CN117896041A - 基于工业互联网的报文传输方法、设备和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于工业互联网的报文传输方法、设备和可读存储介质，涉及数据处理领域，该方法包括：在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文；将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点，所以，有效解决了相关技术中需要源节点和目的节点来回传输数据，导致报文传输速度慢的技术问题，实现了中间节点即可处理重传，提升报文传输速度的技术效果。

Description

基于工业互联网的报文传输方法、设备和可读存储介质

技术领域

本申请涉及数据传输领域，尤其涉及一种基于工业互联网的报文传输方法、设备和可读存储介质。

背景技术

工业网络系统的网络架构，是通过一个主站连接多个从站，组成主站与从站的通信网络。该网络架构遵循主站与从站的控制逻辑，主站对自身所在的整个网络实施控制管理，从站负责采集、控制和传输现场网络的输入或者输出数据。

而在工业网络系统中，设备处理数据或数据传输过程中受到电磁干扰、长距离传输的传导干扰以及其他恶劣环境条件的影响，在传输过程容易出现数据错误。为了解决数据错误的问题，在现有技术中，通常采用报文指向的目地节点向源节点发送重发请求，以获取正确的报文。或者源节点在长时间没有接收到确认信息时，重新发送报文。这是因为使用双向传输机制来应对电报错误，其中源设备发送的电报后，再由目的设备接收后，目的设备必须进行应答。

因此，双向通信机制需要来回传输数据，进而增加通信的延迟，导致报文传输速度慢。

发明内容

本申请实施例通过提供一种基于工业互联网的报文传输方法、设备和可读存储介质，解决了相关技术中需要源节点和目的节点来回传输数据，导致报文传输速度慢的技术问题，实现中间节点即可处理重传，提升了报文传输的速度。

本申请实施例提供了一种基于工业互联网的报文传输方法，所述基于工业互联网的报文传输方法包括：

在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；

当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文；

将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。

可选地，所述在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容的步骤之后，还包括：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，复制所述报文；

根据所述报文的校验段校验所述报文；

在校验通过时，将所述报文作为备份报文保存在所述当前节点。

可选地，所述根据所述报文的校验段校验所述报文的步骤之后，还包括：

当校验不通过时，向所述报文对应的上一跳节点发送重发请求报文。

可选地，所述获取暂存单元中保存的备份报文的步骤之前，还包括：

当所述报文为所述数据重传的报文时，确定所述当前节点是否存在所述报文对应的所述备份报文；

如果是，执行所述获取当前节点保存的备份报文的步骤；

如果否，忽略所述报文。

可选地，所述确定所述报文对应的报文内容的步骤之后，还包括：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，根据所述报文的报头信息确定所述报文是否为本地报文；

如果是，将所述报文发送至上层应用，以通过所述上层应用解析并处理所述报文；

如果否，将所述报文转发至所述报文对应的下一跳节点。

可选地，所述基于工业互联网的报文传输方法还包括：

获取待发送数据，并基于所述待发送数据生成实时数据段；

根据所述待发送数据对应的校验字段确定校验段；

根据所述待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息；

根据所述报头信息、所述实时数据段以及所述校验段生成报文。

可选地，所述在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容的步骤之前，包括：

根据数据交互量以及报文的传输延时确定每个时段的时间长度，其中所述时段包括实时时段以及非实时时段；

确定实时时段结束时对应的第一保护频带；

确定非实时时段结束时对应的第二保护频带；

根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，确定周期信息。

可选地，所述将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点的步骤包括：

获取预设的网络拓扑结构；

基于所述网络拓扑结构和所述备份报文对应的目标地址确定所述下一跳节点；

发送所述备份报文至所述下一跳节点。

此外，本申请还提出一种基于工业互联网的报文传输设备，所述基于工业互联网的报文传输设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于工业互联网的报文传输程序，所述处理器执行所述基于工业互联网的报文传输程序时实现如上所述的基于工业互联网的报文传输方法的步骤。

此外，本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于工业互联网的报文传输程序，所述基于工业互联网的报文传输程序被处理器执行时实现如上所述的基于工业互联网的报文传输方法的步骤。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；当所述报文内容为数据重传时，获取暂存单元中保存的备份报文；将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点，所以，有效解决了相关技术中需要源节点和目的节点来回传输数据，导致报文传输速度慢的技术问题，实现了中间节点即可处理重传，提升报文传输速度的技术效果。

附图说明

图1为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例一的流程示意图；

图2为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例一中节点接收或转发报文的逻辑示意图；

图3为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例二中步骤S250-270的流程示意图；

图4为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例三中报文结构的示意图；

图5为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例四中周期信息的示意图；

图6为本申请基于工业互联网的报文传输方法实施例六中基于工业互联网的报文传输流程的示例图；

图7为本申请基于工业互联网的报文传输设备实施例涉及的硬件结构示意图。

具体实施方式

在相关技术中，网络架构通常为一个主站与多个从站之间组成主站与从站的通信网络。现有的网络架构遵循主站与从站的控制逻辑，主站对自身所在的整个网络实施控制管理，从站负责采集、控制和传输现场网络的输入/输出数据。另外，工厂环境的特殊性给工业网络的正常运行带来了很多挑战。在工业网络系统中，设备处理数据或数据传输过程中受到电磁干扰、长距离传输的传导干扰以及其他恶劣环境条件，很容易导致传输过程的数据错误。在双向传输机制中，源设备发送的电报后，在由目的设备接收后，目的设备必须进行应答。因此，当源设备发送电报后，没有接收到的目的设备电报时的响应电报，重新传输原电报，以解决数据出错的问题。但是双向传输机制需要在源设备和目的设备之间来回交互，导致实际报文传输速度慢，影响系统的实时性。本申请实施例采用的主要技术方案是：在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；当所述报文内容为数据重传时，获取暂存单元中保存的备份报文；将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。从而实现了在中间节点即可完成报文重传，降低传输系统整体延迟的技术效果。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，能够以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例一

本申请实施例一公开了一种基于工业互联网的报文传输方法，参照图1，所述基于工业互联网的报文传输方法包括：

步骤S110，在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容。

在本实施例中，报文数据传输的网络拓扑结构中，至少存在两个节点，即对于一次传输任务，至少存在源节点以及目的节点。报文是节点之间的交互数据，包括待发送数据，以及重发请求报文。对于网络拓扑结构中的各个节点，按照预设的周期信息来执行对应的动作，其中周期信息分为实时数据传输、数据重传以及非实时数据三个时段。其中实时数据传输和数据重传属于实时时段，非实时数据属于非实时时段。在实时时段，节点处理实时数据传输以及数据重传，在非实时时段，节点处理非实时数据的传输。

作为一种可选实施方式，获取预设的周期信息，在当前节点接收到报文时，确定接收时刻，根据接收时刻在周期信息中所处的时段，确定报文的报文内容。

数据重传的报文即报文的接收时刻处于数据重传时段内。对于每个节点，在周期对应的时段内处理对应的事务。在数据重传对应的时段，当前节点向上一跳节点发送重发请求报文，以及接受下一跳节点发送的重发请求报文。即当前节点接收到的报文对应的接收时隙为数据重传时隙时，执行数据重传对应的动作。

作为另一种可选实施方式，实时时段内实时数据传输和数据重传并不严格限定时间区间，即节点单步执行从接收接口接收到的报文，根据报文关联的标识确定报文内容。

步骤S120，当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文。

在本实施例中，暂存单元是用于存储报文的复制信息的存储模块，每个节点有对应的暂存单元。当确认的报文为数据重传的报文时，接收的报文即为重发请求报文，即重发请求报文的来源节点需要当前节点重新发送一次报文。此时，向当前节点关联的暂存单元请求获取报文对应的备份报文。

作为一种可选实施方式，在报文内容为数据重传时，在暂存单元中确定重发请求报文的来源节点对应的存储区域，在该存储区域，根据重发请求报文对应的发送时间，确定备份报文。即对于当前节点来说，在其暂存单元中，针对当前节点可以发送报文的每一个下一跳节点，规划了对应的存储区域。

示例性的，节点1在第一时刻向节点2发送报文1，节点1在第二时刻向节点2发送报文2，其中第一时刻在第二时刻之前。由于节点是单步执行，因此节点1在接收到报文2时，进行校验，确定报文2出错，向节点1发送重发请求电报，而发送时间为第三时刻，第三时刻在时间序列上会后于第二时刻，因此，基于节点1根据接收到的重发请求报文对应的发送时间，可以确定备份报文。即以暂存单元中对应于报文的来源节点的存储区域中，存储时刻最后的报文作为备份报文。

作为另一种可选实施方式，重发请求报文附带有报文标识，报文标识与报文一一对应，根据重发请求报文对应的报文标识，在暂存单元中确定备份报文。

步骤S130，将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。

在本实施例中，当暂存单元中存储有备份报文时，将备份报文发送至备份报文对应的下一跳节点，即接收到的报文对应的来源节点，或者重发请求报文指向的目标节点，或者备份报文本身指向的目标节点。

可选地，步骤S120之前，包括：

步骤S1，当所述报文为所述数据重传的报文时，确定所述当前节点是否存在所述报文对应的所述备份报文。

步骤S2，如果是，执行所述获取当前节点保存的备份报文的步骤。

步骤S3，如果否，忽略所述报文。

在本实施例中，在本实施例中，当所述报文内容为数据重传时，根据报文的发送时间和/或报文标识，确定所述暂存单元中是否存在所述报文对应的所述备份报文。若存在备份报文，则获取备份报文；若不存在备份报文，则表明当前节点接收上一跳节点发送的报文时，已经是错误数据，则忽略本次接收到的重发请求报文。

作为本实施例的一个示例，参照图2，图2为本实施例节点接收或转发报文的逻辑示意图。当前节点根据输入端口IP接收到的报文，确定报文的来源节点，并且将报文发送至数据接收单元，数据接收单元将报文发送至数据转发单元，其中数据转发单元在接收到报文后，确定报文的报文内容。当根据报文内容确定接收到的报文为重发请求报文，即数据重传的报文时，向当前节点关联的暂存单元请求重发，当暂存单元存在备份报文时，将备份报文通过转发端口OP发送至对应的下一跳节点。若暂存单元中不存在备份报文，则忽略接收到的重发请求报文。

由于采用了在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文；将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。在本实施例中，当报文的传输链路较长时，不需要在源节点以及目标节点之间来回传输数据，可以直接由相邻的三个节点即可保证数据的正确性。即从当前节点即可发起报文重发，提升报文的传输速度。

基于实施例一，本申请实施例二提出一种基于工业互联网的报文传输方法，步骤S110之后，还包括：

步骤S210，当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，复制所述报文。

在本实施例中，报文内容可以是重发请求报文，也可以是实时数据传输。当根据报文内容确定接收到的报文为实时数据传输的报文时，表示当前接收到的报文是待发送数据，即需要进行实时传输的数据。

作为一种可选实施方式，当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，将报文进行完全复制，得到复制后的报文，即备份报文。

步骤S220，根据所述报文的校验段校验所述报文。

在本实施例中，此时报文由报头信息，实时数据段以及校验段组成，校验段中有校验字段，可以是校验字符串，也可以是校验值。

作为一种可选实施方式，当所述报文内容为实时数据传输时，报文对应的待发送数据，此时报文中具有校验段，根据校验段中的校验字段进行校验。

步骤S230，在校验通过时，将所述报文作为备份报文保存在所述当前节点。

在本实施例中，当校验段校验通过时，将复制后的报文，即备份报文存储至暂存单元。

作为一种可选实施方式，确定报文对应的下一跳节点，在暂存单元中确定下一跳节点对应的存储区域，将复制后的报文，即备份报文存储至该存储区域。

作为另一种可选实施方式，在校验段校验通过时，确定报文对应的报文标识，将报文标识和备份报文关联存储至暂存单元。

可选地，步骤S220之后，包括：

步骤S240，当校验不通过时，向所述报文对应的上一跳节点发送重发请求报文。

在本实施例中，当报文的校验段校验不通过时，判定报文中的数据出现错误，向报文对应的上一跳节点发送重发请求报文。

作为本实施例的一个示例，参照图2，当前节点根据输入端口IP接收到的报文，确定报文的来源节点，并且将报文发送至数据接收单元，数据接收单元将报文发送至数据转发单元，其中数据转发单元在接收到报文后，确定报文的报文内容。当报文内容为实时数据传输时，基于电报存储单元对报文进行完全复制，以复制得到的报文作为备份报文；基于报文对应的校验段对报文进行校验，当校验通过时，将备份报文存储至电报暂存单元。并基于下一跳节点确定对应的转发端口，基于转发端口将报文发送至下一跳节点。若校验不通过，则生成重发请求报文，并基于上一跳节点对应的输出端口，将重发请求报文发送至上一跳节点。

可选地，参照图3，步骤110之后，还包括：

步骤S250，当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，根据所述报文的报头信息确定所述报文是否为本地报文。

在本实施例中，报头信息对应有报文的源节点的节点地址以及目的节点的节点地址；根据目的节点对应的节点地址与当前节点对应的节点地址进行匹配，当两者匹配成功时，确定报文为本地报文，否则确定报文不为本地报文。即本地报文为在当前节点进行处理的报文。

步骤S260，如果是，将所述报文发送至上层应用，以通过所述上层应用解析并处理所述报文。

在本实施例中，上层应用可以是节点对应的设备装载的程序。

作为一种可选实施方式，当报文是本地报文时，基于当前节点对应的上层协议层解析并处理所述报文。

步骤S270，如果否，将所述报文转发至所述报文对应的下一跳节点。

在本实施例中，如果报文不是本地报文，则根据节点的报文处理流程，将报文发送至对应的下一跳节点，或者重发请求报文对应的上一跳节点。

作为本实施例的一个示例，参照图2，数据转发单元在接收到报文后，确定报文的报文内容。当报文内容为实时数据传输时，确定报文对应的目的地址，与当前节点对应的节点地址是否相同，若相同，则确定报文为本地报文，将本地报文发送至当前节点对应的上层协议层解析并处理。若不相同，则执行步骤S210对应的步骤，以将报文发送至下一跳节点。

由于采用了当所述报文内容为实时数据传输时，复制所述报文；根据所述报文的校验段校验所述报文；在校验通过时，将所述报文保存至所述暂存单元，实现了每个节点都能执行报文重传，提升传输网络的稳定性。

基于实施例一，本申请实施例三提出一种基于工业互联网的报文传输方法，所述基于工业互联网的报文传输方法还包括：

步骤S310，获取待发送数据，并基于所述待发送数据生成实时数据段。

在本实施例中，待发送数据是需要源节点发送的数据。若节点作为传输任务的源节点时，由源节点根据接收到的待发送数据生成报文。实时数据段是待发送数据的数据本体对应的报文区段。

源节点获取待发送的数据。源节点使用待发送的数据生成实时数据段，这个实时数据段包含了待发送的数据。

步骤S320，根据所述待发送数据对应的校验字段确定校验段。

根据待发送数据对应的校验字段，源节点确定校验段。校验段通常用于数据的完整性校验和错误检测。

步骤S330，根据所述待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息。

源节点根据待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息。报头信息提供了关于数据传输的一些重要信息，如目的地址、源地址、传输协议等。

步骤S340，根据所述报头信息、所述实时数据段以及所述校验段生成报文。

最后，源节点根据报头信息、实时数据段以及校验段生成报文。报文包含了所有需要发送的数据和相关信息，并且可以被传输到目的节点。

作为一种可选实施方式，源节点获取待发送数据："Hello,Node B！"作为待发送数据。源节点基于待发送数据生成实时数据段："Hello,Node B！"成为实时数据段。源节点根据待发送数据对应的校验字段(例如，采用CRC-16校验)计算校验段，得到校验值12784。源节点根据待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息。目标地址：192.168.0.2。源地址：源节点的IP地址；传输协议：TCP；源节点根据报头信息、实时数据段和校验段生成报文，最终生成的报文如下：|目标地址：192.168.0.2||源地址：源节点的IP地址||传输协议：TCP|实时数据段："Hello,Node B！"校验段：12784。

参照图4，图4是本实施例中报文结构的一个示例，其中报文由报头信息401，实时数据段402以及校验段403组成，其中报头信息里有地址信息，地址信息包括源节点的节点地址，以及目的节点的目标地址。

通过上述步骤，源节点生成了报文，并可以将报文发送到目的节点B的目标地址192.168.0.2。目的节点B可以解析报文，并提取实时数据段"Hello,Node B！"进行处理。同时，目的节点B可以使用校验段进行数据的完整性校验，确保数据在传输过程中没有被篡改。以保证实施数据传输的一致性。

基于实施例一，本申请实施例四提出一种基于工业互联网的报文传输方法，步骤S110之前，包括：

步骤S410，根据数据交互量以及报文的传输延时确定每个时段的时间长度，其中所述时段包括实时时段以及非实时时段；

在本实施例中，各个节点按照周期信息执行对应的动作。因此事先生成周期信息。其中周期信息包括实时时段以及非实时时段，实时时段进一步可分为实时数据传输以及数据重传。数据交互量以及电报的传输延时由历史数据确定。

作为一种可选实施方式，获取传输网络中在预设时间段内的数据交互量，以及每个报文的传输延时，基于数据交互量以及传输延时，通过预设回归算法，确定实时时段对应第一时间区间，以及非实时时段对应的第二时间区间。

步骤S420，确定实时时段结束时对应的第一保护频带。

在本实施例中，对于同一周期内的实时时段以及非实时时段，实时时段在前，为了避免数据扰动带来的数据越界问题，在实时时段和非实时时段直接设定第一保护频带。

步骤S430，确定非实时时段结束时对应的第二保护频带。

在本实施例中，对于相邻周期内的实时时段以及非实时时段，上一周期非实时时段，在后一周期的实时时段之前，为了避免数据扰动带来的数据越界问题，在非实时时段和下一实时时段之间直接设定第二保护频带。

步骤S440，根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，确定周期信息。

在本实施例中，根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，进行时间序列上的拼接，确定一个周期的时间跨度，生成周期信息。

作为一种可选实施方式，首先，确定传输网络中每个节点的数据交互量。可以通过评估系统中每个节点的数据产生频率和数据传输频率来确定。然后，根据数据交互量的大小，将节点分为实时数据传输节点和非实时数据传输节点。根据实际系统需求以及通信网络的性能评估，确定电报传输的延时要求。可以考虑网络延时、传输带宽、数据包大小等因素来评估电报传输延时。实时时段：根据实时数据的特性和重要性，以及电报传输延时的要求，确定实时时段的时间长度。此时段应该足够长以满足实时数据的传输需求。非实时时段：根据非实时数据的特性以及电报传输延时的要求，确定非实时时段的时间长度。此时段可以相对较短，以适应非实时数据的传输需求。实时时段结束时对应的第一保护频带：根据实时数据的频率特性和传输延时要求，确定实时时段结束时需要保护的频带范围。非实时时段结束时对应的第二保护频带：根据非实时数据的频率特性和传输延时要求，确定非实时时段结束时需要保护的频带范围。根据实时时段长度、非实时时段长度、第一保护频带和第二保护频带，确定周期信息。可以将实时时段、非实时时段和保护频带的信息以数据结构的形式表示，以便在系统中进行动作执行和调度。

参照图5，图5为周期信息的一个示例。在一个周期内，周期由实时时段和非实时时段组成，其中实时时段中包括实时数据传输、数据重传以及第一保护频带；非实时时段包括非实时数据以及第二保护频带。

由于采用了根据数据交互量以及报文的传输延时确定每个时段的时间长度，其中所述时段包括实时时段以及非实时时段；确定实时时段结束时对应的第一保护频带；确定非实时时段结束时对应的第二保护频带；根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，确定周期信息。解决了数据越界的问题，并且通过周期信息结合节点的单步执行策略，保证了节点在接收到重发请求报文时，可以快速确定备份报文，提高重传效率。并且由于时间信息的前后，重发请求报文可以不携带报文的报文标识，进一步降低了传输的带宽开销。

基于实施例一，本申请实施例五提出一种基于工业互联网的报文传输方法，步骤S130之后，包括：

步骤S510，获取预设的网络拓扑结构。

在本实施例中，传输网络对应有网络拓扑结构，根据网络拓扑结构、源节点以及目的节点，可以确定传输路径最短的节点路径。

作为一种可选实施方式，获取预先生成的网络拓扑结构。

步骤S520，基于所述网络拓扑结构和所述备份报文对应的目标地址确定所述下一跳节点。

步骤S530，发送所述备份报文至所述下一跳节点。

作为一种可选实施方式，确定网络拓扑结构的表示方法，例如使用图的数据结构来表示网络中各个节点之间的连接关系。通过预设的配置文件或从网络设备中获取信息，获取网络拓扑结构的具体信息，例如节点的名称、IP地址、连接关系等。当有报文需要发送时，根据报文中的目标地址，从网络拓扑结构中确定下一跳节点。可以使用路由算法，如最短路径算法，如Dijkstra算法，或距离矢量路由协议来确定下一跳节点。路由算法根据各个节点之间的连接关系和节点的属性，如节点的延迟、带宽等，计算出从当前节点到目标地址的最优路径，并找到该路径上的下一跳节点。发送报文至下一跳节点。

具体地，发送报文的一种可选方式为，通过网络接口或通信设备，将报文发送至确定的下一跳节点。使用网络协议栈中的传输层协议和网络层协议来处理报文的封装和传输。在传输层，根据下一跳节点的IP地址，将报文封装为网络层的数据包。使用数据链路层协议进行实际的物理传输，将报文从当前节点发送至下一跳节点。

在本实施例中，发送报文和备份报文的方式相同。

由于采用了获取预设的网络拓扑结构；基于所述网络拓扑结构和所述报文对应的目标地址确定所述下一跳节点；发送所述报文至所述下一跳节点。优化了节点传输的路径，提升传输效率。因为传输路径经过的节点更少了，总体而言出错的概率更低。

本申请实施例六是基于工业互联网的报文传输方法的一个示例，源节点200发出的报文的结构(400)，并通过转发端口(OP)发送到网络中，另外通过目的节点204的转发端口(IP)接收该报文。该报文包括报头信息(401)、实时数据段(402)、校验段(403)组成。报头信息中包含着用于指示报文的发送和接收方的源地址和目标地址的地址信息，以及报文的转发方式信息；实时数据段包含实现应用的数据信息，即待转发数据；校验段包含用于校验报文正确性的校验字段。

对于报文的节点内部处理，如果是本地报文，则转发至上层协议层进行解析和处理。若并非本地报文：确定是否是重发请求报文，若不是，则直接转发报文至对应的转发端口传送至下一跳节点，另外还需要对该报文做全复制和存储，并对报文进行校验码的校验，如果校验正确，则暂存至暂存单元，在本周期结束后清除；如果校验错误，则向上一跳节点发送申请报文重发。

若是重发请求报文，向暂存单元申请报文重发，如果暂存单元存在着对应的备份报文，向备份报文对应的下一跳节点进行重发，如果不存在对应的备份报文则不做任何操作。

示例性的，参照图6，步骤1：源节点200提供周期信息，包括实时时段的时间、非实时时段的时间；

步骤2：源节点200提供将实时数据段402；

步骤3：源节点200计算实时数据段401的校验字段形成校验段403；

步骤4：源节点200在报文头401中提供目的节点的地址信息，通过子数据段401、402、403，拼接形成报文400；

步骤5：源节点200将报文400发出，经数据流300到达至节点2的输入端口IP；

步骤6：节点2的输入端口IP将报文400传送至数据接收单元；

步骤7：节点2数据接收单元将报文400传送至数据转发单元，判断非本地电报，以及不是申请重发的报文，转发至对应输出端口OP，经数据流301到达节点3。另外对报文进行存储，同时校验报文的校验字段，校验正确对报文进行暂存，暂存至节点2对应的暂存单元；

步骤8：节点3的输入端口IP将报文400传送至数据接收单元；

步骤9：节点3数据接收单元将报文400传送至数据转发单元，判断非本地电报，以及不是申请重发的报文，转发至对应输出端口OP经数据流302到达节点4。并且对报文进行存储，以及校验报文的校验字段，但校验错误，不会暂存报文，向对应的端口发出重发请求报文，经过数据流306到达节点2；

步骤10：节点2数据接收单元将重发请求报文传送至数据转发单元，判断为申请重发的报文，向暂存单元申请重发，将暂存的备份报文400发送至对应的端口，经数据流307。另外节点4接收到校验字段错误的数据，同步骤9，经数据流305向节点3申请重发；

步骤11：节点3经过步骤7将重发的报文400，经308到达节点4与节点5，另外节点3收到了数据流305的重发请求报文，但是判断暂存单元没有数据，所以不作处理；

步骤12：节点5最后会收到数据流309的报文400，传送至数据转发单元，判断为本地报文，接收，另外由于接收到了数据流303的错误报文，会通过数据流304申请重发，同时节点5基于上层协议层解析并处理报文400；

步骤13：节点4收到数据流304的报文重发请求，但是判断暂存单元没有数据，所以不作处理。

本申请还提出一种基于工业互联网的报文传输设备，参照图7，图7为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的基于工业互联网的报文传输设备结构示意图。

如图7所示，该基于工业互联网的报文传输设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对基于工业互联网的报文传输设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

可选地，存储器1005与处理器1001电性连接，处理器1001可用于控制存储器1005的运行，还可以读取存储器1005中的数据以实现基于工业互联网的报文传输。

可选地，如图7所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及基于工业互联网的报文传输程序。

可选地，在图7所示的基于工业互联网的报文传输设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本申请基于工业互联网的报文传输设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于工业互联网的报文传输设备中。

如图7所示，所述基于工业互联网的报文传输设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，并执行本申请实施例提供的基于工业互联网的报文传输方法的相关步骤操作：

在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；

当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文；

将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，复制所述报文；

根据所述报文的校验段校验所述报文；

在校验通过时，将所述报文作为备份报文保存在所述当前节点。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

当校验不通过时，向所述报文对应的上一跳节点发送重发请求报文。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

当所述报文为所述数据重传的报文时，确定所述当前节点是否存在所述报文对应的所述备份报文；

如果是，执行所述获取当前节点保存的备份报文的步骤；

如果否，忽略所述报文。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，根据所述报文的报头信息确定所述报文是否为本地报文；

如果是，将所述报文发送至上层应用，以通过所述上层应用解析并处理所述报文；

如果否，将所述报文转发至所述报文对应的下一跳节点。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

获取待发送数据，并基于所述待发送数据生成实时数据段；

根据所述待发送数据对应的校验字段确定校验段；

根据所述待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息；

根据所述报头信息、所述实时数据段以及所述校验段生成报文。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

根据数据交互量以及报文的传输延时确定每个时段的时间长度，其中所述时段包括实时时段以及非实时时段；

确定实时时段结束时对应的第一保护频带；

确定非实时时段结束时对应的第二保护频带；

根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，确定周期信息。

可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于工业互联网的报文传输程序，还执行以下操作：

获取预设的网络拓扑结构；

基于所述网络拓扑结构和所述备份报文对应的目标地址确定所述下一跳节点；

发送所述备份报文至所述下一跳节点。

此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于工业互联网的报文传输程序，所述基于工业互联网的报文传输程序被处理器执行时实现如上所述基于工业互联网的报文传输方法任一实施例的相关步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框，以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二，以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述基于工业互联网的报文传输方法包括：

在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容；

当根据所述报文内容确定所述报文为数据重传的报文时，获取当前节点保存的备份报文；

将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点。

2.如权利要求1所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容的步骤之后，还包括：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，复制所述报文；

根据所述报文的校验段校验所述报文；

在校验通过时，将所述报文作为备份报文保存在所述当前节点。

3.如权利要求2所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述根据所述报文的校验段校验所述报文的步骤之后，还包括：

当校验不通过时，向所述报文对应的上一跳节点发送重发请求报文。

4.如权利要求1所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述获取暂存单元中保存的备份报文的步骤之前，还包括：

当所述报文为所述数据重传的报文时，确定所述当前节点是否存在所述报文对应的所述备份报文；

如果是，执行所述获取当前节点保存的备份报文的步骤；

如果否，忽略所述报文。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述确定所述报文对应的报文内容的步骤之后，还包括：

当根据所述报文内容确定所述报文为实时数据传输的报文时，根据所述报文的报头信息确定所述报文是否为本地报文；

如果是，将所述报文发送至上层应用，以通过所述上层应用解析并处理所述报文；

如果否，将所述报文转发至所述报文对应的下一跳节点。

6.如权利要求1所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述基于工业互联网的报文传输方法还包括：

获取待发送数据，并基于所述待发送数据生成实时数据段；

根据所述待发送数据对应的校验字段确定校验段；

根据所述待发送数据对应的目的节点的目标地址确定报头信息；

根据所述报头信息、所述实时数据段以及所述校验段生成报文。

7.如权利要求1所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述在接收到报文时，确定所述报文对应的报文内容的步骤之前，包括：

根据数据交互量以及报文的传输延时确定每个时段的时间长度，其中所述时段包括实时时段以及非实时时段；

确定实时时段结束时对应的第一保护频带；

确定非实时时段结束时对应的第二保护频带；

根据所述实时时段、所述非实时时段、所述第一保护频带以及所述第二保护频带，确定周期信息。

8.如权利要求1所述的基于工业互联网的报文传输方法，其特征在于，所述将所述备份报文发送至所述备份报文对应的下一跳节点的步骤包括：

获取预设的网络拓扑结构；

基于所述网络拓扑结构和所述备份报文对应的目标地址确定所述下一跳节点；

发送所述备份报文至所述下一跳节点。

9.一种基于工业互联网的报文传输设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于工业互联网的报文传输程序，所述处理器执行所述基于工业互联网的报文传输程序时实现如权利要求1至8任一项所述的基于工业互联网的报文传输方法的步骤。

10.一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上存储有基于工业互联网的报文传输程序，所述基于工业互联网的报文传输程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的基于工业互联网的报文传输方法的步骤。