CN107592332B - 网络系统、云连接器和用于识别网络设备的方法 - Google Patents

网络系统、云连接器和用于识别网络设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及网络系统，其包括具有多个网络设备(2)的第一网络用户、具有云计算基础设施的第二网络用户和具有第一接口和第二接口的云连接器(1)，其中网络设备(2)为了识别而具有识别参数，其中云连接器(1)借助第一接口与第一网络用户连接并且借助第二接口与第二网络用户连接，其中所述云连接器(1)设置和设计用于实施对第一网络用户的被动扫描和主动扫描，从而能够通过云连接器(1)实现对网络设备(2)中的至少一个的识别，其中至少一个网络设备配置文件能够从第二网络用户加载到云连接器(1)中，其中主动扫描在被加载的至少一个网络设备配置文件的基础上进行。本发明还涉及用于网络系统的云连接器和用于运行网络系统的方法。

Description

网络系统、云连接器和用于识别网络设备的方法
技术领域
本发明涉及一种网络系统，其包括具有多个网络设备的第一网络用户、具有云计算基础设施(Cloud-Computing-Infrastruktur)的第二网络用户、以及具有第一接口和第二接口的云连接器，其中，网络设备为了识别而具有识别参数，其中，云连接器借助于第一接口与第一网络用户连接并且借助于第二接口与第二网络用户连接。此外，本发明还涉及一种云连接器和一种用于识别网络设备的方法。
背景技术
在自动化装置中多次使用现场设备，这些现场设备用于检测和/或影响过程变量。为了检测过程变量而使用测量设备，像例如填充位测量设备、流通量测量设备、压力及温度测量设备、pH测量设备、导电性测量设备等等，它们检测相应的过程变量：填充位、流通量、压力、温度、pH值或导电性。为了影响过程变量而使用执行器，像例如阀门或泵，通过它们例如改变管道中的流体的流通量或者容器中的介质的填充量。结合本发明而使用的概念“现场设备”包括所有类型的测量设备和执行器。此外，在本发明的上下文中也把所有靠近过程使用的并且提供或处理与过程相关的信息的设备称为现场设备。除了上述测量设备/传感器和执行器外，通常也将直接与现场总线连接的并且用于与上级的单元通信的单元称为现场设备，像例如远程输入/输出设备，网关、链接设备和无线适配器或广播适配器、可编程逻辑控制器(PLC)等等。通常在现场层上根据设备的大小布置多个控制器PLC A、PLC B。在控制器PLC A、PLC B与在前面已经详细定义的、靠近过程的、与控制器PLC A、PLC B中的一个耦合连接的现场设备A、S之间的通信通过至少一个在自动化技术中常用的现场总线实现。在控制层上，控制器PLC A、PLC B将它们的由现场设备A、S收集的数据和/或进一步处理的测量值提供给上级的控制单元，例如SCADA。现场设备设计成可联网的并且通过网络相互连接。给每个现场设备分配在一个网络中的单一的地址。在此，通信通过规定的网络协议进行。
当自动化装置或自动化单元连接到基于云的基础设施上时，那么就必须首先测定需要连接的设备，然后识别并归类可供使用的设备参数，并且随后将设备参数继续传输给云和本地的云连接器。
连接器在所有需要连接部件或者接口的位置起作用。云连接器在此用作在基于云的应用和自动化装置之间的连接部件。在此，云连接器可以设计为网络中的代理，例如反向调用代理(reverse invoke proxy)。典型的代理可以用于确保内部网络的多个客户到外网的访问，而反向代理刚好以相反的方式起作用。
在云连接器被引入到自动化装置或自动化单元中后，需要连接的设备迄今为止必须手动地添加。这意味着，必须首先测定并且然后输入对于设备必要的特性。
这种测定目前手动地进行，并且然后必须手动地输入到云连接器中。必要时，然后必须在中央(在云中)再次重复这种数据输入。
发明内容
因此，本发明的第一个目的是给出一种用于将自动化装置与云连接的简化的系统。第二个目的在于给出用于这样的系统的云连接器。第三个目的在于给出用于这样的系统的方法。
关于该系统的目的通过给出一种网络系统实现，其包括具有多个网络设备的第一网络用户、具有云计算基础设施的第二网络用户、以及具有第一接口和第二接口的云连接器，其中，网络设备为了识别而具有识别参数，其中，云连接器借助于第一接口与第一网络用户连接并且借助于第二接口与第二网络用户连接，并且其中，云连接器设置和设计用于实施对第一网络用户的被动扫描和主动扫描，从而能够通过云连接器实现对网络设备中的至少一个的识别，其中，至少一个网络设备配置文件
Figure BDA0001340884800000031
能够从第二网络用户加载到云连接器中，其中，在被加载的至少一个网络设备配置文件的基础上进行该主动扫描。
关于云连接器的目的通过给出一种用于网络系统的云连接器实现，该云连接器具有第一接口和第二接口，其中，云连接器能够借助于第一接口与具有多个网络设备的第一网络用户连接，其中，网络设备为了识别而具有识别参数，并且云连接器能够借助于第二接口与具有云计算基础设施的第二网络用户连接，并且其中，云连接器设置和设计用于实施对第一网络用户的被动扫描和主动扫描，从而能够通过云连接器实现对网络设备中的至少一个的识别，其中，至少一个网络设备配置文件能够从第二网络用户加载到云连接器(1)中，其中，主动扫描在被加载的至少一个网络设备配置文件的基础上进行。
关于方法的目的通过给出一种用于运行网络系统的方法实现，该网络系统具有带有多个网络设备的第一网络用户和带有云计算基础设施的第二网络用户，其中，网络设备为了识别而具有识别参数，该方法包括以下步骤：
提供具有第一接口和第二接口的云连接器；
将第一接口与第一网络用户连接并且将第二接口与第二网络用户连接；
通过云连接器实施对第一网络用户的被动扫描；
将至少一个网络设备配置文件从第二网络用户加载到云连接器中；
通过云连接器实施对第一网络用户的主动扫描，其中，主动扫描在被加载的至少一个网络设备配置文件的基础上进行；
通过云连接器实施对网络设备中的至少一个的识别。
具有云计算基础设施的第二网络用户在后文中被理解为一种云，并且也在后文中这样表述。云计算包括用于动态地提供IT资源、应用和服务的技术和商业模式。在国家标准和技术学院(NISY)中例如给出了“云”的定义。
已知的是，必须首先测定对于网络设备必要的和需要的特性，并且然后输入到云连接器中，也就是说手动地检测和输入所有待连接的设备。
已发现的是，这种手动的测定经常出错，并且然后在实施中不仅在本地而且还在中央与巨大的耗费相关。现在，这由本发明避免。
本发明的优点在于多个维度。通过电子识别设备并且然后能够直接加载提供的服务的方式，减少了出错频率。用于同类设备的配置文件或识别参数保留在中央，并且可以这样地在新的设备类别中在中央创建并维护。此外还降低了用于识别的成本。另外还可以在短时间内识别大量的设备。
本发明引起了与云解决方案连接的组件的、在中央的和迅速的识别以及本地的连接耗费的明显降低。
在此优选地，多个直至所有可用的网络设备的或通过被动扫描识别出的网络设备的网络设备配置文件从第二网络用户加载到云连接器中。
优选地，相应的网络设备配置文件包含表示相应的网络设备特性的信息。特别地，相应的网络设备配置文件包含相应的网络设备的以下信息的至少一种：设备生厂商、设备类型、设备版本、设备第几代、安装在该网络设备上的软件或固件的版本、该网络设备的应用领域或者类似特性。例如，网络设备配置文件因此可以具有以下信息：“西门子存储器可编程控制器(SPS)Simatic S7-1500版本1，用于食品&饮料”。相应的网络设备配置文件可以附加地或者可替换地包含相应的网络设备的至少一个识别参数。
优选地，网络设备配置文件、也就是被识别的网络设备的识别参数通过云连接器创建并且被分配给各个网络设备。此外，至少单个的网络设备配置文件能够从第二网络用户加载到云连接器中。可替换地或者附加地，至少单个的网络设备配置文件事先存储在云连接器中。
也就是说，云连接器然后从云(根据被识别的设备)加载相应的配置文件、也就是识别参数，或者事先就已经获得了这些配置文件，从而实现被识别的设备的更准确的、无反作用的配置文件。
优选地，识别参数存储在云连接器中。
在一种优选的实施例中，在被动扫描期间，云连接器接收由多个网络设备开始的传输。也就是说，云连接器实施对第一网络用户的被动扫描。在云连接器的主动扫描期间对网络设备进行主动寻址。实施扫描，以便粗略识别现有的设备并且不影响这些被识别的设备的行为。
优选地，作为识别参数，每个网络设备具有在第一网络用户中的单一的地址并且具有另外的与网络设备相关的数据。另外的识别参数例如是设备类型和/或硬件状态和/或软件状态和/或固件状态和/或提供的服务。
在一个优选的实施例中，云连接器能够引入到第一网络用户中。第一网络用户在此能够特别地设计为具有自动化网络的自动化装置。
优选地，在云连接器中存放云连接器的识别信息和第二网络用户的识别信息。特别地，就此而言在云连接器的存储区域中存放或存储云连接器的所谓的ID(标识)(英文：User Identifier、Unit Identifier或者Unique identifier)和第二网络用户的ID，例如MAC地址或者例如IP地址。云连接器为了与云的连接已经进行了预配置。这种云的供应商因此可以提供为其云计算基础设施进行预配置的云连接器，并且减少或简化将现场设备安装到云的耗费。
优选地，云连接器将第一网络用户与第二网络用户连接，也就是说，云连接器用于将例如具有自动化网络的自动化装置简化地连接到云上。
在此，根据本发明的云连接器尤其用在根据本发明的网络系统中或者该方法中。同样地，该方法可以在根据本发明的网络系统上执行。
附图说明
本发明的另外的特征、特性和优点从以下参考附图的说明中得出。其中示意性地示出：
图1示出根据本发明的网络系统的一个实例，
图2示出根据本发明的网络系统的一个实施例。
具体实施方式
图1示出了一种云连接器1。为了将自动化装置4与云5连接，该云连接器连接到自动化装置4的自动化网络3中。在此，云连接器1也可以作为例如软件代理直接安装在自动化网络3中。自动化网络3具有网络设备2。当云连接器1移入到自动化装置4中时，该云连接器获得必要的信息，以便能在网络中搜索。这例如是自身的IP地址、进入云的连接(路由)等等。
然后，云连接器1利用网络设备2实施对自动化网络3的扫描。为此，首先进行第一次被动扫描，然后进行有针对性的主动扫描，从而可以粗略地识别现有的网络设备2。扫描如下地进行，即不影响被识别的网络设备2的行为。在此，被动扫描大致被理解为自动化网络3上的“倾听”。在此，启动从网络设备2出发，也就是说，其与网络设备2不发生直接的互动。主动扫描说明了对网络设备2的主动寻址。在此发生用于对网络设备2进行识别的识别参数的回流。也就是说，首先进行被动扫描，随后进行主动扫描。
图2示出，云连接器1然后根据被识别的网络设备2从云5加载(箭头6)相应的网络设备配置文件，例如识别参数和/或表示相应的网络设备的特性的信息，如设备类型、安装的软件版本等等。可替换地或者附加地，云连接器1事先已经获取了这些信息，也就是说，在引入自动化网络3时就已经安装了。这些信息然后被分配。于是可以对被识别的网络设备2进行更准确的、无反作用的配置文件(也就是说，将所有必须要的识别参数分配给网络设备2)。
通过网络设备2的电子识别降低了出错频率。例如当提供的服务可以被直接加载时，还可以节省成本。用于同类的网络设备2的配置文件保留在中央并且因此可以在新的设备类别中在中央创建并维护。
尽管通过优选的实施例在细节上详尽地阐述和描述了本发明，但本发明不局限于公开的实例。专业人员可以从中推导出变化方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种网络系统，所述网络系统包括具有多个网络设备(2)的第一网络用户、具有云计算基础设施的第二网络用户、以及具有第一接口和第二接口的云连接器(1)，其中，所述网络设备(2)为了识别而具有识别参数，其中，所述云连接器(1)借助于所述第一接口与所述第一网络用户连接并且借助于所述第二接口与所述第二网络用户连接，其特征在于，所述云连接器(1)设置和设计用于实施对所述第一网络用户的被动扫描和主动扫描，从而能够通过所述云连接器(1)实现对所述网络设备(2)中的至少一个的识别，其中，至少一个网络设备配置文件能够从所述第二网络用户加载到所述云连接器(1)中，其中，在被加载的至少一个所述网络设备配置文件的基础上进行所述主动扫描，在一个主动扫描期间，所述云连接器(1)对所述网络设备(2)进行主动寻址。
2.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于，被识别的所述网络设备(2)的所述识别参数能够通过所述云连接器(1)创建并且能够被分配给各个所述网络设备(2)。
3.根据权利要求2所述的网络系统，其特征在于，至少单个的识别参数能够从所述第二网络用户加载到所述云连接器(1)中。
4.根据权利要求2或3所述的网络系统，其特征在于，至少单个的识别参数事先存储在所述云连接器(1)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的网络系统，其特征在于，所述云连接器(1)存储所述识别参数。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的网络系统，其特征在于，在所述被动扫描期间，所述云连接器(1)接收由至少一个网络设备(2)开始的传输。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的网络系统，其特征在于，每个网络设备(2)具有在所述第一网络用户中的单一的地址并且具有另外的与网络设备相关的数据。
8.根据权利要求7所述的网络系统，其特征在于，另外的所述与网络设备相关的数据包括设备类型和/或硬件状态和/或软件状态和/或固件状态和/或提供的服务。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的网络系统，其特征在于，所述云连接器(1)能够引入到所述第一网络用户中。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的网络系统，其特征在于，所述第一网络用户设计为具有自动化网络(3)的自动化装置(4)。
11.一种用于网络系统的云连接器(1)，所述云连接器具有第一接口和第二接口，其中，所述云连接器(1)能够借助于所述第一接口与具有多个网络设备(2)的第一网络用户连接并且借助于所述第二接口与具有云计算基础设施的第二网络用户连接，其中，所述网络设备(2)为了识别而具有识别参数，其特征在于，所述云连接器(1)设置和设计用于实施对所述第一网络用户的被动扫描和主动扫描，从而能够通过所述云连接器(1)实现对所述网络设备(2)中的至少一个的识别，其中，至少一个网络设备配置文件能够从所述第二网络用户加载到所述云连接器(1)中，其中，在被加载的至少一个所述网络设备配置文件的基础上进行所述主动扫描，在一个主动扫描期间，所述云连接器(1)对所述网络设备(2)进行主动寻址。
12.根据权利要求11所述的云连接器(1)，其特征在于，在所述云连接器(1)中存放有所述云连接器(1)的识别信息和所述第二网络用户的识别信息。
13.根据权利要求11所述的云连接器(1)，其特征在于，所述云连接器(1)用于根据权利要求1至10中任一项所述的网络系统。
14.一种用于运行网络系统的方法，所述网络系统具有带有多个网络设备(2)的第一网络用户和带有云计算基础设施的第二网络用户，其中，所述网络设备(2)为了识别而具有识别参数，所述方法包括以下步骤：
提供具有第一接口和第二接口的云连接器(1)；
将所述第一接口与所述第一网络用户连接并且将所述第二接口与所述第二网络用户连接；
通过所述云连接器(1)实施对所述第一网络用户的被动扫描；
将至少一个网络设备配置文件从所述第二网络用户加载到所述云连接器(1)中；
通过所述云连接器(1)实施对所述第一网络用户的主动扫描，其中，所述主动扫描在被加载的至少一个所述网络设备配置文件的基础上进行；
通过所述云连接器实施对所述网络设备(2)中的至少一个的识别，在一个主动扫描期间，所述云连接器(1)对所述网络设备(2)进行主动寻址。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，被识别的所述网络设备(2)的所述识别参数通过所述云连接器(1)创建并且被分配给各个所述网络设备(2)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将至少单个的识别参数从所述第二网络用户加载到所述云连接器(1)中。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将至少单个的识别参数事先存储在所述云连接器(1)中。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述云连接器(1)将所述第一网络用户与所述第二网络用户连接。
19.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，在所述被动扫描期间，所述云连接器(1)接收由至少一个网络设备(2)开始的传输。
20.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，将所述云连接器(1)引入到所述第一网络用户中。
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