[發(fā)明專利]基于IPv6的工業(yè)異構網(wǎng)絡多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011120166.9
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112243009B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 王恒;楊創(chuàng);石通
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L69/08
• 分類號: H04L69/08;H04L69/167;H04L67/10;H04L67/12
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種基于IPv6的工業(yè)異構網(wǎng)絡多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)及方法，屬于工業(yè)網(wǎng)絡技術領域。該系統(tǒng)包括骨干網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡以及異構協(xié)議轉換裝置；所述骨干網(wǎng)包括IPv6交換機；工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡包括控制器、I/O設備和交換設備；異構協(xié)議轉換裝置在工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡中入網(wǎng)后，工業(yè)異構網(wǎng)絡中控制器與I/O設備通過異構協(xié)議轉換裝置與骨干網(wǎng)進行跨網(wǎng)設備關聯(lián)與跨網(wǎng)通信；跨網(wǎng)設備關聯(lián)和跨網(wǎng)通信包括多協(xié)議識別，跨網(wǎng)設備自適應關聯(lián)組網(wǎng)，跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流標識與通信。本發(fā)明在無需改動各個工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡網(wǎng)內設備與協(xié)議的情況下，通過IPv6技術和異構協(xié)議轉換裝置，實現(xiàn)了工業(yè)異構網(wǎng)絡的多協(xié)議自適應融合組網(wǎng)與通信。

技術領域

本發(fā)明屬于工業(yè)網(wǎng)絡技術領域，涉及基于IPv6的工業(yè)異構網(wǎng)絡多協(xié)議自適應融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著工業(yè)網(wǎng)絡的快速發(fā)展，由于單一工業(yè)網(wǎng)絡的傳輸速率與部署場景等因素的限制，在工廠中部署單一的工業(yè)網(wǎng)絡往往不能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰２煌瑓f(xié)議類型的工業(yè)網(wǎng)絡所組成的工業(yè)異構網(wǎng)絡協(xié)同工作通常能夠起到優(yōu)勢互補的作用，因此工業(yè)異構網(wǎng)絡廣泛出現(xiàn)在工廠中以滿足數(shù)據(jù)通信需求。但受制于協(xié)議差異，不同網(wǎng)絡設備之間的組網(wǎng)通信較為困難。如何實現(xiàn)工業(yè)異構網(wǎng)絡的融合組網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信，成為工業(yè)網(wǎng)絡發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有工業(yè)異構網(wǎng)絡之間的通信，常用一個協(xié)議轉換裝置直接將A網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)轉換成B網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，然后發(fā)往B網(wǎng)絡，這種方法僅適用于特定的兩種網(wǎng)絡，不具有通用性。

IPv6(Internet Protocol Version 6)是下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，具有地址空間大、適合高密度網(wǎng)絡等優(yōu)勢。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，IPv6協(xié)議從互聯(lián)網(wǎng)領域逐漸延伸擴展到工業(yè)網(wǎng)絡領域。在工廠骨干網(wǎng)中，IPv6的部署和應用日益廣泛。

因此，本發(fā)明亟需一種無需改動各個工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡網(wǎng)內設備與協(xié)議的情況下，實現(xiàn)工業(yè)異構網(wǎng)絡環(huán)境下設備間的跨網(wǎng)自適應組網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信的方法。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于IPv6的工業(yè)異構網(wǎng)絡多協(xié)議自適應融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)及方法，通過異構協(xié)議轉換裝置將工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡與IPv6骨干網(wǎng)進行協(xié)議轉換，完成工業(yè)網(wǎng)絡多協(xié)議識別、跨網(wǎng)設備自適應關聯(lián)組網(wǎng)、跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流標識與通信等功能。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種基于IPv6的工業(yè)異構網(wǎng)絡多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)，包括骨干網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡以及異構協(xié)議轉換裝置。其中，骨干網(wǎng)包括IPv6交換機；工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡包括控制器、I/O設備和交換設備；異構協(xié)議轉換裝置在工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡中入網(wǎng)后，工業(yè)異構網(wǎng)絡中控制器與I/O設備通過異構協(xié)議轉換裝置與骨干網(wǎng)進行跨網(wǎng)設備關聯(lián)與跨網(wǎng)通信；跨網(wǎng)設備關聯(lián)和跨網(wǎng)通信包括多協(xié)議識別，自適應融合組網(wǎng)與數(shù)據(jù)流標識。

進一步，各個工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡設備之間的跨網(wǎng)設備關聯(lián)，具體包括以下步驟：

S1：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡網(wǎng)內組網(wǎng)，異構協(xié)議轉換裝置在工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡中入網(wǎng)；

S2：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡i的控制器確定進行跨網(wǎng)設備關聯(lián)的工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡j的I/O設備，控制器使用IPv4協(xié)議封裝并發(fā)送關聯(lián)請求幀；

S3：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡i的交換設備接收控制器數(shù)據(jù)，交換設備分析控制器數(shù)據(jù)的IPv4地址是否屬于本網(wǎng)，若屬于本網(wǎng)IPv4地址轉發(fā)給本網(wǎng)I/O設備，不屬于本網(wǎng)IPv4地址則轉發(fā)至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡i中的異構協(xié)議轉換裝置；

S4：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡i中的異構協(xié)議轉換裝置收到關聯(lián)請求幀，把本網(wǎng)絡協(xié)議類型與流標識填入IPv6頭部，將關聯(lián)請求幀的IPv4頭部轉換為IPv6頭部，發(fā)送IPv6關聯(lián)請求幀發(fā)送至骨干網(wǎng)；

S5：骨干網(wǎng)收到IPv6關聯(lián)請求幀后，發(fā)送IPv6關聯(lián)請求幀至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡j中的異構協(xié)議轉換裝置；