控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的設計與實現(xiàn).pdf

1、工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK是一種高實時性的總線協(xié)議，該協(xié)議具有完全開放性，在滿足工業(yè)設備實時性能的需求下，使用者可以很輕松的與標準以太網(wǎng)實現(xiàn)兼容。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0等概念的提出，POWERLINK協(xié)議越來越受到工業(yè)界的廣泛關注和認可。目前，對于POWERLINK協(xié)議的研究主要局限于其網(wǎng)絡的可拓展性有限，無法滿足大規(guī)模的網(wǎng)絡需求。本文在深入研究現(xiàn)有POWERLINK協(xié)議的基礎上，結合軟件定義網(wǎng)絡(SDN)的思想提出了一種基于控制

2、與轉(zhuǎn)發(fā)分離的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，并且對其進行實現(xiàn)和測試。
　　本文首先介紹了POWERLINK協(xié)議在工業(yè)控制領域的優(yōu)勢以及軟件定義網(wǎng)絡的主要思想與設計原則，之后對POWERLINK的數(shù)據(jù)鏈路層和應用層進行了深入的分析和研究。在此基礎上，結合基于軟件定義思想的OpenFlow協(xié)議，把傳統(tǒng)的POWERLINK網(wǎng)絡中使用的集線器或者交換機改為本文設計的OpenFlow交換機，POWERLINK數(shù)據(jù)幀通過匹配OpenFlow交換機中的流表實現(xiàn)

3、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，從而解決了POWERLINK網(wǎng)絡在保證實時性能要求下的可拓展性問題。本文詳細闡述了控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的設計思想和關鍵機制，介紹了該協(xié)議中流表和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則等的相關設計，描述了POWERLINK網(wǎng)絡的主從站配置、交叉通信以及EPL循環(huán)通信等具體環(huán)節(jié)的實現(xiàn)過程。
　　最后在Linux系統(tǒng)下搭建了測試環(huán)境，并且使用POWERLINK網(wǎng)絡配置工具openCONFIGURATOR和網(wǎng)絡分析工具Wireshark，對基