基于VXLAN的5G工业协议适配装置及方法

技术领域

本申请涉及工业控制网络技术领域，尤其是涉及到一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置及方法。

背景技术

在工业控制网络中，存在着各种不同的系统和设备，它们由不同的制造商开发，使用着不同的通信协议，各类协议互不解析，形成了大量孤岛，造成了工控协议“七国八制”的乱象，这种多样性使得各个系统在进行交互时面临协议不一致或不兼容的问题。

目前，对于异构协议的适配，主要采用定制接口开发的方式，将不同协议的接口进行端到端的对接交互，然而，这种方法存在一些问题，例如，不同的服务请求方和服务提供方需要开发不同的处理程序，导致开发效率低下且缺乏灵活性，同时，当涉及到大量服务时，交互关系非常复杂，难以梳理系统之间的关系，导致在出现异常时排查错误也变得困难。

发明内容

基于此现象，本申请提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置及方法，通过集成协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5G通信单元，针对不同工业终端的不同接口进行快速集成，以及对不同工业终端间的通信协议数据进行统一转换，实现了各工业终端间的集成式无线化高实时高可靠通信。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置，

所述5G工业协议适配装置包括协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5G通信单元；

所述协议处理单元，用于处理协议适配过程中的工业终端数据；

所述数据存储单元，用于存储协议适配过程中的VXLAN(Virtual eXtensibleLocal Area Network，虚拟扩展局域网)报文，其中，所述VXLAN报文为工业终端数据基于VXLAN技术转换而成；

所述接口单元，用于连接协议处理单元、数据存储单元、5G通信单元以及工业终端；

所述5G通信单元，用于在授权或非授权频段无线收发5G报文；

所述工业终端可作为工业发送终端及工业接收终端。

可选地，所述装置还包括：

所述5G工业协议适配装置可作为发送端协议适配装置及接收端协议适配装置；

所述发送端协议适配装置包括发送端协议处理单元、发送端数据存储单元、发送端接口单元和发送端5G通信单元，所述发送端5G通信单元与发送端5G天线连接；

所述接收端协议适配装置包括接收端协议处理单元、接收端数据存储单元、接收端接口单元和接收端5G通信单元，所述接收端5G通信单元与接收端5G天线连接；

所述发送端协议处理单元，用于对工业协议报文进行VXLAN报文格式封装，形成VXLAN报文，将所述VXLAN报文发送至发送端5G通信单元；

所述发送端5G通信单元，用于对VXLAN报文进行5G报文格式封装，形成5G报文，并通过发送端5G天线发送5G报文；

所述接收端5G通信单元，用于通过接收端5G天线接收5G报文，并对5G报文进行解析，还原成VXLAN报文，将所述VXLAN报文发送至接收端协议处理单元；

所述接收端协议处理单元，用于对VXLAN报文进行解析，还原成工业协议报文。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端协议处理单元，用于根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文封装参数，其中，所述VXLAN报文封装参数包括网络标识符、发送端端口号、发送端IP(InternetProtocol，网际协议)地址、发送端MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址以及接收端端口号、接收端IP地址、接收端MAC地址；

所述发送端接口单元，用于接收工业发送终端发送的工业协议报文，并将工业协议报文传输至发送端协议处理单元；

所述发送端协议处理单元，还用于根据VXLAN报文封装参数对工业协议报文进行封装，形成VXLAN报文，并将VXLAN报文通过发送端接口单元缓存至发送端数据存储单元；

所述发送端数据存储单元，用于通过发送端接口单元发送VXLAN报文至发送端5G通信单元。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端协议处理单元，还用于根据网络标识符对工业协议报文添加VXLAN头部，得到VXLAN数据；

所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端端口号和接收端端口号，对VXLAN数据添加UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)头部，得到UDP数据；

所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端IP地址和接收端IP地址，对UDP数据添加IP头部，得到IP数据；

所述发送端协议处理单元，还用于根据发送端MAC地址和接收端MAC地址，对IP数据添加MAC头部，得到VXLAN报文；

所述发送端协议处理单元，还用于将VXLAN报文通过发送端接口单元缓存至发送端数据存储单元。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端5G通信单元，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5G报文格式配置5G报文封装参数，其中，所述5G报文封装参数包括SDAP(Service Data AdaptationProtocol，服务数据适配协议)信息、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)信息、RLC(Radio Link Control，无线链路控制层协议)信息、发送端MAC地址以及接收端MAC地址；

所述发送端5G通信单元，还用于根据5G报文封装参数对VXLAN报文进行封装，得到5G报文，并通过发送端5G天线在无线信道发送5G报文。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端5G通信单元，还用于将VXLAN报文作为5G协议应用层的服务数据单元，根据SDAP信息对服务数据单元添加SDAP头部，形成SDAP数据；

所述发送端5G通信单元，还用于将SDAP数据作为5G协议汇聚层的分组数据单元，根据PDCP信息对分组数据单元添加PDCP头部，形成PDCP数据；

所述发送端5G通信单元，还用于将PDCP数据作为5G协议无线链路层的链路数据单元，根据RLC信息对链路数据单元添加RLC头部，形成RLC数据；

所述发送端5G通信单元，还用于将RLC数据作为介质访问控制层的访问数据单元，根据发送端MAC地址及接收端MAC地址对访问数据单元添加MAC头部，形成5G报文；

所述发送端5G通信单元，还用于通过发送端5G天线在5G协议物理层发送5G报文。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端5G通信单元，用于通过接收端5G天线接收5G报文，并对5G报文进行解析，将5G报文还原成VXLAN报文，以及将VXLAN报文通过接收端接口单元发送至接收端协议处理单元；

所述接收端协议处理单元，用于解析VXLAN报文，将VXLAN报文还原成工业协议报文，并将工业协议报文通过接收端接口单元发送至工业接收终端。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端5G通信单元，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5G报文格式配置5G报文解析参数；

所述接收端5G通信单元，还用于根据授权或非授权信道状态，在5G协议物理层接收5G报文；

所述接收端5G通信单元，还用于根据5G报文解析参数判断5G报文中接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉5G报文的MAC头部，还原RLC数据，若不正确，则丢弃；

所述接收端5G通信单元，还用于根据5G报文解析参数去掉RLC数据的RLC头部，还原PDCP数据；

所述接收端5G通信单元，还用于根据5G报文解析参数去掉PDCP数据的PDCP头部，还原SDAP数据；

所述接收端5G通信单元，还用于根据5G报文解析参数去掉SDAP数据的SDAP头部，还原VXLAN报文；

所述接收端5G通信单元，还用于通过接收端接口单元将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端接口单元，用于接收VXLAN报文，并将VXLAN报文存储至接收端数据存储单元；

所述接收端数据存储单元，用于将VXLAN报文通过接收端接口单元发送至接收端协议处理单元；

所述接收端协议处理单元，用于根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文解析参数；

所述接收端协议处理单元，还用于根据VXLAN报文解析参数判断VXLAN报文中接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉MAC头部，还原IP数据，若不正确，则丢弃；

所述接收端协议处理单元，还用于根据VXLAN报文解析参数判断IP数据中接收端IP地址是否正确，若正确，则去掉IP数据的IP头部，还原UDP数据，若不正确，则丢弃；

所述接收端协议处理单元，还用于根据VXLAN报文解析参数判断UDP数据中接收端端口号是否正确，若正确，则去掉UDP数据的UDP头部，还原VXLAN数据，若不正确，则丢弃；

所述接收端协议处理单元，还用于根据VXLAN报文解析参数判断VXLAN数据中网络标识符是否正确，若正确，则去掉VXLAN数据的VXLAN头部，还原工业协议报文，若不正确，则丢弃；

所述接收端协议处理单元，还用于将工业协议报文通过接收端接口单元发送至工业接收终端。

根据本申请的另一方面，提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配方法，所述方法包括：

工业终端发送工业协议报文至发送端协议适配装置；

发送端协议适配装置的协议处理单元对所述工业协议报文进行VXLAN报文封装，得到VXLAN报文，并将所述VXLAN报文发送至发送端协议适配装置的5G通信单元；

发送端协议适配装置的5G通信单元对所述VXLAN报文进行5G报文封装，得到5G报文，并通过授权或非授权频段发送所述5G报文至接收端协议适配装置；

接收端协议适配装置的5G通信单元对所述5G报文进行5G报文解析，得到目标VXLAN报文，并将目标VXLAN报文发送至接收端协议适配装置的协议处理单元；

接收端协议适配装置的协议处理单元对所述目标VXLAN报文进行解析，还原得到目标工业协议报文，并将所述目标工业协议报文发送至工业终端；

工业终端执行所述目标工业协议报文对应的协议操作。

借由上述技术方案，本申请提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置及方法，5G工业协议适配装置包括协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5G通信单元；协议处理单元，用于处理协议适配过程中的工业终端数据；数据存储单元，用于存储协议适配过程中的VXLAN报文，其中，VXLAN报文为工业终端数据基于VXLAN技术转换而成；接口单元，用于连接协议处理单元、数据存储单元、5G通信单元和工业终端；5G通信单元，用于在授权或非授权频段无线收发5G报文,工业终端可作为工业发送终端及工业接收终端。通过集成协议处理单元、数据存储单元、接口单元和5G通信单元，针对不同工业终端的不同接口快速集成，及对不同工业终端间的通信协议进行统一转换，实现各工业终端间的集成式无线化高实时高可靠通信。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例设计的一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置；

图2示出了本申请实施例设计的一种工业发送终端与工业接收终端的关系示意图；

图3示出了本申请实施例提供的VXLAN报文封装以及VXLAN报文解析的过程示意图；

图4示出了本申请实施例提供的5G报文封装以及5G报文解析的过程示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种基于VXLAN的5G工业协议适配方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配装置，如图1所示，

所述5G工业协议适配装置包括协议处理单元102、数据存储单元103、接口单元104和5G通信单元105。

所述协议处理单元102，用于处理协议适配过程中的工业终端数据。

所述数据存储单元103，用于存储协议适配过程中的VXLAN(Virtual eXtensibleLocal Area Network，虚拟扩展局域网)报文，其中，所述VXLAN报文为工业终端数据基于VXLAN技术转换而成。

所述接口单元104，用于连接协议处理单元、数据存储单元、5G通信单元以及工业终端。

所述5G通信单元105，用于在授权或非授权频段无线收发5G报文。

所述工业终端101可作为工业发送终端及工业接收终端。

VXLAN(Virtual Extensible LAN，虚拟扩展局域网)，是一种网络虚拟化技术，基于IP网络且采用“MAC in UDP”封装形式的二层VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)技术。VXLAN可以基于已有的服务提供商或企业IP网络，为分散的物理设备提供二层互联，并能够为不同的设备提供业务隔离。VXLAN技术通过建立VXLAN隧道，在现有网络架构上创建大量的虚拟可扩展局域网，不同的虚拟可扩展局域网使用VNI(VXLAN NetworkIdentifier，虚拟可扩展局域网网络标识符)进行标识。目前VXLAN的报文Header(头部)内有24位，可以支持2的24次方的VNI个数。VXLAN技术主要有以下三个特点：

(1)多设备的网络使得整个数据中心更具灵活性，VXLAN在可靠的共享网络设施上提供了扩展二层网段的解决方案。

(2)提供更多的二层网段，VLAN使用12位的VLAN ID表示网段名，从而网段个数被限制在4096个，而VXLAN使用24位作为VXLAN标识符(VNID)，使得VXLAN的个数扩展到2

(3)更好地在基础设施中利用网络路径，VLAN使用STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)防止环路，最终不使用网络中的网络链接半阻塞冗余路径，相反，VXLAN数据包基于三层的报头，可以完整的利用三层路由，ECMP(Equal-Cost Multipath Routing，等价多路径路由)以及链路聚合协议来使用所有可用的路径。

在本申请上述实施例中，基于VXLAN技术建立5G工业协议适配装置，5G工业协议适配装置包括协议处理单元102、数据存储单元103、接口单元104及5G通信单元105。其中，接口单元104同时连接协议处理单元102、数据存储单元103、5G通信单元105及工业终端101。特别地，5G通信单元105可连入5G通信网络，前述5G通信网络能够在授权或非授权频段无线传输VXLAN技术封装的工业协议数据。工业协议包括但不限于：Modbus(Modicon公司，即现在的施耐德电气Schneider Electric于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表的一种串行通信协议)、OPC(OLE for Process Control，用于过程控制的OLE工业标准)、PROFINET(由PROFIBUS国际组织“PROFIBUS International，PI”推出的基于工业以太网技术的自动化总线标准)等。

具体的，在进行5G工业协议适配过程中，由工业终端101发送数据，5G工业协议适配装置通过接口单元104接收工业终端数据，再将工业终端数据发送至协议处理单元102，协议处理单元102基于VXLAN技术处理工业终端数据，形成VXLAN报文，协议处理单元102再通过接口单元104将VXLAN报文存储至数据存储单元103，接着数据存储单元103通过接口单元104将VXLAN报文发送至5G通信单元105，最后由5G通信单元105在授权或非授权频段的5G通信网络传输5G报文。特别地，数据存储单元103可以设置缓冲分区，用于分区存储来自于不同工业终端的VXLAN报文，提高了数据存储的安全性，以及可以即时或定时的将缓存数据统一发送至5G通信单元105，以及定期清除缓存。

通过应用本实施例的技术方案，由协议处理单元和5G通信单元集成的5G工业协议适配装置易于部署，通过协议处理单元可以实现不同工业终端的不同协议间的转换，通过5G通信单元接入授权或非授权频段的5G通信网络，可实现工业终端的无线化通信，方便进行工厂无线化改造，有助于推动智能工厂建设，以及采用VXLAN技术和5G通信技术，能够与Modbus、OPC、PROFINET等工业协议进行适配并在授权或非授权频段进行5G无线传输，转换效率高，准确性好，为工业终端之间建立了无线通道，满足工业无线控制的通信要求。

可选地，所述装置还包括：

所述5G工业协议适配装置可作为发送端协议适配装置及接收端协议适配装置。

所述发送端协议适配装置包括发送端协议处理单元107、发送端数据存储单元108、发送端接口单元109和发送端5G通信单元110，所述发送端5G通信单元110与发送端5G天线111连接。

所述接收端协议适配装置包括接收端协议处理单元116、接收端数据存储单元114、接收端接口单元115和接收端5G通信单元113，所述接收端5G通信单元113与接收端5G天线112连接。

所述发送端协议处理单元107，用于对工业协议报文进行VXLAN报文格式封装，形成VXLAN报文，将所述VXLAN报文发送至发送端5G通信单元110。

所述发送端5G通信单元110，用于对VXLAN报文进行5G报文格式封装，形成5G报文，并通过发送端5G天线111发送5G报文。

所述接收端5G通信单元113，用于通过接收端5G天线112接收5G报文，并对5G报文进行解析，还原成VXLAN报文，将所述VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116。

所述接收端协议处理单元116，用于对VXLAN报文进行解析，还原成工业协议报文。

在本申请上述实施例中，如图2所示，5G工业协议适配装置可作为发送端协议适配装置及接收端协议适配装置，同样的，工业终端101可作为工业发送终端106及工业接收终端117。

具体的，发送端协议适配装置包括发送端协议处理单元107、发送端数据存储单元108、发送端接口单元109及发送端5G通信单元110。其中，发送端接口单元109同时连接工业发送终端106、发送端协议处理单元107、发送端数据存储单元108及发送端5G通信单元110，发送端5G通信单元110与发送端5G天线111连接。

接收端协议适配装置包括接收端5G通信单元113、接收端数据存储单元114、接收端接口单元115及接收端协议处理单元116，其中，接口端接口单元115同时连接工业接收终端117、接收端协议处理单元116、接收端数据存储单元114及接收端5G通信单元113，接收端5G通信单元113与接收端5G天线112连接。

由工业发送终端106发送工业协议报文至发送端协议适配装置开展报文封装工作，具体的，首先由发送端协议处理单元107进行VXLAN报文封装，即对工业协议报文进行VXLAN报文格式封装，形成VXLAN报文，然后将VXLAN报文发送至发送端5G通信单元110，然后由发送端5G通信单元110进行5G报文封装，即对VXLAN报文进行5G报文格式封装，形成5G报文，最后通过发送端5G天线111发送5G报文。为此，便完成了对工业协议报文的封装工作，即将工业协议报文统一封装为5G报文。

当工业接收终端117接收工业协议报文时，由接收端协议适配装置对5G报文进行解析还原工作，再将还原后的工业协议报文发送至工业接收终端117。具体的，由接收端5G通信单元113通过接收端5G天线112接收5G报文，然后将5G报文解析还原为VXLAN报文，再通过接收端接口单元115将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116，由接收端协议处理单元116将VXLAN报文还原为工业协议报文，最后，通过接收端接口单元115将工业协议报文发送至工业接收终端117。

通过应用本实施例的技术方案，通过接入授权或非授权频段的5G通信网络，各类工业终端在协议适配的同时保障了数据传输的实时性和可靠性。相比较于WiFi等技术可以提供高带宽的无线通信，其采用的竞争接入方式难以满足工业控制的确定性通信要求，本申请的协议适配装置，采用VXLAN技术以及5G通信技术，能够与Modbus、OPC、PROFINET等工业协议进行适配并在授权或非授权频段进行5G无线传输，可实现1ms时延和99.999％可靠性，满足工业控制应用，实现工业无线控制，支持工厂无线化改造，建设智能工厂。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端协议处理单元107，用于根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文封装参数，其中，所述VXLAN报文封装参数包括网络标识符、发送端端口号、发送端IP地址、发送端MAC地址以及接收端端口号、接收端IP地址、接收端MAC地址。

所述发送端接口单元109，用于接收工业发送终端106发送的工业协议报文，并将工业协议报文传输至发送端协议处理单元107。

所述发送端协议处理单元107，还用于根据VXLAN报文封装参数对工业协议报文进行封装，形成VXLAN报文，并将VXLAN报文通过发送端接口单元109缓存至发送端数据存储单元108。

所述发送端数据存储单元108，用于通过发送端接口单元109发送VXLAN报文至发送端5G通信单元110。

在本申请上述实施例中，发送端协议处理单元107根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文封装参数，以便后续根据VXLAN报文封装参数对工业协议报文进行封装。具体的参数配置过程中，需要配置VXLAN报文所需的网络标识符(VNI，VXLAN Network Identifier，VXLAN网络标识符)、源(发送端)端端口号、IP(网际协议)地址、MAC(Media Access Control或者Medium Access Control，媒体访问控制，或称为MAC地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置)地址以及目的(接收端)端端口号、IP地址、MAC地址。

接着，发送端协议处理单元107通过发送端接口单元109接收工业发送终端106发送的工业协议报文，由发送端协议处理单元107根据VXLAN报文封装参数对工业协议报文进行封装，形成VXLAN报文，并将VXLAN报文通过发送端接口单元109缓存至发送端数据存储单元108。然后，发送端数据存储单元108通过发送端接口单元109发送VXLAN报文至发送端5G通信单元110，以便发送端5G通信单元110接着对VXLAN报文进行5G报文封装。特别地，发送端数据存储单元108可以针对不同的工业发送终端106，建立不同的发送端分区，每个分区用于存储来自不同工业发送终端的VXLAN报文，并对VXLAN报文添加对应的发送端标识，当同时处理多个工业发送终端发出的工业协议报文时，可以根据标注的发送端标识有针对性的处理，能够提高处理效率。同时，采用分区存储的方式可以保障数据的安全性，以及在将工业协议报文封装完毕后，可以定期(每隔预设时间间隔，例如一周、三日或当日等)清除缓存数据以释放存储空间。根据不同的发送端标识，还可以用于调度封装顺序，以便按序封装工业协议，也提高了封装效率。

再接着，发送端5G通信单元110对VXLAN报文进行5G报文格式封装，形成5G报文，并通过发送端5G天线111发送5G报文，由接收端5G通信单元113通过接收端5G天线112接收5G报文后，将5G报文解析，还原为VXLAN报文，通过接收端接口单元115将VXLAN报文传输至接收端数据存储单元114，同样的，接收端数据存储单元114与发送端数据存储单元108一致，可以设置数据存储分区，并进行定时清除缓存数据。再接着，接收端数据存储单元114通过接收端接口单元115将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116，由接收端协议处理单元116对VXLAN报文解析，还原为工业协议报文。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端协议处理单元107，用于根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文封装参数，其中，所述VXLAN报文封装参数包括网络标识符、发送端端口号、发送端IP地址、发送端MAC地址以及接收端端口号、接收端IP地址、接收端MAC地址。

所述发送端接口单元109，用于接收工业发送终端106发送的工业协议报文，并将工业协议报文传输至发送端协议处理单元107。

所述发送端协议处理单元107，还用于根据VXLAN报文封装参数对工业协议报文进行封装，形成VXLAN报文，并将VXLAN报文通过发送端接口单元109缓存至发送端数据存储单元108。

所述发送端数据存储单元108，用于通过发送端接口单元109发送VXLAN报文至发送端5G通信单元110。

在本申请上述实施例中，在具体的VXLAN报文封装过程中，如图3所示，在接收的工业协议报文基础上，首先添加VXLAN头部。具体的，由发送端协议处理单元107将工业发送终端106发送的工业协议报文作为原始数据，根据VX LAN报文封装参数，添加VXLAN头部，得到VXLAN数据，也即将VXLAN头部和原始数据(工业协议报文)一起封装为UDP数据。特别的，VXLAN头部包括VNI字段、VXLANFlags以及两个保留字段。接着，对VXLAN数据添加UDP头部，具体的由发送端协议处理单元107根据VXLAN报文封装参数，添加发送端端口号和接收端端口号，得到UDP数据；再接着对UDP数据添加IP头部，具体的由发送端协议处理单元107将添加UDP头部后的数据(UDP数据)，根据VXLAN报文封装参数，添加发送端IP地址和接收端IP地址，得到IP数据，再接着，对IP数据添加MAC头部，得到VXLAN报文，具体的由发送端协议处理单元107将添加IP头部后的数据(IP数据)，根据VXLAN报文封装参数，添加发送端MAC地址和接收端MAC地址，最后形成VXLAN报文，将VXLAN报文缓存到发送端数据存储单元108，通过发送端接口单元109的I/O(输入输出端口)发送至发送端5G通信单元110。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端5G通信单元110，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5G报文格式配置5G报文封装参数，其中，所述5G报文封装参数包括SDAP信息、PDCP信息、RLC信息、发送端MAC地址以及接收端MAC地址。

所述发送端5G通信单元110，还用于根据5G报文封装参数对VXLAN报文进行封装，得到5G报文，并通过发送端5G天线在无线信道发送5G报文。

在本申请上述实施例中，发送端5G通信单元110配置5G报文封装参数，以便根据5G报文封装参数对VXLAN报文进行5G报文的封装，得到5G报文，然后通过发送端5G天线111在无线信道发送5G报文。

可选地，所述装置还包括：

所述发送端5G通信单元110，还用于将VXLAN报文作为5G协议应用层的服务数据单元，根据SDAP信息对服务数据单元添加SDAP头部，形成SDAP数据。

所述发送端5G通信单元110，还用于将SDAP数据作为5G协议汇聚层的分组数据单元，根据PDCP信息对分组数据单元添加PDCP头部，形成PDCP数据。

所述发送端5G通信单元110，还用于将PDCP数据作为5G协议无线链路层的链路数据单元，根据RLC信息对链路数据单元添加RLC头部，形成RLC数据。

所述发送端5G通信单元110，还用于将RLC数据作为介质访问控制层的访问数据单元，根据发送端MAC地址及接收端MAC地址对访问数据单元添加MAC头部，形成5G报文。

所述发送端5G通信单元110，还用于通过发送端5G天线11在5G协议物理层发送5G报文。

在本申请上述实施例中，在具体的5G报文封装过程中，如图4所示，发送端5G通信单元110接收封装好的VXLAN报文后，对VXLAN报文添加SDAP头部，即将发送端协议处理单元107传输至发送端5G通信单元110的VXLAN报文，作为5G协议应用层的服务数据单元，添加SDAP头部，形成SDAP数据，接着将SDAP数据作为汇聚层的分组数据单元，添加PDCP头部，形成PDCP数据；再接着将PDCP数据作为无线链路层的数据单元，添加RLC头部，形成RLC数据；最后将RLC数据作为介质访问控制层的数据单元，添加MAC头部(发送端MAC地址以及接收端MAC地址)，通过逐级添加各级数据头部后，形成5G报文，并在物理层通过发送端5G天线111在无线信道发送5G报文。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端5G通信单元113，用于通过接收端5G天线112接收5G报文，并对5G报文进行解析，将5G报文还原成VXLAN报文，以及将VXLAN报文通过接收端接口单元115发送至接收端协议处理单元116。

所述接收端协议处理单元116，用于解析VXLAN报文，将VXLAN报文还原成工业协议报文，并将工业协议报文通过接收端接口单元115发送至工业接收终端117。

在本申请上述实施例中，如图2所示，接收端5G通信单元113通过接收端5G天线112接收5G报文，并对5G报文进行解析，从而将5G报文还原成VXLAN报文，将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116，接着由接收端协议处理单元116解析VXLAN报文，将VXLAN报文还原成工业协议报文，并将工业协议报文发送至工业接收终端117。为此，便完成了从工业发送终端到工业接收终端间的协议转换，通过授权或非授权频段的5G通信网络传输，提高了传输效率以及保障了传输的实时性和可靠性。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端5G通信单元113，还用于在授权或非授权信道状态下，根据5G报文格式配置5G报文解析参数。

所述接收端5G通信单元113，还用于根据授权或非授权信道状态，在5G协议物理层接收5G报文。

所述接收端5G通信单元113，还用于根据5G报文解析参数判断5G报文中接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉5G报文的MAC头部，还原RLC数据，若不正确，则丢弃。

所述接收端5G通信单元113，还用于根据5G报文解析参数去掉RLC数据的RLC头部，还原PDCP数据。

所述接收端5G通信单元113，还用于根据5G报文解析参数去掉PDCP数据的PDCP头部，还原SDAP数据。

所述接收端5G通信单元113，还用于根据5G报文解析参数去掉SDAP数据的SDAP头部，还原VXLAN报文。

所述接收端5G通信单元113，还用于通过接收端接口单元将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116。

在本申请上述实施例中，在具体的5G报文解析过程中，如图4所示，首先解析MAC头部信息，接收端5G通信单元113根据5G空口协议栈，在物理层接收到5G报文，根据5G报文解析参数判断5G报文中接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉MAC头部，形成RLC数据，若不正确，则丢弃，即判断是否正确的将工业协议报文发送至对应的接收端。特别地，如果出现发送至错误接收端或者发生接收错误时，可以生成错误报警，并将错误报警信息随即发送至预设接收终端，错误报警信息可以包括发送端ID、传送的工业协议报文、正确的接收端ID以及错误的接收端ID等等，以便管理人员进行调试。接着解析RLC头部信息，去掉RLC头部，形成PDCP数据，再接着解析PDCP头部信息，去掉PDCP头部，形成SDAP数据；再接着解析SDAP头部，去掉SDAP头部，最终还原为VXLAN报文，最后接收端5G通信单元113通过接收端接口单元115将VXLAN报文发送至接收端协议处理单元116。

可选地，所述装置还包括：

所述接收端接口单元115，用于接收VXLAN报文，并将VXLAN报文存储至接收端数据存储单元114。

所述接收端数据存储单元114，用于将VXLAN报文通过接收端接口单元115发送至接收端协议处理单元116。

所述接收端协议处理单元116，用于根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文解析参数。

所述接收端协议处理单元116，还用于根据VXLAN报文解析参数判断VXLAN报文中接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉MAC头部，还原IP数据，若不正确，则丢弃。

所述接收端协议处理单元116，还用于根据VXLAN报文解析参数判断IP数据中接收端IP地址是否正确，若正确，则去掉IP数据的IP头部，还原UDP数据，若不正确，则丢弃。

所述接收端协议处理单元116，还用于根据VXLAN报文解析参数判断UDP数据中接收端端口号是否正确，若正确，则去掉UDP数据的UDP头部，还原VXLAN数据，若不正确，则丢弃。

所述接收端协议处理单元116，还用于根据VXLAN报文解析参数判断VXLAN数据中网络标识符是否正确，若正确，则去掉VXLAN数据的VXLAN头部，还原工业协议报文，若不正确，则丢弃。

所述接收端协议处理单元116，还用于将工业协议报文通过接收端接口单元115发送至工业接收终端117。

在本申请上述实施例中，接收端协议处理单元114通过接收端接口单元115接收VXLAN报文，并将VXLAN报文存储至接收端存储单元114，以及根据VXLAN报文格式配置VXLAN报文解析参数；接收端数据存储单元114将VXLAN报文通过接收端接口单元115发送至接收端协议处理单元116；特别地，接收端数据存储单元114也可以针对不同的工业接收终端117，建立不同的接收端分区，每个分区用于存储需要发送至不同工业接收终端的VXLAN报文，并对VXLAN报文添加对应的接收端标识，当同时处理需要发送至多个工业接收终端的工业协议报文时，可以根据标注的接收端标识有针对性的处理，提高了处理效率。同时，采用分区存储的方式可以保障数据的安全性，以及在将VXLAN报文解析完毕后，可以定期(每隔预设时间间隔，例如一周、三日或当日等)清除缓存数据以释放存储空间。根据不同的接收端标识，还可以用于调度解析顺序，以便按序解析VXLAN报文，也提高了解析效率。

接着，接收端协议处理单元116根据配置好的VXLAN报文解析参数判断是否接收了“正确”的数据，然后开展VXLAN报文解析过程，如图3所示，首先解析MAC头部：接收端协议处理单元116根据VXLAN报文中的接收端MAC地址，判断前述接收端MAC地址是否正确，若正确，则去掉MAC头部，形成IP数据，若不正确，则丢弃；接着解析IP头部：接收端协议处理单元116判断IP数据中的接收端IP地址是否正确，若正确，则去掉IP头部，形成UDP数据，若不正确，则丢弃；接着解析UDP头部：接收端协议处理单元116判断UDP数据中的接收端端口号是否正确，若正确，则去掉UDP头部，形成VXLAN数据，若不正确，则丢弃；接着解析VXLAN头部：接收端协议处理单元116判断VXLAN数据中网络标识符是否正确，若正确，则去掉VXLAN头部，还原工业协议报文，若不正确，则丢弃。最后发送工业协议报文：接收端协议处理单元116将工业协议报文通过接收端接口单元115发送至工业接收终端117。

通过应用本实施例的技术方案，5G工业协议适配装置集成易于部署，可与各种工业终端快速集成，实现工业终端的无线化，方便进行工厂无线化改造，有助于推动智能工厂建设。同时，采用VXLAN技术以及5G通信技术，能够与Modbus、OPC、PROFINET等工业协议进行适配并在授权或非授权频段进行5G无线传输，转换效率高，准确性好，为工业控制器之间建立了无线通道，实现不同工业控制器间的协议转换进行无线传输。

进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，提供了一种基于VXLAN的5G工业协议适配方法，如图5所示，该方法包括：

步骤201，工业终端发送工业协议报文至发送端协议适配装置。

步骤202，发送端协议适配装置的协议处理单元对所述工业协议报文进行VXLAN报文封装，得到VXLAN报文，并将所述VXLAN报文发送至发送端协议适配装置的5G通信单元。

步骤203，发送端协议适配装置的5G通信单元对所述VXLAN报文进行5G报文封装，得到5G报文，并通过授权或非授权频段发送所述5G报文至接收端协议适配装置。

步骤204，接收端协议适配装置的5G通信单元对所述5G报文进行5G报文解析，得到目标VXLAN报文，并将目标VXLAN报文发送至接收端协议适配装置的协议处理单元。

步骤205，接收端协议适配装置的协议处理单元对所述目标VXLAN报文进行解析，还原得到目标工业协议报文，并将所述目标工业协议报文发送至工业终端。

步骤206，工业终端执行所述目标工业协议报文对应的协议操作。

在本申请上述实施例中，工业终端可接收或发送工业协议报文，具体的：

在工业终端发送工业协议报文时，工业终端发送工业协议报文至发送端协议适配装置，发送端协议适配装置的协议处理单元对工业协议报文进行VXLAN报文封装，得到VXLAN报文，并将VXLAN报文发送至发送端协议适配装置的5G通信单元，发送端协议适配装置的5G通信单元对VXLAN报文进行5G报文封装，得到5G报文，并通过授权或非授权频段发送5G报文至接收端协议适配装置。

在工业终端接收工业协议报文时，接收端协议适配装置的5G通信单元对5G报文进行5G报文解析，得到目标VXLAN报文，并将目标VXLAN报文发送至接收端协议适配装置的协议处理单元，接收端协议适配装置的协议处理单元对目标VXLAN报文进行解析，还原得到目标工业协议报文，并将目标工业协议报文发送至工业终端。最后，工业终端执行所述目标工业协议报文对应的协议操作。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。