(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210395604.5 (22)申请日 2022.04.14 (71)申请人 重庆邮电大 学 地址 400065 重庆市南岸区黄桷垭崇文路2 号 (72)发明人 黄学达　王恒　邓安华　胡诚　 (74)专利代理 机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1 1275 专利代理师 赵荣之 (51)Int.Cl. H04L 69/08(2022.01) H04L 69/18(2022.01) H04L 69/22(2022.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 工业异构协议高速转换优化处理方法及系 统 (57)摘要 本发明涉及工业异构协议高速转换优化处 理方法及系统， 属于工业网络技术领域。 该系统 包括存储队列调度单元、 转换头部预存储单元和 多协议数据流并行处理单元； 存储队列调度单元 根据工业数据流的实时性， 采用不同的存储调度 方法对报文数据进行调度转换处理， 实现工业实 时数据的优 先处理； 转换头部预存储 单元针对工 业周期性数据开辟转换数据预存储空间， 避免周 期性数据的重复转换； 多协议数据流并行处理单 元采用多核主从线程转换处理机制， 完成多种工 业网络数据流的并行高速转换。 本发 明能够在实 现工业异构协议转换的同时， 利用队列调度、 头 部预存储、 多核并行处理等技术， 提高协议转换 效率， 保障工业异构网络 之间低时延的实时通信 需求。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114827292 A 2022.07.29 CN 114827292 A 1.工业异构协议高速转换优化处理系统， 其特征在于， 该系统包括： 存储队列调度单 元、 转换头 部预存储单元和多协议数据流并行处 理单元； 所述存储队列调度单元根据工业数据流的实时性， 采用不同的存储调度方法对报文数 据进行调度转换处 理， 实现工业实时数据的优先处 理； 所述转换头部预存储单元针对工业周期性数据开辟转换数据预存储空间， 避免周期性 数据的重复转换； 所述多协议数据流并行处理单元采用多核主从线程转换处理机制， 完成多种工业网络 数据流的并行高速转换。 2.根据权利要求1所述的工业异构协议高速转换优化处理系统， 其特征在于， 所述存储 队列调度单元基于工业数据流的实时性对报文数据进行调度转换处理， 具体包括以下步 骤： S101： 申请并开辟两个存储空间， 以双向链表的存储形式分别对实时报文数据和 非实 时报文数据进行存 储； S102： 接收到报文数据后， 对报文进行解析， 判断报文的实时性并提取其相应优先级信 息； S103： 根据报文的实时性送入相应的存储空间中， 并按照报文的优先级进行存储， 高优 先级的报文存储在链表的高地址处， 低优先级的报文存放在高优先级报文的后面， 处理程 序优先从存 储区的高地址处获取 数据； S104： 处理程序在进行协议转换之前对开辟的实时存储空间进行判空操作， 若实时存 储空间不为空， 则表明存储区中有工业实时数据流， 需要优先处理实时存储空间的报文数 据， 反之， 则从非 实时存储空间中读取报文数据； S105： 将读取到的网络报文数据按照转换规则进行协议转换， 至此基于实时性的调度 转换处理完成。 3.根据权利要求1所述的工业异构协议高速转换优化处理系统， 其特征在于， 所述转换 头部预存储单元用于优化周期性数据的处理， 将周期性数据成功转换后的以太网头部、 IPv6头部和传输层头部写入预先开辟的存储空间中存储； 当后续收到周期性数据时， 直接 从存储空间中获取预先存储的IPv6数据包头部信息， 并将原数据流中的负载数据添加到头 部后面， 由此构 造出完整的IPv6数据包； 当收到非周期性数据包时， 处理程序采用实时构 造 IPv6数据包的方式进行转换。 4.根据权利要求1所述的工业异构协议高速转换优化处理系统， 其特征在于， 所述多协 议数据流并行处理单元采用主从线程转换处理机制完成多种工业网络数据流的并行高速 转换， 具体包括以下步骤： S201： CPU初始化， 通过读取系统CPU信息， 确定当前CPU数量以及每个逻辑核lcore属于 哪个CPU Socket； S202： 建立基于协议类型、 报文数量阈值和线程对应目标核的报文数据统计表； S203： 创建第1个工业现场网络协议的转换处理主线程和多个处理从线程， 然后调用线 程与CPU亲和性绑定函数， 设置主从线程的亲和性， 将主线程与第1个逻辑核绑定， 从线程依 次与剩余的第2,3, …,n个逻辑核绑定； S204： 创建第2个工业现场网络协议的转换处理主线程和多个处理从线程， 然后通过亲权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114827292 A 2和性设定， 分别将其指定 至第2个逻辑核和第1,2, …,n个逻辑核上运行； S205： 创建第n个工业现场网络协议的转换处理主线程和多个处理从线程， 然后调用线 程与CPU亲和性绑定函数， 将第n个工业现场网络协 议的处理主线程与逻辑核n绑定， 从线程 分别与第1,2, …,n‑1个逻辑核绑定； S206： 接收到报文数据后， 解析报文， 判断其协议类型和统计当前协议报文数量， 并将 其与建立的报文数据统计表进行匹配， 根据匹配结果送入 对应线程进行转换处 理； S207： 若当前报文类型为第1个工业现场网络协议， 且报文数量小于设置阈值， 则调用 第1个工业现场网络协议处理主线程进行协议转换； 若报文数量大于设置阈值， 则调用第1 个工业现场网络协议处 理主线程和从线程并行处 理数据； S208： 若当前报文类型为第2个工业现场网络协议， 且报文数量小于设置阈值， 则调用 协议2处理主线程进行协议转换； 若报文数量大于设置阈值， 则调用第2个工业现场网络协 议处理主线程和从线程并行处 理数据； S209： 若当前报文类型为第n个工业现场网络协议， 且报文数量小于设置阈值， 则调用 第n个工业现场网络协议处理主线程进行协议转换； 若报文数量大于设置阈值， 则调用第n 个工业现场网络协议处 理主线程和从线程并行处 理数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114827292 A 3