CN104429009A - 在第一和第二通信设备之间的数据传输中用于数据包的双向传输的数据包以及用于传输这种数据包的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在第一和第二通信设备(3,4)之间进行数据传输(2)时用于数据包(1)的双向传输(2)的数据包(1)，以及一种用于传输这种数据包(1)的方法(100)。根据本发明，从第一(3)向第二通信设备(4)传输的数据包(1)包含对于所有之前由第一通信设备(3)在该数据传输(2)中接收的数据包(1)的确收信息(5,45)。

Description

在第一和第二通信设备之间的数据传输中用于数据包的双向传输的数据包以及用于传输这种数据包的方法

技术领域

本发明涉及一种用于尤其在自动系统中的主机/备用机配置下双向传输数据包的数据包，以及一种用于传输这种数据包的方法。

背景技术

从EP 1 743 225 B1中已知在用于控制技术过程(如产生能量)的自动化系统中的主机/备用机(备机)配置。

在此，主机系统(Master)通过快速物理通信连接，以太网，与备机或或者说备用机系统(Reserve)连接(冗余的主机/备用机配置)，其中经过快速的通信连接在主机和备用机之间双向交换数据，典型地以按照标准化的传输协议的数据包的形式并且典型地每个自动化周期一次。

这种具有时间关键的任务的冗余的主机/备用机系统，如在此在自动化系统中那样，要求尤其在自动化系统中，恰好在能量产生过程中用于在主机和备用机之间的数据双向交换的有效的、可靠的、可控的或受控的并且决定性的通信机制。

在此，对于数据交换的主要要求详细为：

a)具有决定性的传输时间的可靠的、受控或可控的并且鲁棒性的作用方式，

b)双向的数据交换(全双工)，

c)短暂或缩短的传送时间，

e)有效利用现有的运行资源，如计算时间等，以及通信带宽，

f)支持点对点连接，

g)利用标准化的传输协议，例如以太网。

还已知的是，基于对应于层4或更高根据OSI层或者说OSI参考模型的TCP/IP或类似通信协议来实现在联网系统的通信参与方/设备之间的数据交换。

这种标准通信协议在系统中在应用者层面上虽然例如经过不断交换如确收电报那样的相应的控制通知而接收了通信协议，却具有复杂且高开销的协议堆叠并且并非决定性的。

此外，按照这些机制运行的数据交换要求高的传输或传递时间，在此，从用于通信参与方之间的两个方向的传递时间相加得到用于在两个通信参与方之间的双向数据交换的总传递时间。

虽然用于数据传输的多种实时扩展强调决定性的传输时间，却在此也从用于通信参与方之间的两个方向的传递时间中相加得到总的传递时间。实时扩展也造成系统中更高的管理开销，对系统具有反作用并且于是也没带来与传递时间和效率有关的改进。

发明内容

本发明基于如下任务，即，尤其是在具有时间关键的任务的冗余系统中，如在自动化系统中的主机/备用机配置中，改进在通信参与方/设备之间的双向传输。

该任务通过在第一和第二通信设备之间的数据传输中用于数据包的双向传输的数据包，以及通过一种具有根据相应的独立权利要求的特征的、用于在第一和第二通信设备或者说通信参与方之间的数据传输中进行的数据包的双向传输中传输数据包的方法来解决。

根据本发明，从第一向第二通信设备传输的数据包包含对于所有之前已经由第一通信设备在该数据传输中接收的数据包的确收信息。

根据本发明，形成待从第一向第二通信设备传输的数据包，该数据包包含对于所有之前已经由第一通信设备在该数据传输中接收的数据包的确收信息。这样形成的数据包然后从第一通信设备向第二通信设备传输。

简单来说，按照本发明，在两个通信参与方之间的所限定或者说规定的数据传输或者说(数据)传递范围中的双向数据传输中，从一个通信参与方向另一个通信参与方传输的数据包除了待传输的有用数据之外，附加地包含所有所接收的数据的确收状态，或者说关于所有已经接收的数据的确收信息，这些数据是由另一通信伙伴在该所限定的传递范围中向通信参与方发送的。

换言之，按照本发明，在两个通信参与方之间双向地在根据本发明的数据包中同时传递有用数据和确收数据，其中确收数据包含所有已经接收的数据包的确收状态，这些数据包是在所规定的、所限定的传递中由通信伙伴向另一通信参与方发送的。

在此，在本发明中，对于已经由通信设备/参与方接收的数据包的确收信息理解为，这种对于该特定数据包明确的信息特征在于该特定的数据包已由待接收的通信设备/参与方正常接收了。

合乎目的地，这种明确的标记或者说确收信息，也简称为“包确收”对于例如通过(每个数据包)一个比特编码的形式已经接收的数据包进行。比特的二进制数“0”于是例如可以代表“未(正常地)接收”/“未确收”或者表征这种数据包，相反地，比特的二进制数“1”于是可以代表“已接收”/“已确收”或者可以表征这种数据包。

特别合乎目的的是，按照比特序列的形式构建用于所有已经接收的数据包的确收信息，其中比特序列的相应隐含的比特索引对应于所属的数据包号。

由此，即通过根据本发明地同时传递有用数据和根据本发明的确收数据，或者说通过根据本发明设计的数据包中的确收信息，本发明能够实现，在两个通信参与方之间的(数据)传递中，例如在自动化系统中的冗余主机/备用机配置中的自动化周期中，不再需要对于所获得的数据或关于所获得的数据包的单独的确收电报。

在通信参与方之间传输的数据包的较少的、即通过根据本发明可以实现的省去单独的确收电报而减小的数据包数量又能够实现双向数据交换时较短的传送时间。

基于不再需要单独的确收电报和通过由此实现的短传送时间，本发明于是引起通信参与方之间优化的、高效率的和有效的数据交换。

本发明还通过反映通信参与方之间的数据传送的当前传输状态的确收信息实现了数据传送时或传送数据的高即时性。于是本发明以简单方式实现了，每个通信参与方随时知道在两个(通信)方向上已经接收了多少个和哪些数据包。

本发明还可以以简单方式和/或小开销来实现，数据包通常设有标准化的构造或结构，其可以通过根据本发明的确收信息来扩展。由此于是还可以实现统一的包结构，其可以在标准化的通信服务，如OSI或TCP/IP的范围中使用。

换言之，本发明以简单和高效率的方式适用于结合下级布置于本发明的标准通信服务，例如结合与OSI层或OSI参考模型的层2(安全层，数据链路)对应的通信，以便将标准化的传输协议，如以太网，用作下级布置的通信服务。

该下级布置的通信服务在此可以提供在具有数据包的通信设备之间的逻辑链接，包括基本的错误识别或者基本的错误校正机制(例如周期性的冗余检验CRC)，并且接管数据包的物理寻址。所有其余的任务，诸如确收、包复制、错误识别、冗余管理等，可以通过本发明来接管或提供。

本发明于是能够实现：

a)在通信参与方之间交换数据时的具有决定性传输时间的可靠且鲁棒性的作用方式，

b)双向的数据交换(全双工)，

c)传送时间的减少(通过能够实现的省去确收电报)，

d)支持冗余的通信连接以提高可用性和带宽，

e)通过将协议管理数据最小化和将数据传输并行化来有效利用存在的运行资源和通信带宽，

f)支持点对点连接，

g)将标准化的传输协议(例如以太网)用作下级布置的通信服务。

本发明的优选扩展也来自从属权利要求。

所描述的扩展不仅涉及数据包，还涉及方法。

本发明和/或所描述的扩展可以至少部分地、以及总体上不仅实现为软件还实现为硬件，例如在使用特殊电路的条件下。

此外，本发明和/或所描述的扩展的实现至少部分地，以及在总体上通过计算机可读的存储介质而是可能的，在该存储介质上存储有实施本发明或扩展的计算机程序。

本发明和/或所描述的扩展还可以至少部分地，也在总体上通过计算机程序结果实现，其具有在其上存储有实施本发明和/或扩展的计算机程序的存储介质。

按照一个优选的扩展，将对于已经接收的数据包的确收信息(也简称为“包确收”)实现为编码的形式，例如通过(每个数据包)一个比特。

比特的二进制数字“0”例如可以表示“未(正常地)接收”/“未确收”，或者表征这种数据包，而比特的二进制数字“1”例如可以表示“已接收”/“已确收”，或者表征这种数据包。

特别适宜的是，按照比特序列的形式构造对于所有已经接收的数据包的确收信息，其中比特序列的每个比特编码一个数据包的确收状态。比特序列的比特的相应隐含的比特索引在此对应于所属的、待确收的数据包的所属的包号码。

按照另一优选扩展，本发明被用于在两个通信参与方之间对多个，例如两个、三个、五个、十个、十五个或二十个，或由其大量，例如一百个、数百个或一千或数千个根据本发明的数据包进行双向数据传送，这两个通信参与方通过尤其两个、三个或多个冗余的(物理的)通信连接来彼此连接。借助本发明于是可以将应用者/有用数据借助多个或尤其大量根据本发明的数据包在通信参与方之间双向传输。

于是本发明尤其适用于在具有在主机系统和备用机系统之间尤其两个冗余的物理通信连接的自动化系统中的冗余的主机/备用机配置。

自动化系统可以用于在商品制造或能量产生的过程中的过程控制，例如在发电站中。

按照另一优选改进方案也可以设计，数据包具有接收计数器，其说明了通信设备已经接收了多少数据包。

特别有利的是，在两个通信参与方/设备或者第一和第二通信参与方之间有多个冗余的物理通信连接的情况下，分别在数据包中为每个物理通信连接设置一个接收计数器。于是这种相应的接收计数器说明了，通信设备经过相应的物理通信连接已经接收了多少数据包。

换言之，在此，即在两个通信参与方/设备之间有冗余的物理通信连接的情况下，也可以设置有，在一个通信参与方处形成的数据包对于在第一和第二通信参与方/设备之间的每个物理通信连接都具有一个接收计数器，其分别说明了，由该通信参与方或设备经由相应的物理通信连接已经接收了多少(从另一通信参与方发送的)数据包。

简单和直观地来说，在一个通信参与方处形成的数据包中的每个物理通信连接的这种接收计数器在由该进行接收的通信参与方经由该通信连接接收到数据包时递增，并且(向回)传送到另一通信参与方。于是，该另一通信参与方被告知经过所述通信连接已经接收了(多少)数据包。

按照另一优选扩展，数据包按照提供具有固定长度的数据包的交换的通信服务，尤其按照与OSI参考模型的层2对应的下级布置的通信，在通信设备/参与方之间传输。简单来说，本发明在此利用通过该下级布置的通信服务提供的服务，诸如建立逻辑连接，基本的错误识别和基本的错误校正以及数据包的物理寻址，而所有其它的任务，诸如尤其确收，以及包复制、错误识别、冗余管理通过本发明来进行。

于是，根据一个优选扩展也可能的是，数据包按照标准化的传输协议、尤其按照以太网协议来传输。

此外，根据一个优选扩展也可能的是，本发明不仅在第一次发送根据本发明的数据包时，还在重复发送未被确收的、第一次发送过的数据包时被使用。

尤其在第一和第二通信设备间有多个物理通信连接的情况下可能的是，经由与第一次发送不同的另一物理通信连接来重新发送未被确收的数据包。

在此特别有利地可能的是，当所有数据包在之前都已经被发送了一次时才重新发送未被确收的数据包。简单来说，在所有数据包的第一次发送都结束了之后才开始重复发送。

优选按照一个扩展也可能的是，当由该通信设备接收了数据传输的所有数据包时，即所有数据包都已被确收时，才将最终数据包从第一发往第二通信设备。

该最终数据包优选地在存在将第一与第二通信设备连接的多个通信连接的情况下经由所有这些多个通信连接被发送。

按照另一优选扩展，当由一个通信设备向另一通信设备发送的、尤其发送的第一数据包到达那里时，才由该另一通信设备形成数据包。尤其在此可以的是，当由主动的通信设备向被动的通信设备发送的、尤其发送的第一数据包到达那里时，才由被动的通信设备形成数据包。由此，提高了从被动向主动通信参与方发送的数据的即时性。

至此给出的对于本发明的有利扩展的描述包含大量特征，其在各个从属权利要求中部分综合成多个地予以反映。然而，这些特征也被单个地观察并且综合成有意义的其它组合。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，其被进一步详细阐述。附图中相同的附图标记表示技术上相同的元件。

其中，

图1示出了在具有主机系统和备用机系统之间的两个物理通信连接的自动化系统中的冗余主机/备用机配置，

图2示出了根据一个实施例、在主机/备用机配置中、用于数据交换的数据包的包或数据结构，

图3示出了根据一个实施例、在数据包中的按照比特序列编码的确收信息，

图4示出了根据一个实施例、在主机/备用机配置中、在双向数据交换中的方法步骤(通信流程)。

具体实施方式

实施例：在自动化系统62中的冗余的主机/备用机系统3,4的主机/备用机配置61中的双向通信方法60。

图1示出了具有两个冗余的系统之间的两个物理通信连接7,8的自动化系统62中的冗余的主机/备用机配置61，这两个系统为主机系统3，也简称(第一)通信参与方/设备或者仅称为主机3，和备用机系统4，也简称(第二)通信参与方/设备或者仅称为备用机4。

如图1所示，主机系统3经由两个冗余的物理通信连接7,8与备用机系统4连接。

经由两个冗余的通信连接7,8在主机3与备用机4之间双向交换以数据包1形式的数据。

在具有冗余的主机/备用机配置61的这种自动化系统62中，(当前的)主机系统3典型地是主动的，并且(当前的)备用机系统4典型地是首先被动的通信伙伴，其中典型地对于每个自动化周期在主机3与备用机4之间交换一次数据，下面仅称作传送2。

在此，通常从主机3向备用机4传输比在相反方向上多得多的数据。

具有时间关键的任务的冗余的系统，如自动化系统62的当前的主机/备用机系统3,4要求用于在主机3与备用机4之间双向交换2数据的有效且决定性的通信机制60。

图2、图3和图4表明了这种所需的、用于主机3与备用机4之间的双向交换2数据的有效且决定性的通信机制60。

通信机制60采用的下级布置的通信服务9，其提供具有固定长度的数据包的透明交换，典型地为与OSI层或OSI参考模型的层2(安全层，数据链路)对应的通信。

该下级布置的通信服务9或者简称下级布置的通信9提供了与数据包的逻辑链接，包括基本的错误识别或者基本的错误校正机制(例如周期性的冗余检验CRC)，该通信还接管数据包1的物理寻址。

所有其余的任务，诸如确收、包复制、错误识别、冗余管理等由通信机制60负责。

在通信机制60中主要的是，对于通信不需要在通信参与方3,4之间的单独的确收电报。在通信参与方3,4或主机3和备用机4之间传送的每个数据包1包含关于所有已经由相应的通信参与方3,4接收的数据包1的确收状态5,45或确收信息5,45(参见图2和图3)。

单个电报/数据包1的大小得自下级布置的通信服务9。

在每个数据包1中保留一个区域，即一个确收区域40，其中稍后可以存储(与所有已经由相应的通信参与方3,4接收的数据包1有关的)所属的数据包1的确收状态5,45或确收信息5,45。为此对于每个数据包1一个比特46就足够。

图2示出了用于按照通信机制60在主机/备用机配置61中进行数据交换2的这种数据包1的包或数据结构10。

数据包1包括，如图2表明那样，作为主要区域的：(1)协议头PrK 20，(2)包头PaK 30，(3)具有确收信息5等的确收区域OuB 40，以及(4)有用数据区域NDB 50。

(1)协议头PrK 20

协议头20包含基于下级布置的通信服务21、在此例如为以太网的特殊信息，并且对于在此描述的通信协议6是透明的。

(2)包头PaK 30

包头30如图2所示包含如下部分：

·用于明确标识所属的逻辑数据连接31的连接ID VId，

·用于对相继的传送(应用者包)32的数据传输的进行一致性检验的序列号SNr，

·包号PaNr标识对于给定的序列号33的当前的、传输的数据/电报包，

·包数目PaAnz规定当前传送34的待传输的数据/电报包的数目。

(3)确收区域QuB 40

确收区域40如图2所示包含以下部分：

·每个物理通信连接7,8的接收计数器PaZ1，PaZ241,42(典型地和在此为两个7,8(参见图1)，即第一接收计数器PaZ141和第二接收计数器PaZ242)。

该接收计数器41,42在由通信参与方3,4经由相应的通信连接7,8接收到数据包1时递增，并且向另一通信参与方3,4向回传送2当前的接收计数器状态。

·随后的带有包特定的确收信息5,45的区域的最大长度LQub 43和当前使用的长度GnQuB 44。

最大长度43得自最大数据包数目；所使用的长度44得自当前的传送/应用者包的实际包数目。

·确收信息/确收状态PaQu 5,45

确收状态5,45通过比特序列47形成，该比特序列的比特数目对应于最大包数目。比特序列的每个比特46表示一个特定的包1(特定的包确收)，其中包含的比特索引48对应于所属的数据包号(参见图3)。

(4)有用数据区域NDB 50

有用数据区域50原则上可以自由地结构化。

仅必须保证，在进行发送的通信参与方3,4一侧(发送侧)将待传输的数据划分到数据包1中，并且在进行接收的通信参与方3,4一侧(接收侧)又将传输的数据包1与其信息正确对应。

在此典型地涉及线性寻址的数据，例如字节阵列。

有用数据区域50如图2所示包含以下部分：

·用于有用数据ND 55的Id 51

·用于有用数据ND 55的索引Ind 52

·用于有用数据ND 55的偏置Of 53

·有用数据ND 55的数目

·有用数据或包数据ND 55

在通信机制60中将数据结构(参见图2和图3)通过如下方式优化，即对于管理数据仅需要数据包1的非常小的部分，在此即对于每个数据包1需要小于1％。

于是，在16000字节的包长度情况下，在将以太网用作下级布置的通信服务9的情况下，为了在每个方向上传输1MB数据，对于每个包仅需要小于30字节(<0.2％)来用于整个数据协议管理，包括包确收或确收信息5,45和冗余信息。

从每个数据包1的包数目和传输速度或者下级布置的通信服务9的每个时间单元的包数目中可以得出传送2(应用者包)的典型的传送时间。

图3表明了在通信机制60中在一个数据包1中按照比特序列47编码的确收信息5,45。

示出的比特序列47包括100比特46的序列，由此可以确收最多100个单个的、特定的数据包1。比特序列47的隐含的比特索引48对应于待确收的数据包1的所属的数据包号。

比特46的二进制数字“0”于是代表“未接收”/“未确收”；比特46的二进制数字“1”代表“已接收”/“已确收”。

借助图3中表明的确收信息5,45或者示出的比特序列47，于是确收数据包1-12,15-20以及27-29。其它数据包，例如数据包13和数据包14并未通过比特序列47确收。

图4表明了方法流程100或者示出了在通信机制60中的方法流程100。

(1)在用于传送2的冗余的主机/备用机配置61中，在主机系统3和备用机系统4之间的初始化和连接建立110。

在主机系统3和备用机系统4之间的连接110的初始化中，首先预定或规定或者确定每个传送2、例如在此自动化周期的应用者数据的最大允许大小。

由此得出相应的传输方向7,8(从主机3到备用机4或者相反)的相应所需的电报/数据包1的数目，该数目是所需的，以便接收相应的、在相应的传输方向7,8(从主机3到备用机4或者相反)上待传输的有用数据。

然后在主机系统3和备用机系统4之间的连接建立110的情况下规定两个通信参与方3,4中的哪个主动地或者首先被动地作用。

通常主机系统3主动地并且备用机系统4被动地作用。

主动4以及被动的通信参与方4规定用于传送2的时间限制。如果在该时段内传送2并未完全执行，则该逻辑连接被标记为“故障”，并且回发相应的故障报告。

(2)由主动参与方3以形成121和发送122数据包1来触发/开始数据包1的双向数据传输2120。

主动参与方3、在此例如主机3负责触发120数据传输2或传送2，而首先被动的参与方4，在此即备用机4等待直至来自主动参与方3或主机的第一数据包1到达4。

从该时刻起，两个通信参与方3,4，即主机3和备用机4按照通信机制60同时发送和接收数据包(参见图1和图2)。

(3)借助形成121和发送122数据包1(第一次发送)来在主动和被动参与方3,4之间进行数据包1的同时的数据交换2130。

在每个待形成121和待发送122的数据包1中(参见图2和图3)，登记(确收信息/状态，特定的包确收5,45，参见图3)已经由对方在传送2中接收的数据包1的当前状态(在确收范围中的确收信息/状态)5,45。

所发送的每个数据包1由此包含已经由对方接收的数据包1的完整的确收状态5,45(参见图3)。

由此，两个通信参与方3,4随时知道在两个(通信)方向7,8上哪些数据包1已经被接收。

如果首先由被动的通信参与方4，在此即备用机4获得了来自主机3的第一数据包1(参见(2)双向数据传输2的触发/开始120)，则备用机4也开始传输2其特定于主动的通信参与方3，即主机3的数据。

主动的通信参与方3或主机4在两个冗余的通信连接7,8(参见图1)的情况下首先交替地经由两个通信连接7,8发送其数据包1。

被动的通信参与方4通过经由它最后接收数据包1的通信连接7,8来回发其数据包1。

附加地，通过与通信连接7,8对应的包接收计数器PaZ141、PaZ242(参见图2)告知主动的通信参与方3，通过在该情况下的两个通信连接7,8中的哪个通信连接接收了(分别多少)数据包1。

如果主动的通信参与方3在传送2期间规定了不再通过两个冗余的通信连接7,8之一(“受干扰的”通信连接)接收数据包1(即，在该情况下所述的接收计数器PaZ141、PaZ242将不再递增)，则另一通信连接7,8被标记为所谓的“优先连接”。

现在逐步地将更多数据包1经过该标记的“优先连接”发送，并且相应地更少数据包1经过另一通信连接发送。直白来说，数据传送2从“受干扰的”通信连接转移到“优先连接”。

如果继续仅通过“优先连接”接收数据包，则另一通信连接(“受干扰的”通信连接)最终被标记为“故障的”(“故障的”通信连接)并且仅通过主动的通信连接，即“优先连接”传送数据包1。否则，两个通信连接7,8又被平等使用。

如果通信参与方3,4之一，即主机3或备用机4借助确收信息/状态5,45或者借助“确收比特”47(参见图3和图2)了解到传送2的所有待由其传送的数据包1都曾由另一通信参与方3,4接收，则它降低其发送率，因为现在仅确收数据5,45或者接收计数器41,42(参见图2)对于该另一通信参与方3,4是重要的。

为了保证或提高传输的数据的即时性，在两个通信参与方3,4侧分别使用所谓的“参考缓冲器”22。该“参考缓冲器”22负责，当相应的数据包1等候发送122时，才“打包”121该数据包1。

于是可以通过这种“参考缓冲器”22，在此尤其在被动的通信参与方4一侧，提高由被动的4向主动的通信参与方3发送的数据的即时性。因为被动的通信参与方4首先等待直至来自主动的通信参与方3的第一数据包1到达，所以可以在该被动的通信参与方4开始其发送过程122时已经使特定的数据过时，例如使局部的系统状态过时。

出于该原因，替代在传送2完成前就将有用或应用者数据55完全打包到数据包1中121，给出用于数据包1的“参考缓冲器”22。在该情况下，于是并不是在传送调用11时就将有用或应用者数据55拷贝到所属的数据包1中121，而是当首先被动的通信参与方4接收到来自主动的通信参与方3的第一数据包1时才进行该拷贝。

(4)借助形成121和发送122数据包1来进行未被确收的数据包1的自动重复发送140。

如果将所有的数据包1都发送122了一次，则重新发送所有还未被确收的数据包1，其中将通信机制60继续未加改变地应用。

如果两个冗余的通信连接7,8可用，则对于在重复发送140时未被确收的数据包1总是选择与该数据包1的第一次发送130相比的相应的另一通信连接7,8，来用于“重复数据包传送”140。

如果例如在经由第一通信连接7第一次发送130时发送了未被确收的数据包13(索引号13，参见图3)，则在该数据包13的重复发送140时选择另一通信连接8(如果两者都可用)。

由此，通信机制60保证了，尤其在小的数据包数目的情况下，一个通信连接7,8的故障并不导致数据传输2或传送2的延迟。

未被确收的数据包1的该自动的“重复数据包传送”140隐含地引起，校正通信干扰或数据包丢失，如果这在许可的时间限制内是可能的。

因为在通信机制60中也不需要或使用单独的确收电报，所以在丢失确收电报时或者对于确收电报的丢失无需特殊处理。

未被确收的数据包1的快速的“重复数据包传送”140减少传送时间，尤其当在传输2期间一个通信连接7,8故障时，却另一方面提高了平均的所传输的包数目。

对于双向的数据传输2的总优化，最终在“两个连接都OK”的情况下下容忍少数个数据包的可能不必要的重复，以便避免在“一个连接故障”的情况下的时间延迟。

对于该目的，在自动化系统62的具体的系统配置61中，在不同配置的情况下测量和记录传送时间和数据包重复。

(5)发送最终数据包33并且结束/终止传送2150。

如果主动的通信参与方3了解到它已经接收了并且确收了来自被动的通信参与方4的所有数据包1，并且它自己的数据包已经被被动的通信参与方4完全确收，则它发送所谓的“最终”数据包23，以便告知150被动的通信参与方4当前的传送(从应用者来看)成功结束了。

然而当从被动的通信参与方4来看所有数据包1都被成功发送或接收了时，即使该被动的通信参与方4在规定的时间段之后未收到主动的通信参与方3的“最终”数据包23，该被动的通信参与方4也以成功状态终止(当前的)传送2。

“最终”数据包23总是经由两个冗余的通信连接7,8发送，以便对于其它传送又激活识别为故障的通信连接7,8。

该通信机制60由此能够实现在冗余的通信连接7,8情况下暗含的故障识别，同时在考虑当前可用的通信连接7,8的情况下优化传送2。

传送2的通过该通信机制60优化的总传送时间在通信机制60中不再通过将主机3与备用机4之间的两个单独的传送(其中每个方向一个传送)相加来得出。该总传送时间主要通过较大的、在主机3与备用机4之间的两个方向之一上待传输的数据量来确定。

每个时间单位的数据包1的最优数目或者在规定数目的所发送的数据包1之后的等待时间取决于下级布置的通信机制9，并且可以配置或者适配性地基于具体测量来匹配。

所描述的通信机制60于是如所描述那样以有利方式引起：

-通过在两个通信方向上同时传送有用数据和确收数据而引起的、用于双向数据交换的短传送时间，

-由于不需要的单独的确收电报和并行的数据传送而引起的优化和有效的数据交换，

-在没有附加的额外开销情况下在多个可用的通信连接的情况下暗含的冗余处理，

-将可用的通信带宽最优地用于有用数据，

-传送数据的高实时性，以及

-基于统一的数据包结构而引起的简单实现。

虽然本发明的细节通过优选实施例而详细示出和描述，但是本发明并不通过所公开的示例受限，并且本领域技术人员可以从中导出其它变型，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种在第一(3)和第二通信设备(4)之间进行数据传输(2)时用于数据包的双向传输的数据包(1)，其特征在于，从第一(3)向第二通信设备(4)传输的数据包(1)包含对于所有之前已经由第一通信设备(3)在该数据传输(2)中接收的数据包的确收信息(5)。

2.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，其特征在于，所述确收信息(5，45)编码为比特序列(47)，尤其是其中该比特序列(47)的每一比特(46)编码对于一个数据包(1)的确收状态(5，45)。

3.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，其特征在于，所述数据包(1)对于第一和第二通信设备(3,4)之间的每个物理通信连接(7,8)分别包含一个接收计数器(41,42)，该接收计数器说明由通信设备(3,4)通过相应的物理通信连接(7,8)已经接收了多少数据包(1)。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，传输(122)按照提供具有固定长度的数据包的交换的通信服务(9)，尤其按照与OSI参考模型的层2对应的下级布置的通信(9)来进行。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，传输(122)按照标准化的传输协议，尤其按照以太网协议来进行。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，传输(122)在第一和第二通信设备(3,4)之间进行，其中第一和第二通信设备(3,4)是在主机/备用机配置(61)中，尤其在特别用于在生产商品或能量时的过程控制的自动化系统(62)中的主机系统(3)和备用机系统(4)。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的数据包(1)，传输(122)在第一和第二通信设备(3,4)之间进行，其中第一和第二通信设备(3,4)经过至少两个冗余的通信连接(7,8)彼此连接。

8.一种在第一(3)和第二通信设备(4)之间的数据传输(2)时用于在数据包的双向传输情况下传输数据包(1)的方法(100)，其中，

-形成(121)待从第一(3)向第二通信设备(4)传输的数据包(1)，该数据包包含对于所有之前已经由第一通信设备(3)在该数据传输(2)中接收的数据包的确收信息(5)，并且

-所形成的数据包(1)从第一通信设备(3)向第二通信设备(4)传输(122)。

9.根据至少前一方法权利要求所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，其被用于在第一(3)和第二通信设备(4)之间对多个、尤其大量数据包(1)进行数据传输(2)的情况，其中，该多个、尤其大量数据包(1)分别按照前一方法权利要求形成(121)和传输(122)。

10.根据至少前一方法权利要求所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，其中在数据传输(2)中未被确收的数据包(1)在其第一次发送(130)后被重新发送(140)，尤其其中在第一(3)和第二通信设备(4)之间有多个物理通信连接(7,8)的情况下，该未被确收的数据包(1)的重新发送(140)经过与第一次发送(130)不同的物理通信连接(7,8)进行。

11.根据至少前一方法权利要求所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，其中只有数据传输(2)的所有数据包(1)都事先已被发送(130)了第一次时，才重新发送(140)未被确收的数据包(1)。

12.根据前三个方法权利要求中至少一项所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，其中当数据传输(2)的所有数据包(1)都已被通信设备(2)接收了时，将最终数据包(23)从第一(3)发往第二通信设备(4)，尤其在将第一(3)与第二通信设备(4)连接的多个通信设备(7,8)的情况下，将最终数据包(23)通过所有所述多个通信设备(7,8)发送。

13.根据前述方法权利要求中的至少一项所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，下级布置有提供固定长度的数据包的交换的通信服务(9)，尤其下级布置有与OSI层模型的层2(保险层，数据链路)对应的通信(9)。

14.根据前述方法权利要求中的至少一项所述的用于传输数据包(1)的方法(100)，其中只有从一个通信设备(3,4)向另一通信设备(3,4)发送的数据包、尤其发送的第一数据包(1)到达那里时所述数据包(1)才由该另一通信设备(3,4)形成，尤其其中只有从主动的通信设备(3)向被动的通信设备(4)发送的数据包、尤其发送的第一数据包(1)到达那里时所述数据包(1)才由该被动通信设备(4)形成。