基于工业互联网标识的园区网络应用蓝皮书

基于工业互联网标识的园区网络应用蓝皮书 工业互联网产业联盟（AII）2026年6月 声明 本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。 工业互联网产业联盟联系电话：010-62305887邮箱：aii@caict.ac.cn 编写说明 牵头编写单位：中国联通研究院 参与编写单位（排名不分先后）：中钢集团邢台机械轧辊有限公司、华为技术有限公司、东集技术股份有限公司、联通华盛通信有限公司、中国信息通信研究院、联通雄安产业互联网有限公司、联通数字科技有限公司、中国联合网络通信有限公司黑龙江省分公司 编写组成员（排名不分先后）： 中国联通研究院：史可、贾雪琴、韩政鑫、曹畅、张岩；中钢集团邢台机械轧辊有限公司：朱新宁，李超，郑培青，杨卜；华为技术有限公司：张镇伟、张婷、吴应根、张印熙；东集技术股份有限公司：于海斌、金明明、寇玉龙、叶文宁；联通华盛通信有限公司：衣莉莉、孙阳阳、王海涛、王振宇；中国信息通信研究院：张恒升、陈洁； 联通雄安产业互联网有限公司：胡华磊、罗园、高少品、安自鹏；联通数字科技有限公司：刘岩松、崔马剑、崔莹莹、范勇杰；中国联合网络通信有限公司黑龙江省分公司：张笑泳、董建、张莹。 1.愿景 传统园区信息化建设主要是为邮件、上网等办公业务服务，已经远不能满足数字化转型的需要，工业园区网络正在向提供超宽、极简、高品质体验和智能运维的方向发展。同时也将进一步融入新技术，以支持网络服务、园区业务、应用和终端的不断演进。 工业互联网标识解析体系作为工业互联网网络架构的重要组成部分，不仅是支撑网络互联互通的基础设施，也是实现数据共享的核心。将工业互联网标识与高品质万兆园区网络相结合，依托统一的工业互联网标识解析体系，在不升级存量工业终端/设备硬件、不改造固件的前提下，通过网络侧与外置辅助载体联动，实现工业终端的极速安全入网，以极简统一的网络架构支撑多工业终端厂商的数据互联互通，并依据工业互联网标识解析出的网络性能要求数据,为不同的工业终端、业务提供新的网络体验。这既能确保网络的高可靠性和业务的零中断，也极大简化了网络管理员的运维工作。 本蓝皮书聚焦园区网络与工业互联网标识的融合创新，研究基于工业互联网标识的工业园区网络技术方面的创新方案，助力工业园区端、网、云等产业链端到端协同、智能化发展，希望为工业企业数字化的推进提供支持与帮助。 2.核心价值 2.1.终端统一身份标识，极简安全入网 在工业园区网络中，不论是在工业办公区域，还是工厂生产区域，均存在大量物联网（InternetofThings,IoT)终端通过以太网（Ethernet,Eth）/WiFi/5G等方式接入到园区网络中，覆盖了从工业办公区域到工厂生产区域的广泛场景。这些工业终端数量多，种类多，厂商多，往往资源受限（内存、CPU等），且由于缺乏统一的身份标识体系以及传输协议，导致各工业终端在园区网络上的身份识别通常只能采用终端MAC地址，基于终端MAC地址做园区入网的准入控制。这样的方式存在以下两类问题： MAC地址易被仿冒带来的安全风险。在园区网络中，最常见的仿冒行为，可以轻松的将PC的MAC地址修改为工业终端的MAC地址，由此该PC即可通过网络认证并获取到相应的工业终端的网络权限，会给园区网络带来极大的安全隐患。 随机MAC导致的基于MAC认证机制失效。工业无线化的趋势越发明显，越来越多的智能工业终端均可采用WiFi接入网络，而且部分终端默认采用随机MAC方式接入，这意味着该MAC地址无法成为该终端的唯一身份标识，使得传统基于MAC认证的网络准入控制方式失效。 为了解决上述问题，建立一种统一的终端身份标识体系对于工业园区网络的准入安全至关重要。这一体系需要跨越传统的身份标识方式，实现不同技术域的策略协同。具体而言，基于工业互联网标识解析体系的园区网络准入控制系统可以很好的解决MAC地址作为终端身份标识面临的相关问题，使每个终端均有全球唯一的身份标识，且难以仿冒；基于全球统一的标识解析系统，网络准入控制系统通过统一的API即可获取丰富的终端信息，为终端在网络上的可视可控可管提供了强有力的支撑。通过这种跨域的策略协同，网络准入控制系统针对新终端可内置标识、存量终端不升级仅通过网络侧关联标识,实现了终端身份标识的统一和难仿冒性，还为终端在网络上的可视、可控、可管提供了强有力的支撑。这有助于提升工业园区网络的整体安全性和管理效率，推动工业互联网的深入发展。 2.2.精细化网络切片，策略随行 工业运行的各类指标数据至关重要，稳定可靠的网络是确保“数据上得来，智能下得去”的基础。随着工业IP化的发展，IP网络已成为承载多样化工业IoT业务的统一平台，有效避免了重复建网与繁复的网络维护工作。然而，这一模式也带来了新挑战： 性能需求的多样化：不同工业IoT业务对网络性能（如 带宽、时延、抖动等）有着各异的需求。如何使网络自动感知并响应这些具体诉求，为各业务提供定制化的性能保障，成为亟待解决的问题。 安全隔离的严格要求：基于安全考虑，各IoT业务间通常需保持隔离，不允许直接互访。这要求网络能够自动识别各业务所需的开放端口与通信对象，并迅速部署相应的访问策略。 由此可见，对工业终端业务所需的网络质量、网络安全诉求的自动感知，是提升工业IP网络一网承载品质的重要基础。 基于工业互联网标识解析体系和主动标识载体，对新终端可在内部置入工业互联网标识；对存量工业终端及设备不升级、不置入标识，由网络侧通过终端唯一物理特征关联全球唯一的工业互联网标识，并将终端对网络的性能、安全策略诉求等信息预置到工业互联网标识解析节点，为网络感知工业终端、网络与终端协同提供了一种有意义的解决方案：当终端接入IP网络时，向网络提供代表其身份的工业互联网标识，IP网络即可通过工业互联网标识解析系统获取到终端对网络的性能、安全策略诉求等信息，智能为终端划分可独立使用的网络切片，确保带宽不会被其他业务所抢占；同时可根据标识获取到终端对网络访问权限的诉求，自动的生成网络安全策略；做到真正的网络业 务跟随终端而行，无论终端在IP网络的任意位置接入，均可获取到相同的业务体验。 2.3.应用-网络-终端信息共享，提升园区网络品质 园区网络工业系统的基本模型可以抽象为由部署在云、边缘云或者数据中心等设施之上的工业应用、部署在工业现场的工业终端以及连接两者的园区网络组成，见图1。为了满足工艺流程、生产调度、运行维护等各方面需求，工业应用通过网络从终端获取数据或者向终端发送控制指令。 当前，由于工业应用、园区网络以及终端三者之间的信息缺乏共享机制，工业应用、终端、网络无法高效协同，导致园区网络不能高效地在同一张网络上同时承载运动控制、基于视觉的生产控制、超低时延的相关业务等。 工业互联网标识解析系统为工业企业、终端生产企业、网络运营企业提供了信息共享的有效机制：工业企业将工业应用的相关信息（如端到端时延、网络带宽、网络抖动等）发布在工业互联网标识节点上；终端生产企业也将终端的软硬件属性（如网络协议、网络带宽、CPU、存储空间等）发布在工业互联网标识节点上；当工业应用与工业终端发生数据交互时，网络可从工业互联网标识节点获取工业应用和终端的相关信息，从而形成有效的网络性能保障策略。 3.高品质园区网络技术框架与关键技术 3.1.技术框架 高品质园区网络基于工业互联网标识解析系统，借助工业互联网标识贯通工业应用的网络传输策略、终端属性信息与园区网络控制，为云/网/边/端高效协同、智能生产提供重要技术基础。该种网络不仅强调极速接入、极简架构、极致体验和极简运维，还以工业互联网标识为纽带，实现园区内数据要素的动态流动与信息共享。 如图2所示，工业终端通过蜂窝网络、WiFi或者以太网络接入到园区承载网络，来自工业终端的业务数据通过接入网、园区承载网最终到达企业平台。 为了保障工业终端可信，高品质园区网络的网络SDN（Software Defined Network，软件定义网络）控制器与主动标识载体服务平台、工业互联网标识解析节点等对接。高品质园区网络的SDN控制器作为核心组件，负责智能地管理和优化园区网络。SDN控制器与工业互联网标识解析系统、主动标识载体服务平台等对接，实现终端的身份验证、网络策略的动态配置与优化。通过综合分析园区网络各网元状态，利用机器学习等技术，SDN控制器可动态推演出最优的网络配置方案，并发送给相应网元以完成网络性能保障。高品质园区网络可以部署为单独网络，也可以跨多个运营商网络实现互联互通。SDN控制器的智能管理能力使得网络能够灵活适应不同运营商网络的环境，确保终端在任何位置都能获得稳定的网络接入和优质的服务。 主动标识载体服务平台对来自工业终端的工业互联网标识及凭证进行验证，以验证工业终端的身份； 工业互联网标识解析节点包括为终端企业服务的节点（简称终端企业节点），也可包括对工业企业服务的节点（简称工业企业节点）。其中终端企业节点中可包含终端的工业标识、终端属性等信息；工业企业节点中可包含终端的工业标识、工业应用的端口号、工业应用对网络带宽、时延和抖动的策略等。 当工业终端入网时，工业终端需要向网络SDN控制器上报工业标识。通过该工业标识，一方面，网络SDN控制器从工业企业节点获得相关工业终端的网络策略；另一方面，网络控制器从终端企业节点获得工业终端属性信息。基于以上信息综合分析园区网络各网元状态后，利用机器学习等技术，网络控制器可动态推演出最优的网络配置方案，并发送给相应网元以完成相应的网络性能保障。 本方案架构可有效支持园区网络的极速接入、极简架构、极致体验和极简运维四大特征，呈现园区网络高品质特点。 3.2.工业互联网标识解析系统 工业互联网标识解析系统的整体架构采用分层、分级模式构建，系统主要元素包括国家顶级节点、递归节点、 二级节点、企业节点，见图3。工业互联网标识解析系统既能够与国际上各种主要标识解析体系根节点实现互联互通，也能够面向各行业、各类工业企业提供标识解析服务。 国家顶级节点能够面向全国范围提供标识注册分配、解析、审核认证及数据托管等服务，并为行业节点和企业节点提供查询指引，中国已经建立北京、上海、重庆、广州、武汉5个国家顶级节点，以及南京、成都2个灾备节点。 递归节点由运营商参与建设，通过提供递归解析服务来支持标识解析系统运行，通过缓存等技术手段提升整体服务性能。递归节点收到来自终端的标识解析请求，首先查看本地缓存是否有查询结果，没有则返回应答路径查询，直至最终查询到标识所关联的地址或者信息，返回给终端， 并将请求结果进行缓存。 二级节点以行业、区域第三方服务龙头机构为主，负责面向行业或区域提供标识编码注册和标识解析服务。 企业节点则是边缘端的标识管理与解析节点是连接工业企业与设备的节点，用于企业内部提供对工业设备的标识解析和访问服务。 工业互联网标识解析能够根据工业标识（即工业标识编码）查询目标对象所在网络位置，对机器和物品信息进行唯一性的定位和信息查询，是实现工业系统的各种元素互联的问题、产品全生命周期管理和智能化服务的基础和前提。 高品质园区网络以工业标识为纽带，连通园区网络、平台、安全，畅通数据要素在园区各个环节的动态流动，实现有效的信息共享和数据交互，可赋能工业设备的数据采集应用、园区网络服务、产业链信息共享、安全保障等多个层面，促进工业园区更好的发挥产业集聚优势和产业链协同治理能力，构建更加开放的协同生态体系。 3.3.主动标识载体服务平台