CN116155996A - 操作设备的控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
一种操作设备的控制方法、装置及系统,属于生产控制领域。该方法包括:生产控制设备向目标网络设备发送第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向操作技术(operation technology,OT)网络中的目标操作设备发送控制消息,目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。本申请由目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,使得控制消息的传输质量能够满足工业生产要求。
Description
技术领域
本申请涉及生产控制领域,特别涉及一种操作设备的控制方法、装置及系统。
背景技术
在工业生产中,用于工业生产的执行器、传感器等操作设备一般处于OT网络中,通常采用可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)定时向操作设备发送控制消息来对操作设备进行控制,以进行工业生产控制。为了保证工业生产的正常进行,PLC向操作设备发送的控制消息的传输质量需要满足该操作设备的工业生产要求。
随着OT网络与信息技术(information technology,IT)网络的融合以及云化PLC的普及,采用云化PLC进行工业生产控制成为未来的发展趋势。云化PLC一般安装在云化服务器中,云化服务器一般通过数据中心网络、承载网络等传输网络与OT网络连接。但是云化PLC发送的控制消息需要经过数据中心网络、承载网络等传输网络才能传输至OT网络中的操作设备,这就导致控制消息的传输质量可能无法满足该操作设备的工业生产要求。
发明内容
本申请提供了一种操作设备的控制方法、装置及系统。本申请的技术方案如下:
第一方面,提供了一种操作设备的控制方法,该方法包括:目标网络设备接收来自生产控制设备的第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息;目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。其中,该控制消息可以是报文、数据包、帧等任何格式的消息。
本申请提供的技术方案,生产控制设备可以根据生产控制设备的指示代理该生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息,由此可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
可选的,第一指示报文中携带第一指示信息,生产控制设备通过第一指示信息指示目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息;或者,生产控制设备与目标网络设备可以约定特定报文格式,生产控制设备通过设置第一指示报文的格式为特定报文格式来指示目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该消息周期用于指示目标网络设备按照该发包周期向目标操作设备发送控制消息。目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息,包括:目标网络设备根据该消息模板和该消息周期中的至少一种向目标操作设备发送控制消息。例如,当第一指示报文中携带消息模板而未携带消息周期时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息模板向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中携带消息周期而未携带消息模板时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息周期向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中携带消息模板和消息周期时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息模板和消息周期向目标操作设备发送控制消息。
可选的,第一指示报文中携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果,该方法还包括:目标网络设备接收对应于控制消息的响应消息;目标网络设备根据响应消息获取传输检测结果;目标网络设备向生产控制设备发送传输检测结果。
本申请提供的技术方案,生产控制设备通过在第一指示报文中携带检测指示信息,使得目标网络设备可以获取基于控制消息的传输检测结果,并向生产控制设备反馈该传输检测结果,便于生产控制设备获知控制消息的传输质量,从而获知控制消息的传输质量是否满足目标操作设备的工业生产要求,以在目标网络设备向目标操作设备发送的控制消息的传输质量不满足目标操作设备的工业生产要求时,及时调整对该目标操作设备的控制策略。
可选的,传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,响应消息的传输质量用于反映控制消息的传输质量,响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种。目标网络设备根据响应消息获取传输检测结果包括以下至少一种:目标网络设备获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,得到传输检测结果;以及,目标网络设备获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,并根据响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,得到传输检测结果。
本申请提供的技术方案,当传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳时,目标网络设备向生产控制设备发送该传输检测结果,生产控制设备可以根据该传输检测结果进行传输质量检测,以确定响应消息的传输质量是否满足传输质量要求;当传输检测结果包括响应消息的传输质量是否满足传输质量要求时,目标网络设备向生产控制设备发送该传输检测结果,生产控制设备可以直接确定响应消息的传输质量是否满足传输质量要求。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑。目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息,包括:目标网络设备根据该编辑指示信息对该消息模板进行编辑;目标网络设备按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息。
本申请提供的技术方案,生产控制设备通过在第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,使得目标网络设备可以根据该编辑指示信息对该消息模板进行编辑,并按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息,由此目标网络设备可以对控制消息按需调整。
可选的,目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接,目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息,包括:目标网络设备根据第一指示报文向接口设备发送第一控制消息,该接口设备用于根据第一控制消息向目标操作设备发送第二控制消息,其中,第一控制消息和第二控制消息中均携带目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,第二控制消息的格式为目标操作设备能够识别的格式。
其中,接口设备可以是输入/输出(input/output,I/O)设备,该接口设备具有多个下行接口,使得该接口设备可以下挂多个操作设备,从而便于目标网络设备与多个操作设备连接,目标操作设备可以是该多个操作设备中的任一操作设备。
本申请提供的技术方案,在目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接的场景中,当目标网络设备发送的第一控制消息的格式不是目标操作设备能够识别的格式时,接口设备根据第一控制消息获得目标操作设备能够识别的第二控制消息,并向目标操作设备发送第二控制消息,使得最终到达目标操作设备的控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式。
可选的,目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接,目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息,包括:目标网络设备根据第一指示报文向接口设备发送控制消息,该接口设备用于向目标操作设备转发该控制信息,其中,该控制消息中携带目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,该控制消息的格式为目标操作设备能够识别的格式。
本申请提供的技术方案,在目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接的场景中,当目标网络设备发送的控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式时,接口设备直接转发该控制消息,最终到达目标操作设备的控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式。
可选的,在目标网络设备接收来自生产控制设备的第一指示报文之后,该方法还包括:目标网络设备接收来自生产控制设备的第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息;目标网络设备根据第二指示报文停止向目标操作设备发送控制消息。例如,第二指示报文中携带第二指示信息,生产控制设备通过第二指示信息指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息;或者,生产控制设备与第二网络设备可以约定特定报文格式,生产控制设备可以通过设置第二指示报文的格式为特定报文格式来指示第二网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。
可选的,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。
本申请提供的技术方案,由于目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中,因此,相比于生产控制设备,目标网络设备与目标操作设备之间的设备的数量较少,目标网络设备向目标操作设备发送的控制消息的传输质量更易于控制,由目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,更易于满足目标操作设备的工业生产要求。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的边缘网络设备。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的出口运营商边缘provideredge,PE)设备。
可选的,第一指示报文为二层报文或三层报文;第二指示报文为二层报文或三层报文。
可选的,生产控制设备是PLC设备,例如,生产控制设备是安装有PLC软件的服务器。
第二方面,提供了一种操作设备的控制方法,该方法包括:生产控制设备生成第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息;生产控制设备向目标网络设备发送第一指示报文。
本申请提供的技术方案,生产控制设备可以指示目标网络设备代理该生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息,目标网络设备可以根据生产控制设备的指示代理该生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,由此可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该消息周期用于指示目标网络设备按照该消息周期向目标操作设备发送控制消息。目标网络设备可以根据该消息模板和该消息周期中的至少一种向目标操作设备发送控制消息。
可选的,第一指示报文中携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果,该方法还包括:生产控制设备接收目标网络设备发送的基于控制消息的传输检测结果,该传输检测结果是目标网络设备根据对应于控制消息的响应消息获取的。
本申请提供的技术方案,生产控制设备通过在第一指示报文中携带检测指示信息,使得目标网络设备可以获取基于控制消息的传输检测结果,并向生产控制设备反馈该传输检测结果,便于生产控制设备获知控制消息的传输质量,从而获知控制消息的传输质量是否满足目标操作设备的工业生产要求,以在目标网络设备向目标操作设备发送的控制消息的传输质量不满足目标操作设备的工业生产要求时,及时调整对该目标操作设备的控制策略。
可选的,传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,响应消息的传输质量用于反映控制消息的传输质量,响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种。该方法还包括:当该传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳时,生产控制设备根据目标网络设备对响应消息的接收时间戳进行传输质量检测。可选的,当该传输检测结果包括响应消息的传输质量是否满足传输质量要求时,生产控制设备根据该传输检测结果确定响应消息的传输质量是否满足传输质量要求。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑。目标网络设备可以根据该编辑指示信息对该消息模板进行编辑,按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息。
本申请提供的技术方案,生产控制设备通过在第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,使得目标网络设备可以根据该编辑指示信息对该消息模板进行编辑,并按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息,由此目标网络设备可以对控制消息的内容按需调整。
可选的,在生产控制设备向目标网络设备发送第一指示报文之后,该方法还包括:生产控制设备生成第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息;生产控制设备向目标网络设备发送第二指示报文。
可选的,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。
本申请提供的技术方案,由于目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中,因此,相比于生产控制设备,目标网络设备与目标操作设备之间的设备的数量较少,目标网络设备向目标操作设备发送的控制消息的传输质量更易于控制,由目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,更易于满足目标操作设备的工业生产要求。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的边缘网络设备。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的出口PE设备。
可选的,第一指示报文为二层报文或三层报文;第二指示报文为二层报文或三层报文。
可选的,生产控制设备是PLC设备,例如,生产控制设备是安装有PLC软件的服务器。
第三方面,提供了一种操作设备的控制装置,该控制装置包括用于执行如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的操作设备的控制方法的各个模块。
第四方面,提供了一种操作设备的控制装置,该控制装置包括用于执行如上述第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的操作设备的控制方法的各个模块。
上述第三方面或第四方面中的所述模块可以基于软件、硬件或软件和硬件的结合实现,且所述模块可以基于具体实现进行任意组合或分割。
第五方面,提供了一种操作设备的控制装置,包括存储器和处理器;
存储器用于存储计算机程序;
处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以使得该控制装置执行如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的操作设备的控制方法。
第六方面,提供了一种操作设备的控制装置,包括存储器和处理器;
存储器用于存储计算机程序;
处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以使得该控制装置执行如上述第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的操作设备的控制方法。
第七方面,提供了一种操作设备的控制系统,包括生产控制设备和目标网络设备。
目标网络设备包括如第三方面所提供的操作设备的控制装置,该生产控制设备包括如第四方面所提供的操作设备的控制装置。或者,目标网络设备包括如第五方面所提供的操作设备的控制装置,该生产控制设备包括如第六方面所提供的操作设备的控制装置。
第八方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被执行时实现如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的方法,或者,实现如上述第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的方法。
第九方面,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括程序或代码,该程序或代码被执行时,实现如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的方法,或者,实现如上述第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的方法。
第十方面,提供了一种芯片,该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,该芯片运行时用于实现如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的方法,或者,实现如上述第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的方法。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是:
本申请提供的操作设备的控制方法、装置及系统,生产控制设备可以向目标网络设备发送第一指示报文,目标网络设备可以根据第一指示报文代理生产控制设备向OT网络中的向目标操作设备发送控制消息,由此,通过目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足该目标操作设备的工业生产要求。
附图说明
图1是本申请实施例涉及的一种实施环境的示意图;
图2是本申请实施例涉及的另一种实施环境的示意图;
图3是本申请实施例提供的一种生产控制设备的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种操作设备的控制方法的流程图;
图5是本申请实施例提供的一种第一指示报文的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的另一种第一指示报文的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的再一种第一指示报文的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图10是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图11是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图12是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图13是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图14是本申请实施例提供的又一种第一指示报文的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的另一种操作设备的控制方法的流程图;
图16是本申请实施例提供的一种代理响应报文的结构示意图;
图17是本申请实施例提供的另一种代理响应报文的结构示意图;
图18是本申请实施例提供的再一种代理响应报文的结构示意图;
图19是本申请实施例提供的又一种代理响应报文的结构示意图;
图20是本申请实施例提供的又一种代理响应报文的结构示意图;
图21是本申请实施例提供的又一种代理响应报文的结构示意图;
图22是本申请实施例提供的又一种代理响应报文的结构示意图;
图23是本申请实施例提供的再一种操作设备的控制方法的流程图;
图24是本申请实施例提供的一种操作设备的控制装置的结构示意图;
图25是本申请实施例提供的另一种操作设备的控制装置的结构示意图;
图26是本申请实施例提供的再一种操作设备的控制装置的结构示意图;
图27是本申请实施例提供的又一种操作设备的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
工业生产中的操作设备一般包括执行器、传感器等各种可能的设备。工业生产中的操作设备一般处于OT网络中,通常采用PLC定时向OT网络中的操作设备发送控制消息来对操作设备进行控制,以进行工业生产控制。为了保证工业生产的正常进行,PLC向操作设备发送的控制消息的传输质量需要满足该操作设备的工业生产要求。例如,对于物料传送业务,PLC向物料传送生产线上的操作设备发送控制消息的周期一般需要维持在100ms(毫秒)左右。对于机床生产业务,PLC向机床(即操作设备)发送控制消息的周期一般需要维持在10ms左右,控制消息的抖动一般需要维持在100us(微秒)左右。
目前,操作设备挂载在I/O子卡下,PLC与I/O子卡连接,PLC通过I/O子卡向挂载在该I/O子卡下的操作设备发送控制消息。由于PLC发送的控制消息仅需经过该I/O子卡的传输即可到达操作设备,因此控制消息的传输质量(例如时延)基本能够满足该操作设备的工业生产要求。但是,随着产业数字化、OT网络与IT网络的融合以及云化PLC的普及,采用云化PLC代替物理PLC进行工业生产控制成为未来的发展趋势。云化PLC安装在云化服务器中,云化服务器通过数据中心网络、承载网络等传输网络与OT网络连接。云化PLC发送的控制消息需要经过数据中心网络、承载网络等传输网络才能传输至OT网络中的操作设备,这就导致控制消息的传输质量可能无法满足操作设备的工业生产要求。
本申请实施例提供了一种操作设备的控制方法、装置及系统。在本申请中,生产控制设备(例如云化PLC设备)可以指示网络设备代理该生产控制设备向OT网络中的操作设备发送控制消息,网络设备可以根据生产控制设备的指示向操作设备发送控制消息,由此可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足操作设备的工业生产要求。
下面对本申请的技术方案进行介绍。为了便于理解,首先介绍本申请的实施环境。
请参考图1,其示出了本申请实施例涉及的一种实施环境的示意图。该实施环境包括处于OT网络中的多个操作设备(例如操作设备1、操作设备2和操作设备3)以及用于对OT网络中的操作设备进行控制的生产控制设备。生产控制设备依次通过数据中心网络和承载网络与OT网络中的操作设备连接。数据中心网络和承载网络均是处于生产控制设备与OT网络之间的传输网络,数据中心网络和承载网络用于在生产控制设备与操作设备之间传输消息。
其中,OT网络是工业内网,操作设备可以是OT网络中用于工业生产的各种类型的设备。根据工业生产类型的不同,OT网络中的操作设备可以是执行器、传感器、机床、传送设备等。图1仅示例性的示出了OT网络中的三个操作设备,OT网络可以包括三个以上操作设备,OT网络中的操作设备的数量根据工业生产需求确定,本申请实施例对此不作限定。
其中,数据中心网络的网络拓扑可以是脊-叶(leaf-spine)拓扑或者是其他的网络拓扑,数据中心网络中包括多个网络设备,网络设备用于转发流量。按照流量的传输方向来分,数据中心网络中的网络设备可以包括入口设备和出口设备。入口设备是位于流量入口的网络设备,出口设备是位于流量出口的网络设备。根据数据中心网络的网络拓扑的不同以及网络设备所处位置的不同,数据中心网络中的网络设备的类型不同。如图1所示,本申请实施例以数据中心网络的网络拓扑是leaf-spine拓扑为例说明,该数据中心网络包括位于汇聚层的spine设备1以及位于接入层的leaf设备1和leaf设备2,spine设备1分别与leaf设备1和leaf设备2连接。其中,leaf设备1和leaf设备2均可以作为该数据中心网络的入口设备,spine设备1可以作为该数据中心网络的出口设备。leaf设备也可以作为数据中心网络的出口设备,当某一leaf设备作为数据中心网络的出口设备时,该leaf设备一般称为缘叶(border leaf)设备。图1仅示例性的示出了数据中心网络的组网架构,数据中心网络中的组网架构可以根据实际需要调整。例如,数据中心网络还可以包括位于汇聚层之上的核心层,在这种情况下,该数据中心网络中的出口设备可以是位于核心层中的核心网络设备。数据中心网络中的网络设备可以是交换机,例如,spine设备1是spine交换机,leaf设备1和leaf设备2均是leaf交换机。数据中心网络中的网络设备也可以是其他的网络设备,本申请实施例对此不作限定。
其中,承载网络中包括多个网络设备,网络设备用于转发流量。按照流量的传输方向来分,承载网络中的网络设备可以包括入口设备和出口设备。按照网络设备的角色来分,承载网络中的网络设备可以包括边缘网络设备和核心网络设备。边缘网络设备例如是PE设备,核心网络设备例如是运营商(provider,P)设备。图1以该承载网络中包括边缘网络设备PE1、PE2以及核心网络设备P1为例说明,PE1和PE2分别与P1连接,可选的,流量在该承载网络中的传输方向为从PE2到PE1的方向,则PE1可以是该承载网络中的出口设备(或称为出口PE设备),PE2可以是该承载网络中的入口设备(或称为入口PE设备)。图1仅示例性的示出了承载网络的组网架构,承载网络中的网络设备的数量以及承载网络的组网架构可以根据实际需要调整。例如,承载网络中可以包括多个PE设备、多个P设备等,以及承载网络中还可以包括用于对该承载网络中的网络设备进行控制的网络控制器(图1中未示出),本申请实施例对此不作限定。可选的,承载网络中的网络设备是交换机或路由器(router)等转发设备,并且网络设备可以是框式设备或盒式设备。
如图1所示,生产控制设备与数据中心网络中的leaf设备1(例如入口设备)连接,该生产控制设备通过leaf设备1接入该数据中心网络。该数据中心网络中的spine设备1(例如出口设备)与承载网络中的PE2(例如入口PE设备)连接,使得该数据中心网络与该承载网络连接。该承载网络中的PE1(例如出口PE设备)分别与OT网络中的操作设备1、操作设备2和操作设备3连接。由此,该生产控制设备依次通过该数据中心网络和该承载网络与OT网络中的操作设备1、操作设备2和操作设备3连接。
图1所示实施环境以承载网络中的出口PE设备与OT网络中的操作设备直连为例说明,承载网络中的出口PE设备也可以通过其他设备与OT网络中的操作设备连接。示例的,请参考图2,其示了本申请实施例涉及的另一种实施环境的示意图,该实施环境中还包括接口设备,PE1通过该接口设备与OT网络中的操作设备1、操作设备2和操作设备3连接。
其中,该接口设备可以处于OT网络外,也可以处于OT网络外,图2以该接口设备处于OT网络外为例说明。该接口设备可以包括多个接入接口,OT网络中的多个操作设备可以通过该多个接入接口挂载在该接口设备下,以通过该接口设备挂载在PE1下。该接口设备中的接入接口可以是下行接口,该接口设备还可以包括上行接口,该接口设备通过上行接口与PE1连接。该接口设备可以是I/O设备,该I/O设备又称为I/O子卡。
相比于承载网络中的出口PE设备,接口设备中的接入接口的数量较多,接口设备下可以挂载较多的操作设备,接口设备可以实现操作设备的汇聚,承载网络中的出口PE设备通过接口设备与OT网络中的操作设备连接,使得该出口PE设备下可以挂载较多的操作设备,由此可以使得生产控制设备通过同一个出口PE设备实现对多个操作设备的控制。
图1和图2所示实施环境以生产控制设备与OT网络之间的传输网络包括数据中心网络和承载网络为例说明,在实际应用场景中,生产控制设备与OT网络之间的传输网络还可以包括其他传输网络,本申请实施例对此不作限定。
在图1和图2所示的实施环境中,生产控制设备可以是云化系统中的PLC设备,例如,生产控制设备是安装有PLC软件(或称为云化PLC)的服务器。示例的,请参考图3,其示出了本申请实施例提供的一种生产控制设备的示意图。该生产控制设备包括服务器硬件(例如处理器、存储器、通信接口等),运行在服务器硬件上的虚拟化操作系统(operatingsystem,OS)、运行在虚拟化OS上的虚拟机(virtual machine,VM)以及运行在VM上的云化PLC,由云化PLC实现该生产控制设备的控制功能。在本申请实施例中,生产控制设备通过服务器结合应用软件(即PLC软件)的方式实现PLC功能。由于PLC软件的性能易于扩展,并且升级换代比较容易,因此该生产控制设备能够灵活应对工业生产规模的变更,能够方便的支持越来越多的定制化制造场景。此外,由于该生产控制设备部署在云化系统中,因此该生产控制设备以及由该生产控制设备所控制的OT网络能够方便的与各种IT网络或IT系统结合以进行大数据分析。
目前,由生产控制设备直接向OT网络中的操作设备发送控制消息来对该操作设备进行控制,生产控制设备发送的控制消息需要经过数据中心网络、承载网络等传输网络才能传输至操作设备,这就导致控制消息的传输质量可能无法满足该操作设备的工业生产要求。例如,参考图1或图2,生产控制设备直接向操作设备1发送控制消息来对操作设备1进行控制,生产控制设备向操作设备1发送的控制消息至少需要经过数据中心网络中的leaf设备1、spine设备1,以及承载网络中的PE2、P1和PE1才能传输至操作设备1,这就导致控制消息的传输质量可能无法满足操作设备1的工业生产要求。例如,需要该控制消息在leaf设备1、spine设备1、PE2、P1和PE1中的传输质量(例如时延、抖动)都可控才能够满足操作设备1的工业生产要求,这是很困难的。
在本申请实施例中,生产控制设备可以指示该生产控制设备与OT网络之间的传输网络中的目标网络设备(例如PE1)来代理该生产控制设备向目标操作设备(例如操作设备1)发送控制消息,相比于生产控制设备,目标网络设备与目标操作设备之间的设备的数量较少,由目标网络设备代理生产控制设备发送的控制消息传输质量易于控制,该控制消息传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
其中,目标网络设备是生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中的边缘网络设备,具体可以是该承载网络中的出口PE设备。例如图1或图2所示,目标网络设备可以是PE1,目标网络设备向OT网络中的目标操作设备(例如操作设备1)发送的控制消息可以直接传输至目标操作设备,或者该控制消息仅经过接口设备即可传输至目标操作设备,该控制消息所需经过的设备的数量较少,使得该控制消息的传输质量易于控制。可选的,目标网络设备也可以是承载网络中的入口PE设备或者是该承载网络中的P设备,目标网络设备还可以是数据中心网络中的网络设备,本申请实施例对此不作限定。
以上是对本申请实施环境的介绍,下面介绍本申请的操作设备的控制方法的实施例。
请参考图4,其示出了本申请实施例提供的一种操作设备的控制方法的流程图。该控制方法可以应用于包括生产控制设备和目标网络设备的系统中。目标网络设备可以代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息以对目标操作设备进行控制,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。可选的,目标网络设备是该承载网络中的边缘网络设备,例如目标网络设备是该承载网络中的出口PE设备。参考图1或图2,目标网络设备可以是PE1。参见图4,该控制方法可以包括如下S401至S404。
S401.生产控制设备生成第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。
生产控制设备可以生成第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。其中,目标操作设备可以是OT网络中的任一操作设备,控制消息可以是报文、数据包、帧等任何格式的消息。
在本申请实施例中,第一指示报文中可以携带第一指示信息,第一指示信息用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息,使得第一指示报文指示目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息。或者,生产控制设备与目标网络设备可以预先约定特定报文格式,生产控制设备通过设置第一指示报文的格式为该特定报文格式,使得第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息,本申请实施例对此不作限定。
作为一种可选实现方式,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种。该消息模板为控制消息的模板,该消息模板中可以包括对应于目标操作设备的控制信息,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息。该消息周期为控制消息的发送周期,该消息周期用于指示目标网络设备按照该消息周期向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中未携带消息模板时,目标网络设备可以按照自定义的消息模板或者预先与生产控制设备约定好的消息模板向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中未携带消息周期时,目标网络设备可以按照自定义的消息周期或者预先与生产控制设备约定好的消息周期向目标操作设备发送控制消息。可选的,在第一指示报文中携带消息模板的情况下,第一指示报文中还可以携带编辑指示信息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑,目标网络设备可以按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息;或者,第一指示报文中也可以不携带编辑指示信息,本申请实施例对此不作限定。在本申请实施例中,第一指示报文中还携带目标操作设备的指示信息,例如,目标操作设备的指示信息可以位于消息模板中。也即,该消息模板中可以包括目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息。其中,目标操作设备的指示信息可以是目标操作设备的设备信息或者是任何能够指示或者路由到目标操作设备的信息。例如,目标操作设备的指示信息可以是目标操作设备的媒体访问控制(mediaaccess control,MAC)地址或者是目标操作设备的互联网协议(internet protocol,IP)地址,本申请实施例对此不作限定。
作为一种可选实现方式,第一指示报文中携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果。该传输检测结果可以为目标网络设备对控制消息的响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,响应消息的传输质量可以用于反映控制消息的传输质量,生产控制设备根据响应消息的传输质量便可以获知控制消息的传输质量。作为一个示例,该检测指示信息包括时间戳指示信息,该时间戳指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈目标网络设备对响应消息的接收时间戳。作为另一个示例,该检测指示信息包括质量指示信息,该质量指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈响应消息的传输质量是否满足传输质量要求。当该检测指示信息包括质量指示信息时,第一指示报文中还可以携带传输质量要求,或者生产控制设备与目标网络设备可以预先约定传输质量要求,这样可以便于目标网络设备检测响应消息的传输质量是否满足该传输质量要求。可选的,响应消息的传输质量包括传输间隔(相邻两条响应消息之间的时间间隔)、间隔抖动(相邻两个传输间隔的差值)和丢包率中的至少一种,所述传输质量要求包括传输间隔要求、间隔抖动要求和丢包率要求中的至少一种,例如该传输间隔要求是传输间隔范围,该间隔抖动要求是间隔抖动范围,该丢包率要求是丢包率范围。其中,该传输间隔要求用于目标网络设备检测响应消息的传输间隔是否满足该传输间隔要求,该间隔抖动要求用于目标网络设备检测响应消息的间隔抖动是否满足该间隔抖动要求,该丢包率要求用于目标网络设备检测响应消息的丢包率是否满足该丢包率要求。在本申请实施例中,控制消息可以是报文、数据包、帧等任何格式的消息,相应的,响应消息也可以是报文、数据包、帧等任何格式的消息,本申请实施例对此不作限定。
作为一种可选实现方式,目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接,第一指示报文指示目标网络设备通过该接口设备向目标操作设备发送控制消息,在这种场景中,第一指示报文中还可以携带该接口设备的设备信息,该接口设备的设备信息可以是该接口设备的地址或者是任何能够指示或者路由到该接口设备的信息。示例的,第一指示报文为二层报文或三层报文,当第一指示报文为二层报文时,第一指示报文中可以携带该接口设备的MAC地址,例如第一指示报文的目的媒体访问控制(destination media accesscontrol,DMAC)地址是该接口设备的MAC地址。当第一指示报文为三层报文时,第一指示报文中可以携带该接口设备的IP地址,例如该第一指示报文的目的互联网协议(destinationinternet protocol,DIP)地址是该接口设备的IP地址。其中,二层报文又称为层2(layer2,L2)报文,三层报文又称为层3(layer 3,L3)报文。
本申请实施例以第一指示报文中携带第一指示信息为例说明。第一指示报文中携带的第一指示信息、消息模板、消息周期、编辑指示信息、检测指示信息均用于目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,第一指示信息、消息模板、消息周期、编辑指示信息和检测指示信息均可以称为代理发包信息。第一指示报文可以包括有效载荷(payload)和至少一个报头,代理发包信息可以位于第一指示报文的有效载荷中,也可以位于第一指示报文的至少一个报头中。本申请实施例以代理发包信息位于第一指示报文的报头中为例说明。在一种可选实现方式中,第一指示报文中包括目的可选头(destinationoptional header,DOH),代理发包信息位于该DOH中。例如,该DOH中包括扩展类型长度值(type length value,TLV)字段,代理发包信息位于该扩展TLV字段中。在另一种可选实现方式中,第一指示报文中包括代理指示报头,代理发包信息位于该代理指示报头中。例如全部或部分代理发包信息位于代理指示报头中。其中,该代理指示报头是在现有协议基础上扩展的报头,该代理指示报头可以处于现有协议的报头内,也可以处于现有协议的不同报头之间,本申请对此不作限定。
本申请实施例以通过扩展的代理指示报头携带代理发包信息为例说明。图5至图14示出了本申请实施例提供的十种第一指示报文的结构示意图。图5至图7、图12以及图14分别以第一指示报文为二层报文为例说明。图8至图11以及图13分别以第一指示报文为三层报文为例说明,并且图8、图9和图13所示的第一指示报文为互联网协议第4版(internetprotocol version 4,IPv4)报文,图10和图11所示的第一指示报文为互联网协议第6版(internet protocol version 6,IPv6)报文。图5至图14以第一指示报文中均携带第一指示信息、消息模板、消息周期和检测指示信息为例说明,图12所示的第一指示报文中还携带待寻址MAC地址,图13所示的第一指示报文中还携带待寻址IP地址,图14所示的第一指示报文中还携带编辑指示信息。
参见图5至图14所示,第一指示报文中包括代理指示报头,该代理指示报头中包括代理发包指示字段(简称为StartFlag字段)、消息周期字段(简称为Cycle字段)、消息模板字段(简称为PacketTemplate字段)和检测指示字段。该代理发包指示字段用于携带代理发包指示信息(例如第一指示信息)。该消息周期字段用于携带消息周期。该消息模板字段用于携带消息模板。该检测指示字段用于携带检测指示信息。本申请实施例以该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈目标网络设备对响应消息的接收时间戳为例说明,该检测指示字段包括回应打戳指示字段(简称为AckTimeStampFlag字段),回应关键字字段(简称为AckKey字段)和回应掩码字段(简称为AckMask字段)。该回应打戳指示字段用于携带回应打戳指示信息,该回应打戳指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈目标网络设备对响应消息的接收时间戳,例如该回应打戳指示信息用于指示目标网络设备在响应消息中封装目标网络设备对该响应消息的接收时间戳。该回应关键字字段用于携带回应打戳关键字,该回应掩码字段用于携带回应打戳掩码,该回应关键字字段和该回应掩码字段均用于目标网络设备确定需要向生产控制设备反馈哪些响应消息的接收时间戳。例如,该回应关键字字段中的值(即回应打戳关键字)包括二元组(例如源MAC地址和目的MAC地址)、三元组(例如源IP地址、目的IP地址和协议号)或五元组(例如源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号和协议号),以指示目标网络设备向生产控制设备反馈目标网络设备对携带该二元组、该三元组或该五元组的响应消息的接收时间戳,例如指示目标网络设备在携带该二元组、该三元组或该五元组的响应消息中封装目标网络设备对该响应消息的接收时间戳。可选的,代理发包指示字段(即StartFlag字段)的长度为8bit(比特),该代理发包指示字段中的值为0或1,“1”为第一指示信息,用于指示目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,“0”可以用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。消息周期字段(即Cycle字段)的长度可以为16bit。回应打戳指示字段(即AckTimeStampFlag字段)的长度可以为8bit,回应打戳指示字段中的值可以为0或1,“1”用于指示目标网络设备在响应消息中封装目标网络设备对该响应消息的接收时间戳,“0”用于指示目标网络设备不在响应消息中封装目标网络设备对该响应消息的接收时间戳。回应关键字字段(即AckKey字段)的长度和回应掩码字段(即AckMask字段)的长度均可以为20字节,在回应打戳指示字段中的值为1时,回应关键字字段和回应掩码字段中的值均有效,在回应打戳指示字段中的值为0时,回应关键字字段和回应掩码字段中的值均无效。消息模板字段(即PacketTemplate字段)的长度可变。在代理发包指示字段中的值为1时,消息周期字段中的值、消息模板字段中的值以及检测指示字段中的值均有效,在代理发包指示字段中的值为0时,消息周期字段中的值、消息模板字段中的值以及检测指示字段中的值均无效。
参见图12,第一指示报文的代理指示报头中还包括待寻址MAC(DstMAC)字段,该DstMAC字段用于携带待寻址MAC地址,该待寻址MAC地址是目标操作设备的MAC地址或者是目标操作设备所挂载的接入设备的MAC地址,该待寻址MAC地址用于目标网络设备所属的承载网络中的网络控制器进行寻址以确定目标操作设备所挂载的出口PE设备(例如图1或图2中的PE1)。参见图13,第一指示报文的代理指示报头中还包括待寻址IP(DstIP)字段,该DstIP字段用于携带待寻址IP地址。该待寻址IP地址是目标操作设备的IP地址或者是目标操作设备所挂载的接入设备的IP地址,该待寻址IP地址用于目标网络设备所属的承载网络中的网络控制器进行寻址以确定目标操作设备所挂载的出口PE设备(例如图1或图2中的PE1)。
参见图14,第一指示报文的代理指示报头中还包括编辑指示字段,该编辑指示字段用于携带编辑指示信息,该编辑指示信息用于指示对消息模板进行编辑,在代理发包指示字段中的值为1时,该编辑指示字段中的值有效,在代理发包指示字段中的值为0时,该编辑指示字段中的值无效。可选的,该编辑指示字段包括编辑标识字段(简称为EditFlag字段)、编辑指令个数字段(简称为EditNum字段)、编辑类型字段(简称为EditType字段)、编辑长度字段(简称为EditLength字段)和编辑数据字段(EditData字段)。该编辑标识字段中的值用于指示是否对消息模板进行编辑,该编辑标识字段中的值为0或1,“1”用于指示对消息模板进行编辑,“0”用于指示不对消息模板进行编辑。在该编辑标识字段中的值为1时,编辑指令个数字段、编辑类型字段、编辑长度字段和编辑数据字段中的值均有效,在该编辑标识字段中的值为0时,编辑指令个数字段、编辑类型字段、编辑长度字段和编辑数据字段中的值均无效。编辑指令个数字段用于携带编辑指令的个数,编辑类型字段、编辑长度字段和编辑数据字段中的内容组成编辑指令。具体的,编辑类型字段用于携带编辑指令类型,编辑长度字段用于携带编辑指令数据的长度,编辑数据字段用于携带编辑指令数据。其中,编辑类型字段的值可以为1、2、3、4、5、6中的一个,“1”表示编辑指令类型为单字节取值递增类型(即在指定编辑数据范围内按照单字节的编辑步长对消息模板进行编辑),“2”表示编辑指令类型为单字节多值备选类型(即在指定的多个备选编辑步长中按照单字节选值对消息模板进行编辑),“3”表示编辑指令类型为双字节取值递增类型(即在指定编辑数据范围内按照双字节的编辑步长对消息模板进行编辑),“4”表示编辑指令类型为双字节多值备选(即在指定的多个备选编辑步长中按照双字节选值对消息模板进行编辑),“5”表示编辑指令类型为4字节取值递增类型(即在指定编辑数据范围内按照4字节的编辑步长对消息模板进行编辑),“6”表示编辑指令类型为4字节多值备选类型(即在指定的多个备选编辑步长中按照4字节选值对消息模板进行编辑)。示例的,当编辑类型字段中的值为“1”时,编辑数据字段中携带的编辑指令数据可以包括:编辑位置(EditPos)、编辑步长(Step)和编辑数据范围(例如编辑数据范围的上限和下限),表示可以从该编辑位置开始按照该编辑步长和该编辑数据范围对消息模板进行编辑。当编辑类型字段中的值为“2”时,编辑数据字段中携带的编辑指令数据可以包括:编辑位置、备选编辑步长1、备选编辑步长2、备选编辑步长3...备选编辑步长N,表示可以从该N个备选编辑步长中选值并从该编辑位置开始对消息模板进行编辑。可选的,编辑标识字段的长度、编辑指令个数字段的长度、编辑类型字段的长度、编辑长度字段的长度均为8bit,编辑数据字段的长度可变。
图5至图7、图12以及图14所示的第一指示报文均为二层报文。请参考图5、图6、图12和图14,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该L2报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是代理指示报头,例如该以太类型字段中的值为0x88de。图6所示的L2报头中包括虚拟局域网(virtuallocal area network,VLAN)报头,该L2报头中包括以太类型字段1和以太类型字段2,以太类型字段1中的值用于指示VLAN报头,例如以太类型字段1中的值为0x8100,以太类型字段2中的值用于指示该L2报头的下一层报头是代理指示报头,例如以太类型字段2中的值为0x88de。请参考图7,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头、Profiet报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该ProfiNet报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为ProfiNet类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是ProfiNet报头,例如该以太类型字段中的值为0x8892。该ProfiNet报头中的帧标识(Frame ID)字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该ProfiNet报头的下一层报头是代理指示报头,例如该Frame ID字段中的值为0x88de。
图8至图11以及图13所示的第一指示报文均为三层报文。请参考图8和图13,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头、IPv4报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该IPv4报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv4类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv4报头,例如该以太类型字段中的值为0x0800。该IPv4报头中的协议(protocol)字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该IPv4报头的下一层报头是代理指示报头,例如该协议字段中的值为0x88de。请参考图9,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头、用户数据报协议(user datagram protocol,UDP)报头、IPv4报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该UDP报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv4类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv4报头。该IPv4报头中的协议字段中的值为UDP类型的取值,以指示该IPv4报头的下一层报头UDP报头,例如该协议字段中的值为17。该UDP报头中的目的端口字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该UDP报头的下一层报头是代理指示报头,该UDP报头中的源端口字段中的值也可以为代理发包类型的取值,例如该目的端口字段中的值和该源端口字段中的值均为0x88de。请参考图10,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头、IPv6报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该IPv6报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv6类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv6报头,例如该以太类型字段中的值为0x86dd。该IPv6报头中的下一报头(next header)字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该IPv6报头的下一层报头是代理指示报头,例如该下一报头字段中的值为0x88de。请参考图11,第一指示报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理指示报头、UDP报头、IPv6报头和L2报头,该代理指示报头是在该有效载荷与该UDP报头之间扩展的报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv6类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv6报头。该IPv6报头中的下一报头字段中的值为UDP类型的取值,以指示该IPv6报头的下一层报头UDP报头。该UDP报头中的目的端口字段中的值为代理发包类型的取值,以指示该UDP报头的下一层报头是代理指示报头,该UDP报头中的源端口字段中的值也可以为代理发包类型的取值。
图12所示的第一指示报文可以认为是在图5所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展DstMAC字段得到的,还可以在图6、图7以及图14所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展DstMAC字段来携带待寻址MAC地址。图14所示的第一指示报文可以认为是在图5所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展编辑指示字段得到的,还可以在图6、图7以及图12所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展编辑指示字段来携带编辑指示信息。图13所示的第一指示报文可以认为是在图8所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展DstIP字段得到的,还可以在图9至图11所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展DstIP字段来携带待寻址IP地址。此外,还可以在图8至图11以及图13所示的第一指示报文的代理指示报头中扩展编辑指示字段来携带编辑指示信息。在本申请实施例中,无论第一指示报文是二层报文还是三层报文,第一指示报文的L2报头中都包括DMAC字段和源媒体访问控制(sourcemedia access control,SMAC)字段,DMAC字段用于携带DMAC地址,SMAC字段用于携带SMAC地址。当第一指示报文为二层报文时,第一指示报文携带的DMAC地址可以是目标操作设备的MAC地址、目标操作设备所挂载的接入设备的MAC地址(图12所示的第一指示报文中,DMAC字段携带的DMAC地址可以不是目标操作设备的MAC地址或者目标操作设备所挂载的接入设备的MAC地址)或广播地址,第一指示报文携带的SMAC地址是生产控制设备的MAC地址,例如是生产控制设备中运行的虚拟机的MAC地址。当第一指示报文为三层报文时,第一指示报文携带的DMAC地址和SMAC地址均是逐跳变化的,第一指示报文的L3报头中还包括DIP字段和源互联网协议(source internet protocol,SIP)字段,DIP字段用于携带DIP地址,SIP字段用于携带SIP地址,第一指示报文携带的DIP地址可以是目标操作设备的IP地址、目标操作设备所挂载的接入设备的IP地址(图13所示的第一指示报文中,DIP地址携带DIP地址可以不是目标操作设备的DIP地址或者目标操作设备所挂载的接入设备的DIP地址)或广播地址,第一指示报文携带的SIP地址是生产控制设备的SIP地址,例如是生产控制设备中运行的虚拟机的SIP地址。如图6所示,VLAN报头还包括优先级字段、标准格式指示(canonicalformat indicator,CFI)字段、VLAN标识(VLAN identity,VID)字段,优先级字段用于携带优先级信息,VID字段用于携带VID,CFI字段中的值用于指示VID字段中携带VID的格式是标准格式或非标准格式。
图5至图14仅示例性的示出了第一指示报文的结构,第一指示报文中还可以包括其他内容。例如,IPv4报头中还可以包括版本(version)字段、头长度(head length)字段、服务类型(type of service,TOS)字段、总长度(total length)字段、识别(identification)字段、标志(flags)字段、分片偏移(fragment offset)字段、生存时间(time to live,TTL)字段以及头部校验和(header checksum)字段等。IPv6报头中还可以包括版本字段、等级分类(traffic class)字段、流标签(flow label)字段、载荷长度(payload length)字段、跳限(hop limit)字段等。UDP报头中还可以包括长度字段、校验和(checksum)字段等。本申请实施例不对第一指示报文的结构和内容进行限定。
S402.生产控制设备向目标网络设备发送第一指示报文。
目标网络设备可以处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中,该生产控制设备通过数据中心网络与该承载网络连接,因此该生产控制设备可以通过该数据中心网络向该承载网络中的目标网络设备发送第一指示报文。
可选的实施例中,目标网络设备是承载网络中的边缘网络设备,例如目标网络设备是该承载网络中的入口PE设备或出口PE设备。该入口PE设备可以与数据中心网络连接,该出口PE设备通过该入口PE设备与该数据中心网络连接。当目标网络设备是该入口PE设备时,该生产控制设备向目标网络设备发送的第一指示报文经过数据中心网络中的网络设备的转发即可到达目标网络设备(即入口PE设备)。当目标网络设备是该出口PE设备时,该生产控制设备向目标网络设备发送的第一指示报文经过数据中心网络中的网络设备的转发首先到达该入口PE设备,然后由该入口PE设备转发到达目标网络设备(即出口PE设备)。
下面以目标网络设备是承载网络中的出口PE设备为例,介绍该承载网络中的入口PE设备向目标网络设备(即出口PE设备)发送第一指示报文的实现方式。
在第一种可选实现方式中,承载网络中的入口PE设备与目标网络设备(即出口PE设备)之间配置有虚拟专用网络(virtual private network,VPN)隧道,该入口PE设备通过该VPN隧道向目标网络设备发送第一指示报文。例如,该VPN隧道可以是L2 VPN隧道或L3VPN隧道,该L2 VPN隧道可以是点到点L2 VPN隧道或点到多点L2 VPN隧道。作为一个示例,第一指示报文为二层报文(例如图5至图7、图14所示的第一指示报文),该入口PE设备与目标网络设备之间配置有L2 VPN隧道,该入口PE设备根据第一指示报文的L2报头中携带的信息,通过该L2 VPN隧道向目标网络设备发送该第一指示报文。并且,当该L2 VPN隧道为点到点L2 VPN隧道时,该入口PE设备采用单播的方式向目标网络设备发送该第一指示报文。当该L2 VPN隧道为点到多点L2 VPN隧道时,该入口PE设备采用广播的方式向目标网络设备发送该第一指示报文。作为另一个示例,第一指示报文为三层报文(例如图8至图11所示的第一指示报文),该入口PE设备与目标网络设备之间配置有L3 VPN隧道,该入口PE设备根据第一指示报文的L3报头中携带的信息,通过该L3 VPN隧道向目标网络设备发送该第一指示报文。
在第二种可选实现方式中,承载网络中包括网络控制器,该入口PE设备将第一指示报文发送给该网络控制器,由该网络控制器将第一指示报文发送给目标网络设备。作为一个示例,第一指示报文为二层报文(例如图12所示的第一指示报文),第一指示报文的DstMAC字段中携带的待寻址MAC地址是目标操作设备的MAC地址或者目标操作设备所挂载的接入设备的MAC地址,网络控制器接收到第一指示报文后,根据第一指示报文的DstMAC字段中携带的待寻址MAC地址进行寻址以确定目标操作设备所挂载的出口PE设备(即目标网络设备),并将第一指示报文发送给目标网络设备。作为另一个示例,第一指示报文为三层报文(例如图13所示的第一指示报文),第一指示报文的DstIP字段中携带的待寻址IP地址是目标操作设备的IP地址或者目标操作设备所挂载的接入设备的IP地址,网络控制器接收到第一指示报文后,根据第一指示报文的IP字段中携带的待寻址IP地址进行寻址以确定目标操作设备所挂载的出口PE设备(即目标网络设备),并将第一指示报文发送给该目标网络设备。
在第三种可选实现方式中,该入口PE设备通过控制面向目标网络设备(即出口PE设备)发送第一指示报文。例如该入口PE设备通过边界网关协议(border gatewayprotocol,BGP)等控制面协议向目标网络设备发送第一指示报文。
以上示例性的介绍了入口PE设备向目标网络设备(即出口PE设备)发送第一指示报文的实现方式,入口PE设备还可以通过其他任何可实现的方式向目标网络设备发送第一指示报文的,本申请不对入口PE设备向目标网络设备发送第一指示报文的实现方式进行限定。
此外,本申请实施例为了便于描述,在上述第二种可选实现方式中,采用了“网络控制器将第一指示报文发送给目标网络设备”的描述,在上述第三种可选实现方式中,采用了“入口PE设备通过BGP等控制面协议向目标网络设备发送第一指示报文”的描述,实际应用中,网络控制器向目标网络设备发送第一指示报文的过程中,可能会对第一指示报文的格式进行更改,入口PE设备通过BGP向目标网络设备发送第一指示报文的过程中,也可能会对第一指示报文的格式进行更改。上述第二种可选实现方式和第三种可选实现方式中的相关描述旨在强调网络控制器或入口PE设备将第一指示报文中的代理发包信息发给目标网络设备,而不限定网络控制器或入口PE设备在发送第一指示报文的过程中为了遵循网络协议对第一指示报文所做的格式修改。
S403.目标网络设备接收来自生产控制设备的第一指示报文。
可选的实施例中,目标网络设备是承载网络中的入口PE设备或出口PE设备。当目标网络设备是承载网络中的入口PE设备时,目标网络设备可以接收数据中心网络中的网络设备转发的第一指示报文。当目标网络设备是承载网络中的出口PE设备时,目标网络设备可以接收承载网络中的入口PE通过VPN隧道发送的第一指示报文;或者,目标网络设备可以接收承载网络中的入口PE通过BGP协议发送的第一指示报文;或者,目标网络设备可以接收承载网络中的网络控制器发送的第一指示报文,本申请实施例对此不作限定。
S404.目标网络设备根据第一指示报文向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。
可选的实施例中,目标网络设备首先对第一指示报文进行识别,以确定第一指示报文用于指示该目标网络设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。在确定第一指示报文用于指示该目标网络设备向目标操作设备发送控制消息之后,该目标网络设备启动代理发包功能,而后根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。在本申请实施例中,可以预先在目标网络设备中使能代理发包功能,这样目标网络设备接收到第一指示报文之后,可以执行对第一指示报文识别的步骤,从而根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。其中,该控制消息可以是报文、数据包、帧等任何格式的消息。
作为一种可选实现方式,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该消息周期用于指示目标网络设备按照该发包周期向目标操作设备发送控制消息。因此,目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息可以包括:目标网络设备根据该消息模板和该消息周期中的至少一种向目标操作设备发送控制消息。示例的,当第一指示报文中携带消息模板而未携带消息周期时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息模板向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中携带消息周期而未携带消息模板时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息周期向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中携带消息模板和消息周期时,目标网络设备根据第一指示报文中携带的消息模板和消息周期向目标操作设备发送控制消息。可选的,当第一指示报文中未携带消息模板时,目标网络设备按照自定义的消息模板或者预先与生产控制设备约定好的消息模板向目标操作设备发送控制消息。当第一指示报文中未携带消息周期时,目标网络设备按照自定义的消息周期或者预先与生产控制设备约定好的消息周期向目标操作设备发送控制消息。其中,目标网络设备根据消息周期向目标操作设备发送控制消息指的是目标网络设备周期性向目标操作设备发送控制消息,例如,消息周期为1000us,目标网络设备每隔1000us向目标操作设备发送一条控制消息。消息模板中可以包括目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,目标网络设备根据消息模板向目标操作设备发送控制消息可以包括:目标网络设备根据该消息模板中的目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,向目标操作设备发送控制消息。
可选的实施例中,在第一指示报文中携带消息模板的情况下,第一指示报文中还可以携带编辑指示信息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑,因此,目标网络设备根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息还可以包括:目标网络设备根据第一指示报文携带的编辑指示信息对该消息模板进行编辑,并且按照编辑后的消息模板向该目标操作设备发送控制消息。示例的,第一指示报文中携带消息模板、消息周期和编辑指示信息,目标网络设备根据该编辑指示信息对该消息模板进行编辑,根据该消息周期按照编辑后的消息模板向该目标操作设备发送控制消息,本申请实施例对此不作限定。
在本申请实施例中,目标网络设备可以通过接口设备与目标操作设备连接,目标网络设备可以通过该接口设备向目标操作设备发送控制消息。
在一种可能的实现方式中,目标网络设备发送出的控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式,目标网络设备可以根据第一指示报文向该接口设备发送控制消息,该接口设备接收到该控制消息之后,直接向目标操作设备转发该控制消息,其中,该控制消息中携带目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息获得控制消息。
在另一种可能的实现方式中,目标网络设备发送出的控制消息的格式不是目标操作设备能够识别的格式,该接口设备接收到该控制消息之后对该控制消息进行格式转换,以得到目标操作设备能够识别的控制消息,并向目标操作设备发送该目标操作设备能够识别的控制消息。例如,目标网络设备根据第一指示报文向接口设备发送第一控制消息,第一控制消息的格式不是目标操作设备能够识别的格式,该接口设备接收到该第一控制消息之后,根据该第一控制消息获得第二控制消息,并向目标操作设备发送第二控制消息,该第二控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式,其中,第一控制消息和第二控制消息中均携带目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息。示例的,第一控制消息中包括多个操作设备的指示信息和对应于每个操作设备的控制信息,接口设备可以从第一控制消息中获取目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,然后根据目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息生成第二控制消息。
在本申请实施例中,承载网络中的出口PE设备与目标操作设备连接(直接连接或者通过接口设备连接),目标网络设备可以是该承载网络中的入口PE设备或出口PE设备。当目标网络设备是该入口PE设备时,目标网络设备发送的控制消息经过该出口PE设备转发到达目标操作设备。例如,目标网络设备通过VPN隧道将该控制消息发送给该出口PE设备,由该出口PE设备将该控制消息转发给目标操作设备(还可能需要经过接口设备的转发)。当目标网络设备是该出口PE设备时,目标网络设备发送的控制消息可以直接到达目标操作设备,或者经过接口设备转发到达目标操作设备,本申请实施例对此不作限定。
综上所述,本申请实施例提供的操作设备的控制方法,生产控制设备可以向目标网络设备发送第一指示报文,目标网络设备可以根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。由此,通过目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
在本申请实施例中,第一指示报文中可以携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果。在第一指示报文中携带检测指示信息的情况下,本申请实施例提供的控制方法还可以包括目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果的相关内容。
示例的,请参考图15,其示出了本申请实施例提供的另一种操作设备的控制方法的流程图。在第一指示报文中携带检测指示信息的情况下,该控制方法还包括S405至S408。
S405.目标网络设备接收对应于控制消息的响应消息。
目标操作设备接收到目标网络设备发送的控制消息之后,可以根据该控制消息执行处理操作。例如,目标操作设备根据该控制消息中携带的控制信息执行处理操作。目标操作设备执行处理操作之后,目标操作设备可以向目标网络设备发送对应于控制消息的响应消息,目标网络设备可以接收该响应消息。或者,在目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接的场景中,目标操作设备执行处理操作之后,接口设备可以采集目标操作设备的操作结果,根据目标操作设备的操作结果生成响应消息,并向目标网络设备发送响应消息。其中,该响应消息中包括目标操作设备的指示信息,还可以包括目标操作设备的操作结果。
可选的实施例中,目标网络设备周期性向目标操作设备发送控制消息,目标操作设备可以接收到目标网络设备发送的多条控制消息。对于每条控制消息,目标操作设备可以根据该控制消息中携带的控制信息执行处理操作,目标操作设备或者接口设备可以向目标网络设备发送对应于该控制消息的响应消息,因此目标网络设备可以接收到多条响应消息。
S406.目标网络设备根据对应于控制消息的响应消息获取基于控制消息的传输检测结果。
其中,传输检测结果可以包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,响应消息的传输质量用于反映控制消息的传输质量。响应消息的传输质量可以包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种。响应消息的传输间隔指的是相邻两个响应消息之间的时间间隔。响应消息的间隔抖动指的是根据相邻三个响应消息确定的两个传输间隔的差值,例如,响应消息1、响应消息2和响应消息3是相邻的三个响应消息,响应消息1与响应消息2之间的传输间隔为Δt1,响应消息2与响应消息3之间的传输间隔为Δt2,则响应消息的间隔抖动可以是Δt1与Δt2的差值。
在本申请实施例中,第一指示报文中携带的检测指示信息可以包括时间戳指示信息和质量指示信息中的至少一种。该时间戳指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈目标网络设备对响应消息的接收时间戳。该质量指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈响应消息的传输质量是否满足传输质量要求。在该检测指示信息包括质量指示信息的情况下,第一指示报文中还可以携带响应消息的传输质量要求。其中,响应消息的传输质量要求包括传输间隔要求、间隔抖动要求和丢包率要求中的至少一种,例如该传输间隔要求是传输间隔范围,该间隔抖动要求是间隔抖动范围,该丢包率要求是丢包率范围。
可选的实施例中,在第一指示报文中携带时间戳指示信息的情况下,S406包括:目标网络设备获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,得到基于控制消息的传输检测结果。在第一指示报文中携带质量指示信息的情况下,S406包括:目标网络设备获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,目标网络设备根据目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,得到基于控制消息的传输检测结果。
在本申请实施例中,目标网络设备可以接收到多条响应消息。以该多条响应消息为n(n为大于1的整数)条响应消息,且第一指示报文中携带质量指示信息为例介绍目标网络设备根据目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳进行传输质量检测的实现过程。
在第一种可能的情况中,对于所述n条响应消息中的响应消息i和响应消息i+1(响应消息i和响应消息i+1是该n条响应消息中任意相邻的两条响应消息),目标网络设备根据目标网络设备对响应消息i的接收时间戳和目标网络设备对响应消息i+1的接收时间戳确定响应消息i与响应消息i+1的传输间隔Δti,并判断该传输间隔Δti是否处于传输间隔范围内。如果该传输间隔Δti处于该传输间隔范围内,目标网络设备确定响应消息i和响应消息i+1的传输间隔满足该传输间隔要求。如果该传输间隔Δti未处于该传输间隔范围内,目标网络设备确定响应消息i和响应消息i+1的传输间隔不满足该传输间隔要求。
在第二种可能的情况中,对于所述n条响应消息中的响应消息i、响应消息i+1和响应消息i+2(响应消息i、响应消息i+1和响应消息i+2是该n条响应消息中任意相邻的三条响应消息),目标网络设备确定响应消息i与响应消息i+1的传输间隔Δti,以及响应消息i+1与响应消息i+2的传输间隔Δt(i+1);目标网络设备将传输间隔Δti和传输间隔Δt(i+1)的差值确定为响应消息i、响应消息i+1和响应消息i+2的间隔抖动,并判断该间隔抖动是否处于间隔抖动范围内。如果该间隔抖动处于该间隔抖动范围内,目标网络设备确定响应消息i、响应消息i+1和响应消息i+2的间隔抖动满足该间隔抖动要求。如果该间隔抖动未处于该间隔抖动范围内,目标网络设备确定响应消息i、响应消息i+1和响应消息i+2的间隔抖动不满足该间隔抖动要求。其中,目标网络设备确定Δti和Δt(i+1)的实现过程参考第一种可能的情况。
在第三种可能的情况中,所述n条响应消息包括依次相邻的响应消息i、响应消息i+1、响应消息i+2、响应消息i+3...响应消息n-1和响应消息n,目标网络设备分别确定响应消息i与响应消息i+1的传输间隔Δti,响应消息i+1与响应消息i+2的传输间隔Δt(i+1),响应消息i+2与响应消息i+3的传输间隔Δt(i+2)...响应消息n-1与响应消息n-1的传输间隔Δt(n-1),目标网络设备得到n-1个传输间隔。目标网络设备在该n-1个传输间隔中确定基准传输间隔(例如将该n-1个传输间隔中的最小传输间隔确定为基准传输间隔),并确定除该基准传输间隔之外的n-2个传输间隔中的每个传输间隔与该基准传输间隔的差值,得到n-2个差值。目标网络设备判断该n-2个差值中的每个差值是否大于预设差值。如果该n-2个差值中的第一差值(第一差值是该n-2个差值中的任一差值)大于该预设差值,目标网络设备根据第一传输间隔与基准传输间隔(第一差值为第一传输间隔与基准传输间隔的差值)的倍数关系,确定在第一传输间隔对应的两个响应消息之间丢失的响应消息的数量。目标网络设备可以根据丢失的响应消息的总数量和所述n条响应消息的数量确定目标操作设备发出的响应消息的总数量。根据丢失的响应消息的总数量和目标操作设备发出的响应消息的总数量确定响应消息的丢包率,并判断该丢包率是否处于丢包率范围内。如果该丢包率处于该丢包率范围内,目标网络设备确定响应消息的丢包率满足该丢包率要求。如果该丢包率未处于该丢包率范围内,目标网络设备确定响应消息的丢包率不满足该丢包率要求。
S407.目标网络设备向生产控制设备发送基于控制消息的传输检测结果。
可选的,目标网络设备向生产控制设备发送携带传输检测结果的代理响应报文,该代理响应报文是目标网络设备基于接收到的响应消息获得的。例如响应消息是响应报文,该代理响应报文在目标网络设备在接收到的响应消息中封装传输检测结果后得到的。
在本申请实施例中,目标网络设备可以是承载网络中的入口PE设备或出口PE设备,该入口PE设备通过数据中心网络与生产控制设备连接。当目标网络设备是该入口PE设备时,目标网络设备可以通过数据中心网络向生产控制设备发送代理响应报文。当目标网络设备是该出口PE设备时,目标网络设备可以通过VPN隧道将代理响应报文发送给该入口PE设备,由该入口PE设备通过数据中心网络将该代理响应报文发送给生产控制设备。
在本申请实施例中,代理响应报文是二层报文或三层报文。代理响应报文包括有效载荷和至少一个报头,传输检测结果可以位于代理响应报文的有效载荷中,也可以位于代理响应报文的至少一个报头中。本申请实施例以传输检测结果位于代理响应报文的报头中为例说明。可选的,代理响应报文中包括DOH,传输检测结果位于该DOH中。例如,该DOH中包括扩展TLV字段,传输检测结果位于该扩展TLV字段中。或者,代理响应报文中包括代理响应报头,传输检测结果位于该代理响应报头中。例如全部或部分传输检测结果位于该代理响应报头中。其中,该代理响应报头是在现有协议基础上扩展的报头,该代理响应报头可以处于现有协议的报头内,也可以处于现有协议的不同报头之间,本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例以目标网络设备接收到的响应消息是响应报文,目标网络设备在响应消息(也即响应报文)中扩展代理响应报头来携带传输检测结果,并且传输检测结果为目标网络设备对响应消息的接收时间戳为例说明。图16至图22示出了本申请实施例提供的七种代理响应报文的结构示意图。图16至图18分别以代理响应报文为二层报文为例说明。图19至图22分别以代理响应报文为三层报文为例说明,并且图19和图20所示的代理响应报文为IPv4报文,图21和图22所示的代理响应报文为IPv6报文。图16所示的代理响应报文可以与图5、图12或图14所示的第一指示报文对应,图17至图18所示的代理响应报文可以与图6至图7所示的第一指示报文一一对应,图19所示的代理响应报文可以与图8或图13所示的第一指示报文对应,图20至图22所示的代理响应报文可以与图9至图11所示的第一指示报文一一对应。
参见图16和图17,代理响应报文包括有效载荷以及封装在该有效载荷外部的L2报头,代理响应报头位于该L2报头中。该代理响应报头中包括以太类型字段1和时间戳字段,该以太类型字段1中的值用于指示该代理响应报头,该以太类型字段1中的值为回应打戳类型的取值。该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳。该L2报头中的以太类型字段2中的值是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。图17所示的代理响应报文中,L2报头中还包括VLAN报头,该VLAN字段中的以太类型字段3中的值为VLAN类型的取值,该VLAN字段中还包括优先级字段、CFI字段和VID字段。参见图18,代理响应报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的Profiet报头和L2报头,代理响应报头位于该Profiet报头中。该L2报头中的以太类型字段1中的值为ProfiNet类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是ProfiNet报头。该ProfiNet报头中包括代理响应报头和以太类型字段2,该以太类型字段2中的值是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。该代理响应报头中包括帧标识字段和时间戳字段,该帧标识字段中的值用于指示该代理响应报头,该帧标识字段中的值为回应打戳类型的取值。该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳。
参见图19,代理响应报头包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理响应报头、IPv4报头和L2报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv4类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv4报头。该IPv4报头中的协议字段1中的值为回应打戳类型的取值,以指示该IPv4报头的下一层报头是代理响应报头。该代理响应报头中包括时间戳字段和协议字段2,该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳,该协议字段2中的值是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。参见图20,代理响应报头包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理响应报头、UDP报头、IPv4报头和L2报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv4类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv4报头。该IPv4报头中的协议字段中的值为UDP类型的取值,以指示该IPv4报头的下一层报头UDP报头。该UDP报头中的目的端口字段1中的值为回应打戳类型的取值,以指示该UDP报头的下一层报头是代理响应报头,该UDP报头中的源端口字段1中的值也可以为回应打戳类型的取值。该代理响应报头中包括时间戳字段、源端口字段2和目的端口字段2,该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳,该源端口字段2中的值以及该目的端口字段2中的值均是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。参见图21,代理响应报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理响应报头、IPv6报头和L2报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv6类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv6报头。该IPv6报头中的下一报头字段1中的值为回应打戳类型的取值,以指示该IPv6报头的下一层报头是代理响应报头。该代理响应报头中包括时间戳字段和下一报头字段2,该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳,该下一报头字段2中的值是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。参见图22,代理响应报文包括有效载荷以及依次封装在该有效载荷外部的代理响应报头、UDP报头、IPv6报头和L2报头。该L2报头中的以太类型字段中的值为IPv6类型的取值,以指示该L2报头的下一层报头是IPv6报头。该IPv6报头中的下一报头字段中的值为UDP类型的取值,以指示该IPv6报头的下一层报头UDP报头。该UDP报头中的目的端口字段1中的值为回应打戳类型的取值,以指示该UDP报头的下一层报头是代理响应报头,该UDP报头中的源端口字段1中的值也可以为回应打戳类型的取值。该代理响应报头中包括时间戳字段、源端口字段2和目的端口字段2,该时间戳字段用于携带目标网络设备对响应消息的接收时间戳,该源端口字段2中的值以及该目的端口字段2中的值均是目标网络设备接收到的响应消息中携带的。
在本申请实施例中,无论代理响应报文是二层报文还是三层报文,代理响应报文的L2报头中都包括DMAC字段和SMAC字段,DMAC字段用于携带DMAC地址,SMAC字段用于携带SMAC地址。当代理响应报文为二层报文时,代理响应报文携带的DMAC地址是生产控制设备的MAC地址,例如是生产控制设备中运行的虚拟机的MAC地址,代理响应报文携带的SMAC地址是目标操作设备的MAC地址或者是目标操作设备所挂载的接入设备的MAC地址。当代理响应报文为三层报文时,代理响应报文携带的DMAC地址和SMAC地址均是逐跳变化的,代理响应报文的L3报头中还包括DIP字段和SIP字段,DIP字段用于携带DIP地址,SIP字段用于携带SIP地址,代理响应报文携带的DIP地址可以是生产控制设备的SIP地址,例如是生产控制设备中运行的虚拟机的SIP地址,代理响应报文携带的SIP地址可以是目标操作设备的IP地址或者是目标操作设备所挂载的接入设备的IP地址。图16至图22仅示例性的示出了代理响应报文的部分结构,代理响应报文中还可以包括其他内容,本申请实施例不对代理响应报文的部分和内容进行限定。
在本申请实施例中,目标网络设备可以在每次获得传输检测结果之后即向生产控制设备发送该传输检测结果,也可以将多次获得的传输检测结果打包发给生产控制设备。例如,目标网络设备在生产控制设备的指示下,将多次获得的传输检测结果打包发给生产控制设备,本申请实施例不对目标网络设备向生产控制设备发送传输检测结果的方式进行限定。
S408.生产控制设备接收目标网络设备发送的基于控制消息的传输检测结果。
例如,生产控制设备接收目标网络设备发送的代理响应报文,该代理响应报文中携带传输检测结果。生产控制设备可以从该代理响应报文中获取传输检测结果。
可选的实施例中,当传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳时,生产控制设备获取到该传输检测结果之后,还可以根据目标网络设备对响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,以确定响应消息的传输质量是否满足响应消息的传输质量要求。具体的实现过程可以参考S406,这里不再赘述。
在本申请实施例中,当生产控制设备确定不需要目标网络设备代理该生产控制设备向目标操作设备发送控制消息时,生产控制设备还可以指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。例如,当生产控制设备确定无需目标操作设备参与生产,或者目标网络设备向目标操作设备发送控制消息的传输质量不满足要求时,生产控制设备指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。
示例的,请参考图23,其示出了本申请实施例提供的再一种操作设备的控制方法的流程图。在S404之后,该控制方法还包括S409至S412。可选的,S409至S412位于S408之后。
S409.生产控制设备生成第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。
生产控制设备可以生成第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。可选的,第二指示报文中携带第二指示信息,第二指示信息用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息,使得第二指示报文指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。或者,生产控制设备与目标网络设备可以预先约定特定报文格式,生产控制设备通过设置第二指示报文的格式为该特定报文格式,使得第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息,本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例以第二指示报文中携带第二指示信息为例说明。第二指示报文可以包括有效载荷和至少一个报头,第二指示信息可以位于第二指示报文的有效载荷中,也可以位于第二指示报文的至少一个报头中。本申请实施例以第二指示信息位于第二指示报文的报头中为例说明。可选的,第二指示报文中包括DOH,第二指示信息位于该DOH中。或者,第二指示报文中包括代理指示报头,第二指示信息位于该代理指示报头中。
可选的,第二指示报文的格式与第一指示报文的格式相同,在第二指示报文中,代理指示报头中包括代理发包指示字段,第二指示信息位于该代理发包指示字段中。第二指示报文的格式可以如图5至图14所示,第二指示信息可以为“0”,本申请实施例对此不作限定。
S410.生产控制设备向目标网络设备发送第二指示报文。
S411.目标网络设备接收来自生产控制设备的第二指示报文。
S410至S411的实现过程可以参考S402至S403的实现过程,这里不再赘述。
S412.目标网络设备根据第二指示报文停止向目标操作设备发送控制消息。
可选的,目标网络设备首先对第二指示报文进行识别,以确定第二指示报文用于指示该目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。之后,目标网络设备关闭代理发包功能,从而停止向目标操作设备发送控制消息。
以上是对本申请实施例提供的操作设备的控制方法的介绍。下面介绍本申请的装置实施例,本申请的装置可以用于执行本申请的操作设备的控制方法。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请的方法实施例。
请参考图24,其示出了本申请实施例提供的一种操作设备的控制装置2400的结构示意图,控制装置2400应用于目标网络设备,例如控制装置2400是目标网络设备或者目标网络设备中的功能组件。参见图24,控制装置2400可以包括接收模块2410和发送模块2420。
接收模块2410,用于接收来自生产控制设备的第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理该生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。接收模块2410的功能实现可以参考上述S403中的相关描述。
发送模块2420,用于根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。发送模块2420的功能实现可以参考上述S404中的相关描述。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该消息周期用于指示目标网络设备按照该发包周期向目标操作设备发送控制消息。相应的,发送模块2420,用于根据该消息模板和该消息周期中的至少一种向目标操作设备发送控制消息。
可选的,第一指示报文中携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向该生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果。
接收模块2410,还用于接收对应于该控制消息的响应消息。接收模块2410的功能实现还可以参考上述S405中的相关描述。
控制装置2400还包括:获取模块2430,用于根据该响应消息获取传输检测结果。获取模块2430的功能实现还可以参考上述S406中的相关描述。
发送模块2420,还用于向生产控制设备发送该传输检测结果。发送模块2420的功能实现还可以参考上述S407中的相关描述。
可选的,该传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,该响应消息的传输质量用于反映对应的控制消息的传输质量,响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种;
获取模块2430,用于执行以下至少一种:获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,得到传输检测结果;以及,获取目标网络设备接收到响应消息的接收时间戳,并根据该响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,得到传输检测结果。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑;发送模块2420,用于:根据该编辑指示信息对消息模板进行编辑;按照编辑后的消息模板向目标操作设备发送控制消息。
可选的,目标网络设备通过接口设备与目标操作设备连接,发送模块2420,用于根据第一指示报文向该接口设备发送第一控制消息,该接口设备用于根据第一控制消息向目标操作设备发送第二控制消息,第一控制消息和第二控制消息中均携带目标操作设备的指示信息和对应于目标操作设备的控制信息,第二控制消息的格式是目标操作设备能够识别的格式。
可选的,接收模块2410,还用于接收来自生产控制设备的第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。接收模块2410的功能实现还可以参考上述S411中的相关描述。
该控制装置2400还包括:停止模块2440,用于根据第二指示报文停止向目标操作设备发送控制消息。停止模块2440的功能实现还可以参考上述S412中的相关描述。
可选的,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的边缘网络设备。
可选的,目标网络设备是该承载网络中的出口PE设备。
可选的,第一指示报文为二层报文或三层报文。
可选的,生产控制设备是PLC设备。
综上所述,本申请实施例提供的操作设备的控制装置,生产控制设备可以向目标网络设备发送第一指示报文,目标网络设备可以根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。由此,通过目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
请参考图25,其示出了本申请实施例提供的另一种操作设备的控制装置2500的结构示意图,控制装置2500应用于生产控制设备,例如控制装置2500是生产控制设备或者生产控制设备中的功能组件。参见图25,控制装置2500可以包括生成模块2510和发送模块2520。
生成模块2510,用于生成第一指示报文,第一指示报文用于指示目标网络设备代理生产控制设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息。生成模块2510的功能实现可以参考上述S401中的相关描述。
发送模块2520,用于向目标网络设备发送第一指示报文。发送模块2520的功能实现可以参考上述S402中的相关描述。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该消息周期用于指示目标网络设备按照该消息周期向目标操作设备发送控制消息。
可选的,第一指示报文中携带检测指示信息,该检测指示信息用于指示目标网络设备向生产控制设备反馈基于控制消息的传输检测结果,控制装置2500还包括:接收模块2530,用于接收目标网络设备发送的基于控制消息的传输检测结果,该传输检测结果是目标网络设备根据对应于该控制消息的响应消息获取的。接收模块2530的功能实现可以参考上述S408中的相关描述。
可选的,该传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳和响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,该响应消息的传输质量用于反映控制消息的传输质量,响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种。控制装置2500还包括:检测模块2540,用于当传输检测结果包括目标网络设备对响应消息的接收时间戳时,根据目标网络设备对响应消息响应消息的接收时间戳进行传输质量检测。
可选的,生成模块2510,还用于生成第二指示报文,第二指示报文用于指示目标网络设备停止向目标操作设备发送控制消息。生成模块2510的功能实现可以参考上述S409中的相关描述。
发送模块2520,还用于向目标网络设备发送第二指示报文。发送模块2520的功能实现可以参考上述S410中的相关描述。
可选的,第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,该消息模板用于指示目标网络设备按照该消息模板向目标操作设备发送控制消息,该编辑指示信息用于指示目标网络设备对该消息模板进行编辑。
可选的,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。目标网络设备可以是承载网络中的边缘网络设备。例如目标网络设备是该承载网络中的出口PE设备。
可选的,第一指示报文为二层报文或三层报文。
可选的,生产控制设备是PLC设备。
综上所述,本申请实施例提供的操作设备的控制装置,生产控制设备可以向目标网络设备发送第一指示报文,目标网络设备可以根据第一指示报文向目标操作设备发送控制消息。由此,通过目标网络设备代理生产控制设备向目标操作设备发送控制消息,可以提高控制消息传输的可靠性,使得控制消息的传输质量能够满足目标操作设备的工业生产要求。
请参考图26,其示出了本申请实施例提供的再一种操作设备的控制装置2600的结构示意图,控制装置2600可以为上述实施例中的目标网络设备或目标网络设备中的功能组件。如图26所示,控制装置2600包括:主控板2610、接口板2630和接口板2640。多个接口板的情况下可以包括交换网板(图26中未示出),交换网板用于完成各接口板(接口板也称为线卡或业务板)之间的数据交换。
主控板2610用于完成系统管理、设备维护、协议处理等功能。接口板2630和接口板2640用于提供各种业务接口(例如,POS接口、GE接口、ATM接口等),并实现报文转发。主控板2610上主要有3类功能单元:系统管理控制单元、系统时钟单元和系统维护单元。主控板2610、接口板2630以及接口板2640之间通过系统总线与系统背板相连实现互通。接口板2630上包括一个或多个处理器2631。处理器2631用于对接口板2630进行控制管理并与主控板2610上的中央处理器(central processing unit,CPU)2612进行通信。接口板2630上的存储器2632用于存储路由转发表等信息,处理器2631根据路由转发表进行报文转发。如图26所示,主控板2610可以包括存储器2614,主控板2610上的存储器2614也可以用于存储路由转发表等信息,本申请实施例对此不作限定。
接口板2630包括一个或多个网络接口2633用于接收以及发送报文,处理器2631根据网络接口2633接收到的报文的指示向目标操作设备发送控制消息,以对目标操作设备进行控制。具体实现过程这里不再逐一赘述。处理器2631的功能这里同样不再逐一赘述。
可以理解,如图26所示,本实施例中包括多个接口板,采用分布式的转发机制,这种机制下,接口板2640上的操作与所述接口板2630的操作基本相似,为了简洁,不再赘述。此外,可以理解的是,图26中的接口板2630中的处理器2631和/或接口板2640中的处理器2641可以是专用硬件或芯片,如网络处理器或者专用集成电路来实现上述功能,这种实现方式即为通常所说的转发面采用专用硬件或芯片处理的方式。在另外的实施方式中,接口板2630中的处理器2631和/或接口板2640中的处理器2641可以采用通用的处理器,如通用的CPU来实现以上描述的功能。
此外,需要指出的是,主控板可能有一块或多块,有多块的时候可以包括主用主控板和备用主控板。接口板可能有一块或多块,网络设备的数据处理能力越强,提供的接口板越多。多块接口板的情况下,该多块接口板之间可以通过一块或多块交换网板通信,有多块的时候可以共同实现负荷分担冗余备份。在集中式转发架构下,该网络设备可以不需要交换网板,接口板承担整个系统的业务数据的处理功能。在分布式转发架构下,该网络设备包括多块接口板,可以通过交换网板实现多块接口板之间的数据交换,提供大容量的数据交换和处理能力。所以,分布式架构的网络设备的数据接入和处理能力要大于集中式架构的设备。具体采用哪种架构,取决于具体的组网部署场景,此处不做任何限定。
可选的,存储器2632可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only Memory,CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质,但不限于此。存储器2632可以独立存在,通过通信总线与处理器2631相连接。存储器2632也可以和处理器2631集成在一起。
存储器2632用于存储程序代码,并由处理器2631来控制执行,以执行上述实施例所提供的操作设备的控制方法的部分或者全部步骤。处理器2631用于执行存储器2632中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。这一个或多个软件模块可以为上述图24所示实施例中提供的功能模块。存储器2614也可以用于存储程序代码,并由中央处理器2612来控制执行,以执行上述实施例所提供的操作设备的控制方法的部分或者全部步骤。
可选的,网络接口2633,可以是使用任何收发器一类的装置,用于与其它设备或通信网络通信,如以太网,无线接入网(radio access network,RAN),无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)等。
请参考图27,其示出了本申请实施例提供的又一种操作设备的控制装置2700的结构示意图,控制装置2700可以为上述任一实施例中的生产控制设备或生产控制设备中的功能组件。参见图27,控制装置2700包括处理器2702、存储器2704、通信接口2706和总线2708,处理器2702、存储器2704和通信接口2706通过总线2708彼此通信连接。其中,图27所示的处理器2702、存储器2704和通信接口2706之间的连接方式仅仅是示例性的,在实现过程中,处理器2702、存储器2704和通信接口2706也可以采用除了总线2708之外的其他连接方式彼此通信连接。
其中,存储器2704用于存储计算机程序27042,计算机程序27042可以包括指令和数据。在本申请实施例中,存储器2704可以是各种类型的存储介质,例如RAM、ROM、非易失性RAM(non-volatile RAM,NVRAM)、可编程ROM(programmable ROM,PROM)、可擦除PROM(erasable PROM,EPROM)、电可擦除PROM(electrically erasable PROM,EEPROM)、闪存、光存储器和寄存器等。并且,存储器2704可以包括硬盘和/或内存。
其中,处理器2702可以是通用处理器,通用处理器可以是通过读取并执行存储器(例如存储器2704)中存储的计算机程序(例如计算机程序27042)来执行特定步骤和/或操作的处理器,通用处理器在执行上述步骤和/或操作的过程中可能用到存储在存储器(例如存储器2704)中的数据。该存储的计算机程序例如可以被执行以实现前述生成模块2510和检测模块2540的相关功能。通用处理器可以是CPU。此外,处理器2702也可以是专用处理器,专用处理器可以是专门设计的用于执行特定步骤和/或操作的处理器,专用处理器可以是数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)和现场可编程门阵列(field-programmable gatearray,FPGA)等。处理器2702还可以是多个处理器的组合,例如多核处理器。处理器2702可以包括至少一个电路,以执行上述实施例方法的全部或部分步骤。
其中,通信接口2706可以包括输入/输出(input/output,I/O)接口、物理接口和逻辑接口等用于实现控制装置2700内部的器件互连的接口,以及用于实现控制装置2700与其他设备(例如网络设备)互连的接口。物理接口可以是千兆的以太接口(gigabit Ethernet,GE),其可以用于实现控制装置2700与其他设备互连,逻辑接口是控制装置2700内部的接口,其可以用于实现控制装置2700内部的器件互连。容易理解,通信接口2706可以用于控制装置2700与其他设备通信,例如,通信接口2706用于控制装置2700与其他设备之间报文的发送和接收,通信接口2706可以实现前述发送模块2520和接收模块2530的相关功能。此外,通信接口2706还可以包括收发器以进行报文的收发,该收发器同样可以实现前述发送模块2520和接收模块2530的相关功能。
其中,总线2708可以是任何类型的,用于实现处理器2702、存储器2704和通信接口2706互连的通信总线,例如系统总线。
上述器件可以分别设置在彼此独立的芯片上,也可以至少部分的或者全部的设置在同一块芯片上。将各个器件独立设置在不同的芯片上,还是整合设置在一个或者多个芯片上,往往取决于产品设计的需要。本申请实施例对上述器件的具体实现形式不做限定。
图27所示的控制装置2700仅仅是示例性的,在实现过程中,控制装置2700还可以包括其他组件,本文不再一一列举。图27所示的控制装置2700通过执行上述实施例提供的控制方法的全部或部分步骤来指示目标网络设备向OT网络中的目标操作设备发送控制消息来以对目标操作设备进行控制。
本申请实施例提供了一种操作设备的控制系统,该控制系统包括生产控制设备和目标网络设备。目标网络设备包括如图24所示的操作设备的控制装置2400,生产控制设备包括如图25所示的操作设备的控制装置2500。或者,目标网络设备为如图26所示的操作设备的控制装置2600,生产控制设备为如图27所示的操作设备的控制装置2700。
可选的,目标网络设备处于生产控制设备与目标操作设备之间的承载网络中。目标网络设备可以是该承载网络中的边缘网络设备。例如目标网络设备是出口PE设备。
可选的,生产控制设备是PLC设备。例如,生产控制设备是安装有PLC软件的服务器。
示例的,该操作设备的控制系统如图1或图2所示。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,该计算机程序被执行(例如,被网络设备、服务器、PLC、一个或多个处理器等执行)时,实现如上述方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括程序或代码,该程序或代码被执行(例如,被网络设备、服务器、PLC、一个或多个处理器等执行)时,实现如上述方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
本申请实施例提供了一种芯片,该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,该芯片运行时用于实现如上述方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机的可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储装置。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质,或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
应当理解的是,本申请中的“至少一个”指一个或多个,“多个”指两个或两个以上。“至少中”的含义同“至少一个”。在本申请中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B。本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,为了便于清楚描述,在本申请中,采用了“第一”、“第二”、“第三”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
本申请实施例提供的方法实施例和装置实施例等不同类型的实施例均可以相互参考,本申请实施例对此不作限定。本申请实施例提供的方法实施例操作的先后顺序能够进行适当调整,操作也能够根据情况进行响应增减,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本申请的保护范围之内,因此不再赘述。
在本申请提供的相应实施例中,应该理解到,所揭露的装置等可以通过其它的构成方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元描述的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络设备(例如终端设备)上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述,仅为本申请的示例性实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (41)
1.一种操作设备的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
目标网络设备接收来自生产控制设备的第一指示报文,所述第一指示报文用于指示所述目标网络设备代理所述生产控制设备向操作技术OT网络中的目标操作设备发送控制消息;
所述目标网络设备根据所述第一指示报文向所述目标操作设备发送控制消息。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,所述消息模板用于指示所述目标网络设备按照所述消息模板向所述目标操作设备发送控制消息,所述消息周期用于指示所述目标网络设备按照所述发包周期向所述目标操作设备发送控制消息;
所述目标网络设备根据所述第一指示报文向所述目标操作设备发送控制消息,包括:
所述目标网络设备根据所述消息模板和所述消息周期中的至少一种向所述目标操作设备发送控制消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述第一指示报文中携带检测指示信息,所述检测指示信息用于指示所述目标网络设备向所述生产控制设备反馈基于所述控制消息的传输检测结果,所述方法还包括:
所述目标网络设备接收对应于所述控制消息的响应消息;
所述目标网络设备根据所述响应消息获取传输检测结果;
所述目标网络设备向所述生产控制设备发送所述传输检测结果。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳和所述响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,所述响应消息的传输质量用于反映所述控制消息的传输质量,所述响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种;
所述目标网络设备根据所述响应消息获取传输检测结果,包括以下至少一种:
所述目标网络设备获取所述目标网络设备接收到所述响应消息的接收时间戳,得到所述传输检测结果;以及,
所述目标网络设备获取所述目标网络设备接收到所述响应消息的接收时间戳,并根据所述响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,得到所述传输检测结果。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,所述编辑指示信息用于指示所述目标网络设备对所述消息模板进行编辑;
所述目标网络设备根据所述第一指示报文向所述目标操作设备发送控制消息,包括:
所述目标网络设备根据所述编辑指示信息对所述消息模板进行编辑;
所述目标网络设备按照编辑后的消息模板向所述目标操作设备发送控制消息。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,
所述目标网络设备通过接口设备与所述目标操作设备连接,所述目标网络设备根据所述第一指示报文向所述目标操作设备发送控制消息,包括:
所述目标网络设备根据所述第一指示报文向所述接口设备发送第一控制消息,所述接口设备用于根据所述第一控制消息向所述目标操作设备发送第二控制消息,其中,所述第一控制消息和所述第二控制消息中均携带所述目标操作设备的指示信息和对应于所述目标操作设备的控制信息,所述第二控制消息的格式为所述目标操作设备能够识别的格式。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述目标网络设备接收来自所述生产控制设备的第二指示报文,所述第二指示报文用于指示所述目标网络设备停止向所述目标操作设备发送控制消息;
所述目标网络设备根据所述第二指示报文停止向所述目标操作设备发送控制消息。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其特征在于,
所述目标网络设备处于所述生产控制设备与所述目标操作设备之间的承载网络中。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述目标网络设备是所述承载网络中的边缘网络设备。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,
所述目标网络设备是所述承载网络中的出口运营商边缘PE设备。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法,其特征在于,
所述第一指示报文为二层报文或三层报文。
12.根据权利要求1至11任一项所述的方法,其特征在于,
所述生产控制设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
13.一种操作设备的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
生产控制设备生成第一指示报文,所述第一指示报文用于指示目标网络设备代理所述生产控制设备向操作技术OT网络中的目标操作设备发送控制消息;
所述生产控制设备向所述目标网络设备发送所述第一指示报文。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,所述消息模板用于指示所述目标网络设备按照所述消息模板向所述目标操作设备发送控制消息,所述消息周期用于指示所述目标网络设备按照所述消息周期向所述目标操作设备发送控制消息。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,
所述第一指示报文中携带检测指示信息,所述检测指示信息用于指示所述目标网络设备向所述生产控制设备反馈基于所述控制消息的传输检测结果,所述方法还包括:
所述生产控制设备接收所述目标网络设备发送的基于所述控制消息的传输检测结果,所述传输检测结果是所述目标网络设备根据对应于所述控制消息的响应消息获取的。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,
所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳和所述响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,所述响应消息的传输质量用于反映所述控制消息的传输质量,所述响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种;
所述方法还包括:当所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳时,所述生产控制设备根据所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳进行传输质量检测。
17.根据权利要求13至16任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述生产控制设备生成第二指示报文,所述第二指示报文用于指示所述目标网络设备停止向所述目标操作设备发送控制消息;
所述生产控制设备向所述目标网络设备发送所述第二指示报文。
18.根据权利要求13至17任一项所述的方法,其特征在于,
所述生产控制设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
19.一种操作设备的控制装置,其特征在于,应用于目标网络设备,所述控制装置包括:
接收模块,用于接收来自生产控制设备的第一指示报文,所述第一指示报文用于指示所述目标网络设备代理所述生产控制设备向操作技术OT网络中的目标操作设备发送控制消息;
发送模块,用于根据所述第一指示报文向所述目标操作设备发送控制消息。
20.根据权利要求19所述控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,所述消息模板用于指示所述目标网络设备按照所述消息模板向所述目标操作设备发送控制消息,所述消息周期用于指示所述目标网络设备按照所述发包周期向所述目标操作设备发送控制消息;所述发送模块,用于根据所述消息模板和所述消息周期中的至少一种向所述目标操作设备发送控制消息。
21.根据权利要求19或20所述的控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文中携带检测指示信息,所述检测指示信息用于指示所述目标网络设备向所述生产控制设备反馈基于所述控制消息的传输检测结果;
所述接收模块,还用于接收对应于所述控制消息的响应消息;
所述控制装置还包括:获取模块,用于根据所述响应消息获取传输检测结果;
所述发送模块,还用于向所述生产控制设备发送所述传输检测结果。
22.根据权利要求21所述的控制装置,其特征在于,
所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳和所述响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,所述响应消息的传输质量用于反映所述控制消息的传输质量,所述响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种;
所述获取模块,用于执行以下至少一种:
获取所述目标网络设备接收到所述响应消息的接收时间戳,得到所述传输检测结果;
以及,
获取所述目标网络设备接收到所述响应消息的接收时间戳,并根据所述响应消息的接收时间戳进行传输质量检测,得到所述传输检测结果。
23.根据权利要求19至22任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和编辑指示信息,所述编辑指示信息用于指示所述目标网络设备对所述消息模板进行编辑;
所述发送模块,用于:根据所述编辑指示信息对所述消息模板进行编辑;按照编辑后的消息模板向所述目标操作设备发送控制消息。
24.根据权利要求19至23任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述目标网络设备通过接口设备与所述目标操作设备连接,所述发送模块,用于根据所述第一指示报文向所述接口设备发送第一控制消息,所述接口设备用于根据所述第一控制消息向所述目标操作设备发送第二控制消息,其中,所述第一控制消息和所述第二控制消息中均携带所述目标操作设备的指示信息和对应于所述目标操作设备的控制信息,所述第二控制消息的格式为所述目标操作设备能够识别的格式。
25.根据权利要求19至24任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述接收模块,还用于接收来自所述生产控制设备的第二指示报文,所述第二指示报文用于指示所述目标网络设备停止向所述目标操作设备发送控制消息;
所述控制装置还包括:停止模块,用于根据所述第二指示报文停止向所述目标操作设备发送控制消息。
26.根据权利要求19至25任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述目标网络设备处于所述生产控制设备与所述目标操作设备之间的承载网络中。
27.根据权利要求26所述的控制装置,其特征在于,
所述目标网络设备是所述承载网络中的边缘网络设备。
28.根据权利要求27所述的控制装置,其特征在于,
所述目标网络设备是所述承载网络中的出口运营商边缘PE设备。
29.根据权利要求19至28任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文为二层报文或三层报文。
30.根据权利要求19至29任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述生产控制设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
31.一种操作设备的控制装置,其特征在于,应用于生产控制设备,所述控制装置包括:
生成模块,用于生成第一指示报文,所述第一指示报文用于指示目标网络设备代理所述生产控制设备向操作技术OT网络中的目标操作设备发送控制消息;
发送模块,用于向所述目标网络设备发送所述第一指示报文。
32.根据权利要求31所述的控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文中携带消息模板和消息周期中的至少一种,所述消息模板用于指示所述目标网络设备按照所述消息模板向所述目标操作设备发送控制消息,所述消息周期用于指示所述目标网络设备按照所述消息周期向所述目标操作设备发送控制消息。
33.根据权利要求31或32所述的控制装置,其特征在于,
所述第一指示报文中携带检测指示信息,所述检测指示信息用于指示所述目标网络设备向所述生产控制设备反馈基于所述控制消息的传输检测结果,所述控制装置还包括:
接收模块,用于接收所述目标网络设备发送的基于所述控制消息的传输检测结果,所述传输检测结果是所述目标网络设备根据对应于所述控制消息的响应消息获取的。
34.根据权利要求33所述的控制装置,其特征在于,
所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳和所述响应消息的传输质量是否满足传输质量要求中的至少一种,所述响应消息的传输质量用于反映所述控制消息的传输质量,所述响应消息的传输质量包括传输间隔、间隔抖动和丢包率中的至少一种;
所述控制装置还包括:检测模块,用于当所述传输检测结果包括所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳时,根据所述目标网络设备对所述响应消息的接收时间戳进行传输质量检测。
35.根据权利要求31至34任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述生成模块,还用于生成第二指示报文,所述第二指示报文用于指示所述目标网络设备停止向所述目标操作设备发送控制消息;
所述发送模块,还用于向所述目标网络设备发送所述第二指示报文。
36.根据权利要求31至35任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述生产控制设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
37.一种操作设备的控制装置,其特征在于,包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以使得所述控制装置执行如权利要求1至12任一项所述的操作设备的控制方法。
38.一种操作设备的控制装置,其特征在于,包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以使得所述控制装置执行如权利要求13至18任一项所述的操作设备的控制方法。
39.一种操作设备的控制系统,其特征在于,包括:生产控制设备和目标网络设备;
所述目标网络设备包括如权利要求19至30任一项所述的操作设备的控制装置,所述生产控制设备包括如权利要求31至36任一项所述的操作设备的控制装置;或者,
所述目标网络设备包括如权利要求37所述的操作设备的控制装置,所述生产控制设备包括如权利要求38所述的操作设备的控制装置。
40.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至12任一项所述的操作设备的控制方法,或者,实现如权利要求13至18任一项所述的操作设备的控制方法。
41.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括程序或代码,所述程序或代码被执行时,实现如权利要求1至12任一项所述的操作设备的控制方法,或者,实现如权利要求13至18任一项所述的操作设备的控制方法。
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