WO2014053155A1 - Method and data processing arrangement for detecting repeatedly received messages in a cache of a receiving network device - Google Patents

Method and data processing arrangement for detecting repeatedly received messages in a cache of a receiving network device Download PDF

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WO2014053155A1
WO2014053155A1 PCT/EP2012/069340 EP2012069340W WO2014053155A1 WO 2014053155 A1 WO2014053155 A1 WO 2014053155A1 EP 2012069340 W EP2012069340 W EP 2012069340W WO 2014053155 A1 WO2014053155 A1 WO 2014053155A1
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received
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PCT/EP2012/069340
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Inventor
Holger Heine
Clemens Hoga
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/08—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by repeating transmission, e.g. Verdan system

Definitions

  • the present invention relates to the recognition of multiple received messages, so-called duplicates, in network devices within data networks for controlling power distribution networks, which are operated for example by means of the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP).
  • HSR High Availability Seamless Redundancy Protocol
  • PRP Parallel Redundancy Protocol
  • a latency is the duration of a message from the sender to the receiver, which ensures that, for example, a protection device quickly receives the necessary information to disconnect a conductive connection of the power supply network.
  • a Duplicate Filter is a hardware or software component that detects and discards messages received multiple times. This ensures that the receiving network device only processes or sends the message to it once, which is essential for the secure operation of the power network. In addition, a multiple processing of the same information or a multiple transmission of the same information within the data network is prevented.
  • the invention solves this problem in a method of the type specified above according to the invention in that the frequency with which messages are received with a particular source transmission address is determined and determined on the basis of the determined frequency, as for all source transmission addresses that for the respective sources Send address specific number of labels in the respective memory space is to be adjusted so that when an accumulation of incoming from the respective source broadcast address messages more labels are kept in the respective storage space as source source addresses, of which less frequently received messages.
  • the memory space allocated to a respective source transmission address is changed so that the memory size of the frequency with which
  • the robustness of the message transmission is ensured while at the same time the duplicate detection is improved given the memory location of the buffer.
  • the accumulation is determined by means of a statistical method. For example, it takes into account how many messages are received from a given source broadcast address over a given period of time.
  • the statistical method comprises a mean value calculation over time or a standard deviation, in particular an allan deviation
  • An average value calculation takes place, for example, over a fixed period of time and is advantageous because the averaging effects short-term effects on the frequency of incoming messages from certain source send addresses to the allocation of memory space.
  • Allan Deviation is advantageous because it is already used for time synchronization in energy supply networks according to the standard IEEE1588-2008 and therefore can be used particularly easily in the sense of the method according to the invention. Furthermore, the use of Allan Deviation is particularly advantageous because it can be used to determine information about the type of deviation from the mean value, in particular noise properties. In addition, Allan Deviation is less sensitive to a constant time or frequency sample than is the case for comparable statistical methods.
  • the messages are transmitted as Ethernet data telegrams in accordance with the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP).
  • HSR High Availability Seamless Redundancy Protocol
  • PRP Parallel Redundancy Protocol
  • the messages originate from network devices which comprise at least one of the device types LAN switches, Dual Attached Nodes for PRP (DANP), and Dual Attached Notes for HSR
  • DANP and DANH are network devices provided with two each for use in a data network suitable for seamless redundant communication, in particular a ring-shaped network
  • PRP and HRB are ideally suited as an adapter to enable the connection of single-attached nodes, ie network devices with only one network sport, in a seamless redundant network.
  • HQB are network devices for connecting two data networks together; they act as a bridge between two network rings.
  • the source transmission addresses used are MAC
  • MAC addresses allow a simple identification of a sending network device within the data network in a simple manner.
  • each tag comprises exactly one bit.
  • FPGAs in-field programmable logic gate arrays
  • each tag of each message is changed after a predetermined time such that if no second or multiple message with the same consecutive message number is received within the predetermined time, the tag indicates that this message is not already has been received.
  • This embodiment is advantageous in that with a given memory size for the highest consecutive message number no messages can be erroneously recognized as already received. If the aforementioned memory size comprises, for example, 4 bits, 16 different message numbers can be displayed. If no change is now made to the consecutive message number corresponding to the given time, it could happen that messages are already being sent from a source transmission address, which are counted up again.
  • a message not yet received could be erroneously recognized as already received, if previously received another message with the same serial message number.
  • the predetermined time can be adjusted according to the maximum possible number of displayable message numbers. If a detection of duplicates is carried out according to the standard IEC 62439-3, it is compulsory to set a given time as the parameter "AgingTime", which means that the specified time may also be the “AgingTime” of the standard IEC 62439-3 act.
  • a data processing arrangement for recognizing messages that have been received multiple times, each with a source transmission address and providing with a consecutive message number comprising a buffer in which a storage location can be set up for each source sending address; and comprising memory management means adapted to register in the buffer the highest consecutive message number of an incoming message of the respective source broadcast address in the respective memory location and to store a number of tags specific to the respective source broadcast address;
  • the identifiers for the consecutive counting of each last messages of the source transmission address determine whether they have already been received before; and further comprising an evaluation device which is suitable for determining the frequency with which messages arrive at a specific source transmission address and based on the determined
  • the data processing device comprises an Im application field programmable logic gate arrangement (FPGA).
  • FPGA Im application field programmable logic gate arrangement
  • Such an FPGA is of particular advantage because it has a lower latency in processing incoming messages and thus meets the requirements for fast data transfer within an energy automation network.
  • Another advantage of FPGAs is that FPGAs are extremely cost effective. Thus, they are particularly suitable For applications in which the same tasks always need to be performed in network devices with minimum time and at low cost.
  • the data processing arrangement is a network device of the device types LAN Switches, Dual Attached Notes for PRP (DNAP), Dual Attached Notes for HSR (DANH), PRP Redundancy Boxes (PRB), HSR Redundancy Boxes (HRB) or Assigned to HSR Quad Boxes (HQB).
  • the assignment of the data processing arrangement to one of the aforementioned device types has the same advantages as initially presented for the inventive method.
  • MAC addresses are recognized as source transmission addresses. In the case of the data processing arrangement, the same advantages result analogously as initially illustrated for the method according to the invention.
  • the memory management means is adapted to change each tag of each message after a predetermined time such that if no second or multiple message with the same consecutive message number is received within the predetermined time, the tag indicates that this message has not already been received.
  • FIG. 1 shows a known method, as has been explained in the introduction, for the detection of multiply received Messages in a cache of a receiving network device
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention for detecting multiply received
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the frequency of incoming messages in the embodiment of FIG. 2 as a function of the source broadcast address
  • FIG. 4 shows an embodiment of the data processing device according to the invention.
  • a message 2 or a data telegram 2 arrives.
  • the message 2 has a source transmission address 3 and a consecutive message number 4.
  • the consecutive message number 4 is denoted by m, where m is 9. It is thus the ninth message from the source send address 3 with the content Q4, a MAC address.
  • the message 2 has a message content X, e.g. a measured value or a control command.
  • a check 22 takes place as to whether it is the first message from the source send address 3 with content Q4. This is done by means of a check as to whether storage space 6 for the source transmission address 3 with content Q4 is already provided in a buffer 5 provided for this purpose. If this is not the case - indicated by 25 in the schematic illustration - then the message 2 is further processed or forwarded in the receiving network device according to step 27. In this case, a memory location 6 for messages of the source transmission address 3 with content Q4 is provided in the buffer 5. For each source transmission address 3, the highest previously received consecutive message number 4 has been entered in the respective memory location 6.
  • this is the message number 17 for the source send address 3 with content Q3; for the source transmission address 3 with content Q5, it is the message number 98.
  • the value 9 is entered as the continuous highest message number m.
  • For each source transmission address 3 is stored in each case in a window of six messages, whether each of the highest message number 4 preceding, so lower six message numbers were already received. If a previous message has already been received, this is noted with "Y" as the identifier 8 for yes, if this is not the case, then "N" is noted for no.
  • the buffer 5 has three different memory locations 6 for the source transmission addresses 3 with content Q3, Q5, Q6.
  • the highest consecutive message number 4 for example, with content 16 for the source send address 4 with content Q6, is noted.
  • a memory six indicator 8 is provided, in which it is noted whether the last preceding six messages below the highest consecutive message number 7 had already been received.
  • the area of the identifiers 8 is dynamically restructured in the buffer 5 so that a larger memory location 6 is kept ready for source transmission addresses 3, of which messages 2 are frequently received.
  • many messages 2 from the source send address 3 are input with content Q6, while only one message 2 is received from the source send address 3 Q3 and one message 2 from the source send address 3 with content Q5. Since a lot of messages 2 are received from the source transmission address 3 Q6, from the memory locations 6 for the source transmission addresses 3 with content Q3 and the source transmission address 3 with content Q5 respectively, three identifiers or identification memory areas 8 are taken from memory location 6 for the memory location Source broadcast address 3 with content Q6 added.
  • identification memory areas 8 for the source transmission address 3 with content Q3 and the source transmission address 3 with content Q5 are kept in the buffer 5, while for the source transmission address 3 with content Q6, of which frequently Messages 2 arrive, twelve identification memory areas 8 are kept. This ensures that a larger number of messages 2 can be checked for duplicates for the source transmission address 3 with content Q6.
  • the number of the source transmission addresses 3 is noted on an axis 33, while the number of messages of the respective source transmission addresses 3 received in a given time period is noted on the axis 11.
  • Figure 3 shows how the frequency of incoming messages
  • a data processing arrangement 40 comprises a buffer 5 in which a memory location 6 can be set up for each source transmission address 3. Furthermore, the data processing arrangement 40 according to the invention comprises a memory management device 41 which is suitable for entering into the buffer memory 5 in each case the highest consecutive message number 4 of an incoming message 2 of the respective source transmission address 3 in the respective memory location 6 and one for the respective one Sources transmit address 3 specific number of labels to store 8, where the labels 8 for the consecutive counting last messages 2 of the source transmission address 3 record whether they have been received before.
  • the data processing arrangement 40 comprises an evaluation device 42 which is suitable for determining the frequency with which messages 2 arrive at a specific source transmission address 3 and for determining 1 on the basis of the frequency determined, as for all source transmission addresses 3 the number of identifiers 8 specific to the respective source transmission address 3 is to be adapted in the respective memory location 6 in such a way that, in the event of an accumulation 9 of messages 2 arriving from the respective source transmission address 3, more identifiers 8 are kept available in the respective memory location 6 , as at source send addresses 3, of which less frequently 2 are received.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for detecting individual repeatedly received messages having a respective source-sender address and a continuous message number, wherein a storage space is already maintained in a cache for each source-sender address, and the highest respective continuous message number of a received message of the respective source-sender address is entered in each storage space, and a specific number of identifiers is saved for the respective source-sender address in each storage space, the identifiers for the respective last messages, in continuous numeration, of the source-sender address recording whether the messages have already been received, characterised in that the frequency with which messages with a particular source-sender address are received is detected and, on the basis of the detected frequency, it is determined for all source-sender addresses how the specific number of identifiers for the respective source-sender address should be adjusted in the respective storage space in order that, in the event of an accumulation of messages being received from the respective source-sender address, more identifiers are maintained in the respective storage space than for source-sender addresses from which messages are less frequently received. The invention further relates to a data processing arrangement.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Datenverarbeitungsanordnung für ein Erkennen von mehrfach empfangenen Nachrichten in einem Zwischenspei - eher eines empfangenden Netzwerkgerätes A method and data processing arrangement for recognizing multiple received messages in an intermediate memory of a receiving network device
Die vorliegende Erfindung betrifft das Erkennen von mehrfach empfangenen Nachrichten, sogenannten Duplikaten, bei Netz- werkgeräten innerhalb von Datennetzwerken zur Steuerung von Energieverteilungsnetzen, die beispielsweise mittels des High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) oder des Parallel Redundancy Protocol (PRP) betrieben werden. The present invention relates to the recognition of multiple received messages, so-called duplicates, in network devices within data networks for controlling power distribution networks, which are operated for example by means of the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP).
Bei der Automatisierung von Energieverteilungsnetzwerken kom- men häufig Netzwerkgeräte zum Einsatz, die Ethernet als Datenkommunikationsprotokoll verwenden. Standards für die Verwendung von Ethernet in Datennetzwerken sind beispielsweise in der Norm „IEC 61850" beschrieben. Für die Kommunikation innerhalb der Datennetzwerke zur Steuerung von Energievertei - lungsnetzen ist es von äußerster Wichtigkeit, dass Latenzzeiten bei der Kommunikation so gering wie möglich ausfallen. Dabei ist unter eine Latenzzeit die Laufzeit einer Nachricht vom Sender zum Empfänger zu verstehen. Nur auf diese Weise ist es gewährleistet, dass z.B. ein Schutzgerät schnell die nötige Information erhält, eine leitende Verbindung des Energieversorgungsnetzes zu trennen. Automation of power distribution networks often uses network devices that use Ethernet as the data communication protocol. Standards for the use of Ethernet in data networks are described, for example, in the standard "IEC 61850." For communication within the data networks for controlling power distribution networks, it is of the utmost importance that communication latency times be as low as possible A latency is the duration of a message from the sender to the receiver, which ensures that, for example, a protection device quickly receives the necessary information to disconnect a conductive connection of the power supply network.
Um zu gewährleisten, dass Nachricht zwischen den Netzwerkgeräten auf keinen Fall verloren gehen - auch nicht bei Störun- gen des Datennetzwerks, wie z.B. einem Ausfall eines Netzwerkgerätes innerhalb des Datennetzwerkes - werden Protokolle eingesetzt, bei denen Nachrichten auf unterschiedlichen Wegen von einem sendenden zu einem empfangenden Netzwerkgerät übertragen werden können. Durch diese Übertragung von Nachrichten auf mehreren Wegen ergibt sich das Problem, dass Nachrichten mehrfach bei dem empfangenden Netzwerkgerät eintreffen können. Damit das empfangende Netzwerkgerät diese zusätzlich eingegangenen Nachrichten erkennen kann, ist es notwendig, einen so genannten Duplikate-Filter einzusetzen. Ein Duplikate-Filter ist ein in Hardware oder Software vorgesehene Komponente, die mehrfach eingegangene Nachrichten erkennt und aussortiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das empfangende Netzwerkgerät die an es gerichtete Nachricht nur einmal verarbeitet oder weiterschickt, was für den sicheren Betrieb des Energieversorgungsnetzwerkes unerlässlich ist. Darüber hinaus wird auch eine Mehrfachverarbeitung der gleichen Information oder eine mehrfache Übermittlung der glei- chen Information innerhalb des Datennetzwerkes verhindert. In order to ensure that messages between the network devices are never lost - even in the event of data network problems such as a failure of a network device within the data network - protocols are used in which messages are sent from one sending to the other in different ways Network device can be transmitted. This transmission of messages in several ways creates the problem that messages may arrive at the receiving network device multiple times. In order for the receiving network device to recognize these additional incoming messages, it is necessary to to use a so-called duplicate filter. A Duplicate Filter is a hardware or software component that detects and discards messages received multiple times. This ensures that the receiving network device only processes or sends the message to it once, which is essential for the secure operation of the power network. In addition, a multiple processing of the same information or a multiple transmission of the same information within the data network is prevented.
Das Übermitteln von Nachrichten über verschiedene Netzwerkpfade wird häufig unter dem Begriff „Seamless Redundant"- Kommunikation zusammengefasst . Derzeit werden zwei Protokolle für solche Seamless Redundant-Kommunikationsprotokolle verwendet, nämlich das „High-Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR)" und das „Parallel Redundancy Protocol (PRP)". The transmission of messages across different network paths is often referred to as "seamless redundant" communication and currently two protocols are used for such Seamless Redundant communication protocols, the High-Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) and the Parallel Redundancy Protocol (PRP) ".
Aus dem Artikel „ The High-Availability Seamless redundancy protocol (HSR) : Robust fault-tolerant networking and loop prevention through duplicate discard" von Holger Heine und Oliver Kleineberg, erschienen im Konferenzband zum International Workshop on Factory Communication Systems (WFCS) , 2012 9th IEEE, im Mai 2012, ist ein Verfahren für ein Erkennen von jeweils mehrfach eingegangenen Nachrichten mit jeweils einer Quellen-Sendeadresse und mit einer fortlaufenden Nachrichtennummer bekannt, bei dem in einem Zwischenspeicher für jede Quellen-Sendeadresse ein Speicherplatz bereit gehalten wird und in jedem Speicherplatz jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer einer eingegangenen Nachricht der jeweiligen Quellen-Sendeadresse eingetragen wird und in jedem Speicherplatz eine für die jeweilige Quellen-Sendeadresse spezifische Anzahl von Kennzeichnungen gespeichert wird, wobei die Kennzeichnungen für die in fortlaufender Zählweise jeweils letzten Nachrichten der Quellen-Sendeadresse festhalten, ob diese zuvor bereits eingegangen sind. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein solches Verfahren mit einer verbesserten Speicherausnutzung der empfangenden Netz- werkgeräte bereit zu stellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren der oben angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch, dass die Häufigkeit, mit der Nachrichten mit einer bestimmten Quellen-Sendeadresse eingehen, ermittelt und anhand der ermittelten Häufigkeit bestimmt wird, wie für alle Quellen-Sendeadressen die für die jeweilige Quellen-Sendeadresse spezifische Anzahl von Kennzeichnungen in dem jeweiligen Speicherplatz so anzupassen ist, damit bei einer Häufung von von der jeweiligen Quellen- Sendeadresse eingehenden Nachrichten mehr Kennzeichnungen in dem jeweiligen Speicherplatz bereit gehalten werden als bei Quellen-Sendeadressen, von denen weniger häufig Nachrichten eingehen . From the article "The High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR): Robust fault-tolerant networking and loop prevention through duplicate discard" by Holger Heine and Oliver Kleineberg, published in the conference book of the International Workshop on Factory Communication Systems (WFCS), 2012 9th IEEE, May 2012, discloses a method of recognizing messages received multiple times, each with a source broadcast address and a consecutive message number, in which a memory space is kept in a buffer for each source broadcast address and in each memory location the highest consecutive message number of a received message is registered at the respective source broadcast address and a number of tags specific to the respective source broadcast address are stored in each memory location, the tags for the latest S-mail messages being consecutively counted note whether the address has already been received. It is the object of the invention to provide such a method with an improved memory utilization of the receiving network devices. The invention solves this problem in a method of the type specified above according to the invention in that the frequency with which messages are received with a particular source transmission address is determined and determined on the basis of the determined frequency, as for all source transmission addresses that for the respective sources Send address specific number of labels in the respective memory space is to be adjusted so that when an accumulation of incoming from the respective source broadcast address messages more labels are kept in the respective storage space as source source addresses, of which less frequently received messages.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der einer jeweiligen Quellen-Sendeadresse zugewiesene Speicherplatz so verändert, dass die Speichergröße der Häufigkeit, mit derIn the method according to the invention, therefore, the memory space allocated to a respective source transmission address is changed so that the memory size of the frequency with which
Nachrichten von der jeweiligen Quellen-Sendeadresse eintreffen, angepasst wird. Durch diese dynamische Speicherplatzverwaltung ist es gewährleistet, den im empfangenden Netzwerkgerät zur Verfügung stehenden Zwischenspeicher optimal auszu- nutzen, um mehrfach eingehende Nachrichten zu erkennen. Ein weiterer Vorteil ist es, dass durch die Ermittlung der Häufigkeit der eingehenden Nachrichten pro Sendequellenadresse und Zuweisung einer entsprechenden Speicherplatzgröße auch sichergestellt wird, dass bei einer besonders großen Anzahl von Quellen-Sendeadressen in dem betreffenden Netzwerk dieReceive messages from the respective source broadcast address. This dynamic storage management ensures that the buffer space available in the receiving network device is used optimally to recognize messages that arrive multiple times. Another advantage is that, by determining the frequency of incoming messages per source address and allocating a corresponding size of memory, it is also ensured that, given a particularly large number of source send addresses in the network in question, the
„aktivsten" Quellen-Sendeadressen stets am meisten Speicherplatz zugewiesen bekommen. Dies wäre bei einer Zwischenspeicherverwaltung gemäß dem obigen Stand der Technik nicht möglich, da jeder Quellen-Sendeadresse eine feste Anzahl von Kennzeichnungen, mithin eine feste Speichergröße, zugewiesen ist. Somit können bei Hinzukommen von weiteren Netzwerkgeräten innerhalb des Netzwerkes keine neuen Speicherplätze für neue Quellen-Sendeadressen in dem bekannten Zwischenspeicher angelegt werden. This would not be possible with buffer management according to the above prior art since each source send address is assigned a fixed number of tags, hence a fixed memory size no new memory slots for other network devices within the network new source send addresses are created in the known cache.
Bei der dynamischen Speicherverwaltung nach dem erfindungsge- mäßen Verfahren wird also die Robustheit der Nachrichtenübermittlung bei gleichzeitiger Verbesserung der Duplikateerkennung bei gegebenem Speicherplatz des Zwischenspeichers sichergestellt . In einer besonders bevorzugten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Häufung mittels eines statistischen Verfahrens ermittelt. Dabei wird beispielsweise beachtet, wie viele Nachrichten von einer jeweiligen Quellen-Sendeadresse über einen vorgegebenen Zeitraum einge- hen. In the dynamic memory management according to the method according to the invention, therefore, the robustness of the message transmission is ensured while at the same time the duplicate detection is improved given the memory location of the buffer. In a particularly preferred advantageous embodiment of the method according to the invention, the accumulation is determined by means of a statistical method. For example, it takes into account how many messages are received from a given source broadcast address over a given period of time.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform umfasst das statistische Verfahren eine Mittelwertsberechnung über die Zeit oder eine Standardabweichung, insbesondere eine „Allan Deviation". Eine Mittelwertsberechnung erfolgt beispielsweise über einen festgesetzten Zeitraum und ist von Vorteil, weil durch die Mittelung Kurzzeiteffekte bezüglich der Häufigkeit eintreffender Nachrichten von bestimmten Quellen-Sendeadressen auf die Zuweisung von Spei- cherplatz vermindert werden. In an advantageous development of the aforementioned embodiment, the statistical method comprises a mean value calculation over time or a standard deviation, in particular an allan deviation An average value calculation takes place, for example, over a fixed period of time and is advantageous because the averaging effects short-term effects on the frequency of incoming messages from certain source send addresses to the allocation of memory space.
Gleiches gilt auch für die Verwendung der Allan Deviation. Darüber hinaus ist die Verwendung der Allan Deviation vorteilhaft, weil sie gemäß dem Standard IEEE1588-2008 bereits zur Zeitsynchronisation bei Energieversorgungsnetzen eingesetzt wird und daher besonders einfach auch im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann. Weiterhin ist die Verwendung der Allan Deviation besonders vorteilhaft, da bei ihr Informationen über die Art der Abweichung vom Mit- telwert, insbesondere über Rauscheigenschaften, ermittelt werden können. Außerdem ist die Allan Deviation weniger empfindlich gegenüber einem konstanten Zeit- oder Frequenzver- satz der Stichprobe als dies bei vergleichbaren statistischen Verfahren der Fall ist. The same applies to the use of Allan Deviation. In addition, the use of Allan Deviation is advantageous because it is already used for time synchronization in energy supply networks according to the standard IEEE1588-2008 and therefore can be used particularly easily in the sense of the method according to the invention. Furthermore, the use of Allan Deviation is particularly advantageous because it can be used to determine information about the type of deviation from the mean value, in particular noise properties. In addition, Allan Deviation is less sensitive to a constant time or frequency sample than is the case for comparable statistical methods.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens werden die Nachrichten als Ethernet- Datentelegramme nach dem High Availibility Seamless Redundan- cy Protocol (HSR) oder dem Parallel Redundancy Protocoll (PRP) übertragen. Diese beiden Protokolle haben den Vorteil, dass eine so genannte Seamless Redundant Kommunikation inner- halb eines Datenkommunikationsnetzwerks ermöglicht wird. Dies bedeutet, dass eine Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger mehrere unterschiedliche Pfade nehmen kann, was die Robustheit der Datenkommunikation im Hinblick auf den Ausfall einzelner Übertragungspunkte beziehungsweise Übertragungspfa- de verbessert. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the messages are transmitted as Ethernet data telegrams in accordance with the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP). These two protocols have the advantage of enabling seamless redundant communication within a data communication network. This means that a message from a transmitter to a receiver can take several different paths, which improves the robustness of the data communication with regard to the failure of individual transmission points or transmission paths.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stammen die Nachrichten von Netzwerkgeräten, die wenigstens einen der Gerätetypen LAN-Switches , Dual Attached Nodes for PRP (DANP) , Dual Attached Notes for HSRIn a further preferred embodiment of the method according to the invention, the messages originate from network devices which comprise at least one of the device types LAN switches, Dual Attached Nodes for PRP (DANP), and Dual Attached Notes for HSR
(DANH) , PRP Redundancy Boxes (PRB) , HSR Redundancy Boxes (HRB) oder HSR Quad Boxes (HQB) umfassen. DANP und DANH sind für die Verwendung in einem für eine Seamless Redundant Kommunikation geeigneten Datennetzwerk, insbesondere einen ring- förmigen Netzwerk, vorgesehene Netzwerkgeräte mit je zwei(DANH), PRP Redundancy Boxes (PRB), HSR Redundancy Boxes (HRB) or HSR Quad Boxes (HQB). DANP and DANH are network devices provided with two each for use in a data network suitable for seamless redundant communication, in particular a ring-shaped network
Netzwerkports. PRP und HRB sind darüber hinaus gehend dafür geeignet, quasi als Adapter den Anschluss von Single-Attached Nodes, also Netzwerkgeräten mit nur einem Netzwerksport, in einem Seamless Redundant Netzwerk zu ermöglichen. HQB sind Netzwerkgeräte für das Verbinden von zwei Datennetzwerken miteinander; sie fungieren quasi als Brücke zwischen zwei Netzwerkringen . Network ports. In addition, PRP and HRB are ideally suited as an adapter to enable the connection of single-attached nodes, ie network devices with only one network sport, in a seamless redundant network. HQB are network devices for connecting two data networks together; they act as a bridge between two network rings.
Die Verwendung solcher Gerätetypen ist von Vorteil, weil es sich um typischerweise in Energieautomatisierungsnetzwerken vorkommende Gerätetypen handelt. Der vorgenannte Stand der Technik erläutert die Verwendung der beschriebenen Netzwerk- gerate ausführlich und soll daher vollständig der Offenbarung dieser Anmeldung hinzugerechnet werden. The use of such device types is advantageous because they are typically types of devices found in power automation networks. The aforementioned prior art explains the use of the described network It should therefore be added in full to the disclosure of this application.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden als Quellen-Sendeadressen MAC-In another preferred embodiment of the method according to the invention, the source transmission addresses used are MAC
Adressen verwendet. Dies ist von Vorteil, weil MAC-Adressen auf einfache Weise eine eindeutige Identifikation eines sendenden Netzwerkgerätes innerhalb des Datennetzwerkes ermöglichen . Addresses used. This is advantageous because MAC addresses allow a simple identification of a sending network device within the data network in a simple manner.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als mehrfach eingegangene Nachrichten erkannte Nachrichten verworfen. Dies hat den Vorteil, dass bei dem empfangenden Netzwerkgerät keine doppelte oder gar mehrfache Verarbeitung von Nachrichten gleichen Inhalts von der gleichen Quellen-Sendeadresse erfolgt. Dies spart Verarbeitungskapazität ein, was die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Netzwerkgerätes erhöht beziehungsweise eine mit weniger Computerressourcen einhergehende Verarbeitung eingehender Nachrichten ermöglicht. Weiterhin wird das Weitersenden von als mehrfach eingegangenen Nachrichten erkannten Nachrichten innerhalb des Netzwerkes unterbunden, was die Belastung des Netzwerkes mit Nachrichtenverkehr verringert. Eine solche Verringerung des Nachrichtenverkehrs stellt si- eher, dass bei einer Übermittlung von Nachrichten über mehrere Netzwerkgeräte hinweg die Latenzzeiten der Netzwerkgeräte minimal sind, da keine oder nur sehr kurze Warteschlagen für noch zu versendende Nachrichten bereitgehalten werden müssen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens umfasst jede Kennzeichnung genau 1 Bit. Dies ist von Vorteil, weil zur Verarbeitung von eingehenden Nachrichten innerhalb von Netzwerkgeräten häufig so genannte Im-Anwendungsfeld-programmierbare-Logik-Gatter-Anordnungen (FPGA) eingesetzt werden. Diese Anordnungen zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit eingehender Informationen aus, stellen jedoch nur einen sehr geringen Speicherplatz für einen Zwischenspeicher zur Verfü- gung. Daher ist es von besonderer Bedeutung, dass die Kennzeichnungen für jeweils bereits eingegangene Nachrichten so speicherplatzsparend wie möglich gespeichert werden. Bei der Verwendung von nur einem Bit als Kennzeichnung kann eine 1 für eine bereits zuvor eingegangene Nachricht und eine 0 für eine noch nicht zuvor eingegangene Nachricht stehen. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, messages recognized as messages received multiple times are discarded. This has the advantage that the receiving network device does not duplicate or even process messages of the same content from the same source transmission address. This saves processing capacity, which increases the processing speed of the network device or enables processing of incoming messages with less computer resources. Furthermore, retransmission of messages recognized as multiple incoming messages within the network is inhibited, which reduces the burden on the network of message traffic. Such a reduction in message traffic tends to reduce the latency of the network devices when transmitting messages across multiple network devices, as there are no or very short queues for messages to be sent. In another preferred embodiment of the method according to the invention, each tag comprises exactly one bit. This is advantageous because so-called in-field programmable logic gate arrays (FPGAs) are often used to process incoming messages within network devices. These arrangements are characterized by an extremely high processing speed of incoming information, but provide only a very small storage space for a temporary storage. supply. Therefore, it is of particular importance that the labels for each already received messages are stored as memory-saving as possible. When using only one bit as a label, a 1 can stand for a previously received message and a 0 for a message not yet received.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird jede Kennzeichnung jeder Nachricht nach einer vorgegebenen Zeit dahingehend geändert, dass, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeit keine zweite oder mehrfache Nachricht mit dergleichen fortlaufenden Nachrichtennummer empfangen wird, die Kennzeichnung anzeigt, dass diese Nachricht nicht bereits eingegangen ist. Diese Ausführungsform ist dadurch vorteilhaft, dass bei einer vorgegebenen Speichergröße für die höchste fortlaufende Nachrichtennummer keine Nachrichten fälschlicherweise als bereits eingegangen erkannt werden können. Umfasst die vorgenannte Speichergröße beispielsweise 4 Bit, so können 16 unterschiedliche Nachrich- tennummern dargestellt werden. Wird nun keine Änderung der fortlaufenden Nachrichtennummer entsprechend der vorgegebenen Zeit vorgenommen, so könnte es passieren, dass von einer Quellensendeadresse bereits Nachrichten versandt werden, die wieder von Neuem heraufgezählt werden. Solchenfalls könnte eine noch nicht eingegangene Nachricht fälschlicherweise als bereits eingegangen erkannt werden, wenn vorher eine andere Nachricht mit dergleichen fortlaufenden Nachrichtennummer einging. Die vorgegebene Zeit kann entsprechend der maximal möglichen Anzahl darstellbarer Nachrichtennummern angepasst werden. Wenn eine Erkennung von Duplikaten entsprechend der Norm IEC 62439-3 vorgenommen wird, so ist das Einstellen einer vorgegebenen Zeit als Parameter „AgingTime" zwingend vorgeschrieben. Insofern kann es sich bei der vorgegebenen Zeit auch um die „AgingTime" der Norm IEC 62439-3 handeln. In another preferred embodiment of the method according to the invention, each tag of each message is changed after a predetermined time such that if no second or multiple message with the same consecutive message number is received within the predetermined time, the tag indicates that this message is not already has been received. This embodiment is advantageous in that with a given memory size for the highest consecutive message number no messages can be erroneously recognized as already received. If the aforementioned memory size comprises, for example, 4 bits, 16 different message numbers can be displayed. If no change is now made to the consecutive message number corresponding to the given time, it could happen that messages are already being sent from a source transmission address, which are counted up again. In this case, a message not yet received could be erroneously recognized as already received, if previously received another message with the same serial message number. The predetermined time can be adjusted according to the maximum possible number of displayable message numbers. If a detection of duplicates is carried out according to the standard IEC 62439-3, it is compulsory to set a given time as the parameter "AgingTime", which means that the specified time may also be the "AgingTime" of the standard IEC 62439-3 act.
Weiterhin ist es Gegenstand der Erfindung, eine Datenverarbeitungsanordnung für ein Erkennen von jeweils mehrfach eingegangenen Nachrichten mit jeweils einer Quellen-Sendeadresse und mit einer fortlaufenden Nachrichtennummer bereitzustellen, umfassend einen Zwischenspeicher, in dem für jede Quellen-Sendeadresse ein Speicherplatz einrichtbar ist; und umfassend eine Speicherverwaltungseinrichtung, die dafür geeig- net ist, in dem Zwischenspeicher jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer einer eingegangenen Nachricht der jeweiligen Quellen-Sendeadresse in dem jeweiligen Speicherplatz einzutragen und eine für die jeweilige Quellen-Sendeadresse spezifische Anzahl von Kennzeichnungen zu speichern; dabei halten die Kennzeichnungen für die in fortlaufender Zählweise jeweils letzten Nachrichten der Quellen-Sendeadresse fest, ob diese zuvor bereits eingegangen sind; und weiterhin umfassend eine Auswerteeinrichtung, die dafür geeignet ist, die Häufigkeit, mit der Nachrichten mit einer bestimmten Quellen-Sende- adresse eingehen, zu ermitteln und anhand der ermitteltenFurthermore, it is the object of the invention to provide a data processing arrangement for recognizing messages that have been received multiple times, each with a source transmission address and providing with a consecutive message number comprising a buffer in which a storage location can be set up for each source sending address; and comprising memory management means adapted to register in the buffer the highest consecutive message number of an incoming message of the respective source broadcast address in the respective memory location and to store a number of tags specific to the respective source broadcast address; In this case, the identifiers for the consecutive counting of each last messages of the source transmission address determine whether they have already been received before; and further comprising an evaluation device which is suitable for determining the frequency with which messages arrive at a specific source transmission address and based on the determined
Häufigkeit zu bestimmen, wie für alle Quellen-Sende-adressen die für die jeweilige Quellen-Sendeadresse spezifische Anzahl von Kennzeichnungen in dem jeweiligen Speicherplatz so anzupassen ist, damit bei einer Häufung von von der jeweiligen Quellen-Sendeadresse eingehenden Nachrichten mehr Kennzeichnungen in dem jeweiligen Speicherplatz bereit gehalten werden als bei Quellen-Sendeadressen, von denen weniger häufig Nachrichten eingehen. Bei der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingangs dargestellt. Frequency to determine how to adjust, for all source send addresses, the number of tags in the respective memory location specific to the respective source send address so that more tags in the respective memory location will accumulate as more messages are received from the respective source send address be kept ready than at source send addresses, of which fewer are received messages. In the case of the data processing arrangement according to the invention, the same advantages as in the method according to the invention are shown in the introduction.
In einer besonders bevorzugten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung umfasst die Datenverarbeitungseinrichtung eine Im-Anwendungsfeld- programmierbare-Logik-Gatter-Anordnung (FPGA) . Ein solches FPGA ist von besonderem Vorteil, weil es eine geringere Latenzzeit beim Verarbeiten eingehender Nachrichten aufweist und somit die Erfordernisse für eine schnelle Datenübertragung innerhalb eines Energieautomatisierungsnetzwerks erfüllt. Ein weiterer Vorteil einer FPGA ist es, dass eine FPGA äußerst kostengünstig ist. Somit eignen sie sich insbesondere für Einsatzfelder, bei denen stets gleiche Aufgaben mit minimalem Zeitaufwand und zu geringen Kosten in Netzwerkgeräten durchzuführen sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung ist die Datenverarbeitungsanordnung einem Netzwerkgerät der Gerätetypen LAN Switches, Dual Attached Notes for PRP (DNAP) , Dual Attached Notes for HSR (DANH) , PRP Redundancy Boxes (PRB) , HSR Redundancy Boxes (HRB) oder HSR Quad Boxes (HQB) zugeordnet. Die Zuordnung der Datenverarbeitungsanordnung zu einem der vorgenannten Gerätetypen hat sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung werden als Quellen-Sendeadressen MAC-Adressen erkannt. Bei der Datenverarbeitungsanordnung ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren darge- stellt. In a particularly preferred advantageous embodiment of the data processing device according to the invention, the data processing device comprises an Im application field programmable logic gate arrangement (FPGA). Such an FPGA is of particular advantage because it has a lower latency in processing incoming messages and thus meets the requirements for fast data transfer within an energy automation network. Another advantage of FPGAs is that FPGAs are extremely cost effective. Thus, they are particularly suitable For applications in which the same tasks always need to be performed in network devices with minimum time and at low cost. In a further preferred embodiment of the inventive data processing arrangement, the data processing arrangement is a network device of the device types LAN Switches, Dual Attached Notes for PRP (DNAP), Dual Attached Notes for HSR (DANH), PRP Redundancy Boxes (PRB), HSR Redundancy Boxes (HRB) or Assigned to HSR Quad Boxes (HQB). The assignment of the data processing arrangement to one of the aforementioned device types has the same advantages as initially presented for the inventive method. In a further particularly preferred embodiment of the data processing arrangement according to the invention, MAC addresses are recognized as source transmission addresses. In the case of the data processing arrangement, the same advantages result analogously as initially illustrated for the method according to the invention.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung ist die Speicherverwaltungseinrichtung dafür geeignet, jede Kennzeichnung jeder Nachricht nach einer vorgegebenen Zeit dahingehend zu ändern, dass, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeit keine zweite oder mehrfache Nachricht mit dergleichen fortlaufenden Nachrichtennummer empfangen wird, die Kennzeichnung anzeigt, dass diese Nachricht nicht bereits eingegangen ist. Bei der Datenverarbeitungsanordnung ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt . In another particularly preferred embodiment of the data processing arrangement according to the invention, the memory management means is adapted to change each tag of each message after a predetermined time such that if no second or multiple message with the same consecutive message number is received within the predetermined time, the tag indicates that this message has not already been received. In the case of the data processing arrangement, the same advantages arise analogously to those initially presented for the method according to the invention.
Zur Erläuterung der Erfindung zeigen in schematischen Dar- Stellungen To illustrate the invention show in schematic Dar- positions
Figur 1 ein bekanntes Verfahren, wie es eingangs erläutert wurde, für das Erkennen von mehrfach empfangenen Nachrichten in einem Zwischenspeicher eines empfangenden Netzwerkgeräts, FIG. 1 shows a known method, as has been explained in the introduction, for the detection of multiply received Messages in a cache of a receiving network device,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver- fahrens für ein Erkennen von mehrfach empfangenenFIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention for detecting multiply received
Nachrichten in einem Zwischenspeicher eines empfangenden Netzwerkgeräts Messages in a cache of a receiving network device
und Figur 3 ein Diagramm, das die Häufigkeit eingehender Nachrichten bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 in Abhängigkeit von der Quellen-Sendeadresse darstellt und Figur 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung .  and FIG. 3 is a diagram illustrating the frequency of incoming messages in the embodiment of FIG. 2 as a function of the source broadcast address, and FIG. 4 shows an embodiment of the data processing device according to the invention.
Gemäß Figur 1 geht eine Nachricht 2 beziehungsweise ein Datentelegramm 2 ein. Die Nachricht 2 weist eine Quellen-Sende- adresse 3 und eine fortlaufende Nachrichtennummer 4 auf. In dem gezeigten Beispiel ist die fortlaufende Nachrichtennummer 4 mit m bezeichnet, wobei m den Wert 9 aufweist. Es handelt sich folglich um die neunte Nachricht von der Quellen-Sendeadresse 3 mit dem Inhalt Q4 , eine MAC-Adresse. Weiterhin weist die Nachricht 2 einen Nachrichteninhalt X auf, z.B. einen Messwert oder einen Steuerbefehl . According to FIG. 1, a message 2 or a data telegram 2 arrives. The message 2 has a source transmission address 3 and a consecutive message number 4. In the example shown, the consecutive message number 4 is denoted by m, where m is 9. It is thus the ninth message from the source send address 3 with the content Q4, a MAC address. Furthermore, the message 2 has a message content X, e.g. a measured value or a control command.
Auf den Eingang der Nachricht 2 hin findet eine Überprüfung 22 statt, ob es sich um die erste Nachricht von der Quellen- Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 handelt. Dies erfolgt mittels einer Überprüfung, ob bereits in einem dafür vorgesehenen Zwischenspeicher 5 Speicherplatz 6 für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 vorgesehen ist. Ist dies nicht der Fall - in der schematischen Darstellung mit 25 angegeben - so wird die Nachricht 2 in dem empfangenden Netzwerkgerät gemäß Schritt 27 weiterverarbeitet beziehungsweise weitergeleitet. Dabei wird in dem Zwischenspeicher 5 ein Speicherplatz 6 für Nachrichten der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 bereitgestellt. Für jede Quellen-Sendeadresse 3 ist in dem jeweiligen Speicherplatz 6 jeweils die höchste bisher eingegangene fortlaufende Nachrichtennummer 4 eingetragen. Im Beispiel ist dieses für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q3 die Nachrichtnummer 17; für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q5 ist es die Nachrichtennummer 98. Bei der neueingegangenen Nachricht 2 von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 wird als fortlaufende höchste Nachrichtennummer m der Wert 9 eingetragen. Für jede Quellen-Sendeadresse 3 wird jeweils in einem Fenster von sechs Nachrichten gespeichert, ob die jeweils der höchsten Nachrichtennummer 4 vorangehende, also niedrigeren sechs Nachrichtennummern bereits eingegangen waren. Ist eine vorhergehende Nachricht bereits eingegangen, so wird dies mit „J" als Kennzeichnung 8 für Ja vermerkt; ist dies nicht der Fall, so wird „N" für Nein vermerkt. Weiterhin kann „J" in Computersprache als „1" und „N" als 0 gespeichert werden, so dass jede Kennzeichnung nur 1 Bit Speicherplatz be- legt. In dem dargestellten Beispiel ist dies bei den letzten vier Nachrichten vor der Nachricht 17 von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q3 der Fall; bei der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q5 ist es bei den Nachrichten 97, 95, 93 und 92 der Fall. Für die neueingetragene Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 wird nun ebenfalls jeweils für die sechs der Nachricht a vorangegangenen Nachrichternummern Speicherplatz (für die beschriebene Kennzeichnung) freigehalten. Dies sind die Kennzeichnungen 8 mit Inhalt m_i bis m_6, die für die Nachrichten 2 mit den fortlaufenden Nachrichtennummern 3 bis 8 kennzeichnen, ob diese bereits eingegangen sind. Für jede Quellen-Sendeadresse wird folglich eine feste Anzahl von 6 Kennzeichnungen 8 vorgesehen. Upon receipt of the message 2, a check 22 takes place as to whether it is the first message from the source send address 3 with content Q4. This is done by means of a check as to whether storage space 6 for the source transmission address 3 with content Q4 is already provided in a buffer 5 provided for this purpose. If this is not the case - indicated by 25 in the schematic illustration - then the message 2 is further processed or forwarded in the receiving network device according to step 27. In this case, a memory location 6 for messages of the source transmission address 3 with content Q4 is provided in the buffer 5. For each source transmission address 3, the highest previously received consecutive message number 4 has been entered in the respective memory location 6. In the example this is the message number 17 for the source send address 3 with content Q3; for the source transmission address 3 with content Q5, it is the message number 98. In the case of the newly arrived message 2 from the source transmission address 3 with content Q4, the value 9 is entered as the continuous highest message number m. For each source transmission address 3 is stored in each case in a window of six messages, whether each of the highest message number 4 preceding, so lower six message numbers were already received. If a previous message has already been received, this is noted with "Y" as the identifier 8 for yes, if this is not the case, then "N" is noted for no. Furthermore, "J" can be stored in computer language as "1" and "N" as 0, so that each tag occupies only 1 bit of memory space In the illustrated example, this is for the last four messages before the message 17 from the sources For example, the source transmission address 3 with content Q5 is the case for the messages 97, 95, 93, and 92. For the newly-written source transmission address 3 with content Q4, it will now also correspond to the six The message a preceding message numbers memory space (for the described label) are kept free.These are the identifiers 8 with content m_i to m_ 6 , which indicate for the messages 2 with the consecutive message numbers 3 to 8, whether they have already been received. Broadcast address is thus provided a fixed number of 6 labels 8.
Nach der Eintragung der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 der neueingegangenen Nachricht 2 in den Zwischenspeicher 5 ergibt sich eine Speicherbelegung, bei der für die Quellen- Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 vermerkt ist, dass die Nachricht 2 mit der höchsten bisher eingegangenen fortlaufenden Nach- richtennummer 4 die Nachricht 9 war und bis jetzt keine weiteren Nachrichten mit einer niedrigeren Nachrichtennummer eingegangen sind (Kennzeichnung N in den Feldern der sechs vorhergehenden Nachrichten) . After the entry of the source transmission address 3 with content Q4 of the newly received message 2 into the buffer memory 5, a memory assignment results, in which it is noted for the source transmission address 3 with content Q4 that the message 2 has the highest continuous input received so far. message number 4 was the message 9 and so far no further messages with a lower message number have been received (label N in the fields of the six preceding messages).
Wird bei der Überprüfung 22 jedoch gemäß Pfad 26 festgestellt, dass die eingehende Nachricht 2 von einer Quellen- Sendeadresse 3 stammt, die schon in dem Zwischenspeicher 5 erfasst ist, so erfolgt eine Überprüfung 23, ob die Nachricht 2 mit der fortlaufenden Nachrichtennummer m=9 bereits empfangen wurde. Ist dies bereits der Fall, so wird in dem Zwischenspeicher 5 in dem entsprechenden Speicherplatz 6 für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 die entsprechende Kennzeichnung 9 so geändert („J") , dass erkenntlich wird, dass bereits eine Nachricht 2 mit der Nachrichtennummer 9 von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 empfangen wurde. Solchenfalls wird die Nachricht 2 gemäß Schritt 26 verworfen. Ergibt sich bei der Überprüfung 23, dass die Nachricht 2 nicht bereits empfangen wurde (Pfad 29) , so wird in dem Zwi- schenspeicher 5 die entsprechende Kennzeichnung 9 für dieIf, however, the check 22 determines, according to path 26, that the incoming message 2 originates from a source transmission address 3 which is already registered in the buffer 5, a check 23 is made as to whether the message 2 has the consecutive message number m = 9 already received. If this is already the case, the corresponding identifier 9 is changed in the buffer memory 5 in the corresponding memory location 6 for the source transmission address 3 with content Q4 ("J") in such a way that it can be seen that there is already a message 2 with the message number 9 has been received from the source transmission address 3 with content Q4, in which case the message 2 is discarded in accordance with step 26. If the verification 23 indicates that the message 2 has not already been received (path 29), the memory is stored in the buffer 5 the corresponding marking 9 for the
Nachricht mit der fortlaufenden Nachrichtennummer 9 der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q4 entsprechend auf „J" geändert. Hierdurch wird in dem entsprechenden Speicherplatz vermerkt, dass die Nachricht 9 nun bereits empfangen wurde. Au- ßerdem wird die Nachricht 9, da sie das erste Mal empfangen wurde, gemäß Schritt 27 weiterverarbeitet beziehungsweise weitergeleitet . Message with the consecutive message number 9 of the source transmission address 3 having the content Q4 corresponding to "J", thereby indicating in the corresponding memory location that the message 9 has already been received, and message 9 being the first one Was received, processed according to step 27 or forwarded.
Treffen bei einem Verfahren gemäß Figur 1 eine Vielzahl von Nachrichten 2 ein, so werden gemäß Figur 2 die Kennzeichnungen 8, ob diese Nachrichten 2 bereits eingegangen sind, in dem Zwischenspeicher 5 vermerkt. Hierfür weist der Zwischenspeicher 5 drei verschiedene Speicherplätze 6 für die Quellen-Sendeadressen 3 mit Inhalt Q3 , Q5, Q6 auf. Für jede der Quellen-Sendeadressen ist jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer 4, beispielsweise mit Inhalt 16 für die Quellen-Sendeadresse 4 mit Inhalt Q6 , vermerkt. Außerdem ist zunächst für jede Quellen-Sendeadresse 3 jeweils ein Spei- cherbereich mit sechs Kennzeichen 8 vorgesehen, in dem vermerkt wird, ob die letzten vorangehenden sechs Nachrichten unterhalb der höchsten fortlaufenden Nachrichtennummer 7 bereits eingegangen waren. If in a method according to FIG. 1 a multiplicity of messages 2 arrive, then according to FIG. 2 the identifications 8, whether these messages 2 have already arrived, are noted in the buffer 5. For this purpose, the buffer 5 has three different memory locations 6 for the source transmission addresses 3 with content Q3, Q5, Q6. For each of the source send addresses, the highest consecutive message number 4, for example, with content 16 for the source send address 4 with content Q6, is noted. In addition, for each source transmission address 3, a memory six indicator 8 is provided, in which it is noted whether the last preceding six messages below the highest consecutive message number 7 had already been received.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun in dem Zwischenspeicher 5 der Bereich der Kennzeichen 8 dynamisch so umstrukturiert, dass für Quellen-Sendeadressen 3, von denen häufig Nachrichten 2 eingehen, ein größerer Spei- cherplatz 6 bereitgehalten wird. In dem dargestellten Beispiel gehen zahlreiche Nachrichten 2 von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q6 ein, während nur eine Nachricht 2 von der Quellen-Sendeadresse 3 Q3 und eine Nachricht 2 von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q5 eingeht. Da besonders viele Nachrichten 2 von der Quellen-Sendeadresse 3 Q6 eingehen, werden aus den Speicherplätzen 6 für die Quellen-Sendeadressen 3 mit Inhalt Q3 und die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q5 jeweils drei Kennzeichnungen beziehungsweise Kennzeichnungsspeicherbereiche 8 entnommen und dem Speicherplatz 6 für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q6 hinzugefügt. Auf diese Weise werden in dem Zwischenspeicher 5 nur noch je drei Kennzeichnungsspeicherbereiche 8 für die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q3 und die Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q5 bereitgehalten, während für die Quellen-Sende- adresse 3 mit Inhalt Q6 , von der häufig Nachrichten 2 eintreffen, zwölf Kennzeichnungsspeicherbereiche 8 bereitgehalten werden. So wird sichergestellt, dass für die Quellen- Sendeadresse 3 mit Inhalt Q6 eine größere Anzahl von Nachrichten 2 auf Duplikate überprüft werden kann. By using the method according to the invention, the area of the identifiers 8 is dynamically restructured in the buffer 5 so that a larger memory location 6 is kept ready for source transmission addresses 3, of which messages 2 are frequently received. In the illustrated example, many messages 2 from the source send address 3 are input with content Q6, while only one message 2 is received from the source send address 3 Q3 and one message 2 from the source send address 3 with content Q5. Since a lot of messages 2 are received from the source transmission address 3 Q6, from the memory locations 6 for the source transmission addresses 3 with content Q3 and the source transmission address 3 with content Q5 respectively, three identifiers or identification memory areas 8 are taken from memory location 6 for the memory location Source broadcast address 3 with content Q6 added. In this way, only three identification memory areas 8 for the source transmission address 3 with content Q3 and the source transmission address 3 with content Q5 are kept in the buffer 5, while for the source transmission address 3 with content Q6, of which frequently Messages 2 arrive, twelve identification memory areas 8 are kept. This ensures that a larger number of messages 2 can be checked for duplicates for the source transmission address 3 with content Q6.
Gemäß der Figur 3 ist auf einer Achse 33 die Nummer der Quellen-Sendeadressen 3 vermerkt, während auf der Achse 11 die in einem gegebenen Zeitraum eingegangene Anzahl von Nachrichten der jeweiligen Quellen-Sendeadressen 3 vermerkt ist. Die Fi- gur 3 stellt dar, wie die Häufigkeit eingehender NachrichtenAccording to FIG. 3, the number of the source transmission addresses 3 is noted on an axis 33, while the number of messages of the respective source transmission addresses 3 received in a given time period is noted on the axis 11. Figure 3 shows how the frequency of incoming messages
2 in dem in der Figur 2 dargestellten Beispiel strukturiert ist. Es gingen je eine Nachricht von der Quellen-Sendeadresse2 is structured in the example shown in FIG. There was a message from the source broadcast address
3 mit Inhalt Q3 und mit Inhalt Q5 ein, während von der Quel- len-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q6 insgesamt neun Nachrichten eingingen. Diese Häufung 19 eingehender Nachrichten von der Quellen-Sendeadresse 3 mit Inhalt Q6 ist der Auslöser für das dynamische Umstrukturieren der Kennzeichnungsspeicherplätze 8 in dem in Figur 2 gezeigten Beispiel. 3 with content Q3 and with content Q5, while from the source len send address 3 with content Q6 received a total of nine messages. This accumulation of 19 incoming messages from the source broadcast address 3 with content Q6 is the trigger for dynamically restructuring the tag storage locations 8 in the example shown in FIG.
Gemäß der Figur 4 umfasst eine Datenverarbeitungsanordnung 40 einen Zwischenspeicher 5, in dem für jede Quellen-Sendeadresse 3 ein Speicherplatz 6 einrichtbar ist. Weiterhin um- fasst die erfindungsgemäße Datenverarbeitungsanordnung 40 eine Speicherverwaltungseinrichtung 41, die dafür geeignet ist, in den Zwischenspeicher 5 jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer 4 einer eingegangenen Nachricht 2 der jeweiligen Quellen-Sendeadresse 3 in dem jeweiligen Speicher- platz 6 einzutragen und eine für die jeweilige Quellen- Sendeadresse 3 spezifische Anzahl von Kennzeichnungen 8 zu speichern, wobei die Kennzeichnungen 8 für die in fortlaufender Zählweise letzten Nachrichten 2 der Quellen-Sendeadresse 3 festhalten, ob diese zuvor bereits eingegangen sind. Außer- dem umfasst die Datenverarbeitungsanordnung 40 eine Auswerteeinrichtung 42, die dafür geeignet ist, die Häufigkeit, mit der Nachrichten 2 mit einer bestimmten Quellen-Sendeadresse 3 eingehen, zu ermitteln und anhand der ermittelten Häufigkeit 1 zu bestimmen, wie für alle Quellen-Sendeadressen 3 die für die jeweilige Quellen-Sendeadresse 3 spezifische Anzahl von Kennzeichnungen 8 in dem jeweiligen Speicherplatz 6 so anzupassen ist, damit bei einer Häufung 9 von von der jeweiligen Quellen-Sendeadresse 3 eingehende Nachrichten 2 mehr Kennzeichnungen 8 in dem jeweiligen Speicherplatz 6 bereitgehal- ten werden, als bei Quellen-Sendeadressen 3, von denen weniger häufig Nachrichten 2 eingehen. According to FIG. 4, a data processing arrangement 40 comprises a buffer 5 in which a memory location 6 can be set up for each source transmission address 3. Furthermore, the data processing arrangement 40 according to the invention comprises a memory management device 41 which is suitable for entering into the buffer memory 5 in each case the highest consecutive message number 4 of an incoming message 2 of the respective source transmission address 3 in the respective memory location 6 and one for the respective one Sources transmit address 3 specific number of labels to store 8, where the labels 8 for the consecutive counting last messages 2 of the source transmission address 3 record whether they have been received before. In addition, the data processing arrangement 40 comprises an evaluation device 42 which is suitable for determining the frequency with which messages 2 arrive at a specific source transmission address 3 and for determining 1 on the basis of the frequency determined, as for all source transmission addresses 3 the number of identifiers 8 specific to the respective source transmission address 3 is to be adapted in the respective memory location 6 in such a way that, in the event of an accumulation 9 of messages 2 arriving from the respective source transmission address 3, more identifiers 8 are kept available in the respective memory location 6 , as at source send addresses 3, of which less frequently 2 are received.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren (1) für ein Erkennen von jeweils mehrfach eingegangenen Nachrichten (2) mit jeweils einer Quellen-Sende- adresse (3) und mit einer fortlaufenden Nachrichtennummer (4) , bei dem 1. A method (1) for recognizing messages received in each case in multiple (2) each having a source transmission address (3) and a consecutive message number (4), in which
- in einem Zwischenspeicher (5) für jede Quellen- Sendeadresse (3) ein Speicherplatz (6) bereit gehalten wird und  - In a buffer (5) for each source transmission address (3) a memory space (6) is kept ready and
- in jedem Speicherplatz (6) jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer (7) einer eingegangenen Nachricht (2) der jeweiligen Quellen-Sendeadresse (3) eingetragen wird und  - In each memory location (6) in each case the highest consecutive message number (7) of an incoming message (2) of the respective source transmission address (3) is entered and
- in jedem Speicherplatz (6) eine für die jeweilige Quel- len-Sendeadresse (4) spezifische Anzahl von Kennzeichnungen (8) gespeichert wird,  a number of identifiers (8) specific to the respective source transmission address (4) is stored in each memory location (6),
- wobei die Kennzeichnungen (8) für die in fortlaufender Zählweise jeweils letzten Nachrichten (2) der Quellen- Sendeadresse (3) festhalten, ob diese zuvor bereits ein- gegangen sind,  - wherein the identifiers (8) for the consecutive counting in each case last messages (2) of the source transmission address (3) record whether they have previously been received,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Häufigkeit (11), mit der Nachrichten (2) mit einer bestimmten Quellen-Sendeadresse (3) eingehen, ermittelt wird und  the frequency (11) with which messages (2) arrive at a particular source transmission address (3) is determined, and
- anhand der ermittelten Häufigkeit (11) bestimmt wird, wie für alle Quellen-Sendeadressen (3) die für die jeweilige Quellen-Sendeadresse (3) spezifische Anzahl von Kennzeichnungen (8) in dem jeweiligen Speicherplatz (6) so anzupassen ist, damit bei einer Häufung (9) von von der jeweiligen Quellen-Sendeadresse (3) eingehenden - It is determined on the basis of the determined frequency (11) how for all source transmission addresses (3) the number of identifiers (8) specific to the respective source transmission address (3) in the respective memory location (6) is to be adapted an accumulation (9) of incoming from the respective source broadcast address (3)
Nachrichten (2) mehr Kennzeichnungen (8) in dem jeweiligen Speicherplatz (6) bereit gehalten werden als bei Quellen-Sendeadressen (3), von denen weniger häufig Nachrichten (2) eingehen. Messages (8) are kept in the respective memory location (6) more than at source transmission addresses (3), of which messages (2) are received less frequently.
2. Verfahren (1) nach Anspruch 1, 2. Method (1) according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Häufung (9) mittels eines statischen Verfahrens ermittelt wird . characterized in that the accumulation (9) is determined by means of a static method.
3. Verfahren (1) nach Anspruch 2, 3. Method (1) according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
das statische Verfahren eine Mittelwertsberechnung über die Zeit oder eine Standardabweichung, insbesondere eine Allan- Deviation, umfasst. the static method comprises a mean value calculation over time or a standard deviation, in particular an allan deviation.
4. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nachrichten (2) als Ethernet-Datentelegramme nach dem High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) oder dem Parallel Redundancy Protocol (PRP) übertragen werden. 4. Method (1) according to one of the preceding claims, in which the messages (2) are transmitted as Ethernet data telegrams according to the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP).
5. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nachrichten (2) von Netzwerkgeräten stammen, die wenigstens einen Gerätetypen LAN Switches, Dual Attached No- des for PRP (DANP) , Dual Attached Nodes for HSR (DANH) , PRP Redundancy Boxes (PRB) , HSR Redundancy Boxes (HRB) oder HSR Quadboxes (HQB) umfassen. 5. Method (1) according to one of the preceding claims, in which the messages (2) originate from network devices which comprise at least one device type LAN switches, Dual Attached Nodes for PRP (DANP), Dual Attached Nodes for HSR (DANH), PRP Redundancy Boxes (PRB), HSR Redundancy Boxes (HRB) or HSR Quadboxes (HQB).
6. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Quellen-Sendeadressen (3) MAC-Adressen verwendet werden . 6. Method (1) according to one of the preceding claims, in which MAC addresses are used as source transmission addresses (3).
7. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als mehrfach eingegangene Nachrichten (2) erkannte Nachrichten (2) verworfen werden. 7. Method (1) according to one of the preceding claims, in which messages (2) recognized as messages received multiple times are discarded.
8. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede Kennzeichnung (8) genau ein Bit umfasst. A method (1) according to any one of the preceding claims, wherein each tag (8) comprises exactly one bit.
9. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede Kennzeichnung (8) jeder Nachricht (2) nach einer vorgegebenen Zeit dahingehend geändert wird, dass, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeit keine zweite oder mehrfache Nachricht (2) mit dergleichen fortlaufenden Nachrichtennummer (7) empfangen wird, die Kennzeichnung (8) anzeigt, dass diese Nachricht (2) nicht bereits eingegangen ist. A method (1) according to any one of the preceding claims, wherein each tag (8) of each message (2) is changed after a predetermined time such that, if within the predetermined time no second or multiple message (2) is consecutive with the same message number (7), the flag (8) indicates that this message (2) has not already been received.
10. Datenverarbeitungsanordnung (40) für ein Erkennen von je- weils mehrfach eingegangenen Nachrichten mit jeweils einer Quellen-Sendeadresse (3) und mit einer fortlaufenden Nachrichtennummer (4), umfassend 10. A data processing arrangement (40) for detecting messages received in each case in multiple instances, each having a source transmission address (3) and having a consecutive message number (4)
- einen Zwischenspeicher (5), in dem für jede Quellen- Sendeadresse (3) ein Speicherplatz (6) einrichtbar ist - eine Speicherverwaltungseinrichtung (41) , die dafür geeignet ist, in dem Zwischenspeicher (5) jeweils die höchste fortlaufende Nachrichtennummer (7) einer eingegangenen Nachricht der jeweiligen Quellen-Sendeadresse (3) in dem jeweiligen Speicherplatz (6) einzutragen und eine für die jeweilige Quellen-Sendeadresse (3) spezifische Anzahl von Kennzeichnungen (8) zu speichern, wobei die Kennzeichnungen für die in fortlaufender Zählweise jeweils letzten Nachrichten der Quellen-Sendeadresse (3) festhalten, ob diese zuvor bereits eingegangen sind, und - eine Auswerteeinrichtung (42), die dafür geeignet ist, die die Häufigkeit (11), mit der Nachrichten (2) mit einer bestimmten Quellen-Sendeadresse (3) eingehen, zu ermitteln und anhand der ermittelten Häufigkeit (11) zu bestimmen, wie für alle Quellen-Sendeadressen (3) die für die jeweilige Quellen-Sendeadresse (3) spezifische a buffer memory (5) in which a memory location (6) can be set up for each source transmission address (3) - a memory management device (41) which is suitable for storing in the buffer memory (5) in each case the highest consecutive message number (7) a received message of the respective source transmission address (3) in the respective memory location (6) and to store a specific for the respective source transmission address (3) number of identifiers (8), wherein the markings for the consecutive count each last Keep track of messages from the source transmission address (3), whether they have already been received, and - an evaluation device (42) which is suitable for determining the frequency (11), with the messages (2) having a specific source transmission address ( 3), to determine and to determine from the determined frequency (11), as for all source transmission addresses (3) that for the respective source transmission address (3) specifi cal
Anzahl von Kennzeichnungen (8) in dem jeweiligen Speicherplatz (6) so anzupassen ist, damit bei einer Häufung (9) von von der jeweiligen Quellen-Sendeadresse (3) eingehenden Nachrichten (2) mehr Kennzeichnungen (8) in dem jeweiligen Speicherplatz (6) bereit gehalten werden als bei Quellen-Sendeadressen (3), von denen weniger häufig Nachrichten (2) eingehen. Number of labels (8) in the respective memory location (6) is adapted so that in an accumulation (9) from the respective source transmission address (3) incoming messages (2) more labels (8) in the respective memory location (6 ) are kept ready than at source broadcast addresses (3), of which messages (2) are less frequently received.
11. Datenverarbeitungsanordnung (40) nach Anspruch 10, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung (41) eine Im-11. Data processing arrangement (40) according to claim 10, in which the data processing device (41) has an im-
Anwendungsfeld-programmierbare-Logik-Gatter-Anordnung (FPGA) umfasst . Application Field Programmable Logic Gate Array (FPGA).
12. Datenverarbeitungsanordnung (40) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, 12. Data processing arrangement (40) according to one of claims 11 or 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Datenverarbeitungsanordnung (41) einem Netzwerkgerät der Gerätetypen LAN Switches, Dual Attached Nodes for PRP (DANP) , Dual Attached Nodes for HSR (DANH) , PRP Redundancy Boxes (PRB) , HSR Redundancy Boxes (HRB) oder HSR Quadboxes (HQB) zugeordnet ist. the data processing device (41) is assigned to a network device of the device types LAN Switches, Dual Attached Nodes for PRP (DANP), Dual Attached Nodes for HSR (DANH), PRP Redundancy Boxes (PRB), HSR Redundancy Boxes (HRB) or HSR Quadboxes (HQB) is.
13. Datenverarbeitungsanordnung (40) nach einem der Ansprüche13. Data processing arrangement (40) according to one of the claims
9 bis 12, 9 to 12,
welche für das Verarbeiten von Nachrichten (2) in Form von Ethernet-Datentelegrammen nach dem High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) oder dem Parallel Redundancy Proto- col (PRP) geeignet ist. which is suitable for processing messages (2) in the form of Ethernet data telegrams according to the High Availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) or the Parallel Redundancy Protocol (PRP).
14. Datenverarbeitungsanordnung (40) nach Anspruch 13, bei der als Quellen-Sendeadressen (2) MAC-Adressen erkennbar sind . 14. Data processing arrangement (40) according to claim 13, wherein the source transmission addresses (2) MAC addresses are recognizable.
15. Datenverarbeitungsanordnung (40) nach einem der Ansprüche15. Data processing arrangement (40) according to one of the claims
10 bis 14, 10 to 14,
bei der die Speicherverwaltungseinrichtung (41) dafür geeignet ist, jede Kennzeichnung (8) jeder Nachricht (2) nach ei- ner vorgegebenen Zeit dahingehend zu ändern, dass, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeit keine zweite oder mehrfache Nachricht (2) mit dergleichen fortlaufenden Nachrichtennummer (7) empfangen wird, die Kennzeichnung (8) anzeigt, dass diese Nachricht (2) nicht bereits eingegangen ist. wherein the memory management means (41) is adapted to change each tag (8) of each message (2) after a predetermined time so that, if within the predetermined time no second or multiple message (2) with the same consecutive message number (7), the flag (8) indicates that this message (2) has not already been received.
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