CN111901356A - 智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置和电子设备 - Google Patents

智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置、处理装置、存储介质和电子设备。所述方法包括：在接收到过程层网络传输的报文时，提取报文的特征参数；对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定报文数量大于预设值的报文控制块；根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；检测过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。该方法能够滤除非订阅的报文、大量多余的报文和重复的报文，避免在发生过程层网络风暴的情况下引起IED异常，提高智能变电站的运行可靠性。

Description

智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置和电子设备
技术领域
本申请涉及电力自动化技术领域，特别是涉及一种智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置、处理装置、存储介质和电子设备。
背景技术
随着电力系统的发展，智能变电站的使用越来越广泛。智能变电站通过过程层网络以GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event面向通用对象的变电站事件)报文的形式传输开关位置、失灵、联闭锁、跳闸等信息。过程层网络传输为智能变电站的数据共享创造了十分便利的条件，但同时也给智能变电站的可靠运行带来了风险，这种风险在过程层发生网络风暴的情况下体现尤为明显。
过程层网络风暴会导致过程层的IED(Intelligent Electronic Device智能电子设备)接收大量的订阅报文或非订阅报文，除了会造成网络堵塞、系统大面积断网等影响外，还会冲击IED，大量占用IED的资源，导致IED软件程序死机、重启、拒动、误动、误发信、误告警等，智能变电站的运行可靠性低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高运行可靠性的智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置、处理装置、存储介质和电子设备。
一种智能变电站过程层网络风暴抑制方法，包括：
在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
一种智能变电站过程层网络风暴抑制装置，包括：
参数获取模块，用于在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
匹配过滤模块，用于对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
网络风暴检测模块，用于在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
丢帧处理模块，用于根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
重复报文过滤模块，用于检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
一种处理装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
一种电子设备，包括光模块、数据传输模块和上述的处理装置，所述数据传输模块连接所述光模块和所述处理装置；
所述光模块接收过程层网络传输的报文，并发送至所述数据传输模块，所述数据传输模块接收所述光模块发送的报文并转发至所述处理装置。
上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法、装置、处理装置、存储介质和电子设备，在提取过程层网络传输的报文的特征参数后，通过对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测、丢弃不匹配的报文，以进行类型筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的非订阅的报文；通过在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计报文控制块在预设时长内接收的报文数量，对于报文数量大于预设值的报文控制块接收的报文，根据预设频率进行多余报文的丢弃操作得到过滤报文，以通过网络风暴统计和丢帧处理进行数量筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的大量报文；通过检测过滤报文是否为重复报文，丢弃重复报文，以进行重复性筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的重复报文。如此，对接收的报文经过层层筛选过滤，可滤除非订阅的报文、大量多余的报文和重复的报文，避免在发生过程层网络风暴的情况下引起IED异常，提高智能变电站的运行可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，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为一个实施例中智能变电站过程层网络风暴抑制方法的流程示意图；
图2为一个实施例中对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文的流程示意图；
图3为另一个实施例中对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文的流程示意图；
图4为一个实施例中在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定报文数量大于预设值的报文控制块的流程示意图；
图5为一个实施例中智能变电站过程层网络风暴抑制装置的结构框图；
图6为一个实施例中电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
过程层网络风暴可分为三种类型：1、交换机异常引起的非订阅报文压力，在这种情况下，IED可能接收到大量的广播报文以及非订阅的GOOSE报文或SV(Sampled Value采样值)报文，其流量可能达到端口的最大带宽；2、IED的软硬件异常引起的订阅报文压力，IED网卡或端口异常、应用程序缺陷，或ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)攻击，可能会导致IED发送大量的异常报文，对于接收方而言，则会接收大量的异常报文；3、网络拓扑等异常引起的订阅报文压力，该异常可以导致一帧或多帧报文在网络中被多次转发直至带宽被完全占用，在这种情况下，IED可能会收到大量的订阅SV报文或GOOSE报文，IED的网卡和CPU(central processing unit中央处理器)资源可能被大量占用。经发明人研究发现，现有技术中对过程层网络风暴的抑制方案，多采用FPGA(Field Programmable GateArray现场可编辑逻辑门阵列)+CPU的方式来完成，无法对这三种网络风暴均有效过滤，而且需要多个芯片，软硬件方案复杂，进而导致可靠性及经济性不理想。基于此，本发明提供一种可以有效过滤这三种网络风暴的方案。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种智能变电站过程层网络风暴抑制方法，以该方法应用于处理装置为例，处理装置可以在每一个中断执行该方法。该方法包括：
S110：在接收到过程层网络传输的报文时，提取报文的特征参数。
报文有多种，比如GOOSE报文、SV报文、广播报文等。智能变电站过程层网络中正常情况下传输GOOSE报文、SV报文，网络异常可能致使网络中存在其他广播报文，而IED接收订阅的GOOSE报文。其中，特征参数可以包括用于区分报文的多个参数。比如，特征参数可以包括MAC(Media Access Control媒体存取控制)目的地址、APPID(应用标识)、Ethertype(以太网类型标识)和特征标识中的至少一种。
处理装置先将实时接收到的报文存储在缓存中，对缓存中的报文进行处理。具体地，步骤S110分别对缓存中的多个报文提取特征参数。
S130：对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文。
具体地，订阅报文为订阅的GOOSE报文，订阅报文的预设标准参数可以预先存储在GOOSE报文订阅配置信息表中；比如，IED软件初始化阶段一般从预置的配置文件中读取本IED订阅的GOOSE报文的MAC、APPID、特征标识等参数存入GOOSE报文订阅配置信息表。
匹配检测具体是检测报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数是否匹配；其中，不匹配的报文是指特征参数与订阅报文的预设标准参数不匹配的报文，若不匹配，则表示这个报文为不需要的报文，从缓存中丢弃。通过匹配检测分析接收的报文是否为需要的报文，对接收的报文进行类型筛选过滤。
S150：在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定报文数量大于预设值的报文控制块。
其中，预设时长和预设值可以根据实际需求进行预先设置。具体地，可以满足预设值和预设时长对应的接收报文频率大于正常情况下报文控制块接收报文的频率。报文控制块可以有多个，统计缓存中丢弃不匹配的报文后剩余的报文中、各个报文控制块在预设时长内接收的报文数量。若报文控制块在预设时长内接收的报文数量过多，表示可能为网络风暴造成的大量报文。
步骤S150在步骤S130之后执行，即对缓存的报文执行一次类型筛选过滤之后再统计报文控制块在预设时长内接收的报文数量，避免统计到不需要的报文。
S170：根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文。
过滤报文为缓存中丢弃多余报文之后剩下的报文。其中，预设频率可以根据实际需求进行预先设置，具体可以根据正常情况下报文控制块接收报文的频率进行设置。确定的报文控制块即为在预设时长内接收的报文数量大于预设值的报文控制块。确定的报文控制块有大量接收报文的情况，通过丢弃确定的报文控制块接收的多余报文，对接收的报文进行数量筛选过滤。
S190：检测过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
通过丢弃检测出的重复报文，对接收的报文进行重复性筛选过滤。具体地，对于检测出的非重复报文，继续保留。
上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法，在提取过程层网络传输的报文的特征参数后，通过对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测、丢弃不匹配的报文，以进行类型筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的非订阅的报文；通过在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计报文控制块在预设时长内接收的报文数量，对于报文数量大于预设值的报文控制块接收的报文，根据预设频率进行多余报文的丢弃操作得到过滤报文，以通过网络风暴统计和丢帧处理进行数量筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的大量报文；通过检测过滤报文是否为重复报文，丢弃重复报文，以进行重复性筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的重复报文。如此，对接收的报文经过层层筛选过滤，可滤除非订阅的报文、大量多余的报文和重复的报文，对于上文提到的三种类型的网络风暴均能有效抑制，避免在发生过程层网络风暴的情况下引起IED异常，提高智能变电站的运行可靠性。
上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法可以应用于处理装置，如智能变电站的IED的处理芯片，处理芯片通过MAC软核技术实现该方法，可以提高智能变电站的运行可靠性。
在其中一个实施例中，特征参数包括MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识。MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识为一帧报文中的字段。对应地，预设标准参数包括预设地址、预设APPID、预设Ethertype和预设校验码。其中，预设地址为订阅报文的MAC目的地址，预设APPID为订阅报文的APPID，预设Ethertype为订阅报文的Ethertype，预设校验码为订阅报文的特征标识对应的校验码；预设地址、预设APPID、预设Ethertype和预设校验码可以预先存储在GOCB(GOOSE报文控制块)配置表中。
具体地，参考图2，步骤S130包括步骤S131至步骤S137。
S131：判断是否存在预设地址与报文的MAC目的地址一致、且存在预设APPID与报文的APPID一致。
一种报文对应一个MAC地址范围和APPID范围，比如，GOOSE报文的MAC地址范围为0x010CCD010000～0x010CCD0101FF，APPID范围为0x0000～0x3FFF。其中，预设地址有多个，具体可以为GOOSE报文的MAC地址范围内的地址；预设APPID有多个，具体可以为GOOSE报文的APPID范围内的序列号。若存在预设地址与报文的MAC目的地址一致、且存在预设APPID与报文的APPID一致，则执行步骤S132。否则，执行步骤S137丢弃这个报文。
S132：判断报文的Ethertype与预设Ethertype是否一致。
若报文的Ethertype与预设Ethertype一致，则表示该报文为订阅报文，执行步骤S133；否则，表示为非订阅报文，执行步骤S137丢弃这个报文，从而滤除非订阅报文。
具体地，GOOSE报文的Ethertype为0x88B8。预设Ethertype可以设置为0x88B8。
S133：根据特征标识获取标识循环冗余校验码。
特征标识为报文中的字段。具体地，标识循环冗余校验码可以根据特征标识采用现有的CRC(Cyclic Redundancy Check循环冗余校验)计算方法计算得到；预设校验码为根据订阅报文的特征标识采用CRC计算方法预先计算得到并存储的循环冗余校验码。
S134：判断标识循环冗余校验码与预设校验码是否一致。
若标识循环冗余校验码与预设校验码不一致，表示该报文为不需要的报文，执行步骤S137丢弃这个报文，从而滤除不需要的报文。若是，则保留报文。
S137：丢弃报文。
通过根据MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识对报文进行层层过滤及丢帧处理，准确过滤网络风暴带来的非订阅的报文。具体地，对于缓存中的各个报文，均执行步骤S131至步骤S137，通过筛选的报文保留在缓存中。
在其中一个实施例中，特征标识包括GoCBRef(控制块引用名)字符串、DatSet(数据集引用名)名字符串和GoID(GOOSE控制块ID)字符串。对应地，步骤S133包括：根据GoCBRef字符串、DatSet名字符串和GoID字符串计算得到标识循环冗余校验码。
GoCBRef字符串、DatSet名字符串和GoID字符串为GOOSE报文中的字段。通过根据GoCBRef字符串、DatSet名字符串和GoID字符串计算标识循环冗余校验码，以校验报文是否为GOOSE报文，准确性高。
在其中一个实施例中，参考图3，步骤S134之后还包括：若标识循环冗余校验码与预设校验码一致，则执行步骤S135和S136。
S135：计算报文的循环冗余校验码，并提取报文中的校验码字段。
报文中的校验码字段为报文自带的字段。具体地，可以是根据报文的所有字段采用CRC计算方法计算循环冗余校验码。
S136：判断报文的循环冗余校验码与校验码字段是否匹配。
若报文的循环冗余校验码与校验码字段不匹配，表示该报文为经过篡改或存在其他异常问题的错误报文，则执行步骤S137丢弃这个报文。若报文的循环冗余校验码与校验码字段匹配，则保留这个报文。
通过在根据MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识对报文进行过滤之后，继续根据报文的校验码字段进行检测分析报文是否正确，可进一步筛选过滤，确保缓存中存留报文的正确性。
在其中一个实施例中，确定报文数量大于预设值的报文控制块，包括：若报文数量大于预设值，则将对应的报文控制块的丢包标识置为预设标识，作为确定的报文控制块。
对应的报文控制块为报文数量大于预设值的报文控制块。其中，预设标识可以根据实际需要设置，例如，预设标识为“1”，即置丢包标识为“1”。通过采用丢包标识对报文控制块进行标记，方便处理。具体地，若报文数量小于或等于预设值，则将对应的报文控制块的丢包标识置为“0”。
具体地，预设时长可以为10ms(毫秒)，预设值可以为9。如图4所示，进行网络风暴统计，若IED智能插件订阅的GOCB总数为GocbNum，处理装置将对各个GOCB接收的GOOSE报文进行风暴统计，统计第i个GOCB在10ms内接收的报文数量FrameNum[i]，若FrameNum[i]大于9帧，此时认为第i个GOCB对应的GOOSE报文为网络风暴报文，置该GOCB的丢包标识DropFrame[i]为1，否则将DropFrame[i]置0。
在其中一个实施例中，步骤S170包括：根据预设频率获取确定的报文控制块的接收数量；在剩余的报文中，对各确定的报文控制块进行丢帧处理，丢弃所接收的超出接收数量的报文。
确定的报文控制块即为需要丢帧的报文控制块。具体地，在网络风暴统计、确定需要丢帧的报文控制块后，启动需要丢帧的报文控制块的风暴丢帧处理逻辑，每一间隔时段内只允许接收固定帧数的报文，丢弃多余的报文。比如GOCB每隔时间X允许接收1帧，则该GOCB在间隔时间X内的多出1帧之外的报文为多余报文。
具体地，预设频率为2ms。对于DropFrame[i]为1的GOCB，处理装置启动丢包，按每2ms接收1帧GOOSE报文，将缓存中该GOCB接收的超出的GOOSE报文丢弃。
在其中一个实施例中，步骤S190包括：将过滤报文的校验码字段与锁存的校验码字段进行比对；若存在锁存的校验码字段与过滤报文的校验码字段一致，则对应的过滤报文为重复报文，将重复报文丢弃。
其中，过滤报文的校验码字段可以直接提取得到。锁存的校验码字段可以有多个，将过滤报文的校验码字段与多个锁存的校验码字段一一比对，若存在一个锁存的校验码字段与过滤报文的校验码字段一致，则该过滤报文为重复报文。具体地，若过滤报文的校验码字段与锁存的校验码字段均不一致，则对应的过滤报文为非重复报文，将非重复报文保留在缓存中。通过采用锁存的校验码字段与过滤报文的校验码进行比对，确定过滤报文是否可能与其他报文相同，检测重复性的准确度高。
处理装置可以按接收顺序锁存之前接收的多帧报文的校验码字段。具体地，可以是锁存前4帧报文的校验码字段，将过滤报文的CRC与锁存的前4帧报文的CRC进行比对，若过滤报文的CRC与前4帧任意一帧报文的CRC相同，则丢弃该帧过滤报文，否则将该过滤报文缓存。
具体地，步骤S190之后，还包括：将缓存中保留的非重复报文置有效标志，输出非重复报文的偏移地址及帧长度。至此过程层网络风暴抑制逻辑结束，进入GOOSE解码程序。
应该理解的是，虽然图1-图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种智能变电站过程层网络风暴抑制装置，包括：参数获取模块510、匹配过滤模块530、网络风暴检测模块550、丢帧处理模块570和重复报文过滤模块590，其中：
参数获取模块510用于在接收到过程层网络传输的报文时，提取报文的特征参数；匹配过滤模块530用于对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；网络风暴检测模块550用于在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定报文数量大于预设值的报文控制块；丢帧处理模块570用于根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；重复报文过滤模块590用于检测过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
上述智能变电站过程层网络风暴抑制装置，在提取过程层网络传输的报文的特征参数后，通过对报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测、丢弃不匹配的报文，以进行类型筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的非订阅的报文；通过在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计报文控制块在预设时长内接收的报文数量，对于报文数量大于预设值的报文控制块接收的报文，根据预设频率进行多余报文的丢弃操作得到过滤报文，以通过网络风暴统计和丢帧处理进行数量筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的大量报文；通过检测过滤报文是否为重复报文，丢弃重复报文，以进行重复性筛选过滤，过滤掉网络风暴带来的重复报文。如此，对接收的报文经过层层筛选过滤，可滤除非订阅的报文、大量多余的报文和重复的报文，对于上文提到的三种类型的网络风暴均能有效抑制，避免在发生过程层网络风暴的情况下引起IED异常，提高智能变电站的运行可靠性。
在其中一个实施例中，特征参数包括MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识。预设标准参数包括预设地址、预设APPID、预设Ethertype和预设校验码。匹配过滤模块530用于判断是否存在预设地址与报文的MAC目的地址一致、且存在预设APPID与报文的APPID一致，若否，则丢弃报文，若是，则判断报文的Ethertype与预设Ethertype是否一致；若报文的Ethertype与预设Ethertype不一致，则丢弃报文，否则根据特征标识获取标识循环冗余校验码，并判断标识循环冗余校验码与预设校验码是否一致；若标识循环冗余校验码与预设校验码不一致，则丢弃报文。通过根据MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识对报文进行层层过滤及丢帧处理，准确过滤网络风暴带来的非订阅的报文。
在其中一个实施例中，特征标识包括GoCBRef(控制块引用名)字符串、DatSet(数据集引用名)名字符串和GoID(GOOSE控制块ID)字符串。匹配过滤模块530根据GoCBRef字符串、DatSet名字符串和GoID字符串计算得到标识循环冗余校验码。
在其中一个实施例中，匹配过滤模块530还用于在标识循环冗余校验码与预设校验码一致时，计算报文的循环冗余校验码，并提取报文中的校验码字段，判断报文的循环冗余校验码与校验码字段是否匹配，若不匹配，则丢弃报文。如此，可进一步筛选过滤，确保缓存中存留报文的正确性。
在其中一个实施例中，网络风暴检测模块550在报文数量大于预设值时，将对应的报文控制块的丢包标识置为预设标识，作为确定的报文控制块。
在其中一个实施例中，丢帧处理模块570用于根据预设频率获取确定的报文控制块的接收数量；在剩余的报文中，对各确定的报文控制块进行丢帧处理，丢弃所接收的超出接收数量的报文。
在其中一个实施例中，重复报文过滤模块590用于将过滤报文的校验码字段与锁存的校验码字段进行比对；若存在锁存的校验码字段与过滤报文的校验码字段一致，则对应的过滤报文为重复报文，将重复报文丢弃。通过采用锁存的校验码字段与过滤报文的校验码进行比对，确定过滤报文是否可能与其他报文相同，检测重复性的准确度高。
在其中一个实施例中，上述智能变电站过程层网络风暴抑制装置还包括缓存处理模块，用于在重复报文过滤模块590执行相应功能之后，将缓存中保留的非重复报文置有效标志，输出非重复报文的偏移地址及帧长度。
关于智能变电站过程层网络风暴抑制装置的具体限定可以参见上文中对于智能变电站过程层网络风暴抑制方法的限定，在此不再赘述。上述智能变电站过程层网络风暴抑制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，提供了一种处理装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
上述处理装置，由于可以实现上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法，同理，可以提高智能变电站的运行可靠性。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
上述计算机可读存储介质，由于可以实现上述方法的步骤，同理，可以提高智能变电站的运行可靠性。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，包括光模块、数据传输模块和处理装置，数据传输模块连接光模块和处理装置；光模块接收过程层网络传输的报文，并发送至数据传输模块，数据传输模块接收光模块发送的报文并转发至处理装置。其中，处理装置包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
上述电子设备，由于采用了可以实现上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法的处理装置，同理，可以提高智能变电站的运行可靠性。
在其中一个实施例中，数据传输模块为PHY(Physical物理层)芯片，处理装置为FPGA芯片。具体地，电子设备为应用于智能变电站的IED。
现有技术中对过程层网络风暴的抑制方案，多采用CPU或者FPGA+CPU的方式来完成，硬件方案复杂，进而导致经济性不理想。本发明的电子设备仅使用一片FPGA芯片实现上述智能变电站过程层网络风暴抑制方法，即可完成上文三种类型的过程层网络风暴的抑制，较常规的风暴抑制方案更加高效，且节省了硬件成本，具备较高的可靠性和经济性。
具体地，光模块的数量可以有多个。通过多个光模块进行报文接收，效率高。
如图6所示，IED通过8个光模块接收过程层网络的报文传送至PHY芯片，再由PHY芯片通过RMII(Reduced Media Independent Interface简化媒体独立接口)接口将数据帧发送至FPGA芯片的MAC软核。具体地，光模块可以采用AFBR-57E6APZ型光模块，PHY芯片可以采用88E3082型多路PHY芯片，FPGA芯片可以选用EP4CE115型芯片。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，包括：
在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
2.根据权利要求1所述的智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，所述特征参数包括MAC目的地址、APPID、Ethertype和特征标识；所述预设标准参数包括预设地址、预设APPID、预设Ethertype和预设校验码；
所述对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文，包括：
判断是否存在预设地址与所述报文的MAC目的地址一致、且存在预设APPID与所述报文的APPID一致；
若否，则丢弃所述报文；
若是，则判断所述报文的Ethertype与所述预设Ethertype是否一致；
若所述报文的Ethertype与所述预设Ethertype不一致，则丢弃所述报文；
若所述报文的Ethertype与所述预设Ethertype一致，则根据所述特征标识计算标识循环冗余校验码，判断所述标识循环冗余校验码与所述预设校验码是否一致；
若所述标识循环冗余校验码与所述预设校验码不一致，则丢弃所述报文。
3.根据权利要求2所述的智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，所述特征标识包括GoCBRef字符串、DatSet名字符串和GoID字符串；所述根据所述特征标识获取标识循环冗余校验码，包括：
根据所述GoCBRef字符串、所述DatSet名字符串和所述GoID字符串计算得到所述标识循环冗余校验码。
4.根据权利要求2所述的智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，所述判断所述标识循环冗余校验码与所述预设校验码是否一致之后，还包括：
若一致，则计算所述报文的循环冗余校验码，并提取所述报文中的校验码字段；
判断所述报文的循环冗余校验码与所述校验码字段是否匹配；
若否，则丢弃所述报文。
5.根据权利要求1所述的智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，所述根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文，包括：
根据所述预设频率获取确定的报文控制块的接收数量；
在所述剩余的报文中，对各确定的报文控制块进行丢帧处理，丢弃所接收的超出所述接收数量的报文。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的智能变电站过程层网络风暴抑制方法，其特征在于，所述检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文，包括：
将所述过滤报文的校验码字段与锁存的校验码字段进行比对；
若存在锁存的校验码字段与所述过滤报文的校验码字段一致，则对应的过滤报文为重复报文，将所述重复报文丢弃。
7.一种智能变电站过程层网络风暴抑制装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于在接收到过程层网络传输的报文时，提取所述报文的特征参数；
匹配过滤模块，用于对所述报文的特征参数与订阅报文的预设标准参数进行匹配检测，丢弃不匹配的报文；
网络风暴检测模块，用于在丢弃不匹配的报文后剩余的报文中，统计接收所述报文的报文控制块在预设时长内接收的报文数量，确定所述报文数量大于预设值的报文控制块；
丢帧处理模块，用于根据预设频率丢弃确定的报文控制块所接收的报文中的多余报文，得到过滤报文；
重复报文过滤模块，用于检测所述过滤报文是否为重复报文，丢弃检测出的重复报文。
8.一种处理装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括光模块、数据传输模块和权利要求8所述的处理装置，所述数据传输模块连接所述光模块和所述处理装置；
所述光模块接收过程层网络传输的报文，并发送至所述数据传输模块，所述数据传输模块接收所述光模块发送的报文并转发至所述处理装置。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述数据传输模块为PHY芯片，所述处理装置为FPGA芯片。
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