2020年浅谈工业互联网重构网络架构的起点论文

浅谈工业网络重构网络架构的起点论文新的科技革命和产业变革蓬勃兴起，互联网加快了与传统产业的融合，移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术逐渐渗透到工业领域，一系列新的生产方式、组织形式和商业模式不断出现不同国家在信息和工业领域的基础不同，发展需求不同，对互联网和工业/产业深度融合的认识也不同。 即使是对工业互联网内涵的认识，美国工业互联网联盟(IIC )和中国工业互联网产业联盟(AII )也不完全一致。 IIC将工业互联网定义为能够通过高级数据分析操纵智能工业的物品、机器、计算机和人的互联网，以改变商业收入。 AII的定义：工业互联网是互联网与下一代信息技术和工业系统全面深入融合的产业和应用生态，是工业智能化发展的重要综合信息基础设施。 显然两个定义分别表明了工业互联网的发展，但是两者广泛连接、广泛连接的网络是工业互联网发展的基础。随着网络技术的发展，一个业务建设一个网络的发展模式已经过去，运营商为了降低同时建设和运营多个网络的成本，一直在寻求在同一物理网络上搭载多个业务和服务，并且是多种虚拟专用网络(vpps ) 由于Overlay技术的大量应用，近年来流行的软件定义网络(SDN )和虚拟化技术能够将网络的通用能力和具体业务要求相结合。 在这样的流程中，工业互联网单独被网络化是逆技术的流程，也是资源的浪费。同时，工业互联网的业务特性决定不会出现独立的工业互联网物理专用网络。 工业互联网的业务模式可分为四种：智能生产、网络化协同、个性化定制、服务化扩展。4种业务模式的连接对象包括人、工厂、机械和互联网平台等，接入方式为个人拨号、企业宽带、移动蜂窝和区域无线连接等，带宽需求为物联网智能模块的窄带到虚拟现实(VR )共同设计的超宽带这种复杂的网络需求状况，如果重建完全满足现有单一网络不能满足的所有工业互联网业务需求的网络，投资力、建设规模、管理复杂性就会变得巨大，生产前景不明朗。工业互联网是以互联网、物联网、移动网络、新的专用网络为基础，通过SDN、虚拟化等技术整合各个网络的资源，推动业务发展而构建的。 工业互联网业务的复杂性决定了支撑网络的复杂性和多元性，工业互联网突破了传统公共互联网与企业网络的界限，改变了网络服务提供者的分布，对通信网络结构的发展产生了重大影响。3.1工业互联网扩大了网络范围在传统的网络结构中，企业自主建设维护的厂内网络和运营商提供服务的公共网络很清楚，厂内支持事务信息化的信息技术(IT )网络和支持生产的操作技术(OT )网络也相互隔离。 工业互联网打破了这些界线，其网络由工厂内网络和工厂外网络构成。从业务发展来看，定制、协同化制造等业务要开放厂内网络，封闭的OT网络必须具有更强的互联能力，以满足生产制造远程控制、监控、操作的需要，IT系统云化更好地结合企业的IT网络和互联网从技术上看，工业网络具有更高的信息化和信息收集需求，5G等技术工业的适应能力提高，有机会将现有的公众网络渗透到工厂的生产环节中提供服务的SDN等技术的成熟，代替企业的专业网络提供高质量的VPN和网络片从产业上看，思科等通信企业已经渗透到工厂内部网络，西门子等工业网络的供应商也呼吁业务互联网化的发展，积极开放工厂内部网络。 支撑工业互联网的通信网络突破了传统企业网络接入点的界限，扩展到工业企业内部，扩大了网络范围。3.2工业互联网改变了网络“造血机构”在传统网络中，互联网数据中心(IDC )是信息服务的来源，是互联网的“造血中心”，实现信息聚集是运营商设计网络架构时应考虑的要点。 移动互联网的发展带来了大量的信息推送需求，由于从大型“造血中心”到“末梢”的信息传输效率低，在“末梢”附近出现了大量的“贮血点”，增加了服务提供节点，缩短了传输路径，提高了服务效率。 城域网的信息服务能力需要提高，网络体系结构也需要相应调整。 随着工业企业信息化进程的推进，将来会出现大量的“造血点”。 在工业生产过程中，产生了大量有价值、敏感的数据，主要用于优化企业生产流程、企业之间的协调。 这种服务对自己很多，很少服务于公共的高信息安全要求，决定该数据不集中于某个大型造血中心，在当地造血点进行贮存、分析，向外部提供服务。 这种新的互联网造血分布对网络体系结构产生了根本影响，需要改变网络围绕核心网络和核心节点的构建路径，调整IDC和企业数据中心(EDC )的建设理念和布局构想，包括城市网络、接入网络和我3.3工业互联网提高了网络的性能要求工业互联网对通信网络最直接的影响是提出更高的网络需求，简单来说，需要支持百亿终端、百万用户、百级平面的业务发展。 100亿终端接入指的是，未来智能工业产品和装备，智能汽车、家电、机械、仪表及各种智能部件等的数量将达到100亿水平，网络必须满足工业互联网大量智能工业产品连接、信息交换的服务需求。 百万用户是工业企业利用网络开展对隔离和安全要求较高的业务，需要用户隔离，网络能够支持百万级的VPN隔离。 百级平面是指网络具备“多租户”能力，各业务平面具备完整的网络管理、控制和数据传输能力的网络，能够为某些业务和超大企业提供完整的自主管理。工业互联网的出现是技术和产业发展推进的必然结果，同时也冲击了通信网络本来的技术结构和发展模式。 扩大的网络范围、全新的网络信息节点分布、百级到百亿级网络业务需求都深入改变通信网络结构，以开放化、虚拟化、智能化、融合为发展