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​贝锐蒲公英工业路由器:自研二层组网,实现工业互联网协议远程互通

2024-02-23 15:29 · 稿源: 站长之家用户

为了实现远程设备的互联与互通,异地组网技术发挥了至关重要的作用。然而,传统的三层组网方式,虽然能够通过三层协议将不同地点的设备相互连接,但却无法支持某些特定协议的远程通信,如工业领域的PROFINET协议,以及用于网络设备相互发现的链路层发现协议LLDP。

为了解决这一技术难题,贝锐蒲公英研发出了一种先进的二层组网技术。这种技术能够将多个远离的局域网实体融合成一个统一的虚拟局域网,而这个虚拟局域网在实际功能上,与真实的局域网无异。

在二层组网技术的支持下,那些依赖于广播、组播,甚至非IP协议栈的通信协议,都可以轻松实现跨地域的通信,从而有效解决工业领域中的远程互联问题。

什么是二层和三层组网呢?

网络体系结构通常被划分为七层,这就是知名的OSI七层模型。

简而言之,三层组网实现了多个异地局域网在网络层的互联互通,而二层组网则更进一步,实现了异地局域网在更底层——数据链路层的互联互通。

为了更好地理解二层和三层组网的差异,我们可以将OSI七层模型比作发送快递的七个步骤。异地组网技术则相当于打通了不同国家或地区之间的快递体系。

●应用层就像快递公司的收件员,负责接收和送出用户的快递,并记录用户的需求。

●表示层则像是打包员,负责在比较大化利用资源、确保快递安全无损的情况下,对快递进行打包。

●会话层类似于调度员,管理着这次快递的相关信息。

●传输层是跟单员,负责跟进每个快递的递送情况。

●网络层是路线规划者,根据集散中心的情况,规划出理想的快递运输路径。

●数据链路层就是司机,他们负责将打包好的快递从一个城市运输到另一个城市。

●物理层则是城市、地区之间的道路设施,为快递运输提供基础支持。

三层组网打通了网络层,使得不同国家/地区、不同快递公司的路线规划能力得以互通。然而,他们仍然使用各自的交通工具进行货物运输,货物需要通过中转、交接的方式,才能实现跨地区的运输。

然而,由于不同地区的交通工具运输能力可能存在差异,例如某些特殊货物需要特定的交通工具(如油罐车或搅拌车)进行运输,而某些地区可能没有这样的交通工具。因此,为了实现特殊货物的直达运输,就需要实现二层组网,让特殊的交通工具能够直接前往目的地。

二层组网和三层组网有什么区别?

简单来说,普通的三层组网能够实现多个异地局域网设备在三层以上协议的远程互通。这些三层协议通常基于IP地址来查找目标设备。如果通信的双方IP网络段不同,则需要通过额外的路由表来实现通信。

当两个节点处于同一个网段时,三层组网也可以实现广播与组播功能,但限制于三层协议的广播。然而,对于一些更底层的协议,如链路层发现协议LLDP,这些协议通常面向局域网内部通信,采用MAC地址(硬件地址)来查找目标,而非基于IP地址的三层协议。

标准LLDP协议帧格式

在三层组网中,仅实现了异地局域网设备的IP地址信息的互通,而更底层的MAC地址信息并未实现互通。因此,二层链路层协议无法正常工作,无法识别异地局域网内的设备。

网络数据传输流程&帧结构

为了实现底层协议的远程互通,我们需要二层组网技术。通过二层组网,多个不同的异地局域网可以联合成一个真正的本地局域网。在二层组网中,所有设备都可以基于数据链路层协议进行通信,实现基于MAC地址(硬件地址)来查找目标。

此外,所有广播与组播功能都将从二层开始发挥作用。除了可以实现三层的广播与组播功能外,如链路层发现协议LLDP和工业领域的PROFINET协议等也可以在二层组网中正常工作。

三层组网与二层组网的差异

贝锐蒲公英自研云智慧组网技术实现二层组网

在当今高度互联的时代,远程设备的通信与互通成为了一个重要的技术挑战。为了实现这一目标,异地组网技术应运而生。然而,传统的三层组网方法虽然能够实现设备的初步互通,但对于一些特殊协议,如工业领域的PROFINET或用于设备发现的LLDP(Link Layer Discovery Protocol)等,却显得力不从心。

为了满足这些特殊需求,贝锐蒲公英研发团队投入巨大精力,成功自研了云智慧组网技术,并基于此实现了二层组网的突破。

在局域网环境中,通信通常是由单个网关或路由器控制。但在异地组网的场景中,多个网关和路由器之间可能会产生冲突和干扰,导致通信失败。这其中的问题包括IP地址分配冲突、网络出口不统一、ARP(Address Resolution Protocol)学习困难等。

针对这些问题,贝锐蒲公英的研发团队进行了深入的技术研究,并实现了以下关键技术的突破:

1.底层组网技术升级:通过全面升级底层技术,实现了更底层的二层网络数据处理能力,确保数据传输的有效与稳定。

2.自研云DHCP技术:通过这项技术,能够统一管理异地组网内的远程设备IP地址,从而解决了二层异地组网中的IP分配难题。

3.自研跨网络真实ARP学习:实现了异地组网内各设备的IP地址与MAC地址的对应关系,确保了二层组网的内部通信畅通无阻。

4.自研ARP过滤技术:这一技术有效解决了多地网关之间的冲突问题,实现了网络出口的统一管理。

贝锐蒲公英二层组网在工业场景上的应用

二层组网技术在工业场景中尤为重要。许多工业设备的发现与通信都是基于二层协议,如LLDP或PN-DCP等。在贝锐蒲公英的解决方案中,通过自研的R300系列路由器,可以轻松实现工业设备的接入与远程通信。

除了路由器直接可以支持二层组网,贝锐蒲公英Windows客户端,也同样支持二层组网,外出运维人员使用软件客户端,就能实现远程工业设备的发现与通讯功能。

下图为通过贝锐蒲公英Windows客户端,在工业软件中来发现路由器下PLC的操作界面:

贝锐蒲公英二层组网在工业场景上的价值

通过贝锐蒲公英的二层组网技术,工业设备可以实现24小时不间断的实时数据汇总,从而直观反映设备的运行状态。同时,这些实时数据还可以用于分析设备警报信息,快速定位故障并优化生产进度。更重要的是,二层组网技术满足了云端远程运维的需求,大幅减少了运维人员的出差次数,降低了运维成本。

贝锐蒲公英凭借其自研的云智慧组网技术,成功实现了二层组网的突破,为工业领域的远程设备通信提供了有效、稳定的解决方案。其领先的技术和丰富的服务经验,已经得到了众多行业TOP企业的认可与选择,为企业的智慧运维和数字化转型提供了强大的技术支撑。

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