基于VXLAN的5G工业协议适配装置及方法

本技术涉及工业控制网络，尤其是涉及到一种基于vxlan的5g工业协议适配装置及方法。

背景技术：

1、在工业控制网络中，存在着各种不同的系统和设备，它们由不同的制造商开发，使用着不同的通信协议，各类协议互不解析，形成了大量孤岛，造成了工控协议“七国八制”的乱象，这种多样性使得各个系统在进行交互时面临协议不一致或不兼容的问题。

2、目前，对于异构协议的适配，主要采用定制接口开发的方式，将不同协议的接口进行端到端的对接交互，然而，这种方法存在一些问题，例如，不同的服务请求方和服务提供方需要开发不同的处理程序，导致开发效率低下且缺乏灵活性，同时，当涉及到大量服务时，交互关系非常复杂，难以梳理系统之间的关系，导致在出现异常时排查错误也变得困难。

技术实现思路

1、基于此现象，本技术提供了一种基于vxlan的5g工业协议适配装置及方法，通过集成协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5g通信单元，针对不同工业终端的不同接口进行快速集成，以及对不同工业终端间的通信协议数据进行统一转换，实现了各工业终端间的集成式无线化高实时高可靠通信。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种基于vxlan的5g工业协议适配装置，

3、所述5g工业协议适配装置包括协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5g通信单元；

4、所述协议处理单元，用于处理协议适配过程中的工业终端数据；

5、所述数据存储单元，用于存储协议适配过程中的vxlan(virtual extensiblelocal area network，虚拟扩展局域网)报文，其中，所述vxlan报文为工业终端数据基于vxlan技术转换而成；

6、所述接口单元，用于连接协议处理单元、数据存储单元、5g通信单元以及工业终端；

7、所述5g通信单元，用于在授权或非授权频段无线收发5g报文；

8、所述工业终端可作为工业发送终端及工业接收终端。

9、可选地，所述装置还包括：

10、所述5g工业协议适配装置可作为发送端协议适配装置及接收端协议适配装置；

11、所述发送端协议适配装置包括发送端协议处理单元、发送端数据存储单元、发送端接口单元和发送端5g通信单元，所述发送端5g通信单元与发送端5g天线连接；

12、所述接收端协议适配装置包括接收端协议处理单元、接收端数据存储单元、接收端接口单元和接收端5g通信单元，所述接收端5g通信单元与接收端5g天线连接；

13、所述发送端协议处理单元，用于对工业协议报文进行vxlan报文格式封装，形成vxlan报文，将所述vxlan报文发送至发送端5g通信单元；

14、所述发送端5g通信单元，用于对vxlan报文进行5g报文格式封装，形成5g报文，并通过发送端5g天线发送5g报文；

15、所述接收端5g通信单元，用于通过接收端5g天线接收5g报文，并对5g报文进行解析，还原成vxlan报文，将所述vxlan报文发送至接收端协议处理单元；

16、所述接收端协议处理单元，用于对vxlan报文进行解析，还原成工业协议报文。

17、可选地，所述装置还包括：

18、所述发送端协议处理单元，用于根据vxlan报文格式配置vxlan报文封装参数，其中，所述vxlan报文封装参数包括网络标识符、发送端端口号、发送端ip(internetprotocol，网际协议)地址、发送端mac(media access control，媒体访问控制)地址以及接收端端口号、接收端ip地址、接收端mac地址；

19、所述发送端接口单元，用于接收工业发送终端发送的工业协议报文，并将工业协议报文传输至发送端协议处理单元；

20、所述发送端协议处理单元，还用于根据vxlan报文封装参数对工业协议报文进行封装，形成vxlan报文，并将vxlan报文通过发送端接口单元缓存至发送端数据存储单元；

21、所述发送端数据存储单元，用于通过发送端接口单元发送vxlan报文至发送端5g通信单元。

22、可选地，所述装置还包括：

23、所述发送端协议处理单元，还用于根据网络标识符对工业协议报文添加vxlan头部，得到vxlan数据；

24、所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端端口号和接收端端口号，对vxlan数据添加udp(user datagram protocol，用户数据报协议)头部，得到udp数据；

25、所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端ip地址和接收端ip地址，对udp数据添加ip头部，得到ip数据；

26、所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端mac地址和接收端mac地址，对ip数据添加mac头部，得到vxlan报文；

27、所述发送端协议处理单元，还用于将vxlan报文通过发送端接口单元缓存至发送端数据存储单元。

28、可选地，所述装置还包括：

29、所述发送端5g通信单元，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5g报文格式配置5g报文封装参数，其中，所述5g报文封装参数包括sdap(service data adaptationprotocol，服务数据适配协议)信息、pdcp(packet data convergence protocol，分组数据汇聚协议)信息、rlc(radio link control，无线链路控制层协议)信息、发送端mac地址以及接收端mac地址；

30、所述发送端5g通信单元，还用于根据5g报文封装参数对vxlan报文进行封装，得到5g报文，并通过发送端5g天线在无线信道发送5g报文。

31、可选地，所述装置还包括：

32、所述发送端5g通信单元，还用于将vxlan报文作为5g协议应用层的服务数据单元，根据sdap信息对服务数据单元添加sdap头部，形成sdap数据；

33、所述发送端5g通信单元，还用于将sdap数据作为5g协议汇聚层的分组数据单元，根据pdcp信息对分组数据单元添加pdcp头部，形成pdcp数据；

34、所述发送端5g通信单元，还用于将pdcp数据作为5g协议无线链路层的链路数据单元，根据rlc信息对链路数据单元添加rlc头部，形成rlc数据；

35、所述发送端5g通信单元，还用于将rlc数据作为介质访问控制层的访问数据单元，根据发送端mac地址及接收端mac地址对访问数据单元添加mac头部，形成5g报文；

36、所述发送端5g通信单元，还用于通过发送端5g天线在5g协议物理层发送5g报文。

37、可选地，所述装置还包括：

38、所述接收端5g通信单元，用于通过接收端5g天线接收5g报文，并对5g报文进行解析，将5g报文还原成vxlan报文，以及将vxlan报文通过接收端接口单元发送至接收端协议处理单元；

39、所述接收端协议处理单元，用于解析vxlan报文，将vxlan报文还原成工业协议报文，并将工业协议报文通过接收端接口单元发送至工业接收终端。

40、可选地，所述装置还包括：

41、所述接收端5g通信单元，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5g报文格式配置5g报文解析参数；

42、所述接收端5g通信单元，还用于根据授权或非授权信道状态，在5g协议物理层接收5g报文；

43、所述接收端5g通信单元，还用于根据5g报文解析参数判断5g报文中接收端mac地址是否正确，若正确，则去掉5g报文的mac头部，还原rlc数据，若不正确，则丢弃；

44、所述接收端5g通信单元，还用于根据5g报文解析参数去掉rlc数据的rlc头部，还原pdcp数据；

45、所述接收端5g通信单元，还用于根据5g报文解析参数去掉pdcp数据的pdcp头部，还原sdap数据；

46、所述接收端5g通信单元，还用于根据5g报文解析参数去掉sdap数据的sdap头部，还原vxlan报文；

47、所述接收端5g通信单元，还用于通过接收端接口单元将vxlan报文发送至接收端协议处理单元。

48、可选地，所述装置还包括：

49、所述接收端接口单元，用于接收vxlan报文，并将vxlan报文存储至接收端数据存储单元；

50、所述接收端数据存储单元，用于将vxlan报文通过接收端接口单元发送至接收端协议处理单元；

51、所述接收端协议处理单元，用于根据vxlan报文格式配置vxlan报文解析参数；

52、所述接收端协议处理单元，还用于根据vxlan报文解析参数判断vxlan报文中接收端mac地址是否正确，若正确，则去掉mac头部，还原ip数据，若不正确，则丢弃；

53、所述接收端协议处理单元，还用于根据vxlan报文解析参数判断ip数据中接收端ip地址是否正确，若正确，则去掉ip数据的ip头部，还原udp数据，若不正确，则丢弃；

54、所述接收端协议处理单元，还用于根据vxlan报文解析参数判断udp数据中接收端端口号是否正确，若正确，则去掉udp数据的udp头部，还原vxlan数据，若不正确，则丢弃；

55、所述接收端协议处理单元，还用于根据vxlan报文解析参数判断vxlan数据中网络标识符是否正确，若正确，则去掉vxlan数据的vxlan头部，还原工业协议报文，若不正确，则丢弃；

56、所述接收端协议处理单元，还用于将工业协议报文通过接收端接口单元发送至工业接收终端。

57、根据本技术的另一方面，提供了一种基于vxlan的5g工业协议适配方法，所述方法包括：

58、工业终端发送工业协议报文至发送端协议适配装置；

59、发送端协议适配装置的协议处理单元对所述工业协议报文进行vxlan报文封装，得到vxlan报文，并将所述vxlan报文发送至发送端协议适配装置的5g通信单元；

60、发送端协议适配装置的5g通信单元对所述vxlan报文进行5g报文封装，得到5g报文，并通过授权或非授权频段发送所述5g报文至接收端协议适配装置；

61、接收端协议适配装置的5g通信单元对所述5g报文进行5g报文解析，得到目标vxlan报文，并将目标vxlan报文发送至接收端协议适配装置的协议处理单元；

62、接收端协议适配装置的协议处理单元对所述目标vxlan报文进行解析，还原得到目标工业协议报文，并将所述目标工业协议报文发送至工业终端；

63、工业终端执行所述目标工业协议报文对应的协议操作。

64、借由上述技术方案，本技术提供了一种基于vxlan的5g工业协议适配装置及方法，5g工业协议适配装置包括协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5g通信单元；协议处理单元，用于处理协议适配过程中的工业终端数据；数据存储单元，用于存储协议适配过程中的vxlan报文，其中，vxlan报文为工业终端数据基于vxlan技术转换而成；接口单元，用于连接协议处理单元、数据存储单元、5g通信单元和工业终端；5g通信单元，用于在授权或非授权频段无线收发5g报文,工业终端可作为工业发送终端及工业接收终端。通过集成协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5g通信单元，针对不同工业终端的不同接口快速集成，及对不同工业终端间的通信协议进行统一转换，实现各工业终端间的集成式无线化高实时高可靠通信。

65、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。