High Performance OPC UA Server SDK - OPC UA软件开发包 - 产品中心

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High Performance OPC UA Server SDK

High Performance OPC UA Server SDK

产品介绍

作为OPC UA技术的领先供应商，我们分析了当今OPC UA实施的问题和瓶颈。我们得出结论，只有完全重新设计可以解决问题，以提高性能，提高可扩展性，并增加OPC UA的安全性。这使得OPC UA可在最小的设备中使用，从而“IoT就绪”，并且还保证高端服务器的性能提高，高端服务器必须能够并行处理数千个连接。随着从零开始的新的软件架构和新的实现，我们已经实现了所有这些目标。当然，新的实现仍然与原始的OPC Foundation Stacks有线兼容。

并行性再研究

许多网络应用程序的一个问题是坏的多线程设计。创建太多线程没有一个明确的概念，这导致资源的巨大浪费，由于锁定问题的性能不佳，以及丢弃的CPU缓存。一些实现甚至每个连接创建一个线程，这是可扩展性的最糟糕的设计。

通过新的SDK，我们设计了一组OPC UA组件，它们可以彼此独立地并行工作，从而在多核CPU上实现无干扰的卓越性能。此外，该架构允许从最小微控制器中的单线程主环路驱动组件。

组件设计允许在单独的进程中运行组件，如网络编码器/解码器。这不仅可以提高性能，它还允许从沙盒机制，如Linux安全计算模式中受益。这允许禁用此过程的任何操作系统调用。在可能导致漏洞的错误的情况下，一旦攻击者试图访问禁止的操作系统功能，该过程就被OS终止。主进程检测到这一点，并可以重新启动终止的进程。

异步网络API

新的OPC UA实现基于完全异步的网络API作为OS抽象层。不同的网络后端允许受益于诸如POSIX AIO，Linux epoll，BSD kqueue或Windows完成端口API的现代操作系统特定API。这些API不会遇到像古老的Berkeley Socket API那样的可扩展性问题，并且是高性能服务器应用程序的启动器。这些API的使用允许减少上下文切换和复制操作的数量，这提高了在扩展到数千个连接时的性能。

有了这个新的API，我们还为非阻塞域名解析引入了解决方案，我们在今天的实现中确定了一个大的设计问题。

异步加密和PKI API
与网络API一样，今天的加密实现遭受同步阻塞实现。我们的新OPC UA实现完全异步设计来解决这个问题。支持开箱即用的两个不同的后端：OpenSSL和mbedTLS。随着时间的推移，可以添加更多后端。这个概念还允许添加硬件加速密码。异步设计现在允许将加密作业委托给硬件芯片，继续OPC UA通信，并且稍后处理硬件加密的结果，即使在单线程环境中也是如此。
提高性能
作为最大的性能瓶颈之一，我们确定了当今基于ANSI C的OPC UA实现的编码器/解码器组件。即便它比基于Java和C＃的堆栈更快，仍然没有发挥全部潜能。通过完全重新设计编码过程，我们可以为编码过程提高10倍的性能。取决于传输的数据的类型，这能够导致OPC UA协议的总体性能提升高达4倍。
小型化
在整个设计过程中，我们专注于小型化，使软件可用于嵌入式设备。模块化概念，可配置内存池和高效实施使其非常适合最小设备和物联网（IoT）。在运行Euros Real Time操作系统的采用ARM的演示设备上，我们能够在包含操作系统在内300K代码中集成OPC UA服务器。新的基于表的地址空间概念允许将巨大的地址空间与其他SDK中所需的内存的一小部分集成。它还支持完全驻留在ROM中的只读地址空间模型。
软件质量
为了从一开始就确保最好的质量，我们开发了一个全面的测试环境。使用这个工具集，我们已经能够实现98％的线覆盖和95％的分支覆盖。
支持的OPC UA服务
· 发现服务集：查找服务器，获取端点
    · 安全通道服务集：打开安全通道，关闭安全通道
    · 会话服务集：创建会话，激活会话，关闭会话
    · 查看服务集：浏览，浏览下一个，翻译浏览到节点ID，注册节点，注销节点的路径
    · 属性服务集：读，写
    · 方法服务集：调用
    · 监视项目服务集：创建监视项目，修改监视项目，删除监视项目，设置监视模式
    · 订阅服务集：创建订阅，修改订阅，删除订阅，设置发布模式，发布，重新发布
产品系列

版本	源代码
许可类型	源代码开发者许可证（单用户），评估许可证
支持的编译器	GCC, Clang, MinGW, MSVC
支持的平台	Linux, Windows, vxWorks, QNX, Segger embOS
支持的架构	x86, x86_64, ARM (32位和64位)
支持的加密库	OpenSSL v1.1.x, OpenSSL v3.x, mbedTLS >= v2.23
开发	CMake

支持的功能和配置文件
· 数据访问
· 方法
OPC UA特性和配置文件

类别	内容
常规	Nano Embedded Device 2017服务器配置文件部分，Micro Embedded Device 2017服务器配置文件部分，Embedded 2017 UA服务器配置文件部分
通用	核心服务器部分，公开类型系统服务器部分，基础服务器部分，方法服务器部分，文件访问服务器部分，节点管理服务器部分
安全配置文件	无，Basic128Rsa15(默认关闭)，Basic256(默认关闭)，Basic256Sha256，Aes128-Sha256-RsaOaep，Aes256-Sha256-RsaPss
用户令牌	匿名，用户名密码，用户X509
数据访问	DataAccess服务器部分，ComplexType 2017服务器部分
历史访问	所有服务和数据类型都在接口级别提供以实现这一点。没有进一步的SDK支持，例如数据库集成。SDK文档的教程中包含了一个历史示例服务器。
事件	地址空间通知器服务器部分，标准事件订阅服务器部分
方法	方法服务器部分
报警和条件	A&C基础条件服务器部分，A&C Refresh2服务器部分，A&C地址空间实例服务器部分，A&C启用服务器部分，A&C可确认报警服务器部分，A&C报警服务器部分
GDS支持	服务器和客户端可以由全球发现服务器管理。

供货范围
OPC UA服务器SDK
信息模型XML文件到二进制文件转换器
信息模型XML文件到C代码转换器
IPC框架
单元测试框架
单元测试套件，支持移植SDK
CMake构建文件
API文档，示例和教程
三年维护和支持
一个UaModeler授权许可

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OPC UA协议

OPC UA协议是一种应用层协议，其全称为OLE(Object Linking and Embedding) for Process Control Unified Architecture，该协议支持不同设备之间的通信，让工业自动化中通信设计流程得到简化，便于数据流的传输及工业控制器程序的稳定。北京盟通科技通过与Unified Automation公司合作，并结合技术团队多年的本土落地项目的实施经验，推出了OPC UA软件开发包，针对具体编译设计环境支持相应的语言配置，如C、C++、.Net和Java等，欢迎客户移步产品中心了解相关信息或与北京盟通科技联系： 产品中心 & 联系方式 。