P2P技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用

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P2P技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用
——讓網(wǎng)絡(luò )無(wú)處不在，Let Network Everywhere
P2P技術(shù)介紹
P2P是（Peer to Peer）的縮寫(xiě)，即點(diǎn)對點(diǎn)通信，可以穿透通信雙方的路由器，不經(jīng)過(guò)服務(wù)器直接通信，從而減輕中心服務(wù)器的負擔，縮短了通信距離。該技術(shù)已經(jīng)在視頻傳輸、文件傳輸等領(lǐng)域廣泛使用。
P2P技術(shù)的核心
-通過(guò)UDP的NAT穿越，實(shí)現Internet兩端不同內網(wǎng)的兩臺計算機直接點(diǎn)對點(diǎn)通信。
原理
-公網(wǎng)IP（Internet接口路由器外網(wǎng)IP）是變化的，通信開(kāi)始時(shí)由P2P服務(wù)器，交換P2P雙方的外網(wǎng)IP等信息。
-利用UDP可以穿越路由器的特點(diǎn)，直接通過(guò)UDP數據實(shí)現內網(wǎng)計算機通信。
1. PC A和PC B需要穿
透路由器通信。
2. 雙方將公網(wǎng)IP告訴P2P服務(wù)器。P2P服務(wù)器告訴PC A，PCB對方的IP
3. PC A和PC B，發(fā)到對方的IP直接通信。
P2P技術(shù)優(yōu)勢
-降低中心服務(wù)器負擔。使得同時(shí)能夠通信的數據量和通信的設備可以不斷增加而不會(huì )顯著(zhù)增加服務(wù)器的負荷。這個(gè)方式正好和物聯(lián)網(wǎng)設備眾多的特點(diǎn)相符合。
-以最短路徑通信，減少通信延時(shí)。P2P通過(guò)兩點(diǎn)縮短通信延時(shí)：
（1）不通過(guò)服務(wù)器轉發(fā)，沒(méi)有服務(wù)器處理大量數據的延時(shí)。
（2）雙方最短路徑通信，無(wú)需通過(guò)服務(wù)器中轉。
-無(wú)需公網(wǎng)IP：通信的雙方都無(wú)需具有公網(wǎng)IP或者動(dòng)態(tài)域名。
-無(wú)需端口映射：無(wú)需在路由器上做配置，比如端口映射等。
串口服務(wù)器
串口服務(wù)器：實(shí)現串口設備的網(wǎng)絡(luò )化訪(fǎng)問(wèn)
傳統內網(wǎng)串口服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)
需要動(dòng)態(tài)域名+端口映射。
傳統方式的缺點(diǎn)
動(dòng)態(tài)域名+端口映射的缺點(diǎn)：
-動(dòng)態(tài)域名軟件需要在路由器上配置或者在內網(wǎng)計算機上運行，配置復雜。
-端口映射功能需要登錄路由器進(jìn)行配置，過(guò)于專(zhuān)業(yè)化。另外某些電信定制的路由器也無(wú)法登陸和配置。
-某些移動(dòng)、聯(lián)通的寬帶沒(méi)有公網(wǎng)IP，即動(dòng)態(tài)域名也無(wú)實(shí)現設備的訪(fǎng)問(wèn)。
卓嵐P2P串口服務(wù)器介紹
步驟：每個(gè)卓嵐P2P串口服務(wù)器有一個(gè)ID，在網(wǎng)絡(luò )的另外一端計算機上運行ZLVircom軟件（或者開(kāi)發(fā)庫），ZLVircom中添加這個(gè)ID，ZLVircom和P2P串口服務(wù)器建立P2P通信鏈路。無(wú)需動(dòng)態(tài)域名和端口映射。
卓嵐P2P串口服務(wù)器已經(jīng)申請專(zhuān)利。
軟件對接方式：
方式1：ZLVircom可以虛擬一個(gè)COM口，比如COM5，用戶(hù)工控軟件打開(kāi)COM5即可將數據在遠程的串口服務(wù)器串口上進(jìn)行收發(fā)。
方式2：ZLVircom在計算機本地模擬一個(gè)TCP服務(wù)器端口，比如2000端口，用戶(hù)軟件連接上本地IP（127.0.0.1）的2000端口，即可在遠程串口上進(jìn)行數據收發(fā)。
P2P串口服務(wù)器連接圖
ZLAN5103N和ZLVircom是P2P通信的雙方，并且ZLVircom還負責使用方式1或者方式2和用戶(hù)軟件進(jìn)行對接。
用戶(hù)只要在ZLVircom中添加設備的ID即可方便地和全世界各地的P2P串口服務(wù)器通信。
P2P串口服務(wù)器使用步驟
設備端ZLAN5103N的設置
-5103N自動(dòng)IP方式，上電后自動(dòng)獲得IP。
-5103N的LINK燈處于1秒閃爍狀態(tài)，表示處于等待P2P連接狀態(tài)。
上位機端的設置
-運行ZLVircom，進(jìn)入P2P設備管理。
-點(diǎn)擊添加。填寫(xiě)設備ID等，點(diǎn)擊確定。
上位機端的設置
-看到P2P已經(jīng)聯(lián)通，即狀態(tài)為內網(wǎng)、外網(wǎng)、代理中的1種。
-本地模擬端口2000已經(jīng)工作，開(kāi)始接受TCP連接。
上位機端的設置——TCP通信方式
-任何一個(gè)軟件連接到本地（127.0.0.1）的2000端口可以通信。
上位機端的設置——虛擬串口方式
-任何本機的串口軟件打開(kāi)COM5可以和遠程5103N串口通信。
卓嵐P2P的優(yōu)勢
方便性
-整個(gè)系統中P2P雙方都無(wú)需公網(wǎng)IP和端口映射。
-設備端上電即可使用。
-上位機端添加ID即可使用，添加一次后續開(kāi)機自動(dòng)連接自動(dòng)開(kāi)啟模擬端口或者虛擬串口。
安全性
-用戶(hù)管理，添加ID需要輸入用戶(hù)名和密碼（參考之前的ID輸入對話(huà)框）。所有用戶(hù)只能連接自己的設備。密碼采用軍方認證安全密碼算法。
-P2P聯(lián)通成功后實(shí)際數據不通過(guò)服務(wù)器，直接雙方通信，防止第三方使用數據。
免費服務(wù)
-卓嵐承諾不收取P2P設備的服務(wù)器年費，設備終生免費使用P2P服務(wù)。
-免費提供服務(wù)器軟件。為了推廣P2P技術(shù)，卓嵐為客戶(hù)搭建自己的P2P服務(wù)器，只收取搭建人工費1000/次，軟件終生免費使用。這樣用戶(hù)可以在無(wú)需卓嵐P2P服務(wù)器參與下構建自己的P2P系統。
快速性
-由于P2P聯(lián)通成功后不通過(guò)服務(wù)器轉發(fā)，通信延時(shí)小，速度快。
-不會(huì )因為服務(wù)器所連接的設備數量增加而降低通信速度。
其它特性
-多用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)：支持多個(gè)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)P2P設備。
-支持遠程修改設備波特率等參數，支持P2P遠程升級設備固件。
-支持基于P2P的Modbus TCP網(wǎng)關(guān)功能。
-支持多主機功能：多個(gè)TCP同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)設備不產(chǎn)生沖突。
-支持虛擬串口和本地模擬端口兩種軟件接口。
-支持普通串口服務(wù)器的IP+端口進(jìn)行通信，方便無(wú)外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )情況下直接局域網(wǎng)通信。