ironUA高性能工业网关产品系统

我要开发同款
coldmeet91222026年09月01日
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技术信息

语言技术
CPythonUDPGCCCMake
系统类型
Linux
行业分类
工业互联网边缘计算

作品详情

行业场景

1、系统解决的问题:在智能工厂建设中特别是AI引入带来了整个数据交换的爆炸性增长。海量的工业设备并发订阅、高频测点采集给传统的工业互联网网关带来TLS 加密吞吐瓶颈、内核协议栈软中断抖动和毫秒级控制数据传输时延,传统的工业互联网设备特别是网关设备面临着巨大的高性能网络数据传输挑战;
2、产品适用场景:工厂中央汇聚网关(5000+ 设备接入)、机器视觉集群采集(高吞吐、低时延)、能源场站海量 PLC 接入、产线实时运动控制(1ms 级订阅周期)、工业 AI 实时数据交互;

功能介绍

主要包含的功能
1)南向:标准 OPC UA Server 服务;Modbus TCP/S7 多协议采集转 OPC UA 节点
2)数据平面:DPDK VFIO 用户态收发包,完全旁路内核协议栈
3)传输层:基于用户态 TCP 栈,对接 mbedtls 轻量化 TLS
4)OPC UA 核心:Session 会话池、分片批量订阅、Publish 报文聚合、无锁地址空间、Nodeset 静态加载
5)北向:MQTT Sparkplug B、时序数据库 TDengine/InfluxDB、标准 OPC UA Client、Kafka 转发
6)高可用:主备切换(VRRP)、配置热加载、数据持久化、看门狗自愈
7)运维:systemd 后台托管、容器化部署(Docker/K3s)、OTA 升级、用户态报文抓包、全链路性能监控
8)安全:双向 TLS 证书认证、会话隔离、操作审计、流量限流、网段隔离、IEC 62443 SL2/SL3 合规

项目实现

IronUA 全称 Iron-hard Real-Time OPC UA Gateway,依托 DPDK 用户态内核旁路技术,规避 Linux 内核 TCP/IP 栈软中断、锁竞争、内存拷贝瓶颈;基于成熟用户态 TCP 栈对接裁剪 Open62541,实现海量 OPC UA 会话高并发接入,兼顾工业 OPC UA 标准语义、安全规范与微秒级确定性时延。
本人在项目中负责 IronUA 平台网络报文处理框架的系统架构:基于 DPDK graph 框架构建模块化、可插拔的报文处理流水线,通过适配层完全屏蔽底层 DPDK 技术细节,为 Iron 平台上层业务(ACL、路由、OPC UA Server 等业务组件)提供统一的网络底座;

示例图片

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