TWI392317B - 多重通訊協定的網路註冊及位址解析 - Google Patents

Description

多重通訊協定的網路註冊及位址解析

本發明有關於公用事業網路，而更特別的是有關於一種操作公用事業網路管理系統之系統與方法，以用於與由公用事業所提供的商品輸送相關聯之裝置的網路基礎註冊、以及用於如此裝置的位址解析。

相關申請案之交互參照

本申請案為2008年3月27日所提申、標題為”多重通訊協定的網路註冊及位址解析”之美國專利申請案第12/127,601號之部分連續申請案，在此以引用方式合並參考之。

美國國家標準協會(ANSI)已經發展一系列的標準以及所相關聯的通訊協定，藉以致使諸如電力計量錶的公用事業計量錶所產生之資料能夠進行電子通訊。同樣的是，已經發展了與用於公用事業服務輸送的分配自動化(DA)裝置通訊之通訊協定。在此所揭露的本發明處理定址、位址解析以及所需提供這些標準所支援的廣泛網路服務之基礎建設。

例如，ANSI C12.19定義計量錶資料的格式以及包含如此資料的表格架構。ANSI計量通訊協定之較早版本係提供媒體相關機制以介接於遵照ANSI C12.19標準的計量錶。 這些較早版本其中兩個與本發明的上下文理解有密切關係：ANSI C12.18(或者PSEM)乃是設計用以將計量錶介接於串列傳輸埠上。其考慮到原始的通訊協定操作者(或“操作”)組，來允許計量錶的程式規劃詢問(亦即，”讀取”)以及程式規劃(亦即，”寫入”)。此種介面初始設計用於手握式裝置，但歸於網路連線的計量錶通訊模組的非標準化組所用。

ANSI C12.21所延伸之ANSI C12.18，藉以透過在電話系統上進行通訊的數據機提供計量錶之介面。

較新的標準C12.22以一種公用事業計量錶產業之方式產生，藉以忽略數種不同網路連線技術之複雜性。例如，諸多GPRS與CDMA1XRTT之蜂巢式技術已逐漸廣泛利用，些許有限規模的固網連線技術亦是如此。在共同分享用於住宅計量之大尺度固網概念之前，C12.22通訊協定係發展良好。

不管OSI網路模型中實體層(L1)上的任何不可知或者支援，C12.22標準必會維持資料鏈路(L2)以及網路(L3)層上的不可知性質。為此，C12.22會在應用層(L7)上提供用於定址、位址解析、維持狀態、片段/重組、與應用層路徑選擇之一方案、以及其他特點。就這些有用的服務與應用而言，其中一種係必須解析較低層的網路連線位址，藉以使用符合C12.22至C12.19之裝置遞送訊框。在一單調的”點對點”蜂巢式網路(例如，GPRS或CDMA1XRTT)中，此可能是一種簡單的處理：在一次註冊中，連結一個IP位址至一 C12.22應用層位址(亦即，一C12.22 apTitle)。並且在具有內建階層(或者約束)的較小網路中，此種處理乃是直接的。

然而，C12.22並非為了大尺度的網路連線商品之計量調度所設計的(例如，AMR/AMI以及建築物內部網路)；亦非針對其中基本網路基礎建設之位址為高度動態之環境所設計的。

在分配自動化之領域中，在公用事業服務輸送已經發展並且利用與分配自動化(DA)裝置進行通訊之通訊協定。

例如，不論其中所通訊的網路如何，MODBUS^®通訊協定定義一種控制器所識別以及使用的訊息架構。MODBUS說明諸如監控及資料擷取(SCADA)系統之一控制器所使用之處理，以請求諸如DA裝置的另一裝置之存取。再者，MODBUS說明SCADA系統將如何回應來自DA裝置的請求、以及如何檢測錯誤。

MODBUS通訊協定用來建立SCADA系統以及DA裝置之間的主從式通訊。MODBUS具有兩種型式的串列傳輸模式，ASCII與RTU。在ASCII串列傳輸模式中，將一訊息中每8位元的位元組傳送充當兩個ASCII參數，而在RTU串列傳輸模式中，將一訊息中每8位元的位元組傳送充當兩個4位元的十六進制字元。

在另一範例中，DNP 3.0為一種SCADA系統所使用的通訊協定，藉以將資料以及控制命令傳遞至DA裝置。DNP 3.0與MODBUS通訊協定一般操作於串列線路上，但其最近已經修改而同樣操作於TCP/IP上。在DNP 3.0的通訊協 定中，每個裝置皆具有兩個位元的位址。在MODBUS的通訊協定中，每個裝置皆具有單一位元的位址。當使用TCP/IP時，這兩種位址皆可與IP位址相關聯。典型的是，SCADA系統會與一小群該些裝置相通訊。SCADA系統決定將要傳送命令至DNP 3.0或MODBUS位址其中一者，並且接著查找一靜態表中的IP位址。然而，在其中所有節點皆與一公用後台辦公室主機相通訊的大規模網路架構下，一個或兩個位元組的位址可能不足以區別公用事業範圍中所有的裝置。再者，當加入不同的IP網路時，附接至DA裝置的DA通訊節點可能改變其IP位址。

藉由提供利用諸如網域名稱伺服器(DNS)的已知IP基礎應用通訊協定或者諸如LDAP的目錄伺服器技術之易於實施的系統，在此所揭露的本發明解決前述特定應用層的標準與協定之限制。本發明針對在應用層上進行通訊的裝置來指定DNS基礎的註冊支援以及位址解析服務。

為了輔助了解實施於本發明中之觀念，首先將參照其實現方式並配合支援C12.22標準的裝置來說明典範的實施例，之後再說明其他的實現方式。

此後定義與適切於C12.22標準的定址以及位址解析有關的架構觀念與構件：

˙C12.22裝置：一種主機代管C12.22應用程式並且提供C12.22通訊模組至少一個介面之模組。

˙C12.22通訊模組：提供C12.22裝置與中央公用事業伺服器之間雙向通訊的網路介面。

˙C12.22 apTitle：一種基於ASN.1編號之應用層位址。每一個C12.22通訊模組(或者節點)具有C12.22位址。該位址能夠是絕對或相對的。

˙C12.22繼動器：一種能夠將網路層(不是L2便是L3)位址解析成為跨於一個直接連接的媒體(例如，乙太網路LAN；RF子網路)之應用層位址之構件。繼動器同樣實現註冊與解析服務兩者。

˙C12.22主繼動器：一種能夠將網路層(不是L2便是L3)位址解析成為跨於所有部署媒體(例如，所有的子網路；諸如蜂巢式與固定式RF無線之所有網路；等等)之應用層位址之構件。C12.22主繼動器能夠解析C12.22繼動器所不能解析的網路位址。C12.22主繼動器實現註冊與解析伺服兩者。所有的C12.22節點需要註冊與位址解析之支援。

在使用IP基礎網路之先進讀表基礎建設的大規模(例如，住宅)調度中，特別是在其中諸如計量錶的端點之IP位址遭到改變(例如，一裝置會結合以及分離多數閘道器)之網路，一註冊功能係需要的，致使諸如公用事業公司的中央位置上的後台辦公室應用程式能夠徵詢端點。在IP基礎網路中，實現如此功能的一個裝置為利用網域名稱服務(DNS)。在本發明一種實現例中，公用事業無線網路中的網 路介面節點到多數閘道器係可為多路的(multi-homed)，並且藉由定義可以具有多數IP位址。在如此的實施例中，使用動態DNS之更新(同樣稱為DDNS)來滿足此種功能。

參照圖1，闡述一種傳統IP基礎公用事業網路之範例。為簡易了解構成本發明基礎的原理，在以下的範例中僅闡述並且探討單一個端點裝置。然而將會察知的是，在所揭露的觀點之實際實施例中，許多如此裝置(諸如每存取點具有數千或數萬個)可能出現在任何給定網路中。

網路的端點裝置110可結合一公用事業計量錶M1。可替代的是，端點裝置110可結合一DA裝置。網路端點會藉由建構子網路的區域網路130以及廣域網路140而與諸如在公用事業公司的後台辦公室伺服器之主機裝置120相通訊。例如，區域網路能夠是一種無線網路或者一種電力線載波(PLC)網路。廣域網路能夠是一種專屬網路或者一種共享網路，諸如網際網路。

藉由諸如閘道器的一個或者多個存取點150、151、152來提供區域網路130以及廣域網路140之間的介面。在區域網路之內，端點110會藉由通訊節點160而與一個或者多個存取點通訊。通訊節點包含一RF收發機，用以傳輸以及接收透過區域網路所傳輸的無線訊號，並且具有與OSI參考模組的網路層(L2或L3)所指定相關聯的位址，諸如一種IP位址。在所闡述的範例中，通訊節點能夠進行多路功能，亦即能夠透過三個不同的存取點150、151及152與主機120通訊。為了支援此種能力，通訊節點160具有所指 定的三個不同之IP位址，此等位址則分別與三個存取點相關聯。換言之，每當通訊節點註冊於一個存取點時，便指定新的IP位址給它。每個已指定的IP位址皆相應於一與相對應存取點相關聯的邏輯子網路。

端視通訊節點160以及一個存取點之間的距離、乃至影響訊號路徑與強度的其他因數而定，節點可能能夠直接與存取點通訊。在所闡述的範例中，節點160藉由繼動器170間接與每個存取點150、151及152通訊。這些繼動器可以是僅用以將資料封包從一個節點遞送至另一節點之專用裝置，或者其可以是與各別端點裝置相關聯的其他通訊節點。

在如此的IP基礎公用事業網路之操作中，主機120會藉由其IP位址來徵詢通訊節點160(並且藉由代理主機而徵詢通訊節點所連接的端點裝置110)。主機可接收用以輪詢與通訊節點160相關聯的計量錶M1之命令。依照接收此一命令，主機會傳送包含所欲裝置名稱的查找請求至名稱/位址解析伺服器180。在一個實施例中，伺服器180能夠是一種網域名稱伺服(DNS)之伺服器。在另一實施例中，伺服器180能夠提供一種目錄服務，例如LDAP。在以下的探討中，將參考利用DNS伺服器的實施例。然而將會察知的是，目錄伺服器同樣能夠用於所說明的實施例中，充當名稱/位址解析伺服器。

DNS伺服器包含一筆識別所指定給予已命名裝置的IP位址之記錄182。在所闡述的範例中，節點160具有所指定 的三個IP位址IPv61、IPv62與IPv63，分別與三個存取點150、151及152緊密聯繫。儘管些位址代表IPv6版本的位址，然而將會察知的是，能夠使用網際網路通訊協定的其他版本，此端視網路的結構而定。當多數位址指定給予一個裝置時，能夠利用優先測度(preference metric)來輔助回應請求而要返回的特殊位址之選擇。例如，每個位址能夠具有一個相關聯的加權數值W1、W2或W3。當註冊於一個存取點時，能夠藉由節點來指定此一加權數值，而基於多種標準之其中任何一個以指示節點與個別存取點之間的通訊鏈路之品質。能夠使用於優先測度的其他因數可以是路徑選擇的優先權、子網路配置、及/或服務群組。根據測度的數值，能夠將位址儲存為一種依序的列表。

相應於DNS查找請求，DNS伺服器會針對請求中所識別出的節點而擷取記錄182，並且將其中一個IP位址送回至主機120。典型的是，DNS伺服器將送回具有最高加權數值的IP位址，例如列表中的第一位址。然而就負載平衡目的而言，如果與其位址相關聯的存取點正在處理大量的網路流量，則DNS伺服器可能會選擇與具有更大能力來處理流量的另一個存取點相關聯的IP位址。

在從DNS伺服器180接收IP位址時，主機120產生一包含發往通訊節點160之輪詢命令的資料封包，並且透過與DNS伺服器180所提供的IP位址相關聯之特殊存取點來選擇至該節點之路徑。在接收此一封包時，節點160擷取其中所包含的資料(在此一狀況下為輪詢命令)，並且將之轉 交至相關聯的計量錶。在返回上，計量錶提供輪詢命令所提請的資料(例如，電流計量錶讀數)，此透過相同的存取點而在一回應封包中發送予主機。

圖2闡述一種傳統C12.22網路。當網路上諸如計量錶的C12.22裝置111啟動時，其透過其相關聯的通訊節點161而註冊於C12.22主繼動器181。該註冊能夠直接或者透過一中間C12.22繼動器153。不像上述的IP網路，C12.22裝置傳統上並不能夠進行多路功能，因而將本身僅註冊於一個繼動器，或者直接註冊於主繼動器。C12.22裝置會將其應用層的位址(稱為ApTitle)註冊於繼動器或主繼動器，。如果繼動器充當C12.22裝置之代理主機，則將C12.22裝置之ApTitle註冊主繼動器。

C12.22網路中的主機121可以是一種通告與驗證主機，其自然地透過C12.22標準徵詢裝置。當主機需要徵詢一個計量錶時，其便會傳送一個解析服務請求給予主繼動器181，其擷取適當的記錄183，並且將與所指定的計量錶相關聯的ApTitle送回。主機之後則會透過該裝置所註冊的繼動器或者直接透過主繼動器來徵詢計量錶。

在IP基礎的網路中，主機與計量錶或其通訊節點之間的通訊產生於網路層(L3)。相對的是，就12.22網路而言，主機與C12.22裝置之間的通訊發生於網路的應用層(L7)。不像由DNS伺服器所供應的網路層位址，應用層的位址不指示如何連接至該裝置。其僅提供裝置之網路名稱。C12.22網路之操作乃是基於存有應用層位址對網路層位址之一對 一映射之假設。

根據本發明，藉由利用IP DNS伺服器充當IP與C12.22基礎通訊兩者的註冊主機。將C12.22應用層之功能鋪設於IP基礎之基礎建設上。通訊能夠發生於IP層或者C12.22應用層上。在IP層上，主機應用程式能夠徵詢網路節點(並且藉由代理主機來徵詢網路節點所連接之一計量錶)。為了將此種服務延展至C12.22通訊，將C12.22註冊與解析服務實現於DNS伺服器之上。相似於其中IP基礎伺服使用一種特有的IP基礎DNS解析請求之方式，C12.22主機能夠利用一種對照於C12.22致能DNS伺服器之C12.22解析請求，以為端點(例如，符合C12.22標準的計量錶或戶內設備)的C12.22應用層徵詢之用。

配置以如此方式操作之網路範例闡述於圖3。定義特定C12.22 DNS資源記錄182’不僅包含用於與已給定的計量錶或其他C12.22裝置相關聯的通訊節點之IP位址或多個位址，尚且包含指定給予裝置的ApTitle。所以，當向DNS伺服器請求時，伺服器便能夠送回一位址連結(address binding)，其特有地與請求的型式有關(亦即，DNS請求會送回IP DNS格式的位址連結；C12.22解析請求則會送回C12.22格式的位址連結)。當以完全合格網域名稱出現時，動態DNS便會提供目前與已命名裝置相關聯的IP位址，亦即圖3範例中三個IPv6位址其中一個。

再者，由於資源記錄包含IP位址與C12.22 ApTitle兩者，因此其能夠相應於單一請求而送回兩種型式的位址。 例如，相應於DNS的請求，伺服器180即使未受到請求仍能夠判斷已識別的裝置之ApTitle，並且將之與適當位址一起送回。

以此種方式，DNS伺服器便會履行C12.22主繼動器之角色，以執行C12.22應用層上的註冊與解除註冊(C12.22服務)。裝置能夠在網路與應用層兩者上進行註冊(以及解除註冊)。相反地，不是網路便是應用層能夠在任一層上使註冊服務超載，藉以消除冗餘的註冊以及解除註冊封包。例如，在註冊其網路位址之後，通訊節點160可能會攔截來自裝置110的C12.22註冊請求，並且由於對先前已註冊的網路位址而言為多餘而將之拋棄。

在其特有的模式下，C12.22裝置會於網路的應用層(L7)與主機通訊。如同本發明的另一個特徵，使用IP基礎的通訊協定便能夠在網路層實現與C12.22裝置之通訊，同時該裝置會持續操作於其特有的模式。在本發明此一觀點上，當主機120傳送一個C12.22解析服務請求給予DNS伺服器180時，該伺服器並不送回請求中所指示的裝置之ApTitle。更確切的說，由於用於該裝置的DNS資源記錄包含裝置的IP位址與ApTitle兩者，因而能夠將IP位址送回。使用此一IP位址，主機之後便能夠將命令傳送至與該裝置相關聯的通訊節點160。

參照圖4，由通訊節點160在網路介面164上接收在網路上所傳送的IP格式的資料封包。例如在無線網路的狀況下，介面164能夠是一種無線收發器之構件。介面164會 將所接收到的資料封包遞送至一讀取該資料且根據C12.22通訊協定重新格式化其命令之處理器166。之後藉由裝置介面168而將C12.22格式的命令向前遞送至所預期的裝置。在目前所說明範例之狀況下，裝置介面168會支援C12.22通訊協定。回覆該命令的是，通訊節點在介面168上以符合C12.22標準的方式接收來自裝置的回應。處理器166會將該資料重新格式化成為IP封包，而不是以傳統的方式在應用層傳送此一回應，接著則透過介面164在網路上將之傳輸。所以，對C12.22裝置而言，網路的操作乃是透明的。利用C12.22通訊協定僅有的通訊則是計量錶或C12.22裝置及通訊節點之間者。網路上所有其他的通訊乃是基於IP通訊協定。

本發明此一觀點特別的優點為多路能力可施行於C12.22裝置。特別的是，由於利用IP基礎通訊協定而不是C12.22通訊協定將來自C12.22裝置的資料傳輸於網路上，因此能夠利用IP網路的特點與功能。所以，通訊節點160能夠選擇任何一者可取用的存取點150、151或152作為回到主機的返回路徑，，而不是受限於C12.22裝置所註冊的單一繼動器。由於多路能力所提供的路徑多樣性，到繼動器的鏈路失效因而將不會避免資料到達主機。相反的是增加整體C12.22系統的強健度。

網路上的其他端點(並無顯示)同樣可能或不是C12.22裝置。因此，該網路能夠是同種的：整個由符合C12.22之端點裝置所組成，或能夠是異種的：具有IP基礎與C12.22 基礎的端點裝置之混合。例如，端點裝置可以是一種DA裝置。

在可替代的實施例中，可實現DA裝置的網路基礎註冊以及位址解析之公用事業網路管理系統。如同之前所提及的，針對DA所發展的兩種標準通訊協定為DNP 3.0以及MODBUS。此外，熟知該項技術者將會察知的是，本發明能夠應用於其他的DA通訊協定。

之後定義與適切於DA通訊協定的定址以及位址解析有關的結構觀點與構件：

˙DA裝置：主機代管顧客軟體以及提供至少一串列或乙太網路介面予DA通訊節點之一模組，該顧客軟體支援至少一個諸如MODBUS與DNP 3.0的DA通訊協定。

˙通訊節點：提供DA裝置與中央公用事業SCADA系統之間的雙向通訊之網路介面。

圖5闡述用於管理DA裝置211的傳統監控與資料擷取“SCADA”系統網路。DA裝置之範例包含一產生器、斷路器、分接頭切換器、變電所自動化(SA)、饋線自動化(FA)、負載控制裝置(LCD)、負載點單元(LPU)、智慧型電子裝置(IED)、可程式邏輯控制器(PLC)、分配式控制系統(DCS)、以及分配式終端單元(DTU)。

當DA裝置在網路上啟動時，其便會透過所相關聯的DA通訊節點261而註冊於SCADA系統281。DA裝置具有經硬編碼於裝置中的靜態位址。DA裝置會將其應用層位址(也就是靜態DA裝置位址)註冊於SCADA系統。

在SCADA系統網路中，SCADA系統以及DA裝置之間的通訊發生於網路的應用層(L7)處。不像網路層位址，應用層位址並不指示如何連接至裝置。其僅提供裝置之網路名稱。SCADA系統網路之操作乃是基於存有應用層位址對網路層位址之一對一映射之假設。

根據本發明，藉由利用IP DNS伺服器來充當IP與DA通訊協定基礎通訊兩者之註冊主機，將DA應用層之功能附設於IP基礎的公共基礎建設上，諸如圖1中所敘述的通訊網路。通訊能夠進行於IP層或者DA應用層。在IP層上，主機應用程式能夠徵詢網路節點(並且藉由代理主機來徵詢經連接至網路節點之DA裝置)。為了延展此種服務至DA裝置之通訊，將DA裝置的註冊以及解析服務實現於DNS伺服器上。相似於其中IP基礎服務使用特有的IP基礎DNS解析請求之方式，SCADA系統網路能夠利用對照SCADA致能DNS伺服器之諸如MODBUS或DNP 3.0解析請求的一種DA通訊協定，以為端點(例如，符合DA通訊協定的DA裝置)之DA應用層徵詢用。

配置用以此種方式操作之網路範例闡述於圖6。定義特定的DA裝置之DNS資源記錄282’不僅包含IP位址或者用於與所給定的DA裝置相關聯的DA通訊節點之位址，尚包含指定給予該裝置的DA裝置位址。所以，當對DNS伺服器請求時，伺服器能夠送回特定而相關聯於請求型式的位址連結(亦即，DNS請求送回IP DNS格式的連結；DA通訊協定解析請求送回MODBUS或DNP 3.0格式的連結)。當以 完全合格的網域名稱出現時，動態DNS便會提供目前與已命名的裝置相關聯的IP位址，例如圖6範例中的三個IPv6位址其中一個。

再者，由於資源記錄包含IP位址與DA裝置位址兩者，因此其能夠回應單一請求而送回兩型式的位址。例如，在回應DNS請求中，伺服器280即使未提出請求亦能夠判斷已識別裝置之DA裝置位址，並且將之與適當IP位址一起送回。

在其特有的模式下，DA裝置會在網路的應用層(L7)與SCADA系統網路通訊。依照本發明的另一特點，能夠使用IP基礎之通訊協定在網路層實現與DA裝置之通訊，同時該裝置持續操作於其特有的模式下。在本發明此一觀點中，當主機220將一DA裝置的解析服務請求傳送至DNS伺服器280時，伺服器並不會將請求中所指示的裝置之DA裝置位址送回。更確切來說，由於裝置的DNS資源記錄包含該裝置的IP位址與DA裝置位址兩者，因此其能夠送回一個IP位址。使用此一IP位址，主機之後便能夠將一個命令傳送至與該裝置相關聯的DA通訊節點260。

再一次參照圖4，藉由網路介面164上的通訊節點160來接收在網路上所傳送的IP格式之資料封包。在無線網路的狀況下，例如，介面164能夠是無線收發器的一個構件。介面164會將所接收到的資料封包遞送至處理器166，其會讀取該筆資料並且根據DA裝置之通訊協定將其命令重新格式化。之後則藉由裝置介面168將DA通訊協定格式之命 令向前遞送至所預期的裝置，裝置介面168在此一範例中則是支援一個或者更多個的DA通訊協定。在返回上，通訊節點會在介面168上接收符合DA裝置通訊協定的裝置之回應。並不是以傳統的方式在應用層傳送此一回應，處理器166會將資料重新格式化成為IP封包，其之後則透過介面164而在網路上傳輸。所以，網路的操作對DA裝置來說乃是透明的。利用DA裝置通訊協定的唯一通訊係在DA裝置與通訊節點之間者。網路上所有其他的通訊乃是基於IP通訊協定。

本發明此一觀點特別的優點為使DA裝置的多路功能成為可行。特別是由於利用IP基礎的通訊協定而不是DA裝置之通訊協定來在網路上傳輸來自DA裝置的資料，因此能夠利用IP網路全部的特點與功能。所以，通訊節點260能夠選擇任何一個可取用的存取點250、251或者252作為返回至主機的路徑，而不受限於與DA裝置相關聯的固定位址所指定的單一路徑。由於多路功能所提供的路徑多樣性，其固定位址的鏈路之失效因此將無法避免資料到達主機。所以，整體SCADA系統的強健度增加。

例如，在具有符合DA裝置之端點裝置之網路中，DA裝置可透過串列通訊而與通訊節點通訊。在如此的網路中，網路節點具有由主機用來與具有DA裝置位址的DA裝置進行通訊之IP位址。就其本身而論，主機能夠經由通訊節點來輪詢一個特殊的DA裝置。

在另一範例中，至少某些DA裝置可透過以太網路連接 來通訊，並且具有其本身的IP位址。在此一狀況下，以DNS伺服器280伴隨著其所關聯的通訊節點260之IP位址來註冊DA裝置的IP位址。所以，主機可透過WAN輪詢並且直接與IP基礎DA端點裝置通訊。在如此的情況下，通訊節點260會識別出其所關聯的DA裝置之IP位址，並且充當一種轉交目的為IP位址的封包之繼動器。

大型的公用事業具有數個獨立的DNP 3.0或MODBUS SCADA系統網路，並且可能不需要藉由其通訊協定位址而用以識別裝置的位置或其所在的何種公司控制範圍。儲存於DNS伺服器中的DNS名稱能夠具有階層架構。此種架構能夠是依據其所連接的網路觀點的階層，或者能夠是依據該裝置所連接的何種公用事業操作者與變電所之觀點的階層。

熟知該項技術者將會察知的是，本發明能夠以其他形式來實施之，而不違反其精神與必需的特性。因此咸認為之前的說明為闡述之用，而非限制。藉由以下的申請專利範圍來指示本發明的範疇，因而預期在等效物的意義與範圍內所有的變更皆是包含於其中。

110‧‧‧端點裝置

111‧‧‧C12.22裝置

120‧‧‧主機裝置

121‧‧‧C12.22主機

130‧‧‧區域網路

140‧‧‧廣域網路

150,151,152‧‧‧存取點

153‧‧‧中間C12.22繼動器

160,161‧‧‧通訊節點

164‧‧‧網路介面

166‧‧‧處理器

168‧‧‧裝置介面

170‧‧‧繼動器

180‧‧‧名字/位址解析伺服器

181‧‧‧C12.22主繼動器

182,183‧‧‧記錄

210,211‧‧‧DA(分配自動化)裝置

220‧‧‧主機裝置

230‧‧‧無線區域網路

231‧‧‧區域網路

240‧‧‧廣域網路

250,251,252‧‧‧存取點

260,261‧‧‧DA通訊節點

270‧‧‧繼動器

280‧‧‧DNS伺服器

281‧‧‧SCADA(監控及資料擷取)系統

282’‧‧‧DNS資源記錄

當結合所附的圖式且藉由參照以下的細節說明，將更為簡易地察知以及較佳地了解本發明之前述觀點與諸多伴隨的優點，其中：圖1為一種IP公用事業網路之方塊圖； 圖2為根據C12.22標準操作的網路之方塊圖；圖3為包含C12.22裝置的IP網路之方塊圖；圖4為通訊節點之方塊圖；圖5為根據DA通訊協定標準操作的網路之方塊圖；以及圖6為包含DA裝置的IP網路之方塊圖。

210,211‧‧‧DA(分配自動化)裝置

220‧‧‧主機裝置

230‧‧‧無線區域網路

240‧‧‧廣域網路

250,251,252‧‧‧存取點

260,261‧‧‧DA通訊節點

270‧‧‧繼動器

280‧‧‧DNS伺服器

281‧‧‧SCADA(監控及資料擷取)系統

282’‧‧‧DNS資源記錄

Claims (57)

1. 一種在公用事業網路中的節點之間提供通訊之方法，包含：接收一請求用以在一個網域名稱服務或目錄服務下提供一應用層位址給予公用事業網路中符合C12.22的裝置；經由與該服務上所儲存的裝置相關聯的複數個網路位址來判斷該裝置的網路位址，該複數個位址包含一個應用層位址與至少一個網路層位址；以及送回至少一個與該裝置相關聯的網路層位址以回應該請求。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中根據網路位址的優先測度來判斷網路位址，該優先測度則係識別用以與該裝置相通訊的複數個網路位址中一者。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該網路位址的優先測度至少部份基於以下的網路特質中一者：路徑選擇優先權、子網路配置、以及服務族群。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該網路位址與至少一個C12.22 ApTitle包含於回應請求所送回的單一訊息中。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該服務實現於一個DNS伺服器中，而且其中DNS伺服器會判斷與其裝置相關聯的C12.22 ApTitle，並且將判斷後的ApTitle與網路層位址一起送回。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該服務實現於一 目錄伺服器中，而且其中該目錄伺服器會判斷與其裝置相關聯的C12.22 ApTitle，並且將判斷後的ApTitle與網路層位址一起送回。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中網路位址為一IP格式的位址。
8. 一種在公用事業網路中至少兩節點之間提供公用事業網路通訊之方法，包含：在網路位址解析服務下接收對公用事業網路中一特定節點的資源記錄請求；回應接收該資源記錄請求，從與公用事業網路中的節點相關聯的一個或者多個網路層位址之依序列表中，來對該公用事業網路中的節點選擇一網路層位址；針對該公用事業網路中的節點來判斷一個或者多個C12.22 ApTitle；以及送回判斷後的網路層位址以及判斷好的一個或者多個C12.22 ApTitle，以回應該請求。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中根據網路特質測度來維持依序列表，該網路特質測度會具體指定一網路中至少一個可測量觀點，以判斷與節點相通訊之網路位址的較佳順序。
10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中所接收到的資源記錄請求包含一請求，以送回與該資源記錄請求中所具體指定的節點相關聯的網路層位址。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該資源記錄請 求包含於對一DNS伺服器的請求。
12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該資源記錄請求為一目錄服務搜尋。
13. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在一DNS的回應中送回資源記錄請求，而且其中即使該請求並不特定送回C12.22 ApTitles，仍會執行C12.22 ApTitles之判斷。
14. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該資源記錄請求為一LDAP搜尋，而且其中即使該LDAP搜尋並不特定送回一個或多個C12.22 ApTitles，仍會執行C12.22 ApTitles之判斷。
15. 如申請專利範圍第9項之方法，其中網路層位址為一IP格式的位址。
16. 一種在公用事業網路中至少兩節點之間提供公用事業網路通訊之方法，包含：在網路位址解析服務下接收公用事業網路中一特定節點的資源記錄請求；根據網路位址度量，從與該特定節點相關聯的多個網路層位址之間判斷該特定節點之網路層位址；針對該特定節點來判斷一個或者多個C12.22 ApTitles；以及傳送已判斷後的網路層位址以及已判斷的C12.22 ApTitles以回應該請求。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該網路位址測度會具體指定與已判斷網路層位址相關聯的節點進行通訊 之較佳路徑。
18. 一種具有儲存於其中之資源記錄的網路名稱/位址解析伺服器，該等資源記錄則分別有關於一網路上的節點、並且包含一個或者多個與每個節點相通訊之位址，其中該等資源記錄中至少某些包含一節點之一識別、已識別的節點之一個或者多個網路層位址、以及該節點之至少一個應用層位址；而且其中回應一請求以提供一位址給予一特定節點，該伺服器會根據該請求而送回一網路層位址或該應用層位址。
19. 如申請專利範圍第18項之伺服器，其中該伺服器實現一網域名稱服務。
20. 如申請專利範圍第18項之伺服器，其中該伺服器實現一目錄服務。
21. 如申請專利範圍第20項之伺服器，其中該目錄服務為一LDAP。
22. 如申請專利範圍第18項之伺服器，其中回應一請求以提供一應用層位址，該伺服器會送回一網路層服務。
23. 一種在一公用事業網路中之節點，包含：一第一介面，其藉由C 12.22通訊協定而與相關聯的一裝置進行通訊；一第二介面，其藉由IP通訊協定與一網路進行通訊；以及一處理器，其回應透過該第二介面之IP基礎資料封包 之接收，來重新格式化該封包中的資料以遵照一C12.22通訊協定、並且透過該第一介面轉交已重新格式化的資料，以及其回應在該第一介面之C12.22重新格式化的資料之接收，將該資料重新格式化成為IP基礎之封包、並且透過該第二介面將該封包傳輸於該網路上。
24. 如申請專利範圍第23項之節點，其中該第二介面會以無線方式傳輸封包於該網路上。
25. 一種提供公用事業網路中節點之間的通訊之方法，包含：接收一請求用以在一領域名稱服務或者一目錄服務中一者下，提供公用事業網路中一DA裝置的一應用層位址，該DA裝置經配置以根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定進行通訊；從與該服務上所儲存的裝置相關聯的複數網路位址中判斷該DA裝置之一網路位址，該複數個位址包含一應用層位址與至少一個網路層位址；以及送回與裝置相關聯的至少一個網路層位址，以回應該請求。
26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中根據一網路位址優先測度來判斷該網路位址，該網路位址優先測度識別用來與裝置進行通訊的複數個網路位址中一者。
27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該網路位址優先測度至少一部份基於以下網路特質之其中一者：路徑選擇優先權、子網路配置、以及服務群組。
28. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該網路位址以及至少一個DA裝置位址包含於回應該請求所送回的單一訊息中。
29. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該服務實現於一DNS伺服器中，而且其中該DNS伺服器會判斷與其裝置相關聯的一DA裝置位址，並且將該已判斷後的DA裝置位址與網路層位址一起送回。
30. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該服務實現於一目錄伺服器中，而且其中該目錄伺服器會判斷與該裝置相關聯的DA裝置位址，並且將該已判斷後的DA裝置位址與網路層位址一起送回。
31. 一種在公用事業網路中至少兩節點之間提供公用事業網路通訊之方法，包含：在一網路位址解析服務下接收公用事業網路中一特定節點的一資源記錄請求；以回應接收該資源記錄請求，從與公用事業網路中的節點相關聯的一個或者多個網路層位址之一依序列表中，針對該公用事業網路中的節點來選擇一網路層位址；針對該公用事業網路中的節點來判斷一個或者多個DA裝置位址，以使節點根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定進行通訊；以及送回已判斷後的網路層位址以及已判斷的一個或者多個DA裝置位址，以回應該請求。
32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中根據一網路特 質測度來維持依序列表，該網路特質測度會具體指定一網路中至少一個可測量的觀點，藉以判斷與節點進行通訊之網路位址一較佳順序。
33. 如申請專利範圍第31項之方法，其中所接收到的資源記錄請求包含用一請求，以送回與該資源記錄請求中所具體指定的節點相關聯的網路層位址。
34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該資源記錄請求包含於對一DNS伺服器的一請求。
35. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該資源記錄請求為一目錄服務搜尋。
36. 如申請專利範圍第32項之方法，其中在一DNS回應中送回該資源記錄請求，而且其中即使該請求並不特定送回DA裝置位址，仍會執行DA裝置位址之判斷。
37. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該資源記錄請求為一LDAP搜尋，而且其中即使該LDAP搜尋並不特定送回一個或者多個DA裝置位址，仍會執行DA裝置位址之判斷。
38. 一種在公用事業網路中至少兩節點之間提供公用事業網路通訊之方法，包含：在一網路位址解析服務下接收公用事業網路中一特定節點的一資源記錄請求；根據一網路位址度量，從與該特定節點相關聯的多數網路層位址之間判斷該特定節點之一網路層位址；針對該特定節點來判斷一個或者多個DA裝置位址，以 使該特定節點根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定進行通訊；以及傳送已判斷後的網路層位址以及已判斷的DA裝置位址，以回應該請求。
39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該網路位址度量會具體指定與已判斷網路層位址相關聯的節點進行通訊之一較佳路徑。
40. 一種在一公用事業網路中之節點，包含：一第一介面，其藉由一DA裝置位址通訊協定與相關聯的裝置進行通訊，該DA裝置位址通訊協定使節點的第一介面根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定進行通訊；一第二介面，其藉由一IP通訊協定與一網路進行通訊；以及一處理器，其回應透過該第二介面的IP基礎資料封包之接收，重新格式化該封包中的資料以遵照一DA裝置位址通訊協定、並且透過該第一介面轉交已重新格式化的資料，以及其回應在該第一介面之DA裝置位址重新格式化的資料之接收，將該資料重新格式化成為IP基礎之封包、並且透過該第二介面將該封包傳輸於該網路上。
41. 如申請專利範圍第40項之節點，其中該第二介面會以無線方式傳輸封包於該網路上。
42. 一種在一網路上進行通訊之方法，包含：針對識別一分配自動化裝置(“DA裝置”)之一記錄，傳 送一個DNS查找請求給予一個網域名稱服務(“DNS”)伺服器，其中該記錄包含至少一個網際網路通訊協定(“IP”)位址及至少一個DA通訊協定位址，該DA通訊協定位址致能根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定之通訊；從該DNS伺服器接收至少該IP位址；產生一個資料封包；以及傳送該資料封包至與該IP位址相關聯的該DA裝置。
43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中該記錄包含複數個IP位址。
44. 如申請專利範圍第43項之方法，其中根據一IP位址優先測度而從該複數個IP位址中選擇一個IP位址，該IP位址優先測度識別用以與該DA裝置相通訊的複數個IP位址中一者。
45. 如申請專利範圍第44項之方法，其中該IP位址優先測度至少部份基於以下的網路特質中一者：路徑選擇優先權、子網路配置、以及服務族群。
46. 如申請專利範圍第42項之方法，其中該資料封包包含一IP通訊協定命令，其包括一請求或一命令中至少一者。
47. 如申請專利範圍第42項之方法，其中經由複數個通訊路徑中一者，將該資料封包傳送至與該IP位址相關聯的該DA裝置。
48. 如申請專利範圍第47項之方法，其中該等通訊路徑包含一個DA通訊節點。
49. 一種在一網路上進行通訊之方法，包含：從一主機接收一筆識別分配自動化裝置(“DA裝置”)的一記錄之一查找請求，其中該記錄包含至少一個網路位址及至少一個DA通訊協定位址，該DA通訊協定位址致能根據包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一通訊協定之通訊；以及將至少一應用層位址以及至少一個網路層位址送回至該主機，以回應於該查找請求。
50. 如申請專利範圍第49項之方法，其中該記錄包含複數個IP位址。
51. 如申請專利範圍第50項之方法，其中根據一IP位址優先測度而從該複數個IP位址中選擇一IP位址，該IP位址優先測度識別用以與該DA裝置進行通訊的複數個IP位址中一者。
52. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該IP位址優先測度至少部份基於以下的網路特質中一者：路徑選擇優先權、子網路配置、以及服務族群。
53. 如申請專利範圍第49項之方法，其中該資料封包包含IP通訊協定命令，其包括一請求或一命令中至少一者。
54. 如申請專利範圍第49項之方法，其中經由複數個通訊路徑中一者而將該資料封包傳送至與該IP位址相關聯的該DA裝置。
55. 如申請專利範圍第54項之方法，其中該等通訊路徑包含一DA通訊節點。
56. 一種在一網路上進行通訊之方法，包含：接收一筆與分配自動化裝置(“DA裝置”)相關聯的資料封包，其中該資料封包包含一網際網路通訊協定(“IP”)命令；重新格式化該IP命令成為包含MODBUS與DNP 3.0中至少一者的一DA通訊協定；以及將該DA通訊協定傳送至該DA裝置。
57. 如申請專利範圍第56項之方法，其中該資料封包包含一IP通訊協定命令，其包括一請求或一命令中至少一者。