[发明专利]一种基于SDN的工业异构协议转换装置管理及协同转换方法

说明书

本发明涉及一种基于SDN(Software Defined Network，软件定义网络)的工业异构协议转换装置管理及协同转换方法，属于工业网络技术领域。针对由工业现场网络(有线/无线)、工业骨干网、工业异构协议转换装置、SDN管理器等单元构成的工业异构网络，设计了SDN管理器与协议转换装置之间的管理交互方法，支持协议转换装置的注册、脱离和信息汇报，并能够对其转换功能进行控制。同时，提出了基于SDN管理器协调的工业网络协议协同转换方法，有效实现了工业异构网络设备之间的跨网络数据传输。

技术领域

本发明属于工业网络技术领域，涉及一种基于SDN的工业异构协议转换装置管理及协同转换方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是近年来兴起的一种全新的网络架构。SDN将传统的网络架构划分为应用层、控制层和数据转发层三层，通过把控制层和数据转发层的分离，实现了网络的集中控制，也提高了网络的可编程性。SDN还能有效的管理异构网络，成为异构网络互连互通与统一管控的优选方式。

异构性是工业网络的重要特征。部署在工厂中的自动化网络往往由多种有线、无线网络混合组成。因此，将SDN技术应用于工业异构网络的管理，成为工业网络技术发展的重要趋势。在由工业现场网络、工业骨干网、工业异构协议转换装置、SDN管理器等多个单元构成的异构网络中，如何采用SDN技术实现跨网络的协同协议转换，以及如何有效的管理协议转换装置，成为当前工业网络发展所面临的重要挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于SDN的工业异构协议转换装置管理及协同转换方法，支持协议转换装置的注册、脱离和信息汇报，能够对其转换功能进行控制，并能够实现基于SDN管理器协调的异构协议协同转换，完成工业异构网络设备之间的跨网络数据高效传输。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于SDN的工业异构协议转换装置管理及协同转换方法，针对由工业现场网络(有线/无线)、工业骨干网、工业异构协议转换装置、SDN管理器等单元构成的工业异构网络，包括：(1)通过SDN管理器与协议转换装置之间的管理交互，完成协议转换装置的注册和脱离，并通过南向管理帧，完成协议转换装置向SDN管理器的信息汇报和SDN管理器对协议转换装置的功能控制；(2)SDN管理器协调工业网络协议协同转换，完成不同类型工业网络设备之间的跨网络数据传输。

进一步，协议转换装置与SDN管理器建立通信通道后，协议转换装置完成注册和脱离，具体包括以下步骤：

S101：协议转换装置连接到SDN交换机，再通过SDN交换机连接SDN管理器，现场网络设备连接到协议转换装置，完成协议转换装置拓扑建立；

S102：SDN交换机向管理器注册，首先SDN交换机使用TCP的三次握手协议连接到SDN管理器，SDN交换机发送OFPT_HELLO消息，等待SDN管理器回复OFPT_FEATURES消息并下发初始化流表，完成SDN交换机的注册；

S103：协议转换装置初次注册，通过SDN交换机与SDN管理器建立连接，协议转换装置向SDN管理器发送注册申请，经由SDN交换机转发上传至SDN管理器；

S104：SDN管理器收到注册申请后，通过下发南向管理帧，回复协议转换装置注册确认；

S105：协议转换装置收到注册确认，向SDN管理器汇报协议转换装置信息；

S106：SDN管理器收到协议转换装置信息汇报后，对协议转换装置进行初始化配置；

S107：SDN管理器建立与协议转换装置的通信通道，并完成协议转换装置的注册；至此，协议转换装置注册完成；

S108：在协议转换装置注册完成后，协议转换装置周期性向SDN管理器汇报协议转换装置在线状态；