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1、工业网络联接IP化技术与实践打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展白皮书工业互联网体系架构中,网络是基础。2021年初,工信部发布的工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)将“网络体系强基行动”列为首要任务,再次体现了网络对工业互联网创新发展的重要性。2021年4月,中国信通院、华为、中国第一汽车集团有限公司、上海汽车集团股份有限公司乘用车公司、东风通信技术有限公司、金川集团公司、重庆大学、镍钴资源综合利用国家重点实验室八家单位共同发布了网络体系强基展望白皮书,明确提出了“打造先进工业网络,加速工业互联网创新发展”。白皮书指出工业互联网的先进工业网络,应该具备“工业设备网联化、联接
2、IP化、网络智能化”的特点。工业互联网的创新发展,离不开互联网协议(IP协议)。工业网络联接的IP化不是一蹴而就的,而是一个由外向内、自上而下的发展过程,工厂外网首先实现了IP化,工厂内网的IP化正在自上而下逐步推进,推动信息技术(IT)网络与生产控制(OT)网络融合,加速工业数据采集、分析和人工智能技术深入工厂、车间和生产线,实现远程集控,孵化现场少人化、无人化生产的新业态。新一代机器视觉装备、AGV自动导引车等设备都已经支持IP协议,传统工业设备也将逐步支持IP协议,最终实现IT/OT网络的完全融合。我们认为,IT/OT融合的、IPv6一网到底的先进工业网络是智能制造的关键基础,实现“数据
3、上得来、算力下得去、上下游贯通”,这也将成为下一代智能工控系统架构的关键特征。IPv6的规模部署、IPv6+持续创新,将进一步推进工业网络联接走向IP化的进程。2021年7月,网信办、发改委、工信部印发关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知,要求强化物联网终端IPv6部署应用,推动新生产的工业联网设备、传感器节点等生产物联网终端支持IPv6,默认开启IPv6功能,加快企业物联网应用平台IPv6改造和存量老旧物联网终端升级替换,明确了物联网IPv6连接数2023年达到2亿、2025年达到4亿的目标。2021年9月,工信部联合中央多个部委联合印发了物联网新型基础设施建设三
4、年行动计划(2021-2023年),要求加速推进全面感知、泛在连接、安全可信的“物联网新型基础设施”,推进IPv6在物联网领域的大规模应用,2023年物联网的连接数量突破20亿。本白皮书阐述了工业网络联接向IP化发展的趋势、价值、挑战等;重点介绍了支撑网络IP化的新技术、以及IP化实施路径及实施架构,对企业的工厂网络IT/OT融合建设提出建议。限于时间和能力,若有内容疏忽及考虑不周之处,请各位读者批评指正。前言工业网络联接IP化技术与实践白皮书前言PREFACE白皮书在工业互联网产业联盟(AII)IPv6+特设组的指导下完成指导组成员:田 辉(中国信通院)郭 奇(金川集团)耿 亮(华为)联合编
5、写单位及编写组成员:(排名不分先后)华为技术有限公司:李 兴、唐新兵、徐前锋、韦乃文中国信息通信研究院:赵 峰、马丹尼上海宝信软件股份有限公司: 钱卫东、秦凯运、许海峰、杨海荣东风设计研究院有限公司:张志瀚、赵 君、丁荣旺、陈世昌金川集团股份有限公司:吕苏环、杨鹤年、戚建梅上海交通大学: 戴文斌北京亚控科技发展有限公司:张 泽、张 硕、周 朵上海乐异自动化科技有限公司:吕炜旻、赵 俊01工业网络联接IP化快速发展02工业网络联接IP化的挑战与机遇2.1 工业网络联接IP化面临的挑战2.1.1 推动工业终端加速向智能化演进2.1.2 IP网络需要满足工业对确定性时延的需求2.1.3 运维管理需要
6、更加智能2.1.4 物联终端的安全风险需要有效应对2.2 IPv6+技术创新加速工业网络联接IP化2.2.1 灵活以太网技术2.2.2 确定性IP技术 2.2.3 SRv6源路由技术2.2.4 随路网络测量技术2.2.5 AI增强的设备指纹识别1.1 工业网络联接IP化,加速工业数字化发展1.1.1 实现数据无缝流转,加速智能化制造1.1.2 支持远程集控,助力现场少人化、无人化生产1.1.3 打破工控网络七国八制,降低建网成本1.1.4 加速生产系统分级上云,促进网络化协同1.1.5 提升客户参与感,促进服务化延伸1.2 他山之石:网络IP化焕发行业创新活力 P01P01P02P03P03P