CN111865822A - 一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法及装置 - Google Patents

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CN111865822A CN202010428588.6A CN202010428588A CN111865822A CN 111865822 A CN111865822 A CN 111865822A CN 202010428588 A CN202010428588 A CN 202010428588A CN 111865822 A CN111865822 A CN 111865822A
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Abstract

本发明提出了一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法及装置，包括：对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。针对不同的流量情况配置不同的管理门限阈值，实现了对交换机业务流的实时监控，并通过告警信息快速准确的确定产生异常数据流的位置以及异常原因，便于运维人员对告警信息及时处理，提高运维效率。

Description

一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法及装置
技术领域
本发明属于网络通信领域，尤其涉及一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法及装置。
背景技术
随着电力系统自动化和智能化程度的提高，在智能变电站中，一次设备通常采用微处理器设计，通过网络设备与二次设备进行数据交换，取消了原来的电缆连接。因此，过程层交换机作为智能变电过程层最主要的网络设备之一，其基本性能直接影响智能变电站网络的各项性能指标和可靠性。
在变电站运行维护过程中，当交换机出现带宽异常时，会出现所有端口上的报文随机丢弃的传输故障，影响正常设备的业务报文传输质量，而现有技术一般只有在发生传输故障之后才开始处理故障，且无法快速准确的确认故障原因及故障发生位置，这样进而因故障查找不及时而造成运维困难。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，包括：
对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
可选的，所述对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置，包括：
根据智能变电站正常工作时对业务流的带宽要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；
根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
可选的，所述接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽，包括：
接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息；
将获取的识别信息与预设的特征信息中进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。
可选的，所述比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息，包括：
根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；
若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量过低告警信息；
若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量超限告警信息；
若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的限流告警信息。
可选的，所述限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值。
本发明还基于同样的思路提出了一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述业务流告警装置包括：
配置单元：用于对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
识别单元：用于接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
告警单元：用于比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
可选的，所述配置单元具体用于：
根据智能变电站正常工作时对业务流流量的要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；
根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
可选的，所述识别单元具体用于：
接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息；
将获取的识别信息与预设的特征信息中进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。
可选的，所述告警单元具体用于：
根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；
若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量过低告警信息；
若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量超限告警信息；
若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的限流告警信息。
可选的，所述告警单元输出的限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
针对不同的流量情况配置不同的管理门限阈值，再将业务流的实时带宽与管理门限阈值进行比较并输出对应不同流量异常情况的告警信息，实现了对交换机业务流的实时监控，并通过告警信息快速准确的确定产生异常数据流的位置以及异常原因，便于运维人员对告警信息及时处理，提高运维效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法的流程示意图；
图2为一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置框图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
如图1所示，本发明提出了一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，包括：
S1:对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
S2:接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
S3:比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
针对不同的流量情况配置不同的管理门限阈值，再将业务流的实时带宽与管理门限阈值进行比较并输出对应不同流量异常情况的告警信息，实现了对交换机业务流的实时监控，并通过告警信息快速准确的确定产生异常数据流的位置以及异常原因，便于运维人员对告警信息及时处理，提高运维效率。
在本实施例中，管理门限阈值包括下限告警阈值、上限告警阈值以及流控动作阈值，由运维人员根据实际网络流量情况人为配置。其中下限告警阈值表示交换机正常工作中业务流的带宽最小值，当实际带宽小于下限告警阈值时，说明此时交换机的工作可能出现异常，如交换机内部接口模块、网线等硬件出现故障或网络抓包出现问题等，都会导致带宽下降从而影响网络传输质量。上限告警阈值表示交换机正常工作中业务流的带宽最大值，当实际带宽大于上限告警阈值时，说明此时交换机中业务流的流量过大，容易出现网络拥堵的风险，若短时间内带宽大于上限告警阈值可能对交换机工作影响不大，但长时间流量过大则有可能因网络拥堵造成网速下降，甚至导致网络瘫痪，因此需在实际带宽大于上限告警阈值时输出响应的告警信息。流控动作阈值表示交换机能承受的最大带宽值，若业务流的带宽大于流控动作阈值，则交换机无法正常传输该业务流，因此需要对该业务流进行限流处理，使其带宽在交换机可以传输的带宽范围内。由此可见，配置的流控动作阈值要比上限告警阈值大。
因此，所述对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置，包括：根据智能变电站正常工作时对业务流的带宽要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
通过配置多种类别的管理门限阈值的方式，使后续输出的告警信息对故障的描述更具体，便于运维人员确定故障原因。
所述接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽，包括：首先，接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息，所述特征信息为业务流的五元组特征信息，在过程层中业务流的五元组特征信息包括一下五个类别，分别为源设备的MAC地址、目的设备的MAC地址、以太网类型、网络系统中APP的ID以及智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)的ID，在站控层中业务流的五元组特征信息包括一下五个类别，分别为源设备的MAC地址、源设备的IP地址、目的设备的IP地址、源设备的端口号以及目的设备的端口号。以上五元组特征信息中所述的设备包括智能变电站中的交换机设备以及其他产生业务流的网络设备。在本实施例中，所述五元组特征信息中每一种类别下的是人为确定的。确定好业务流的五元组特征信息之后，交换机会根据五元组特征信息中的类别提取业务流中的数据作为识别信息，再将获取的识别信息与预设的五元组特征信息进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。再根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，这里的实时带宽可按照每秒通过字节数(Bps)、每秒通过位数(bps)或每秒通过报文数(pps)三个单位中任意一个进行统计。
在本实施例中，所述告警方法中的对象为用于实现业务功能的报文即业务流，对其他报文如用于管理网络设备的数据流量、用于管理网络系统中微应用的数据流量等报文不做分析。因此，通过预设特征信息实现在报文中识别出业务流的功能，便于后续将业务流的实时带宽与预设管理门限阈值进行比较。
所述比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息，包括：将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出流量过低告警信息，说明当前交换机可能出现故障导致业务流传输时的流量过小，需要排查交换机的硬件设备情况以及软件配置中是否有影响传输的因素；若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出流量超限告警信息，说明当前交换机中的业务流流量过大，若长时间处于这种状态可能会导致网络拥堵甚至崩溃；若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出限流告警信息，说明此时的业务流带宽超出交换机所能承受的范围，需要对该业务流做限流处理。上述流量过低告警信息、流量超限告警信息以及限流告警信息均包含当前业务流所在的交换机的设备信息，如交换机的设备工号、IP地址以及产生异常业务流的端口号，便于运维人员快速找到发生故障的交换机设备及端口的位置，提高故障排查的效率。在本实施例中，所述限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值，当产生限流告警消息时，交换机中的业务流管理芯片将会对该业务流做限流处理，将该业务流的带宽抑制在不超过上限告警阈值的范围。
通过将业务流的实时带宽分别与管理门限阈值中的下限告警阈值、上限告警阈值以及流控动作阈值进行比较的方式，实现对业务流的实时监控功能，针对不同种类的业务流异常情况可以得到不同的告警信息，有利于运维人员准确了解业务流异常的原因。
以下结合具体示例，对上述一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法进行描述，具体包括：
步骤一：根据智能变电站正常工作时对报文中的业务流的带宽要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。在本示例中，配置业务流的下限告警阈值为1M，上限告警阈值为5M，流控动作阈值为6M。
步骤二：通过交换机接收报文，根据预设的特征信息中的类别提取业务流中的数据作为识别信息，所述预设的特征信息的类别包括源设备的MAC地址、源设备的IP地址、目的设备的IP地址、源设备的端口号以及目的设备的端口号。再将获取的识别信息与预设的特征信息进行匹配，若识别信息中的MAC地址、源设备的IP地址、目的设备的IP地址、源设备的端口号以及目的设备的端口号与预设的特征信息一致，则将该报文识别为业务流，否则识别为其他报文。
步骤三：根据预设的统计周期统计每秒通过字节数(Bps)业务流的实时带宽，再将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较。若业务流的实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出流量过低告警信息；若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出流量超限告警信息；若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出限流告警信息，交换机中的业务流管理芯片将会对该业务流做限流处理，将该业务流的带宽抑制在不超过上限告警阈值的范围。
实施例二
本发明还基于同样的发明思路提出了一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置4，如图2所示，具体包括：
配置单元41：用于对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
识别单元42：用于接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
告警单元43：用于比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
针对不同的流量情况配置不同的管理门限阈值，再将业务流的实时带宽与管理门限阈值进行比较并输出对应不同流量异常情况的告警信息，实现了对交换机业务流的实时监控，并通过告警信息快速准确的确定产生异常数据流的位置以及异常原因，便于运维人员对告警信息及时处理，提高运维效率。
在本实施例中，管理门限阈值包括下限告警阈值、上限告警阈值以及流控动作阈值，由运维人员根据实际网络流量情况人为配置。其中下限告警阈值表示交换机正常工作中业务流的带宽最小值，当实际带宽小于下限告警阈值时，说明此时交换机的工作可能出现异常，如交换机内部接口模块、网线等硬件出现故障或网络抓包出现问题等，都会导致带宽下降从而影响网络传输质量。上限告警阈值表示交换机正常工作中业务流的带宽最大值，当实际带宽大于上限告警阈值时，说明此时交换机中业务流的流量过大，容易出现网络拥堵的风险，若短时间内带宽大于上限告警阈值可能对交换机工作影响不大，但长时间流量过大则有可能因网络拥堵造成网速下降，甚至导致网络瘫痪，因此需在实际带宽大于上限告警阈值时输出响应的告警信息。流控动作阈值表示交换机能承受的最大带宽值，若业务流的带宽大于流控动作阈值，则交换机无法正常传输该业务流，因此需要对该业务流进行限流处理，使其带宽在交换机可以传输的带宽范围内。由此可见，配置的流控动作阈值要比上限告警阈值大。
因此，配置单元41具体用于：根据智能变电站正常工作时对业务流的带宽要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
通过配置多种类别的管理门限阈值的方式，使后续输出的告警信息对故障的描述更具体，便于运维人员确定故障原因。
所述识别单元42具体用于：首先，接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息，所述特征信息为业务流的五元组特征信息，在过程层中业务流的五元组特征信息包括一下五个类别，分别为源设备的MAC地址、目的设备的MAC地址、以太网类型、网络系统中APP的ID以及智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)的ID，在站控层中业务流的五元组特征信息包括一下五个类别，分别为源设备的MAC地址、源设备的IP地址、目的设备的IP地址、源设备的端口号以及目的设备的端口号。以上五元组特征信息中所述的设备包括智能变电站中的交换机设备以及其他产生业务流的网络设备。在本实施例中，所述五元组特征信息中每一种类别下的是人为确定的。确定好业务流的五元组特征信息之后，交换机会根据五元组特征信息中的类别提取业务流中的数据作为识别信息，再将获取的识别信息与预设的五元组特征信息进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。再根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，这里的实时带宽可按照每秒通过字节数(Bps)、每秒通过位数(bps)或每秒通过报文数(pps)三个单位中任意一个进行统计。
在本实施例中，所述告警方法中的对象为用于实现业务功能的报文即业务流，对其他报文如用于管理网络设备的数据流量、用于管理网络系统中微应用的数据流量等报文不做分析。因此，通过预设特征信息实现在报文中识别出业务流的功能，便于后续将业务流的实时带宽与预设管理门限阈值进行比较。
所述告警单元43具体用于：将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出流量过低告警信息，说明当前交换机可能出现故障导致业务流传输时的流量过小，需要排查交换机的硬件设备情况以及软件配置中是否有影响传输的因素；若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出流量超限告警信息，说明当前交换机中的业务流流量过大，若长时间处于这种状态可能会导致网络拥堵甚至崩溃；若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出限流告警信息，说明此时的业务流带宽超出交换机所能承受的范围，需要对该业务流做限流处理。上述流量过低告警信息、流量超限告警信息以及限流告警信息均包含当前业务流所在的交换机的设备信息，如交换机的设备工号、IP地址以及产生异常业务流的端口号，便于运维人员快速找到发生故障的交换机设备及端口的位置，提高故障排查的效率。在本实施例中，所述限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值，当产生限流告警消息时，交换机中的业务流管理芯片将会对该业务流做限流处理，将该业务流的带宽抑制在不超过上限告警阈值的范围。
通过将业务流的实时带宽分别与管理门限阈值中的下限告警阈值、上限告警阈值以及流控动作阈值进行比较的方式，实现对业务流的实时监控功能，针对不同种类的业务流异常情况可以得到不同的告警信息，有利于运维人员准确了解业务流异常的原因。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

Claims (10)

1.一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，其特征在于，所述业务流告警方法包括：
对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，其特征在于，所述对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置，包括：
根据智能变电站正常工作时对业务流的带宽要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；
根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，其特征在于，所述接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽，包括：
接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息；
将获取的识别信息与预设的特征信息中进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。
4.根据权利要求2所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，其特征在于，所述比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息，包括：
根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；
若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量过低告警信息；
若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量超限告警信息；
若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的限流告警信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警方法，其特征在于，所述限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值。
6.一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述业务流告警装置包括：
配置单元：用于对报文中的业务流的管理门限阈值进行配置；
识别单元：用于接收报文，基于预设的特征信息对报文中的业务流进行识别，得到对应业务流的实时带宽；
告警单元：用于比较业务流的实时带宽与管理门限阈值，根据比较结果生成包含出现告警情况交换机的设备信息在内的告警信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述配置单元具体用于：
根据智能变电站正常工作时对业务流流量的要求，配置带宽要求的最小值为下限告警阈值，配置带宽要求的最大值为上限告警阈值；
根据智能变电站中交换机性能，将交换机能承受的最大带宽值配置为流控动作阈值。
8.根据权利要求6所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述识别单元具体用于：
接收报文，获取报文中与预设的特征信息所属的类别对应的识别信息；
将获取的识别信息与预设的特征信息中进行匹配，若匹配结果一致，则将该报文识别为业务流，否则为其他报文。
9.根据权利要求7所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述告警单元具体用于：
根据预设的统计周期统计业务流的实时带宽，将统计到的实时带宽与配置的管理门限阈值进行比较；
若实时带宽的数值小于下限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量过低告警信息；
若实时带宽的数值大于上限告警阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的流量超限告警信息；
若实时带宽的数值大于流控动作阈值，则输出包含当前业务流所在的交换机的设备信息的限流告警信息。
10.根据权利要求9所述的一种基于智能变电站交换机的业务流告警装置，其特征在于，所述告警单元输出的限流告警信息用于触发智能变电站交换机将当前业务流的流量降低到上限告警阈值。
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