JP6463708B2 - 産業インターネットのフィールドレベルブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法 - Google Patents

Description

本発明は情報処理技術領域、特に産業インターネットのフィールドレベルブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法に関する。

インターネット技術の発展につれて、各種のバスは産業フィールドレベルのオートメーション化に広く応用され、制御端末の産業フィールドのリアルタイムモニタリングを実現しているが、応用領域が異なれば、データ伝送の安全性に対する要求も異なり、特にサーボ、ロボットなどのような精度に対する要求の高いシステムにおいて、フィールドデータと制御データの正確性が直接システムの安全性能に影響を与え、インターネットにおいてネットワーク侵入事件が頻発し、ウィルス情報を安全検査に不備のあるバスシステムに送信することを通じてシステムのマヒ状態を招き、このような事件が国家、団体および個人の安全を脅かしている。

特許ＣＮ１０３４３８５４８１０３４３８５４８Ｂはモバイル端末によるセントラルエアコンの遠距離制御のシステムと方法を公開し、モバイル端末中のエアコン制御ソフトウェアはユーザーが入力したＭＡＣアドレスとＩＰアドレスに基づいて前記セントラルコントローラと１対１のバンドル通信を実現した。それによって前記モバイル端末が操作対象の誤りを免れ、セントラルエアコンの制御安全性と信頼度を高めた。ＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスのメッセージ書式を採用したデータ伝送はもう現在のバス情報伝送のリアルタイム性に対する需要に適応しておらず、かつ単純なアドレス１対１のバンドルはメッセージ情報内容の安全性を確保することができない。

特許ＣＮ２０２６００４６４２０２６００４６４Ｕはインテリジェント化ビルの制御モニタリングのプラットフォームを公開し、当該システムはアドレス判断モジュールを設置することを通じて、命令を制御するビル設備コントローラのアドレス情報が正しいかどうかを判断し、異なる通信プロトコルは異なるアドレスコードタイプを使うことにより、通信プロトコルのタイプを確認し、当該方案は単に通常のバス設備アドレスのコードタイプに対する判断で、具体的なアドレスコードタイプの設定方法、および特殊なブロードバンドバスデータのディープインスペクションにどのように応用するかを紹介していない。
以上のように、従来技術のバスには伝送の面において安全上問題が隠れている。

本発明の実施例は既存技術のバス伝送過程に隠れている安全上の問題を解決するための、産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を提供する。

本発明の実施例は２線式データ伝送ネットワークに適用する産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を提供し、当該ネットワークの各ノードがＩＰアドレスに基づいてネットワークの接続を確立し、かつ各ノードがタイム同期プロトコルによるタイム同期を行い、前記方法は第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップと、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレに基づいて前記バス設備アドレがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断するステップと、前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、前記第１ノードが前記伝送待機メッセージを前記第１ノードのプロセッサーに送信するステップとを備える。

さらに、前記ノードは前記伝送待機メッセージ中の設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断した後、さらに、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断した後、さらに、前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していなければ、前記第１ノードが前記伝送待機メッセージを捨てることを含む。さらに、前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得する前に、前記第１ノードが構成情報に基づいてデフォルトのバス設備アドレスの範囲を確認するステップを含む。

さらに、前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップは、前記第１ノードは第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信するステップを含み、ここで、前記伝送待機メッセージは前記第２ノードがデータメッセージを獲得した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレス、ターゲットＭＡＣアドレスに基づいてバス設備アドレス、ＭＡＣアドレス、割り当てられたＩＰアドレス間の３次元対応関係を利用して、データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが対応している前記バス設備アドレスを確認し、そして前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後に形成されたものである。

さらに、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断した後、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが合法的なアドレスであると確認するステップをさらに含む。

さらに、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが合法的なアドレスであると確認した後、前記第１ノードは前記３次元対応関係に基づいて、前記伝送待機メッセージ中の前記バス設備アドレスが対応している伝送待機メッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを確認するステップと、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを前記ターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスに取り替えるステップとを含む。

さらに、前記第１ノードがバスコントローラーである。

前記第１ノードは伝送待機メッセージを獲得する前に、前記第１ノードがＩＰアドレス獲得要請を受信し、前記ＩＰアドレス獲得要請にその他のノードのＭＡＣアドレスが含まれるステップと、前記ノードがその他のノードにＩＰアドレスおよびバス設備アドレスを割り当て、そして割り当てたバス設備アドレス、ＭＡＣアドレスおよび割り当てたＩＰアドレス間の３次元対応関係を確認するステップとを含む。

さらに、前記第１ノードがバスコントローラーである。

前記第１ノードは利用して前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを前記ターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスに取り替えた後、さらに、前記バスコントローラーは前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致しているかどうかを確認し、合致していれば、前記バスコントローラーが伝送待機メッセージを伝送し合致していなければ、前記バスコントローラーが前記伝送待機メッセージを捨てることを含む。

さらに、前記第１ノードがバス端末である場合、前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップは、前記第１ノードは第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信し、ここで、前記伝送待機メッセージは前記第２ノードがデータメッセージを獲得してかつ前記待機データメッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致していると確認した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後にメッセージを形成するステップを含む。さらに、前記第１ノードはバスコントローラーあるいはバス端末、前記第２ノードはバスコントローラーあるいはバス端末であり、かつ前記第１ノードと第２ノードが同時にバスコントローラーあるいはバス端末にならない。

さらに、前記タイム同期プロトコルはＰＴＰタイム同期プロトコルと、NTPネットワークタイムプロトコルと、ＳＮＴＰ簡易ネットワークタイムプロトコルとのうちのいずれの１つである。

本発明の有益な効果は次の通りである。第１ノードは伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを獲得することを通じて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを確認し、デフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、当該待機データが合法的なメッセージであると認識し、すなわち前記第１ノードは受信した待機データの転送を効果的に制御でき、前記第１ノードはデフォルトのバス設備アドレスの範囲内の伝送待機メッセージのみを伝送し、メッセージ伝送の安全性を高めた。

図１は本発明の実施例が提供した２線式データ伝送ネットワークの構造図１である。 図２は本発明の実施例が提供した２線式データ伝送ネットワークの構造図２である。 図３は本発明の実施例が提供した産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法のフローチャートである。 図４は本発明の実施例が提供したエキストラネットワークから２線式伝送ネットワークへの産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションを実現するための実現方法のフローチャートである。 図５は本発明の実施例が提供した２線式伝送ネットワークからエキストラネットワークへの産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションを実現するための実現方法のフローチャートである。 図６は本発明の実施例が提供した産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション装置の構造図である。

本発明の実施例の技術的解決手段をさらに明確に説明するために、次は実施例を説明するために必要な図面を簡単に紹介する。言うまでもないが、次に説明する図面は単に本発明の幾つかの実施例であり、当該領域の一般的な技術者にとって、創造的な労働をしなくても、これらの図面に基づいて容易にその他の図面を獲得できることが明白である。

本発明は２線式データ伝送ネットワークに適した産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を提供する。ノードは伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを獲得することを通じて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを確認し、デフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、該当伝送待機メッセージが合法的なメッセージであると認識し、すなわち前記ノードは受信した伝送待機メッセージを効果的に制御でき、前記ノードはデフォルトのバス設備アドレスの範囲内の伝送待機メッセージのみを転送し、メッセージ伝送の安全性を高める。

本発明の目的、技術的解決手段および長所を一層明らかにするために、次に図面に合わせて、本発明をさらに詳細に説明し、当然なことながら、ここで説明する実施例は本発明実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。 本発明の実施例に基づいて、当該領域の一般的な技術者が創造的労働をせずに獲得したその他のあらゆる実施例は、すべて本発明の保護範囲に属するものである。

図１は本発明の実施例が適用した２線式データ伝送ネットワークの構成図１であり、ここでバスコントローラー１０１と、少なくとも１つのバス端末１０２が含まれ、前記バスコントローラー１０１と各バス端末１０２は２線式データ伝送ネットワークを通じて接続されている。本発明の実施例において、前記ノードはバスコントローラーあるいはバス端末である。

図２は本発明の実施例が適用した２線式データ伝送ネットワークの構成図２でり、ここで、バスコントローラー１０１と接続しており、前記２線式データ伝送ネットワーク上の少なくとも１つの設備の構成情報あるいはモニタリング命令をバスコントローラー１０１に送信し、前記バスコントローラー１０１に構成情報を対応している設備に送信させ、ならびにバスコントローラー１０１が送信した前記２線式データ伝送ネットワーク上の少なくとも１つの設備が形成した運行状態情報を受信するために用いるバス構成とモニタリングユニット１０３を含む。バスコントローラー１０１と接続しており、前記バスコントローラー１０１、各バス端末１０２に対するデータ収集とリアルタイム制御を行うために用いる応用モニタリング装置１０４をさらに含む。

図３は本発明が提供した産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を示す図である。

当該方法は、第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップ２０１と、
前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレに基づいて前記バス設備アドレがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断するステップ２０２と、
前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、前記第１ノードが前記伝送待機メッセージを前記ノードのプロセッサーに送信するステップ２０３とを含む。

ステップ２０１において、前記第１ノードがバスコントローラーである場合、前記第１ノードが獲得した伝送待機メッセージはエキストラネットワークから２線式ネットワークに送信したデータメッセージであるが、バスコントローラーが受信したバス端末が送信したエキストラネットワークに送信する必要のある伝送待機メッセージの可能性もある。

本発明の実施例において、前記第１ノードがバスコントローラーである場合、バスコントローラーはまたエキストラに送信する必要のあるバス内のデータをＰｒｏｆｉｂｕｓ、Ｍｏｄｂｕｓ、ＣＡＮｏｐｅｎあるいはRS４８５/ＣＡＮなどのその他のネットワーク書式のメッセージに変換して、本発明が提出した産業イーサネット（登録商標）のブロードバンドバスとその他のフィールドバスネットワークのネットワーキングを実現させる。

ステップ２０２において、デフォルトのバス設備アドレス範囲内のすべてのアドレスは合法的なアドレスで、前記アドレスの範囲に属していないアドレスが不法なアドレスに属し、選択可能な、本発明の実施例において、デフォルトのバス設備アドレスの範囲は２線式伝送ネットワークを確立するときに、バスコントローラーが認定したバス設備のアドレスの範囲である。具体的に、前記バスコントローラーが前記バス端末に送信する必要のある構成情報を受信した場合、ここで前記構成情報の中にバス端末からバスコントローラーに送信したＩＰアドレスの獲得要請を含み、ここでＩＰアドレス要請の中にバス端末のＭＡＣアドレスを含み、バスコントローラーはバス端末にＩＰアドレスおよびバス設備アドレスを割り当てる。

本発明の実施例において、例えば、図１示すように、２線式データ伝送伝ネットワーク上にバス端末Ａ、バス端末Ｂ、バス端末Ｃ、バス端末Ｄの４つのバス端末がある。バス端末AからバスコントローラーにＩＰアドレスの獲得要請を送信し、ここでＩＰアドレス獲得要請の中にバス端末ＡのＭＡＣアドレス００―０１―６C―０６―A６―２９を含み、バスコントローラーがバス端末ＡにＩＰアドレスの１１１.１１２.０.１を割り当て、バスコントローラーがバス端末Aにバス設備アドレス０x３４を割り当てる。同じく、バスコントローラーがまたその他のバス端末にＩＰアドレスおよびバス設備アドレスを割り当てる。
本発明の実施例において、バスコントローラーはすべての２線式データ伝送ネットワーク上のバス端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを学習し、かつバス端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスおよびバス端末のバス設備アドレスをバンドリングして、表１に示した対応関係表を形成する。

好ましくは、本発明の実施例において、バスコントローラーは前記表１の前記バス端末に対応している３次元対応関係をそれぞれのバス端末に送信し、例えば、本発明の実施例において、バスコントローラーが表２をバス端末Ａに送信している。

本発明の実施例において、バスコントローラーあるいはバス端末が受信した伝送待機メッセージを確認した場合、まずメッセージを伝送するターゲットＭＡＣアドレスおよびターゲットＩＰアドレスを獲得し、そして表１に基づいて前記ターゲットＭＡＣアドレスおよびターゲットＩＰアドレスが対応しているバス設備アドレスを探して、前記バス設備アドレスが表１のバス設備アドレスの範囲内にあれば、前記伝送待機メッセージが合法的なメッセージであると認識する。

例えば、本発明の実施例において、バスコントローラーは受信した伝送待機メッセージのターゲットＭＡＣアドレスが００―０１―６C―０６―A６―２９、ターゲットＩＰアドレスが１１１.１１２.０.１であると確認した場合、表１に基づいて前記ターゲットＭＡＣアドレスは００―０１―６C―０６―A６―２９、ターゲットＩＰアドレスは１１１.１１２.０.１が対応しているバス設備アドレス０x３４であると認定でき、前記伝送待機メッセージが合法的なメッセージであると認識する。

ステップ２０３では、本発明の実施例において、前記第１ノードはバスコントローラーとバス端末であってもよく、本発明の実施例において、バスコントローラーとバス端末は物理層において前記方法に基づいて伝送待機メッセージに対する処理操作を行い、伝送待機メッセージを処理した後、バスコントローラーとバス端末は伝送待機メッセージをバスコントローラーとバス端末物理層の上層、すなわちバスコントローラーとバス端末のプロセッサーに送信する必要がある。

ステップ２０３において、前記第１ノードは前記伝送待機メッセージが合法的なメッセージに属していると確認した場合、前記伝送待機メッセージをバスコントローラーとバス端末物理層の上層つまりプロセッサーに送信する。

本発明の実施例において、第１ノードは前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲内にないと確認した場合、当該伝送待機メッセージに安全上の問題が隠れていると認識し、当該伝送待機メッセージを捨てる。本発明の実施例において、伝送待機メッセージはエキストラネットワークから２線式伝送ネットワークに伝送したものであってよいし、２線式伝送ネットワークからエキストラネットワークに伝送したものであってよいので、ここでは２種類の伝送方式のバスデータのディープインスペクションのリアルタイム的な方法について説明する。

実施例１
本発明の実施例において、第１ノードはバス端末、第２ノードはバスコントローラーであり、前記伝送待機メッセージはエキストラネットワークから２線式伝送ネットワークに伝送する場合、バスコントローラーはエキストラネットワークから伝送してきた伝送待機メッセージを受信した後、まず前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリスに合致していることを確認する必要があり、本発明の実施例において、前記伝送待機メッセージのメッセージ書式は表３に示したように、産業制御ロトコルヘッダー、TCPヘッダー、ＩＰヘッダー、データ情報およびＦＣＳ（巡回冗長検査値）のいくつかの部分を含む、

本発明の実施例において、解析した前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルヘッダーに基づいて前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストに属しているかどうかを確認することができ、本発明の実施例において、産業制御プロトコルのホワイトリストはＥｔｈｅｒｎｅｔ/ＩＰ、ＰＲＯＦＩＮＥＴ、ＰＯＷＥＲＬＩＮＫ、ＥｔｈｅｒＣＡＴ、ＳＥＲＣＯＳＩＩＩなどのプロトコルを含む。

本発明の実施例において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストに属していないと確認した場合、当該伝送待機メッセージに安全上の問題が隠れていると認識し、前記伝送待機メッセージを捨てる。

本発明の実施例において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストに属していると確認した後、伝送待機メッセージの２線式伝送ネットワーク上の信用占用問題を減らすために、前記伝送待機メッセージがエキストラネットワークから２線式伝送ネットワークに伝送したもの、すなわち前記バスコントローラーはバスコントローラーで、獲得した前記伝送待機メッセージはエキストラネットワークが発送したものである場合、前記バスコントローラーは前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストに属していると確認した後、前記バスコントローラーは伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスとバス設備アドレスの対応関係に基づいて、表１に示したように、前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスをバス設備アドレスに取り替えて、伝送待機メッセージの長さを効果的に減らした。

例えば、本発明の実施例において、前記バスコントローラーが受信した伝送待機メッセージのデータ書式は表３に示したように、産業制御プロトコルヘッダーと、ＩＰヘッダーと、ＴＣＰヘッダーと、データ情報と、ＦＣＳとを含む。

本発明の実施例において、前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルヘッダー、ＩＰヘッダー、TCPヘッダーを伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスとターゲットＭＡＣアドレスが対応しているバス設備アドレスに取り替えて、表４に示したような新しいメッセージを形成する。

本発明の前記実施例において、選択可能な、前記伝送待機メッセージのＩＰヘッダーが伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレス、伝送待機メッセージのTCPヘッダーが伝送待機メッセージのターゲットＭＡＣアドレスであると認識し、かつすでに伝送待機メッセージの産業制御プロトコルに対する検査を行ったので、２線式ネットワーク上で伝送するメッセージの長さをいっそう減らすために、選択可能な、本発明の実施例において、メッセージを伝送する産業制御プロトコルヘッダーも捨てて、表４のような新しいメッセージを形成した。

本発明の実施例において、バスコントローラーが受信した伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスが１１１.１１２.０.１、ターゲットＭＡＣアドレスが００―０１―６C―０６―A６―２９であることを例にすると、バスコントローラーは表１に基づいてターゲットＭＡＣアドレスが１１１.１１２.０.１、ターゲットＩＰアドレスが００―０１―６C―０６―A６―２９が対応しているバス設備アドレス０x３４であると認定することができるため、０x３４を利用して伝送待機メッセージ中のターゲットＩＰアドレスを１１.１１２.０.１に、ターゲットＩＰアドレスを００―０１―６C―０６―A６―２９に変換して、新しいメッセージを形成した。

バスコントローラーが前記新しいメッセージをバス端末に送信し、本発明の実施例において、バスコントローラーは放送方式で新しいメッセージを送信することができ、２線式伝送ネットワーク上のすべてのバス端末は放送を受信し、そして表１のバス設備アドレスに基づいて伝送待機メッセージのバス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲内のメッセージであるかどうかを確認し、バス端末は前記伝送待機メッセージが合法的なメッセージであると確認した場合、さらにそれぞれのバス端末のＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスとバス設備アドレスのバンドル関係に基づいて、伝送待機メッセージがどのバス端末に送信するものであるかを確認して、すべてのバス端末が伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスとそれぞれのバス端末中のＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスのバンドル関係を確認できない場合、当該データメッセージが不法なメッセージであると認識し、前記伝送待機メッセージを捨てる。

本発明の前記実施例において、バス端末は伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスがバス端末にバンドリングしているＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスとバス設備アドレスの対応関係表に合致していると確認した場合、伝送待機メッセージをバス端末物理層の上層、つまりプロセッサーに送信する。

好ましくは、本発明の実施例において、物理層の上層はプロセッサーであり、前記バス端末はさらに伝送待機メッセージに対する書式変換を行い、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスとバス設備アドレスの対応関係表に基づいて、前記新しいメッセージ中のバス設備アドレスが対応しているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを確認し、そしてバス設備アドレスをＭＡＣアドレスとＩＰアドレスに取って代わり、すなわち新しいメッセージを伝送待機メッセージに復元して、そして伝送待機メッセージをプロセッサーに送信する。

実施例２
本発明の実施例において、第１ノードはバスコントローラー、第２ノードはバス端末であり、２線式データ伝送ネットワーク中の設備がエキストラネットワークに伝送待機メッセージを送信し、バスコントローラーはバス端末が送信した伝送待機メッセージを受信し、そして前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを確認し、つまりバスコントローラーが確認した伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレとターゲットＭＡＣアドレスはバスコントローラーのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスであり、バスコントローラーは表１の対応関係表に基づいて、伝送待機メッセージのバス設備アドレス、つまりバスコントローラーの設備アドレスを確認する。

選択可能な、本発明の実施例において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージ中のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを伝送待機メッセージが対応しているバス設備アドレスに取って代わり、メッセージの長さを減らして、メッセージの伝送効率を高める。

バスコントローラーは検索したバス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかに基づいて、属していなければ、前記伝送待機メッセージを捨て、さもなければバスコントローラーは伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスがバスコントローラーに保存されている３次元対応表のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスとバンドリングしているかどうかを確認し、していなければ、当該伝送待機メッセージの安全性が高くないと認識し、前記伝送待機メッセージを捨てる。

バスコントローラーは伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスがバスコントローラーに保存されている３次元対応表のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスとバンドリングしていると確認した場合、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージをバスコントローラー物理層の上層、つまりバスコントローラーのプロセッサーに送信する。

本発明の前記実施例において、バスコントローラーは伝送待機メッセージをスコントローラーのプロセッサーに送信する前に、前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスをＭＡＣアドレスとＩＰアドレスに変換して、バスコントローラーが送信したメッセージの書式はエキストラネットワークが受信できるメッセージ書式であることを保障する。

本発明の前記実施例において、選択可能な、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージをバスコントローラーのプロセッサーに送信する前に、さらに前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに属しているかどうかを検証する必要があり、本発明の実施例において、産業制御プロトコルのホワイトリストにはＥｔｈｅｒｎｅｔスラッシュＩＰ、ＰＲＯＦＩＮＥＴ、ＰＯＷＥＲＬＩＮＫ、ＥｔｈｅｒＣＡＴ、ＳＥＲＣＯＳＩＩＩなどのプロトコルが含まれている。バスコントローラーは伝送待機メッセージの産用制御プロトコルヘッダーに基づいて前記待機プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに属しているかどうかを判断し、ホワイトリストに属していなければ、前記伝送待機メッセージを捨て、さもなければバスコントローラーが前記伝送待機メッセージをバスコントローラーのプロセッサーに送信する。

本発明の実施例をさらに詳しく説明するために、ここで例を挙げて説明する。

図４示したように、本発明の実施例は産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を提供し、第１ノードはバス端末、第２ノードはバスコントローラーであり、本発明の実施例において、バスコントローラーはエキストラネットワークが送信した伝送待機メッセージを受信し、そして伝送待機メッセージをバス端末に送信し、具体的なステップは次の通りである。

ステップ４０１において、バスコントローラーは２線データ伝送ネットワーク上にあるすべての設備のＭＡＣとＩＰアドレスを学習して記録し、そしてすべての装置にバス設備アドレスを割当て、３次元対応関係表を確立する。

ステップ４０２において、バスコントローラーは伝送待機メッセージを受信する。

ステップ４０３において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストを満たしているかどうかを確認し、満たしていれば、ステップ４０４を実行し、そうでなければ、ステップ４０５を実行する。

ステップ４０４において、バスコントローラーは３次元対応関係表に基づいて前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスを確認し、そして前記伝送待機メッセージ中のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを前記バス設備アドレスに取って代わり、ステップ４０６を実行する。

ステップ４０５において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージを捨てる。

ステップ４０６において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージをバス端末に送信する。

ステップ４０７において、バス端末は前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断し、属していれば、ステップ４０８を実行し、そうでなければ、ステップ４０９を実行する。

ステップ408に置いて、バス端末は大気メッセージのバス設備アドレスが前期バス端末に保存している３次元対応表のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスとバンドリングしているかどうかを判断して、そうであれば、ステップ４１０を実行し、そうでなければ、ステップ４０９を実行する。

ステップ４０９において、バス端末が前記伝送待機メッセージを捨てる。

ステップ４１０において、バス端末は３次元対応表に基づいて前記バス設備アドレスが対応しているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを探して、そして前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスを前記ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスに取り替える。

ステップ４１１において、バス端末が前記伝送待機メッセージを物理層上層のコントローラに送信する。

図５示したように、本発明の実施例は産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクションの実現方法を提供し、第１ノードはバスコントローラー、第２ノードはバス端末である。本発明の実施例において、バスコントローラーがエキストラネットワークに伝送待機メッセージを送信し、具体的なステップは次の通りである。

ステップ５０１において、バスコントローラーは２線データ伝送ネットワーク上にあるすべての設のMACとＩＰアドレスを学習して記録し、そしてすべての装置にバス設備アドレスを割当て、３次元対応関係表を確立する。

ステップ５０２において、バス端末は伝送待機メッセージを受信し、そして３次元対応関係表に基づいて前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスを確認し、そして前記伝送待機メッセージ中のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを前記バス設備アドレスに取り替える。

ステップ５０３において、バス端末が伝送待機メッセージをバスコントローラーに送信する。

ステップ５０４において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断し、属していれば、ステップ５０５を実行し、そうでなければ、ステップ５０９を実行する。

ステップ５０５において、バスコントローラーは伝送待機メッセージのバス設備アドレスが前記バスコントローラーに保存している３次元対応表のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスとバンドリングしているかどうかを判断し、そうであれば、ステップ５０６を実行し、そうでなければ、ステップ５０９を実行する。

ステップ５０６において、バスコントローラーは３次元対応表に基づいて前記バス設備アドレスに対応しているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを探して、そして前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを前記ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスに取り替える。
ステップ５０７において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージが産業制御プロトコルのホワイトリストを満たしているかどうかを判断し、満たしていれば、ステップ５０８を実行し、そうでなければ、ステップ５０９を実行する。

ステップ５０８において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージをバスコントローラーのプロセッサーに送信する。

ステップ５０９において、バスコントローラーは前記伝送待機メッセージを捨てる。

本発明の実施例において、各ノードはタイム同期を行う場合、ＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、精確タイム同期プロトコル）、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ネットワークタイムプロトコル）、ＳＮＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、簡易ネットワークタイムプロトコル）など多種の方式を用いてタイム同期を実現させることができ、本発明の実施例において、バスコントローラーはまず前記タイム同期プロトコル中の任意１つのプロトコルに基づいてタイム同期を行い、それからバスコントローラーはその他のバス端末とそれぞれタイム同期を行い、２線式伝送ネットワークに基準タイムを確立する。

２線式伝送ネットワーク中のあらゆる設備タイムの同期性を保障するために、本発明の実施例においてまた時刻同期間隔を設定することができ、時刻同期間隔に到達した場合、バスコントローラーがその他のバス端末とタイム同期を行う。

同様な技術的構想に基づいて、図６示したように、本発明の実施例はまた２線式データ伝送ネットワークに適用する産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション装置を提供する。当該装置は、待伝送待機メッセージを獲得するのに用いる獲得ユニット６０１と、前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断するのに用いる判断ユニット６０２と、前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、前記伝送待機メッセージをノードのコントローラに送信するのに用いる送信ユニット６０３とを含む。さらに、前記判断ユニット６０２は、また前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していなければ、前記伝送待機メッセージを捨てるのに用いる。

さらに、前記獲得ユニット６０１は構成情報に基づいて前記デフォルトのバス設備アドレスの範囲を確認するのに用いる。

さらに、前記獲得ユニット６０１は、具体的に、前記第１ノードは第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信する。

ここで、前記伝送待機メッセージは前記第２ノードがデータメッセージを獲得した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレス、ターゲットＭＡＣアドレスに基づいてバス設備アドレス、ＭＡＣアドレス、割り当てられたＩＰアドレス間の３次元対応関係を利用して、データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが対応している前記バス設備アドレスを確認し、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後にメッセージを形成するのに用いる。

さらに、前記判断ユニット６０２は、前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが合法的なアドレスであると確認するのに用いる。
さらに、前記獲得ユニット６０１は、前記３次元対応関係に基づいて、前記伝送待機メッセージ中の前記バス設備アドレスが対応している伝送待機メッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを確認し、前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを前記ターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスに取り替えるのに用いる。

さらに、前記ノードはバスコントローラーである。

前記獲得ユニット６０１は、さらにＩＰアドレス獲得要請を受信（前記ＩＰアドレス獲得要請にその他のノードのＭＡＣアドレスが含まれており）し、その他のノードにＩＰアドレスおよびバス設備アドレスを割り当て、そして割り当てたバス設備アドレス、ＭＡＣアドレスおよび割り当てたＩＰアドレス間の３次元対応関係を確認するのに用いる。

さらに、前記ノードがバスコントローラーである場合、前記判断ユニット６０２は、前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致しているかどうかを確認し、合致していれば、前記バスコントローラーが伝送待機メッセージを伝送し、合致していなければ、前記バスコントローラーが前記伝送待機メッセージを捨てるのに用いる。

さらに、前記第１ノードがバス端末である場合、前記獲得ユニット６０１は、具体的に、前記第１ノードは第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信し、ここで、前記伝送待機メッセージは第２ノードがデータメッセージを獲得してかつ前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致していると確認した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後にメッセージを形成する。

さらに、前記第１ノードはバスコントローラーあるいはバス端末、前記第２ノードはバスコントローラーあるいはバス端末であり、かつ前記第１ノードと前記第２ノードが同時にバスコントローラーあるいはバス端末にならない。

さらに、前記タイム同期プロトコルはＰＴＰタイム同期プロトコルと、ＮＴＰネットワークタイムプロトコルと、ＳＮＴＰ簡易ネットワークタイムプロトコルとのいずれの１つである。

本発明は本発明実施手段、設備（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートと／あるいはブロック図を参照して説明したものである。コンピュータプログラムの命令によってフローチャートと／あるいはブロック図のすべてのプロセスと／あるいはブロック、ならびにフローチャートと／あるいはブロック図のプロセスと／あるいはブロック図の結合が実現できることが理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサーあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーに提供して１つの機器を形成し、コンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーが実行する命令を通じてフローチャートの１つのプロセスあるいは複数のプロセスと／あるいはブロック図の１つのブロックあるいは複数のブロックが指定した機能を実現するための装置を形成させる。

これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置を誘導して特定の方式で働いているコンピュータが読み取れる記憶装置に保存することが可能で、当該コンピュータが読み取れる記憶装置に保存した命令にコマンド装置を含む製造品を形成させ、当該コマンド装置によってフローチャートの１つのプロセスあるいは複数のプロセスと／あるいはブロック図１つのブロックあるいは複数のブロックが指定した機能が実現される。

これらのコンピュータプログラムの命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置に搭載することが可能で、コンピュータあるいはその他のプログラミングできる設備において一連の操作ステップを実行することによってコンピュータが実現する処理を形成させ、それによってコンピュータあるいはその他のプログラミングできる設備で実行する命令にフローチャートの１つのプロセスあるいは複数のプロセスと／あるいはブロック図の１つのブロックあるいは複数のブロックが指定した機能を実現するステップを提供させる。

本発明の好ましい実施例について説明したが、当該領域の技術者が一旦その基本的な創造性概念を察知すれば、これらの実施例に対する変更と改正を行うことができる。そのため、請求範囲は好ましい実施例および本発明の範囲に包括されたすべての変更と改正を含む。

言うまでもないが、当該領域の技術者は本発明の精神と範囲を逸脱しない限り本発明に対する種々の変更と修正を行ってもよい。仮に本発明のこれらの変更と修正は本発明の請求範囲内に属するものであれば、本発明はこれらの変更と修正を意図的に含むものとする。

Claims (10)

1. 産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法であって、２線式データ伝送ネットワークに適用し、当該ネットワークにおいて、各ノードがＩＰアドレスに基づいてネットワーク接続を確立し、かつ各ノードがタイム同期を行い、前記方法は
   第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップと、
   前記第１ノードが、前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断するステップと、
   前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していれば、前記第１ノードが前記伝送待機メッセージを前記第１ノードのプロセッサーに送信するステップとを含み、
   前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップは、
   前記第１ノードは、第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信するステップをさらに含み、
   前記伝送待機メッセージは、前記第２ノードは、データメッセージを獲得した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレス、ターゲットＭＡＣアドレスに基づいてバス設備アドレス、ＭＡＣアドレス、割り当てられたＩＰアドレス間の３次元対応関係を利用して、データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが対応している前記バス設備アドレスを確認して、そして利用して、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後に形成したものであることを特徴とする、産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
2. 前記第１ノードは前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスに基づいて前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断した後、
   前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属していなければ、前記第１ノードが前記伝送待機メッセージを捨てるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
3. 前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得する前に、
   前記第１ノードが構成情報に基づいてデフォルトのバス設備アドレスの範囲を確認することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
4. 前記第１ノードは前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスに基づいて、前記バス設備アドレスがデフォルトのバス設備アドレスの範囲に属しているかどうかを判断した後、
   前記第１ノードが、前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが合法的なアドレスであることを確認するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
5. 前記第１ノードが前記伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスが合法的なアドレスであることを確認した後、
   第１ノードは前記３次元対応関係に基づいて、前記伝送待機メッセージ中の前記バス設備アドレスが対応している伝送待機メッセージのターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを確認するステップと、
   前記第１ノードは、前記伝送待機メッセージ中のバス設備アドレスを前記ターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスに取り替えるステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
6. 前記第１ノードがバスコントローラーである場合、
   前記第１ノードは伝送待機メッセージを獲得する前に、
   前記第１ノードがＩＰアドレス獲得要請を受信し、前記ＩＰアドレス獲得要請にその他のノードのＭＡＣアドレスが含まれるステップと、
   前記第１ノードが、その他のノードにＩＰアドレスおよびバス設備アドレスを割り当て、そして割り当てたバス設備アドレス、ＭＡＣアドレスおよび割り当てたＩＰアドレス間の３次元対応関係を確認するステップとを含み、
   前記他のノードはバス端末であることを特徴とする、請求項５に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
7. 前記第１ノードがバスコントローラーである場合、
   前記第１ノードが、前記伝送待機メッセージのバス設備アドレスを前記ターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスに取り替えた後、
   前記バスコントローラーが、前記伝送待機メッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致しているどうかを確認し、合致していれば、前記バスコントローラーが伝送待機メッセージを伝送するステップと、
   合致していなければ、前記バスコントローラーが前記伝送待機メッセージを捨てるステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
8. 前記第１ノードがバス端末である場合、
   前記第１ノードが伝送待機メッセージを獲得するステップは、
   前記第１ノードは第２ノードが送信した伝送待機メッセージを受信するステップを含み、
   前記伝送待機メッセージは前記第２ノードがデータメッセージを獲得して、そして前記データメッセージの産業制御プロトコルが産業制御プロトコルのホワイトリストに合致していることを確認した後、前記データメッセージ中のターゲットＩＰアドレスおよびターゲットＭＡＣアドレスを前記バス設備アドレスに取り替えた後にメッセージを形成したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
9. 前記第１ノードはバスコントローラーあるいはバス端末、前記第２ノードはバスコントローラーあるいはバス端末であり、かつ前記第１ノードと第２ノードが同時にバスコントローラーとバス端末にならないことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。
10. 前記タイム同期は、
    ＰＴＰタイム同期プロトコルと、ＮＴＰネットワークタイムプロトコルと、ＳＮＴＰ簡易ネットワークタイムプロトコルとのうちのいずれか１つを用いることを特徴とする、請求項１に記載の産業インターネットフィールドレベルのブロードバンドバスデータのディープインスペクション方法。