GRE技术是什么?GRE原理与5G工业网关
在互联网新技术不断涌现、智能化水平持续提升的当下,企业对实时数据传输的需求急剧增长,数据中心建设成为企业关注的重点,各类虚拟网络技术也纷纷被引入。其中,GRE技术凭借独特优势,在华为等大企业的技术应用中占据重要地位。
GRE概念与原理
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GRE,即通用路由封装(Generic Routing Encapsulation)协议,是一种轻量级隧道协议。它的核心功能是将多种网络协议,像IP协议、IPSec、DVMRP等,封装到IP隧道内,在路由器之间创建虚拟的点对点隧道链接。这样一来,被封装的数据报文就能在另一个网络层协议(如IP)中传输,实现不同局域网内设备的IP互通,本质上是一种IP-over-IP的隧道技术。
在GRE的数据结构中,内层IP包封装和传输的数据报文是净荷数据(Payload packet),外层IP头承载协议支持IPv4和IPv6两种。当传输协议为IPv4时,就是GRE over IPv4隧道;为IPv6时,则是GRE over IPv6隧道。这种灵活的传输协议支持,让GRE能适应不同的网络环境。
GRETAP突破网络结构限制
基于GRE的技术原理,结合TAP的技术优势,GRETAP应运而生。它通过特殊的数据包封装技术,以TAP的方式进行数据通信,能够实现对链路层数据包,如PPP、ARP、MTU、CSLIP等的读写,进而实现二层网络的数据传输。这一特性使得设备摆脱了二、三层网络的结构限制,为分散的网络设备提供了二层互联的技术条件。
GRETAP与5G工业物联网
工业物联网旨在将各类具有感知、监控能力的设备,如采集器、PLC、触摸屏、控制传感器或控制器等,与移动通信、智能分析等技术深度融合,推动传统工业向智能化阶段迈进。在实际应用中,新增设备往往需要改变通信方式,例如采用4G/5G通信,这可能会改变原有的拓扑结构,导致主站和从站失去连接。而GRETAP技术恰好能解决这一问题。
拓扑结构
以数控机床行业为例,传统机床采用厂区内局域网二层功能通信。在引入带边缘算法技术的智能网关设备后,若不采用GRETAP技术,中心服务器需修改通信方式,增加改造难度。而GRETAP的二层技术,能让设备在改造过程中保持原有通信方式,使改造过程简单易部署,有效降低网络改造构建成本。
工作范围
GRE隧道可以扩展跳数受限网络协议的工作范围,支持企业灵活设计网络拓扑。企业分支和总部之间可在5G链路上构建GRE隧道,转发三层流量。结合MEC边缘计算技术,能满足高清视频、VR/AR、工业互联网、车联网等业务发展需求,实现更多设备互联。GRETAP通道与5G链路的大带宽、低时延、易部署等优点相结合,更能满足远程用户、企业分支和企业总部之间快速、安全、高效的互联需求。
实际应用案例
爱陆通5G系列工业路由器支持EOIP、桥模式、VXLAN、5G LAN、虚拟IP、GRETAP等功能,为二层网络的虚拟机提供了强大的支持,使其摆脱二、三层网络的结构限制。在实际应用中,5G网关注册到5G SA网络,并在基站码头的MEC上完成会话建立。中控室AR路由器连接MEC的后端交换机/防火墙,打通5G网关和中控室AR路由器之间的路由。接着,5G网关与中控室AR路由建立GRETAP隧道,打通二层网络。5G网关和轨道吊侧的二层交换机通过网线互联,实现中控室直接通过原有网络控制现场轨道吊进行通信,完成现场设备的控制和监控。