[发明专利]一种轨道交通一体机自动组网方法与系统

权利要求书

1.一种轨道交通一体机自动组网方法，其特征在于，包括：

步骤1：站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器申请IP地址并注册，并根据注册的IP地址建立组播管理网络；

所述步骤1：站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器申请IP地址并注册，并根据注册的IP地址建立组播管理网络，包括：

步骤1.1：站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器发送DHCP Discovery报文；其中，DHCPDiscovery报文中增加并设置了Option43字段，所述Option43字段包括8字节车站云网络特别标志，且Option43字段后续的2字节为云平台类型标志；

步骤1.2：站级网络信息服务器对所述DHCPDiscovery报文进行解析并判断所述DHCPDiscovery报文是否合法；

所述步骤1.2：站级网络信息服务器对所述DHCPDiscovery报文进行解析并判断所述DHCPDiscovery报文是否合法，包括：

步骤1.2.1：站级网络信息服务器解析DHCPDiscovery报文的Option43字段中8字节车站云网络特别标志是否合法；

步骤1.2.2：当8字节车站云网络特别标志合法时，提取设备类型标志，并根据所述设备类型标志将DHCPOffer报文发送到站级管理一体机云平台；

步骤1.3：当所述DHCPDiscovery报文合法时，站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器回复DHCPRequest报文；其中，所述DHCPRequest报文中增加并设置了Option43字段和Option82字段，且所述Option82字段包括组播管理网络信息；所述组播管理网络信息包括选定的IP地址，组播管理网络地址，组播管理网络的端口信息和广播信息时间间隔信息；

步骤1.4：站级网络信息服务器确认并解析DHCPRequest报文中Option43字段是否合法，当Option43字段合法时，则提取DHCPRequest报文中Option82字段中的组播管理网络信息；

具体的，站级网络信息服务器在解析DHCPRequest报文是否合法时，站级网络信息服务器需在DHCPRequest报文中确认Option43字段存在，并解析前8字节是否为合法和正确的车站云网络特别标志，解析正确后，提取后续2字节报文，确认报文来自站级管理一体机云平台或者边缘一体机，解析失败则结束操作；

步骤1.5：根据组播管理网络信息建立组播管理网络；

步骤2：边缘一体机向站级网络信息服务器申请IP地址并注册得到组播地址信息；

所述步骤2：边缘一体机向站级网络信息服务器申请IP地址并注册得到组播地址信息，包括：

步骤2.1：边缘一体机向站级网络信息服务器发送DHCPDiscovery报文；其中，DHCPDiscovery报文中增加并设置了Option43字段，所述Option43字段包括8字节车站云网络特别标志，且Option43字段后续依次设置2字节的边缘一体机类型标志和1字节的服务申请类型字段；

步骤2.2：站级网络信息服务器对所述DHCPDiscovery报文进行解析并判断所述DHCPDiscovery报文是否合法和有效；

具体的，步骤2.2包括：

(1)边缘一体机向网络发起传统DHCPDiscovery报文前，增加并设置报文中的Option43字段，该字段内容包括8字节车站云网络特别标志，该字段后续为2字节设备类型标志，该字段后续1个字节为服务申请类型字段，修改完成后，向网络发送该报文；其中，所述服务申请类型字段包括：0、1和2；0表示仅申请IP地址、1表示申请IP地址的同时还申请站级管理一体机云平台IP地址、2表示申请IP地址的同时还申请站级管理一体机云平台IP地址及组播管理网络信息；

(2)站级网络信息服务器收到上述DHCP申请报文后，确认Option43字段存在，并解析前8字节是否为合法和正确的车站云网络特别标志，解析正确后，提取后续2字节报文，解析失败则结束操作，若确认报文来自边缘一体机，则确认可服务边缘一体机IP地址、站级管理一体机IP地址申请服务及组播管理网络信息申请服务标志位是否有效；确认有效后，提取后续1字节边缘一体机申请服务类型标志，如无效则结束操作；

步骤2.3：当所述DHCPDiscovery报文合法且有效时，站级网络信息服务器根据服务申请类型字段向边缘一体机回复DHCPOffer报文；

所述步骤2.3：当所述DHCPDiscovery报文合法且有效时，站级网络信息服务器根据服务申请类型字段向边缘一体机回复DHCPOffer报文，包括：

根据所述服务申请类型字段向边缘一体机的DHCPOffer报文中增加并设置Option82字段；当服务申请类型字段为1时，向DHCPOffer报文增加并设置Option82字段，且Option82字段为4字节的站级管理一体机云平台IP地址；当服务申请类型字段为2时，Option82字段为12字节，且前4字节为站级管理一体机云平台IP地址，后续4字节为组播管理网络的组播IP地址，再后续2字节为组播管理网络端口信息，再后续2字节为广播信息时间间隔，当服务申请类型字段为0时，Option82字段为空；

步骤2.4：边缘一体机根据所述DHCPOffer报文得到组播地址信息；

步骤3：所述边缘一体机根据所述组播地址信息，加入所述组播管理网络；

步骤4：所述边缘一体机根据所述组播管理网络的汇报周期，定时发布资源及服务汇报信息，并对所述资源及服务汇报信息进行缓存；

步骤5：站级管理一体机云平台接收所述资源和服务汇报信息，并对所述资源和服务汇报信息进行可视化显示。

2.一种轨道交通一体机自动组网系统，其特征在于，包括：

注册模块，用于站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器申请IP地址并注册，并根据注册的IP地址建立组播管理网络；

所述注册模块，包括：

报文发送单元，用于站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器发送DHCPDiscovery报文；其中，DHCPDiscovery报文中增加并设置了Option43字段，所述Option43字段包括8字节车站云网络特别标志，且Option43字段后续的2字节为云平台类型标志；

报文解析单元，用于站级网络信息服务器对所述DHCPDiscovery报文进行解析并判断所述DHCPDiscovery报文是否合法；

所述报文解析单元，包括：

合法判断子单元，用于站级网络信息服务器解析DHCPDiscovery报文的Option43字段中8字节车站云网络特别标志是否合法；

合法报文发送子单元，用于当8字节车站云网络特别标志合法时，提取设备类型标志，并根据所述设备类型标志将DHCPOffer报文发送到站级管理一体机云平台；

报文回复单元，用于当所述DHCPDiscovery报文合法时，站级管理一体机云平台向站级网络信息服务器回复DHCPRequest报文；其中，所述DHCP Request报文中增加并设置了Option43字段和Option82字段，且所述Option82字段包括组播管理网络信息；所述组播管理网络信息包括选定的IP地址，组播管理网络地址，组播管理网络的端口信息和广播信息时间间隔信息；

信息提取单元，用于站级网络信息服务器确认并解析DHCPRequest报文中Option43字段是否合法，当Option43字段合法时，则提取DHCPRequest报文中Option82字段中的组播管理网络信息；

具体的，站级网络信息服务器在解析DHCPRequest报文是否合法时，站级网络信息服务器需在DHCPRequest报文中确认Option43字段存在，并解析前8字节是否为合法和正确的车站云网络特别标志，解析正确后，提取后续2字节报文，确认报文来自站级管理一体机云平台或者边缘一体机，解析失败则结束操作；

组网单元，用于根据组播管理网络信息建立组播管理网络；

申请模块，用于边缘一体机向站级网络信息服务器申请IP地址并注册得到组播地址信息；

所述申请模块，包括：

边缘一体机报文发送单元，用于边缘一体机向站级网络信息服务器发送DHCPDiscovery报文；其中，DHCPDiscovery报文中增加并设置了Option43字段，所述Option43字段包括8字节车站云网络特别标志，且Option43字段后续依次设置2字节的边缘一体机类型标志和1字节的服务申请类型字段；

报文有效性判断单元，用于站级网络信息服务器对所述DHCPDiscovery报文进行解析并判断所述DHCPDiscovery报文是否合法和有效；

其中，报文有效性判断单元，具体用于：

(1)边缘一体机向网络发起传统DHCPDiscovery报文前，增加并设置报文中的Option43字段，该字段内容包括8字节车站云网络特别标志，该字段后续为2字节设备类型标志，该字段后续1个字节为服务申请类型字段，修改完成后，向网络发送该报文；其中，所述服务申请类型字段包括：0、1和2；0表示仅申请IP地址、1表示申请IP地址的同时还申请站级管理一体机云平台IP地址、2表示申请IP地址的同时还申请站级管理一体机云平台IP地址及组播管理网络信息；

(2)站级网络信息服务器收到上述DHCP申请报文后，确认Option43字段存在，并解析前8字节是否为合法和正确的车站云网络特别标志，解析正确后，提取后续2字节报文，解析失败则结束操作，若确认报文来自边缘一体机，则确认可服务边缘一体机IP地址、站级管理一体机IP地址申请服务及组播管理网络信息申请服务标志位是否有效；确认有效后，提取后续1字节边缘一体机申请服务类型标志，如无效则结束操作；

有效回复单元，用于当所述DHCPDiscovery报文合法且有效时，站级网络信息服务器根据服务申请类型字段向边缘一体机回复DHCPOffer报文；

组播地址获取单元，用于边缘一体机根据所述DHCPOffer报文得到组播地址信息；

所述有效回复单元，包括：

有效回复子单元，用于根据所述服务申请类型字段向边缘一体机的DHCP Offer报文中增加并设置Option82字段；当服务申请类型字段为1时，向DHCP Offer报文增加并设置Option82字段，且Option82字段为4字节的站级管理一体机云平台IP地址；当服务申请类型字段为2时，Option82字段为12字节，且前4字节为站级管理一体机云平台IP地址，后续4字节为组播管理网络的组播IP地址，再后续2字节为组播管理网络端口信息，再后续2字节为广播信息时间间隔，当服务申请类型字段为0时，Option82字段为空；

组播管理模块，用于所述边缘一体机根据所述组播地址信息，加入所述组播管理网络；

缓存模块，用于所述边缘一体机根据所述组播管理网络的汇报周期，定时发布资源及服务汇报信息，并对所述资源及服务汇报信息进行缓存；

可视化显示模块，用于站级管理一体机云平台接收所述资源和服务汇报信息，并对所述资源和服务汇报信息进行可视化显示。