CN108494854A - 一种适用于多能源大数据监测云平台的ipv6通讯系统构建方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，属于能源互联网建设中的网络数据通讯技术领域。解决了目前应用IPV4进行能源互联网大数据云平台建设中存在IP地址匮乏，传输速率慢的通讯弊端。本发明包括如下步骤：步骤一：根据应用对象，将整个通讯网络系统架构划分为两部分，分别为面向办公区的服务端通讯网络和面向生产区的现场端通讯网络；步骤二：面向办公区的服务端通讯网络通过建立基于IPV6的服务端局域通讯网络实现；面向生产区的现场端通讯网络通过建立基于IPV6的现场端局域通讯网络实现，从而完成了对整个通讯网络系统的构建。本发明主要应用于多能源大数据监测云平台。

Description

一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建 方法

技术领域

本发明属于能源互联网建设中的网络数据通讯技术领域。

背景技术

互联网技术的飞速发展不断改变人类的生产生活方式，与此同时，互联网技术与各工业领域的结合正开启新一轮的技术革命。如美国提出的“第三次工业革命”，德国的“工业4.0”以及中国的“中国制造2025”等。这些计划都是将传统行业与互联网结合，构建大数据平台，提升行业竞争力。

在能源领域，能源互联网战略一经提出便得到了迅速发展和广泛认可。能源互联网中的分布式能源结构作为新一代的供能模式是将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与能量梯级利用。在这个网络中，众多小型的新能源发电装置将会大规模并入电网，给电网安全带来巨大挑战。为确保电网的稳定性，需要引入覆盖区域较大的电网监测云平台，以提升电网各组成部分的快速监测能力。这种平台不同于以往的监测装置，大区域、多端口的特性增加了监测装置的复杂程度，对监测平台提出更高的要求。在该类监测平台中，存在众多的数据节点并产生海量的数据，如何高效快速的收集数据对云平台的构建至关重要。以电力负荷预测为例，虽然许多研究人员提出了多种具有较好预测精度的方法和模型；然而，必须保证有足够长、足够多的历史数据，才能保证模型精度达到要求。但是，多能源类型，大区域覆盖，多数据接口又使得基于IPv4通讯协议构建的传统大数据监测云平台的短板日益显现。IPv4是构成现今互联网技术的基础的协议，IPv4中规定IP地址长度为32，即有2³²-1个地址，有限的IP地址已无法满足云平台的建设，且目前这些地址即将用尽，这严重限制的互联网在各领域的应用和发展；为弥补IPv4的不足提出了新的IPv6版本。在最新的IPv6协议中，其IP地址的长度为128，即有2¹²⁸-1个地址，充足的IP地址解决了数据采集端的规模限制，为大数据云平台的建设所需的海量数据提供了收集基础，有助于提升大数据分析的准确性。此外，不同通讯协议的传输速度也存在差异，精简的报头格式以及结构使得IPv6拥有更快的传输速率。而且，IPv6包含了提供身份验证,数据完整性和保密等扩展的定义。在IPv6构建的网络中，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的保障数据的安全。

目前，基于新型网络体系架构的互联网逐渐受到国家的高度重视，我国电力一级骨干网已经全面支持IPv6协议，取得了显著的下一代互联网科研与建设成效。因此，在能源互联网的大数据分析需求不断提升的背景下，为确保大数据监测云平台的先进性，电力领域迫切需要一种基于IPv6协议的多能源大数据监测云平台系统。

发明内容

本发明是为了解决目前应用IPV4进行能源互联网大数据云平台建设中存在IP地址匮乏，传输速率慢的通讯弊端，提供了一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法。

一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，所述构建方法包括如下步骤：

步骤一：根据应用对象，将整个通讯网络系统架构划分为两部分，分别为面向办公区的服务端通讯网络和面向生产区的现场端通讯网络；

步骤二：面向办公区的服务端通讯网络通过建立基于IPV6的服务端局域通讯网络实现；面向生产区的现场端通讯网络通过建立基于IPV6的现场端局域通讯网络实现，从而完成了对整个通讯网络系统的构建。

优选的是，步骤二中建立基于IPV6的服务端局域通讯网络的具体过程为：

路由器上层通过web防火墙与云平台链接，路由器下层通过负载均衡设备与核心交换机链接，办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统，最终构成了应用于服务端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的服务端局域通讯网络的建立。

优选的是，步骤二中建立基于IPV6的现场端局域通讯网络的具体过程为：

网闸上层与云平台链接，网闸下层链接数据处理服务器，数据处理服务器下行链接核心路由器，现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统中，最终构成了应用于现场端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的现场端局域通讯网络的建立。

优选的是，所述办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统的具体过程为：

当办公设备通过有线方式接入时，办公设备通过有线分管交换机与负载均衡设备下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为： 其中，表示数据双向传输的方向；

当办公设备通过无线方式接入时，办公设备通过无线接入点链接无线分管交换机，并通过无线分管交换机与负载均衡器下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为： 其中，表示数据双向传输的方向。

优选的是，所述现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统的具体过程为：

当现场设备终端通过有线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器；

当现场设备终端通过无线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器。

本发明带来的有益效果是，本发明在现有的IPV4通讯系统构建方法基础上，提出一种适用于多能源大数据监测云平台的IPv6通讯系统构建方法。本发明将IPv6网络协议引入多能源大数据监测云平台构建中，解决了IPV4进行能源互联网大数据云平台建设中存在IP地址匮乏的问题，充足的IP地址解决了数据采集端的规模限制，为大数据云平台的建设所需的海量数据提供了收集基础，有助于提升大数据分析的准确性。然后，在网架结构中增加了负载均衡设备，通过平均分配能实现数据的快速获取并解决大量并发访问服务问题；最后，相比IPv4，IPv6特有的6Low PAN的通讯方式拥有的廉价、便捷、实用等特点，有助于密集分布的设备节点与云平台间的数据交换。本发明相对原有IPv4通讯架构，实现了能源互联网形势下大数据在一定带宽限制下的安全高效快速传输、存储。

附图说明

图1是本发明所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的整体流程图；

图2是所述基于IPV6的服务端局域通讯网络的结构示意图；

图3是所述基于IPV6的现场端局域通讯网络结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，所述构建方法包括如下步骤：

步骤一：根据应用对象，将整个通讯网络系统架构划分为两部分，分别为面向办公区的服务端通讯网络和面向生产区的现场端通讯网络；

步骤二：面向办公区的服务端通讯网络通过建立基于IPV6的服务端局域通讯网络实现；面向生产区的现场端通讯网络通过建立基于IPV6的现场端局域通讯网络实现，从而完成了对整个通讯网络系统的构建。

本实施方式中，将IPv6网络协议引入到本发明所述多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建中，解决了IP地址匮乏的问题，充足的IP地址解决了数据采集端的规模限制，为大数据云平台的建设所需的海量数据提供了收集基础，有助于提升大数据分析的准确性。相比IPv4，IPv6特有的6Low PAN的通讯方式拥有的廉价、便捷、实用等特点，本发明相对原有IPv4通讯架构，实现了能源互联网形势下大数据在一定带宽限制下的安全高效快速传输、存储。

具体实施方式二：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的区别在于，步骤二中建立基于IPV6的服务端局域通讯网络的具体过程为：

路由器上层通过web防火墙与云平台链接，路由器下层通过负载均衡设备与核心交换机链接，办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统，最终构成了应用于服务端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的服务端局域通讯网络的建立。

应用于服务端的数据传输网络从上至下层级依次为：

本实施方式，如果是多个不同的服务端需要接入云平台，则可以相同方式通过多个路由器和防火墙并行接入。

具体实施方式三：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的区别在于，步骤二中建立基于IPV6的现场端局域通讯网络的具体过程为：

网闸上层与云平台链接，网闸下层链接数据处理服务器，数据处理服务器下行链接核心路由器，现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统中，最终构成了应用于现场端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的现场端局域通讯网络的建立。

应用于现场端的数据传输网络的从上至下层级依次为：云平台←网闸←数据处理服务器←路由器←现场设备终端。其中，←表示数据单向传输方向。

本实施方式，如果现场生产设备规模较大、数据量异常多，则数据处理服务器可以采用群/组方式接入。并且，如果是多个不同的生产设备群体需要接入云平台，则可以以上述实施方式中相同方式通过多个网闸、数据处理服务器群/组以及核心路由器并行接入。

具体实施方式四：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的区别在于，所述办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统的具体过程为：

当办公设备通过有线方式接入时，办公设备通过有线分管交换机与负载均衡设备下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为：

当办公设备通过无线方式接入时，办公设备通过无线接入点链接无线分管交换机，并通过无线分管交换机与负载均衡器下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为：

本实施方式中，将IPv6网络协议引入多能源大数据监测云平台构建中；然后，在网架结构中增加了负载均衡设备，通过平均分配能实现数据的快速获取并解决大量并发访问服务问题；

具体实施方式五：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的区别在于，所述现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统的具体过程为：

当现场设备终端通过有线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器；

当现场设备终端通过无线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器。

为了验证本发明方法的效果，利用虚拟环境设计了多组仿真对比试验，测试结果的统计结果如表1所示。可以看出：本发明所设计的通讯策略相对原有IPV4通讯架构，实现了能源互联网形势下大数据在一定带宽限制下的安全高效快速传输、存储；数据量越大、带宽一定时，IPV6速度优势越明显。

表1网络通讯测试试验结果

本发明一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法的方法不局限于上述各实施方式所记载的具体结构，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。

Claims (5)

1.一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，其特征在于，所述构建方法包括如下步骤：

步骤一：根据应用对象，将整个通讯网络系统架构划分为两部分，分别为面向办公区的服务端通讯网络和面向生产区的现场端通讯网络；

步骤二：面向办公区的服务端通讯网络通过建立基于IPV6的服务端局域通讯网络实现；面向生产区的现场端通讯网络通过建立基于IPV6的现场端局域通讯网络实现，从而完成了对整个通讯网络系统的构建。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，其特征在于，步骤二中建立基于IPV6的服务端局域通讯网络的具体过程为：

路由器上层通过web防火墙与云平台链接，路由器下层通过负载均衡设备与核心交换机链接，办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统，最终构成了应用于服务端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的服务端局域通讯网络的建立。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，其特征在于，步骤二中建立基于IPV6的现场端局域通讯网络的具体过程为：

网闸上层与云平台链接，网闸下层链接数据处理服务器，数据处理服务器下行链接核心路由器，现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统中，最终构成了应用于现场端的数据传输网络，该数据传输网络采用IPV6协议实现，从而完成了对基于IPV6的现场端局域通讯网络的建立。

4.根据权利要求2所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，其特征在于，所述办公设备最终通过核心交换机接入云平台网络系统的具体过程为：

当办公设备通过有线方式接入时，办公设备通过有线分管交换机与负载均衡设备下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为：

当办公设备通过无线方式接入时，办公设备通过无线接入点链接无线分管交换机，并通过无线分管交换机与负载均衡器下层的核心交换机相链接，最终形成从上至下层级依次为：

5.根据权利要求3所述的一种适用于多能源大数据监测云平台的IPV6通讯系统构建方法，其特征在于，所述现场设备终端最终通过核心路由器接入云平台网络系统的具体过程为：

当现场设备终端通过有线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器；

当现场设备终端通过无线方式接入时，现场设备终端通过汇集路由器接入数据处理服务器下层的核心路由器。