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CN120567954A - 电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、可读存储介质和程序产品 - Google Patents

电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、可读存储介质和程序产品

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Publication number
CN120567954A
CN120567954A CN202510742111.8A CN202510742111A CN120567954A CN 120567954 A CN120567954 A CN 120567954A CN 202510742111 A CN202510742111 A CN 202510742111A CN 120567954 A CN120567954 A CN 120567954A
Authority
CN
China
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matching
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original message
field
application layer
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.)
Pending
Application number
CN202510742111.8A
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English (en)
Inventor
张喜铭
林志达
练依倩
胡巨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Southern Power Grid Co Ltd
Original Assignee
China Southern Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Southern Power Grid Co Ltd filed Critical China Southern Power Grid Co Ltd
Priority to CN202510742111.8A priority Critical patent/CN120567954A/zh
Publication of CN120567954A publication Critical patent/CN120567954A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L69/30—Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32—Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level
    • H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/329—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the application layer [OSI layer 7]

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  • Computing Systems (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

本申请涉及一种电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。包括：实时接收原始报文，并提取原始报文的目标字段；基于目标字段，判断原始报文所对应的目标应用层协议；基于目标应用层协议，确定原始报文对应的目标解析通道；通过目标解析通道，提取原始报文的多个关键字段；获取预设的匹配规则库；将多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；基于匹配向量，确定目标匹配规则，对原始报文执行目标匹配规则中的操作。采用本方法能够快速的获得报文的应用层协议类型，从而加快报文处理的过程。

Description

电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、可读存储介质 和程序产品
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
背景技术
电力系统网络通信的演进对协议解析技术提出了前所未有的挑战。随着智能电网、分布式能源接入及高精度广域保护技术的发展，电力通信网络承载的业务类型日趋复杂，报文传输的实时性、可靠性及安全性需求急剧攀升。以智能变电站为例，其通信网络需同时处理GOOSE（通用面向对象变电站事件，Generic Object-Oriented SubstationEvent）、SV（采样值，Sampled Value）、MMS（制造报文规范，Manufacturing MessageSpecification）等多种协议，且要求关键业务（如跳闸指令）的端到端传输延迟低于3ms。
然而，传统协议解析架构在性能与灵活性上的局限，已难以满足新型电力系统的严苛需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够快速提取报文字段从而加快决策过程的电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种电力系统的报文处理方法，包括：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
在其中一个实施例中，所述基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置，包括：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
在其中一个实施例中，所述提取所述原始报文的多个关键字段，包括：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
在其中一个实施例中，所述根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议，包括：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
在其中一个实施例中，所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量之前，还包括：对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；
所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量，包括：获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
在其中一个实施例中，所述基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，包括：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
第二方面，本申请还提供了一种电力系统的报文处理装置，包括：
接收模块，用于实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
判断模块，用于基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
提取模块，用于基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
匹配模块，用于获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
执行模块，用于基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，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：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
第四方面，本申请还提供了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：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
上述电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段； 基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。本方法直接提取目标字段，并根据目标字段定位IP头的起始位置，从而快速的获得报文的应用层协议类型，加快了报文处理的过程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或相关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相关的附图。
图1为一个实施例中电力系统的报文处理方法的流程示意图；
图2为一个实施例中电力系统的报文处理方法的详细流程图；
图3为一个实施例中电力系统的报文处理装置的结构框图；
图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电力系统的报文处理方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤102，实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段。
具体的，物理层解析单元接收获取原始报文（以太网帧格式，包含MAC头/VLAN标签等）。利用以太网帧头部固定偏移特性，通过硬件寄存器并行提取报文对应偏移位置的MAC地址与VLAN标签，避免逐层解析；提取得到目的MAC地址（48位）、VLAN ID（12位）、VLAN 优先级（3位）和VLAN帧类型标识。然后将上述提取结果和报文发送给传输层预判模块。物理层解析单元可以设计双通道解析逻辑：通道1处理MAC地址（6字节），通道2处理VLAN标签（4字节）。在标准的以太网帧格式中，目的MAC地址通常位于帧的第8个字节，从第8个字节开始的连续48位就是目的MAC地址。
步骤104，基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议。
具体的，传输层预判模块根据MAC地址与VLAN标签的长度，定位IP头部起始位置；然后获取IP头部的Protocol字段；然后根据IP头部Protocol字段值（如6=TCP，17=UDP）预判应用层协议类型，将对应的协议标识和应用层数据起始指针发送给应用层匹配引擎。其中，Protocol 字段指的是在网络协议报文中用于标识所使用协议类型的字段。
步骤106，基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段。
具体的，传输层预判模块的LUTRAM中存储有协议类型-应用层解析通道的映射表（如Protocol=104→IEC 61850，502→Modbus TCP）。这个映射表可以通过PCIe接口在线更新协议类型-通道对应关系。应用层匹配引擎根据协议标识激活对应解析通道，根据应用层数据指针从应用层载荷中并行提取电力协议的关键字段，并校验载荷的完整性。应用层匹配引擎可以采用多通道硬件匹配架构，每个通道对应一种电力协议（如通道1处理IEC61850，通道2处理Modbus）。
其中，IEC 61850（International Electrotechnical Commission 61850，国际电工委员会 61850 标准）是一个独立但相关的变电站通信标准。Modbus TCP（ModbusTransmission Control Protocol，Modbus 传输控制协议）是一种基于 Modbus RTU/ASCII标准的客户端 - 服务器通信协议，适用于以太网。
步骤108，获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量。
可选的，匹配规则可以为APDU（应用协议数据单元，Application Protocol DataUnit）类型是否合法，GOOSE控制块引用是否存在等。
可选的，除了匹配状态和目标应用层协议对应的字段值（协议类型），还包括循环冗余校验结果和时间戳。匹配向量的格式示例：[协议类型:3位|关键字段匹配状态:8位|校验结果:1位|时间戳:32位]，协议类型（3位）：覆盖IEC 61850、Modbus TCP、DNP3等主流电力协议；匹配状态（8位）：每位对应一个关键字段的匹配结果（如位0=APDU类型合法，位1=GOOSE控制块引用存在）；校验结果（1位）：硬件CRC校验器输出（0/1表示校验通过/失败）；时间戳（32位）：取自报文到达时的硬件时钟计数器，精度达纳秒级。
步骤110，基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
其中，不同匹配规则对应不同的操作，操作可以为：转发、丢弃和镜像等。
上述电力系统的报文处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段； 基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。本方法直接提取目标字段，并根据目标字段定位IP头的起始位置，从而快速的获得报文的应用层协议类型，加快了报文处理的过程。
在一个示例性的实施例中，所述基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置，包括：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
可选的，VLAN信息包括：VLAN ID、VLAN 优先级和VLAN标签。
具体的，如果报文存在VLAN标签，则VLAN 标签在以太网帧的第20个字节开始的位置，VLAN标签包括标签协议标识符Tag Protocol Identifier（TPID，2 字节）和标签控制信息Tag Control Information（TCI，2 字节）；TPID通常取值为0x8100，用于标识这是一个带有 VLAN 标签的帧；TCI则包含优先级（3 位）、规范格式指示符（CFI，1 位）和 VLAN ID（12位）。物理层解析结果：获取MAC头长度（通常14字节）；是否存在VLAN标签（若有，增加4字节）。IP头部起始位置=8字节（前导码和SFD）+MAC头长度+VLAN标签长度（0或4字节）。
示例性的，判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置，IP头部起始位置=8字节（前导码和SFD）+MAC头长度+VLAN标签长度（0或4字节）；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
本实施例中，通过定位IP头的起始位置，能够快速提取IP头部的Protocol字段值，以高速判断原始报文的应用层协议类型，
在一个示例性的实施例中，所述提取所述原始报文的多个关键字段，包括：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
其中，并行提取第一关键字段和第二关键字段；第一关键字段为固定字段，可以为APDU类型标识符。第二关键字段为变长字段，可以为GOOSE控制块引用。
具体的，硬件匹配引擎通过预置偏移量（如APDU类型标识符位于偏移0x00）和动态解码器（如处理变长字段的GOOSE控制块引用），同时提取多个关键字段。例如，在IEC 61850协议处理时，通道1的硬件逻辑单元并行执行以下操作：固定字段提取：通过硬件移位器直接截取APDU类型标识符的6字节；变长字段定位：基于长度解码器动态计算GOOSE控制块引用的起始位置；校验字段分离：将CRC校验码与其他数据隔离，为快速校验提供输入。
示例性的，对于原始报文中的固定字段，直接截取原始报文的固定字段；对于变长字段，计算变长字段的起始位置，提取变长字段；固定字段和变长字段共同构成了多个关键字段。
本实施例中，通过对关键字段进行快速提取，使系统能够立即判断报文性质（如区分故障信号与常规遥测数据），为后续控制逻辑争取毫秒级响应时间，加速决策过程；避免全报文解析的资源浪费，仅关注核心字段，减少硬件逻辑的复杂度与功耗。
在一个示例性的实施例中，所述根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议，包括：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将该应用层协议作为目标应用层协议。
具体的，IP头部的Protocol字段在单一报文中仅能取一个值（如6=TCP、17=UDP），但存在协议类型与解析通道的多对一映射的问题，同一Protocol值对应多种应用层协议。例如TCP（Protocol=6）可能承载Modbus TCP、IEC 104、HTTP等多种应用层协议，此时需要结合历史数据（如源IP历史记录显示主要发送GOOSE报文）、规则元数据表和应用层数据字段（如Modbus功能码）进一步确定应用层协议。
示例性的，基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将该应用层协议作为目标应用层协议。
本实施例中，通过确定原始报文的应用层协议类型，能够方便后续进行解析通道的匹配。
在一个示例性的实施例中，所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量之前，还包括：对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；
所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量，包括：获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
其中，匹配向量的格式为：[协议类型:3位|关键字段匹配状态:8位|校验结果:1位|时间戳:32位]。协议类型（3位）：覆盖IEC 61850、Modbus TCP、DNP3等主流电力协议；匹配状态（8位）：每位对应一个关键字段的匹配结果（如位0=APDU类型合法，位1=GOOSE控制块引用存在）；校验结果（1位）：硬件CRC校验器输出（0/1表示校验通过/失败）；时间戳（32位）：取自报文到达时的硬件时钟计数器，精度达纳秒级。
示例性的，对原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；获取时间戳，将目标应用层协议、匹配状态、校验结果和时间戳进行拼接，得到匹配向量。
本实施例中，通过生成匹配向量，可以方便的根据匹配向量来执行相应的操作。
在一个示例性的实施例中，所述基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，包括：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
可选的，第一预设值为0，0代表循环冗余校验通过，则进行后续匹配，若校验结果为1，则代表未通过，丢弃报文。
具体的，通过结果仲裁器整合结果，结果仲裁器的LUTRAM中存储有规则元数据表：存储规则优先级、动作类型（转发/丢弃/镜像）等参数。结果仲裁器的整合过程如下：1）统计匹配向量中的有效位（如关键字段匹配状态中的置位比特），判断是否存在多条规则同时匹配。2）查询规则元数据表，获取每条匹配规则的优先级权重（如安全规则优先级 > 转发规则）；使用硬件比较器树在单周期（5ns）内选择最高优先级规则。3）根据选定的规则ID，映射到预定义动作（如0001=转发至端口A，0010=丢弃）；附加时间戳信息，确保动作执行与报文到达时序严格一致。
示例性的，若所述匹配向量中的校验结果为0，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则；若所述匹配向量中的校验结果为0，则丢弃该匹配向量。
本实施例中，通过确定原始报文所符合的多个匹配规则的优先级，能够确定目标匹配规则，正确的对原始报文进行相应的操作。
在一个示例性的实施例中，如图2所示，一种电力系统的报文处理，包括：实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段。判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置，IP头部起始位置=8字节（前导码和SFD）+MAC头长度+VLAN标签长度（0或4字节）；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将该应用层协议作为目标应用层协议。基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；对于原始报文中的固定字段，通过所述目标解析通道直接截取原始报文的固定字段；对于变长字段，通过所述目标解析通道计算变长字段的起始位置，提取变长字段；固定字段和变长字段共同构成了多个关键字段。获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量。若所述匹配向量中的校验结果为0，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则；若所述匹配向量中的校验结果为0，则丢弃该匹配向量。对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及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，如上所述的各实施例所涉及的流程图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。可以理解的是，不同实施例中各步骤可以根据需要自由组合，组合所形成的各种无矛盾的方案均属于本申请保护的范围。
在一个示例性的实施例中，如图3所示，提供了一种电力系统的报文处理装置，包括：接收模块301、判断模块302、判断模块303、提取模块304、匹配模块305和执行模块306，其中：
接收模块，用于实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
判断模块，用于基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
提取模块，用于基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
匹配模块，用于获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
执行模块，用于基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
在其中一个实施例中，所述判断模块，还用于：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
在其中一个实施例中，所述提取模块，还用于：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
在其中一个实施例中，所述判断模块，还用于：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
在其中一个实施例中，所述匹配模块，还用于：
对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
在其中一个实施例中，所述执行模块，还用于：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
上述电力系统的报文处理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。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output，简称I/O）和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储匹配规则。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电力系统的报文处理方法。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，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以下步骤：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
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以下步骤：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
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，本申请提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性存储器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、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（Resistive Random Access Memory，ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive RandomAccess Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。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等。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。本申请提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器、人工智能（Artificial Intelligence，AI）处理器等，不限于此。
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，都应当认为是本申请记载的范围。
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本申请专利范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力系统的报文处理方法，其特征在于，所述方法包括：
实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置，包括：
判断所述目标字段中是否存在VLAN信息，若存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、VLAN信息、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置；
若不存在，则基于所述目标字段中的MAC地址、前导码和帧起始界定符，定位所述原始报文中IP头的起始位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述原始报文的多个关键字段，包括：
直接截取所述原始报文的第一关键字段；
计算第二关键字段的起始位置，提取所述第二关键字段；所述第一关键字段和所述第二关键字段共同构成了多个关键字段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议，包括：
基于所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的应用层协议；
若存在多个应用层协议和所述协议类型字段对应，则基于所述多个应用层协议、历史报文数据、预设的规则元数据表和所述原始报文的应用层字段，确定目标应用层协议；
若只存在一个应用层协议和所述协议类型字段对应，则将所述一个应用层协议作为目标应用层协议。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量之前，还包括：
对所述原始报文进行循环冗余校验，得到校验结果；
所述基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量，包括：
获取时间戳，基于所述匹配状态、所述目标应用层协议、所述校验结果和所述时间戳，生成匹配向量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，包括：
若所述匹配向量中的校验结果为第一预设值，则基于所述匹配向量中的匹配状态，确定与所述原始报文相匹配的匹配规则；
若存在多条匹配规则与所述原始报文相匹配，则查询预设的规则元数据表，获取所述多条匹配规则的优先级，选择优先级最高的匹配规则作为目标匹配规则；
若存在一条匹配规则与所述原始报文相匹配，则将所述一条匹配规则作为目标匹配规则。
7.一种电力系统的报文处理装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于实时接收原始报文，并提取所述原始报文的目标字段；
判断模块，用于基于所述目标字段，定位所述原始报文中IP头的起始位置；基于所述IP头的起始位置，从所述原始报文的IP头中获取协议类型字段；根据所述协议类型字段，判断所述原始报文所对应的目标应用层协议；
提取模块，用于基于所述目标应用层协议，确定所述原始报文对应的目标解析通道；通过所述目标解析通道，提取所述原始报文的多个关键字段；
匹配模块，用于获取预设的匹配规则库，所述匹配规则库包括至少一个匹配规则，每个匹配规则表征关键字段和执行操作的对应关系；将所述多个关键字段和所述匹配规则库中的各匹配规则进行匹配，得到每个匹配规则的匹配状态；基于所述匹配状态和所述目标应用层协议对应的字段值，生成匹配向量；
执行模块，用于基于所述匹配向量，确定目标匹配规则，对所述原始报文执行所述目标匹配规则中的操作。
8.一种计算机设备，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。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，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。
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