[发明专利]一种基于以太网MAC控制器的组播报文过滤方法

说明书

技术领域

本发明属于数字化变电站通信领域，特别涉及一种基于以太网MAC控制器的 组播报文接收过滤方法。

背景技术

数字化变电站通信环节涉及多种类型组播报文收发，如面向通用对象的变电 站事件(GOOSE)报文。组播报文在交换机中如果不进行任何处理，就是广播转发， 当网络上所有智能电子设备(IED)发出的组播报文都被转发接收时，可能引起保 护控制装置的网卡接收缓冲区溢出而丢失报文，也可能引起网络负荷瞬时过重而 丢失报文，对装置可靠运行造成了严重影响。因此，采取有效的方法对组播报文 进行过滤是十分必要的。

如何过滤组播报文？通常有2种思路：第1种是基于FPGA实现专用模块进 行硬件过滤，这种方法对硬件设计、装置成本要求高，不具备通用性；第2种是 采用CPU处理器集成的MAC控制器，通常都会支持哈希算法(Harshalgorithms) 进行组播地址过滤，但是该方法有缺点：哈希算法存在过滤“漏洞”，即不同 MAC地址可能哈希值相同，从而导致非订阅组播报文进入装置，在部分应用场合 也会对系统运行产生影响。如果纯粹使用软件方法对接收报文组播地址进行逐一 比较过滤，显然效率太低。因此，设计一种简单、高效的组播报文过滤方法对提 高数字化变电站保护控制装置稳定运行有重要意义。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于以太网MAC控制器的组播报文过滤方法， 其可进行简单、高效的组播报文过滤，满足数字化保护控制装置在复杂通信环境 中的可靠运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于以太网MAC控制器的组播报文过滤方法，包括如下步骤：

(1)定义查找表数组；

(2)注册组播过滤地址时，根据MAC地址计算索引Index和位偏移Offset， 设置查找表数组索引Index对应的成员位偏移Offset为1；

(3)接收报文时，根据接收报文MAC地址计算索引Index和位偏移Offset， 判断查找表数组相应索引、位偏移，如果为1接收报文，否则丢弃。

上述步骤(1)的具体内容是：选取MAC地址的N个字节，查找表数组的大 小为N个256相乘结果再除以8。

上述N的取值是3，查找表数组的大小为2097152字节。

上述步骤(2)的具体内容是：假设需要接收的组播报文MAC地址为 “X:Y:Z:A:B:C”，选取MAC地址后3个字节A、B、C共24bit位进行过滤，其 中前20位用于计算Table数组下标索引Index，计算公式为 Index＝((A<<16)|(B<<8)|C)>>4，后4位用于计算数组成员Table[Index]的位偏 移Offset，计算公式为Offset＝(C&0x0f)，即取字节C的低4位，再将Table[Index] 的第Offset位置1。

上述步骤(3)的具体内容是：当接收到组播地址为“X:Y:Z:A:B:C”的报文 时，先计算相应Index和Offset，然后直接检查Table[Index]的第Offset位是 否为1，如果为1表示允许接收，否则丢弃该报文。

采用上述方案后，本发明采用软硬件结合的过滤方式，在现有MAC控制器哈 希算法硬件过滤的基础上，增加软件过滤进行补充，将需要接收报文的MAC地址 分为两部分，一部分用于确定查找表数组的下标索引Index，另一部分用于确定 Index对应数组成员的位偏移Offset，然后在该位上设置允许接收标志形成查找 表；接收报文时根据实际MAC地址计算得到数组成员索引Index和偏移Offset， 然后直接查表得到相应位值确定是否丢弃报文，解决了哈希算法硬件过滤的不 足。本发明可以满足数字化变电站保护控制装置在复杂通信环境下的可靠通信， 相对于其他方法，本发明实现简单，可以可靠、高效地实现组播报文过滤。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明实施例的处理示意图；

图3是本发明的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。