2022工业互联网边缘网关技术

工业互联网边缘网关通用技术要求（2022征求意见稿）PAGEPAGE1目  次目次 1前言 2范围 3规范性引用文件 3术语和定义 3缩略语 4概述 5工业互联网边缘网关技术要求 5网关通信方式 5终端组网方式 5网关环境配置 6认证管理 6设备管理 7网关档案服务 7安全服务 8交互式页面 8工业互联网边缘网关通用技术要求范围本标准适用于工业互联网边缘网关的设计和开发。规范性引用文件术语和定义以下术语和定义适用于本文件3.1边缘计算edgecomputing将数据处理、存储放在网络边缘侧的计算架构。3.2边缘计算节点edgecomputingnode3.3边缘网关EdgeGateway3.4集中器Concentrator远程集中抄表系统3.5通信节点Correspondencenode具备通信能力的数据传输设备，可以连接非智能终端设备，提供数据通信能力。3.6智能终端设备Smartterminalequipment具有微处理器、固件和通信模块的物联网终端。3.7串口通信Serialcommunication串口通信指串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比特字节（byte）的串行通信慢，但是串口可3.8受控设备Controlledequipment3.9并发性Concurrence3.10消息队列遥测传输MessageQueuingTelemetryTransport消息队列遥测传输是ISO标准(ISO/IECPRF20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。它工作在TCP/IP协议族上，是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议。3.11生存时间值TTLTTL是TimeToLive的缩写，该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4报头的一个8bit字段。缩略语下列缩略语适用于本文件。4G：第四代移动通信技术外文名（the4thgenerationmobilecommunicationtechnology）NB-IoT:窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）RS232RS-232（RS-232serialcommunicationstandaRS485：RS-485（RS-485serialcommunicationstandard）WAN:广域网（WideAreaNetwork）Wi-Fi:无线通信技术（Wi-Fi）LoRa:远距离无线电（LongRangeRadio）ZigBee:紫蜂协议（ZigBee）MQTT：消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport）TTL:生存时间值（TimeToLive）概述系统1设备1设备系统1设备1设备2…系统2…边缘网关设备n系统n数据包数据包物理世界 数字世界图1边缘网关部署环境工业互联网边缘网关技术要求网关通信方式有线通信网关通过使用有线传输（双绞线、同轴电缆、光线等方式）接入WAN，实现数据从边缘侧上云，建立起边缘侧到工业互联网的连接。无线通信4G、NB-IOT、WIFIWAN，实现数据从边缘侧上云，建立起边缘侧到工业互联网的连接。终端组网方式串口组网方式RS232、RS485ZigbeeZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeLoRaLoRaLoRaLoRaLora4loraLora485RS485蜂窝组网方式：DTU485RS485WIFIWIFIWIFIWIFI网关环境配置根据具体需求以及实际组网方式，选择不同硬件配置、操作系统。硬件要求应具可靠性，可扩展性、可维护性、软件兼容性、安全性和电磁兼容性等方面应用考虑要求。操作系统应支持目前通用操作系统鸿蒙、Linux、Windows、MacOS、UNIX等中的一种或多种。认证管理服务平台到边缘网关认证服务平台到终端设备认证边缘网关到终端设备认证设备管理设备接入控制异构接入应具备各种异构设备接入能力，包括各类传感器、RFID设备、GPS、M2M等设备。b）并发接入应具备并发访问的负载能力，利用数据缓存技术、消息队列等技术，解决数据的可靠传输与高效处理解析问题，实现高并发情况下数据转发。设备状态监测要求对发送集中器设备离线或不存在发送错误响应；b)要求对发生因节点设备离线或不存在发送错误响应；c)要求对发生因终端设备离线或不存在发送错误响应。设备数据服务对设备定时发送的状态数据进行解析，标记设备状态，并定时发送设备状态响应；b)对下发的设备数据请求服务，编译设备指令，下发至相应终端设备；c)对终端发送的设备数据进行相应的协议解析，并发送设备数据解析结果；d)数据消息队列。网关档案服务受控设备档案a）对通过连接认证设备，建立受控设备档案，存储设备标识、设备参数、设备协议、设备状态标识、设备通信配置等；服务配置档案a）终端设备接入服务配置配置服务地址、服务状态、连接池等信息；b)网关响应服务配置 配置网关提供服务端口和地址；网关数据链路配置 根据服务请求配置对应设备数据链路服务实现终端设备数据及时响应。安全服务认证机制边缘网关对访问设备进行实体身份认证，确保其真实性和有效性，进行资源服务授权。访问控制状态监测边缘网关应具备状态监测功能，并将设备运行状态进行持久化记录，并对异常进行预警。入站规则和出站规则端口边缘网关应具备服务入站规则和出站规则端口配置，避免暴露过多端口。流量会话管理a）流量统计应具备通过IP地址、网络服务、时间和协议等类型参数组合对流量进行正确统计；bIP最大会话数和多IP服务操作日志a）记录边缘网关的配置操作：如用户访问权限配置、最大日志数量、网络配置等操作；