中的GOOSE报文的相关配置不一致的报文。
本发明提供的GOOSE报文订阅识别的硬件实现方法，完全靠硬件电路的重构来执行所需功能，并行分析处理数据，实现MAC功能，在MAC层将GOOSE报文过滤出来；进一步的采用CRC特征字的方法，将这些字符串转化成为单字节，不但节省了储存空间，优化了逻辑时序，提高了实时性，而且使GOOSE报文的识别效率也得到提升。
附图说明
图1是以太网接收逻辑流程图；
图2是订阅GOOSE的判断逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明提供的一种GOOSE报文的订阅识别方法，采用FPGA+PHY的硬件架构实现订阅GOOSE报文的识别，利用FPGA的可重构和高实时性，在FPGA内部实现对GOOSE报文的接收和解析。所谓FPGA+PHY的硬件架构是指，利用FPGA接收GOOSE报文，然后通过PHY芯片实现光以太网传输。利用FPGA可并行处理数据的优势，从PHY接收以太网报文的同时，对该报文进行解析，若为GOOSE报文，则对解析得到的GocbRef、DataSet、GOID参数进行CRC查表法校验，并根据实时校验得到的特征字与配置相校对，检验是否为订阅GOOSE报文。具体包括如下步骤：
步骤1：将GOOSE报文的相关配置下载到FPGA中；
步骤2：将接收到的报文的类型码和MAC地址特征，与已经下载到FPGA中的配置相比较，识别出GOOSE报文；
步骤3：对步骤2中识别出来的GOOSE报文进一步做校验处理，以检出已识别GOOSE报文中的非订阅报文，并对其做丢弃处理。
下面对上述步骤做出详细解释与说明：首先是在接收开始时对变量进行初始化设置，即将GOOSE报文的相关配置下载到FPGA中，这些相关配置包括GOOSE报文结构中的类型码、目标MAC、APPID、GocbRef、DataSet、GOID，用以在接收到报文后将接收到的报文与这些相关配置相匹配，从而初步检索出订阅报文。
当有数据(报文帧)发送过来时，启动GOOSE判别进程：检测接收到报文的目的MAC地址，看其前四个字节是否为01-0C-CD-01，如果不是则将订阅GOOSE标志位置0并且判别进程结束；如果是则做出进一步检测看该帧数据的以太网类型码是否是0x88b8，以此来进一步判别该帧是否是GOOSE报文格式帧，如果两个条件都满足则将该报文格式帧判别为GOOSE报文，并对其进一步的进行CRC特征字的方法进行校验，以提高GOOSE报文的识别效率，否则即将该报文格式帧的订阅标志位置0并丢弃。
GOOSE的APDU结构里的成员包括GocbRef、DataSet、GOID等，他们每一个参数结构都采用ASN.1编码规范，即在TAG后，会紧跟着一个Length表示随后的Value的长度，具体的如表1所示。
表1
在判断到每个参数的TAG后，通过Length获得后续报文中需要带入CRC校验计算的字节范围。最后，根据计算得到的CRC特征字，与预先的配置相校对，如果二者全部一致则该帧报文为订阅GOOSE报文，如有任意一项不匹配则该帧报文为非订阅报文。具体的，判别流程如下：
对接收到的GOOSE报文进行初步处理，获得GocbRef的参数位置，并计算GocbRef的CRC特征字，将计算好的特征字与已下载的相关配置相比较，看是否完全一致，如果一致则进行下一步的校验检测，不一致则直接将订阅标志位置0并将该帧报文丢弃；如此依次计算出参数DataSet、GOID的CRC特征字并将他们与已下载的相关配置相比对，看是否完全一致，如果三个参数均完全一致，则该帧为符合要求的GOOSE报文帧，将订阅GOOSE标志位置1；如果有一项不符合，则将该报文帧的订阅GOOSE标志位置0，并将该报文帧丢弃。直到将所采集的报文帧全部校验完毕。
如此，则可快速有效的将GOOSE报文帧识别出来，完成对GOOSE报文的识别订阅。
以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种GOOSE报文的订阅识别方法，其特征在于，采用FPGA+PHY的硬件架构实现订阅GOOSE报文的识别，具体包括如下步骤：
步骤1：将GOOSE报文的相关配置下载到FPGA中；
步骤2：将接收到的报文的类型码和MAC地址特征，与已经下载到FPGA中的配置相比较，识别出GOOSE报文；
步骤3：对步骤2中识别出来的GOOSE报文进一步做校验处理，以检出已识别GOOSE报文中的非订阅报文，并对其做丢弃处理；
所述步骤3中的校验处理是指CRC循环冗余校验。
2.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文的订阅识别方法，其特征在于，所述步骤1中报文的相关配置是指GOOSE报文结构中的类型码、目标MAC、APPID、GocbRef、DataSet和GOID。
3.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文的订阅识别方法，其特征在于，所述步骤2中的GOOSE报文是指MAC地址范围为01-0C-CD-01-00-00至01-0C-CD-01-01-FF并且类型码为0x88B8的报文。
4.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文的订阅识别方法，其特征在于，所述CRC循环冗余校验其校验码采用的是CRC-8码标准。
5.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文的订阅识别方法，其特征在于，所述步骤3中的非订阅报文，是指GocbRef、DataSet与GOID参数的CRC校验字中至少有一项与已经下载到FPGA中的GOOSE报文的相关配置不一致的报文。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610126083.8A CN105743702B (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种goose报文的订阅识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610126083.8A CN105743702B (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种goose报文的订阅识别方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105743702A CN105743702A (zh) | 2016-07-06 |
| CN105743702B true CN105743702B (zh) | 2019-04-12 |
Family
ID=56249160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610126083.8A Expired - Fee Related CN105743702B (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种goose报文的订阅识别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105743702B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106571979A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-19 | 许昌许继软件技术有限公司 | 一种智能变电站过程层交换机链路检测方法及交换机 |
| CN109005082A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-12-14 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种利用crc校验字段捕获以太网报文的方法及装置 |
| CN110266105B (zh) * | 2019-06-17 | 2020-09-25 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 基于站控层goose的集群测控装置间隔自动投退方法 |
| CN112307033B (zh) * | 2020-11-23 | 2023-04-25 | 杭州迪普科技股份有限公司 | 数据包文件的重构方法、装置及设备 |
| CN115277803A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-01 | 广州鑫景信息科技服务有限公司 | 一种消息管理方法、系统、计算机设备、及存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102377781A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-03-14 | 四川电力职业技术学院 | 智能变电站过程层数据采集转换传输装置及其控制方法 |
| CN104283746A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-14 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | 使用fpga实现数字化变电站三网合一的系统及方法 |
| CN105530245A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-27 | 北京天能继保电力科技有限公司 | 一种提高非专网goose报文传输可靠性的系统 |
| CN105656713A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-08 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于fpga的smv和goose报文过滤方法 |
-
2016
- 2016-03-01 CN CN201610126083.8A patent/CN105743702B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102377781A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-03-14 | 四川电力职业技术学院 | 智能变电站过程层数据采集转换传输装置及其控制方法 |
| CN104283746A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-14 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | 使用fpga实现数字化变电站三网合一的系统及方法 |
| CN105530245A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-27 | 北京天能继保电力科技有限公司 | 一种提高非专网goose报文传输可靠性的系统 |
| CN105656713A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-08 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于fpga的smv和goose报文过滤方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105743702A (zh) | 2016-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105743702B (zh) | 一种goose报文的订阅识别方法 | |
| WO2016107210A1 (zh) | 具有报文多级滤清及业务分类控制的冗余工业以太网系统 | |
| CN105357137B (zh) | 报文过滤方法及所适用的fpga、智能变电站 | |
| CN103139315A (zh) | 一种适用于家庭网关的应用层协议解析方法 | |
| CN103763198A (zh) | 一种数据包分类方法 | |
| CN105337991A (zh) | 一种一体化的报文流查找与更新方法 | |
| EP3832960A1 (en) | Establishment of fast forwarding table | |
| CN109951430B (zh) | 一种数据处理方法及装置 | |
| CN105812346A (zh) | 一种串口设备和以太网设备的数据交互方法 | |
| CN106713351A (zh) | 一种基于串口服务器的安全通讯方法及装置 | |
| CN105050103B (zh) | 一种信令流程的识别方法及装置 | |
| CN115225734A (zh) | 一种报文处理方法和网络设备 | |
| CN110167193A (zh) | WiFi自动配网方法和WiFi设备 | |
| WO2018035857A1 (zh) | 以太无源光网络通信方法及装置 | |
| CN102739537B (zh) | 以太网数据包的转发方法及装置 | |
| CN111597411A (zh) | 一种电力规约数据帧的区分识别方法及系统 | |
| CN116546501A (zh) | 一种5g专网核心网信令安全检测方法及装置 | |
| CN111315026B (zh) | 信道的选择方法、装置、网关及计算机可读存储介质 | |
| US9559857B2 (en) | Preprocessing unit for network data | |
| CN116192761A (zh) | 报文转发方法、转发层设备、系统、电子设备及存储介质 | |
| CN112134856B (zh) | 应用程序的禁用方法、系统、服务器及存储介质 | |
| CN105871573A (zh) | 一种报文分析过滤方法及装置 | |
| CN111385056B (zh) | 面向有效载荷数据的实时流处理方法 | |
| CN117150493B (zh) | 一种识别api接口参数值递增型遍历的方法及装置 | |
| CN108650312B (zh) | 支持实时数据抢占的mac ip核装置及数据传输方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190412 |