CN1121107C - 识别通信网络装置的方法和实现所述方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信网络中的识别装置的处理方法，每个装置至少有一个端口用来与网络连接。处理过程包括下述步骤：按照给出的处理方法，给网络的每个装置指配唯一的第一地址；在所述网络重新初始化以后，给网络的每个装置指配唯一的第二地址；随着重新初始化，建立包括装置的第一和第二地址之间的关系的对应表。本发明特别适用于以IEEE 1394总线链接的网络装置。

Description

识别通信网络装置的方法和实现所述方法的装置
本发明涉及通信网络领域，特别是家庭自动化类型的网络，更特别涉及在总线重新初始化以后家庭自动化网络装置的识别处理，以及完成这种处理的装置。
在‘IEEE标准1394-1995高性能总线，1996-08-30’文件中所规定的IEEE 1394总线，叙述了一种用于数据传输的使装置也被称为‘节点’连接起来的串联总线。某些节点有一个固定的对它们是唯一的识别号码，也被称为‘EUI’。进一步说，在总线初始化阶段，每个装置被配以第二识别符或‘物理地址’。这个第二识别符在上述文件中被记为‘物理标识’，其并且在总线重新初始化时对一个和相同装置来说，随着例如新节点的连接进来或现有节点的断开，是可以改变的。
在IEEE文件的附录E，章节3.1至3.3中，有重新初始化和指配物理地址处理的一个例子。
现在，随着重新初始化，一个节点不知道被连接在总线上的其他节点的物理地址，只知道这些节点的某些识别符EUI。所以一个节点能找到已知其识别符EUI的其他节点，假设节点没有被断开，这就必须在各个装置的层次上阅读每个识别符EUI，一直到要寻找的识别符找到为止。
这种识别节点的方法较慢，且业务增多。
本发明的目的是弥补现有技术的方法的缺陷。
发明的主题是识别通信网络中的节点的处理方法，每个节点至少有一个端口用来与网络连接，其特征在于它包括步骤：
按照给出的处理方法，给网络的每个节点指配唯一的第一地址；
在所述网络重新初始化以后，给网络的每个节点指配唯一的第二地址；
紧随着重新初始化，建立包括节点的第一和第二地址之间的关系的对应表，对应表是基于节点发送的自动识别包，通过比较重新初始化之前和之后节点之间的连接建立的。
根据一个具体的实施例，处理方法进一步包括步骤：确定重新初始化以前存在于网络之中，而重新初始化以后不存在于网络之中的节点组的步骤，和/或确定重新初始化以后存在于网络之中，但重新初始化以前并不存在于网络之中的节点组。
根据一个具体的实施例，所述建立对应表的步骤，包括对每个节点的每个端口的确定步骤：
确定在重新初始化以前和以后存在连接到这个端口的节点，并且相应地，将重新初始化以前和以后的地址对写入所述的对应表；
确定在重新初始化以前有节点被连接到这个端口，而重新初始化以后节点不存在；
确定在重新初始化以后有节点被连接到这个端口，而重新初始化以前不存在节点。
根据一个具体的实施例，指配唯一地址的步骤包括通过网络的每个节点在网络上发送信息的步骤，这个信息给出节点在网络上的唯一地址和与它的每个端口有关的信息条目，据此端口被连接到称为“父”节点的节点，被连接到称为“子”节点的节点，或者是否它不被连接。
根据一个具体的实施例打算用于确定对应表的节点，在指配唯一地址的步骤中，根据收到的来自链接于网络的其他节点的信息，确定重新初始化以前和以后的树形结构。
发明的主题也涉及打算链接于通信网络的装置，其特征在于它包括：
在重新初始化以后参与获得网络中的这个装置的节点的唯一地址的装置；
用于在网络重新初始化以前和以后，确定和存储网络的柘扑的装置；
用于根据网络柘扑在所述重新初始化以前和以后建立网络节点的唯一地址之间的对应表的装置。
本发明的其他特征和优点，通过下面参考附图的不作为限制的实施例的叙述，将会显示出来，图中：
图1是网络的柘扑结构图，
图2是为确定柘扑结构而进行的处理流程图，
图3是在重新初始化的前后，为建立装置地址之间的对应表而进行的处理流程图，
图4是经过修改和重新初始化以后，图1网络的柘扑结构图，
图5是能够被连接到网络的一个节点的方块图。
为简化说明，具有相同功能的部件使用相同的标号。
根据本发明的解说性的实施例，一个节点具有一个或多个双向作用的端口，节点通过端口，可以被连接到其他节点。在给定的结构中，一个节点的全部端口并非都必须被使用。它们的连接不是形成任何环路，而是组成一个树形结构。一个节点是另一个节点的子，后者则被称之为父，如果它直接被连接到后者，并且它对根的距离比其父对根的距离更摇远，那么后者是一个无论用什么方法都可以选择的节点。
应当注意，一个物理装置可以包括若干个截然不同的节点。
图1表示一个解说性的总线，包含标号从A到F的六个节点。在总线重新初始化以后，每个节点只具有支配信息条目，节点据此信息条目被链接到单个的其他节点(第一个节点便被称作‘叶片’)，或者链接多于一个节点(‘分支’)。每个节点首先确定它的每个端口是被连接到父母节点(‘父母端口’)，子节点(‘子端口’)，或者是否它们不被连接。每个节点的端口按上升次序编号。
能进行这种识别和任何冲突的解决的例证性的处理，在IEEE文件的章节3.7.3.1.2和附录E的章节3.2中有所说明。
其次，被连接到总线的每个节点必须伴随以一个唯一的物理地址。然后完成一种自动识别机制(在章节3.7.3.1.3和附录E的章节3.3中有一个这样的例子)。这种处理允许每个节点通过对总线上的那些节点发送的一确定型式的数据包(所谓“自标识”信息包)的计算，为它本身确定它的物理地址。这个自动识别处理可以概括为：根节点向连接于它的最小号码端口的节点移交，并在过往到下一端口以前，等待这个节点和所有与它连接的待识别的‘子’节点。当根节点复查过它的所有端口以后，它也被识别。当一个节点接管时，它按它的端口的次序依次向它的子节点移交。当一个节点没有支配任何子节点时，通过在总线上发送一个适当的信息包它将被识别。
对于一个节点，当轮到它的时候并且它的全部子节点已被识别的时候，在发送中识别包含这个节点的物理地址的数据包。一个节点的地址等于总线上发送的一信息包中的最后一个地址，其增量为一个单位。该第一节点通常具有地址‘0’。
自运识别包，也包含被识别节点的每个端口的类型。一个信息包可以包含有关四个端口的信息条目。如果一个节点支配超过四个端口，那么它必须发送几个自动识别信息包。
在图1中，通过自动识别处理所确定的物理地址，已经标注在标号A至F的旁边。表示一节点的每一帧内的数字表明端口号码。
在完成上述两处理之后，下列信息是有用的：
                       表1
   节点    父母端口     子端口     未被链接的端口
    0       2       -          0，1
    1       0       -            1
    2       0       -            -
    3       1       0，2            -
    4       1         -            0
    5       -      0，1，3            2
这个表列出图1中的网络20的节点0，1，2，3，4和5。在这个表中，节点通过它们的物理地址而被识别。表1中所含的信息被包含在自动识别信息包中。
对于任何连接于网络的实体，有可能根据表1所含的信息去建构网络的柘扑。
根据本实施例，借助于下列柘扑确定处理而确定信息条目：
1.将节点划分为两组，第一组包括至少有一个子节点的那些节点，被称作“父母组”，另一组包括没有子节点的那些节点，被称作“子组”。
2.考虑“父母组”中具有最小物理地址的节点。
3.考虑“子组”中物理地址小于第2点中的所考虑的节点物理地址的那些节点。在它们当中，只考虑具有最大物理地址的N个节点，N是第2点中的节点的‘子’端口的数目。第2点中的节点的‘子’端口是与前面所确定的子节点的的号码上升次序相关的，同样地取它们上升的物理地址的次序。
4.淘汰在第2点中所考虑的节点的“父母组”，而转移到“子组”。从“子女组”中淘汰这个节点的子节点。
5.只要“父母组”没有排空，依次重复从第2点开始的步骤。
这个处理过程以图2的流程图来说，其基本点是指配物理地址。实际上，按照这个处理过程，指配给一个节点的物理地址，必定大于附属于它的‘子’节点的物理地址，这些‘子’节点在它们所连接的‘父’节点之前，发送它们的自动识别包。只有与被联系的端口相对应的那些节点的号码才被考虑，因为可能有一些具有较小地址的节点，不是直接被连接到‘父’节点，而是被连接到‘子’节点中的一个。另外，所考虑的‘父’节点的端口的次序，在使一个端口与一个节点相联系时，在自动识别的过程中是重复的。
           表2说明为图1的网络确定柘扑时的迭代过程：
            说明    父母组          子女组            结果
            开始     3，5        0，1，2，4
  具有最小地址的父母是3。3有两个子女，两个最大的子女具有小于3的为2和1的地址。      5          0，3，4  节点1被连接到节点3的端口0。节点2被连接到节点3的端口2。
  具有最小地址的父母是5。5有三个子女，三个大的子女具有小于5的为4，3和0的地址。 - -  节点0被连接到节点5的端口0。节点3被连接到节点5的端口1。节点4被连接到节点5的端口3。
  “父母组”排空；连接树形被建立。
在总线重新初始化后，完成上述三个过程，如同上面的两个表所确定并由图1表示的那样，总线的柘扑因而可以得到。
根据本发明，在初始化之前和之后节点物理地址的对应表被建立起来。
通过节点完成这个处理，立即可知的信息如下：
-在重新初始化前和以后的柘扑，
-将要完成下述处理的节点的旧的和新的物理地址。
应当看出，节点的变换产生两种重新初始化，一个涉及节点的断开，另一个涉及如连接到另一个位置的节点的连接。也应当看出，被连接的或被断开的节点，它本身可能已被连接到例如属于对另一网络初始化的其他节点。下面我们来说分支的连接或断开。
对于每个端口，可以有以下情况：
-地址为X的节点在重新初始化以前被连接到端口，地址为Y的节点在重新初始化以后被连接：节点X的新地址是Y；
-地址为X的，重新初始化以前附属于端口的节点已从网络中消失，X节点的所有‘子’节点同样消失。
-地址为Y的节点由于重新初始化，已经附属于该端口，恰当的‘子’节点被连接到节点Y。
建立对应表的处理过程，对每个节点的每个端口，检查这些情况中的每一种情况。这个处理过程用图3的流程图说明。它包括一个程序，被称作‘处理节点’，它必须应用两个参数：‘旧’和‘新’，它们分别是完成这个处理的节点的旧地址和新地址。当这两个变量中的任一个都具有值“NOADDRESS(无地址)”时，这表明，如果‘旧’(地址)支配这个值，即所考虑的节点不存在旧的柘扑中，如果‘新’(地址)支配这个值，节点就不再存在于新的柘扑中。
程序首先由一个节点，即本发明的实施例所说的根调用。程序是递归的并调用自身，一直到所要求的对应表被确定。
另外，两组节点被考虑，即被加上去的节点组和被删除的节点组，它们将分别包含根据旧拓扑断开的节点的旧地址，和新近被检测到的节点的新地址。换句话说，这些组包含全部节点，就重新初始化而论，这些节点在‘过去’或‘将来’没有相应的对等点。
建立对应表的处理步骤如下：
1.如果‘旧’地址不同于NOADDRESS，则转向步骤6。
2.选取由‘新’参数识别的节点的第一端口。
3.如果‘子’节点(地址为Z)被连接到这个端口，将‘新’地址加到被加的节点组，并调用处理节点(NOADDRESS，Z)。
4.对节点的所有端口重复步骤3。
5.转向步骤13。
6.将‘旧’地址和‘新’地址之间的关系置入对应表。
7.选取被考虑的节点的第一端口。
8.如果没有‘子’节点被连接到这个端口，则既不在旧柘扑中，也不在新柘扑中，转向步骤12。
9.如果没有‘子’节点在新柘扑中被连接到这个端口，但有一个节点曾在旧柘扑中被连接到那儿，将这个‘子’节点的旧号码连同它的子女节点加到“被消除节点”组，并转向步骤12。
10.如果没有‘子’节点在旧柘扑中被连接到这个端口，将子节点的新号码(Z)加到被加的节点组，并调用处理节点(NOADDRESS，Z)。
11.否则(也就是说，如果子节点曾经并仍然连接在端口)，调用处理节点(子节点的旧号码，子节点的新号码)。
12.处理节点的其他端口(从步骤8开始)。
13.结束处理过程。
步骤1至5相应于处理新近已出现在网络中的一个节点(旧地址具有值NOADDRESS)。步骤6至13相应于处理一个旧地址和新地址的节点处理。当一个节点已从网络消失，处理节点程序再不被调用：这是一种在步骤9的层次所处理的一特别情况。
下面通过说明上述处理的例子的方式，对图1网络的柘朴进行变化。为使例子完整，这里将人为地介绍两种变化(节点的连接和节点的断开)，虽然在实际上它可能是在分别的重新初始化时发生。两种变形的选择方法是避开可能使处理失效的特殊情况。
图1所示的是重新初始化以前的网络。根节点A的号码为0，1，3的端口被链接到不同的节点B，C，D的端口2，1，1。B和D没有子女节点，而C的端口0，2分别被链接到节点E，F的各自的端口0，0。
就指配地址而论，节点A被选为根节点。
节点F是被删除，节点G被引进，以其号码为0的端口链接于节点D的号码为0的端口。
图4表示的是重新初始化以后的网络。节点C端口0，1分别被链接到有关的节点E和A的端口0，1。E没有子女节点而A有两个子女节点B，D。A的端口0，3被链接到节点B，D的端口2，1。B没有子节点而D的端口0被链接到节点G的端口0。
就指配地址而论，节点C被选为根节点。
在这个例子的体制组织内，假设建立对应表的处理工作通过节点A完成。它是由网络中要求建立对应表的各个装置完成的，不使用这种处理的节点网络内的装置不干扰该处理过程的运行。
下面的表3说明建立节点号码的对应表的处理过程，给出重新初始化以后节点的状态。它们的旧地址和新地址，以及从网络消除的节点的旧地址和加入的节点的新地址。递归的层次对应于处理节点程序自身调用的号码。
节点A知道在重新初始化以前节点的地址是5并在此后变成4，并且通过调用处理节点(5，4)开始处理过程：
                                          表3
被处理的节点，递归层次，处理步骤 注  解 对  应  表 加入的节点 被删除的节点
A，0 调用处理节点(5，4)
A，1，1 真，则转向步骤6
A，1，6 我们知道节点5已变为节点4 5_＞4
A，1，7 节点A的第一端口支持号码0        5_＞4
A，1，8 测试为假        5_＞4
A，1，9 测试为假        5_＞4
A，1，10 测试为假        5_＞4
A，1，11 在端口0，节点旧地址曾是0，新地址是1：调用处理节点(0，1)        5_＞4
B，2，1 真，则转向步骤6        5_＞4
B，2，6 我们知道节点0已变为节点1     5_＞4，0_＞1
B，2，7 B的第一端口是0     5_＞4，0_＞1
B，2，8 真，则转向步骤12     5_＞4，0_＞1
B，2，12 真，B的下一个端口是1，转向步骤8     5_＞4，0_＞1
B，2，8 真，则转向步骤12     5_＞4，0_＞1
B，2，12 真，下一个端口是2，转向步骤8     5_＞4，0_＞1
B，2，8 真，转向步骤12     5_＞4，0_＞1
B，2，12 假     5_＞4，0_＞1
B，2，13 节点B的全部‘子’节点已处理，返回A，1，12     5_＞4，0_＞1
A，1，12 真，节点A的第二个端口支持号码1，转向点8     5_＞4，0_＞1
A，1，8 假     5_＞4，0_＞1
A，1，9 假     5_＞4，0_＞1
A，1，10 假     5_＞4，0_＞1
A，1，11 在端口1，节点的旧地址曾是3，新地址是5：调用处理节点(3，5)    5_＞4，0_＞1
C，2，1 真，转向步骤6    5_＞4，0_＞1
C，2，6 我们知道节点3已变为节点5    5_＞4，0_＞1，3_＞5
C，2，7 C的第一端口是0    5_＞4，0_＞1，3_＞5
C，2，8 假    5_＞4，0_＞1，3_＞5
C，2，9 假    5_＞4，0_＞1，3_＞5
C，2，10 假    5_＞4，0_＞1，3_＞5
C，2，11 在端口0，节点的旧地址是1，新地址是0：调用处理节点(1，0)    5_＞4，0_＞1，3_＞5
E，3，1 真，转向步骤6    5_＞4，0_＞1，3_＞5
E，3，6 我们知道节点1已变为节点0    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，7 E的第一端口是0    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，8 真，转向步骤12    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，12 真，E的第二端口是1，转向步骤8    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，8 真，转向步骤12    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，12 假    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
E，3，13 节点E的全部子节点被处理，返回点C，2，12    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
C，2，12 真，C的第二端口是1，转向步骤8    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
C，2，8 假    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
C，2，12 真，处理端口2，转向步骤8    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
C，2，8 假    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0
C，2，9 真，在重新初始化以前，节点C的端口2有地址是2的节点，重新初始化后，这个端口不再有节点，因此，这个节点及其子节点被消除    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0   2
C，2，12 假    5_＞4，  0_＞1，3_＞51_＞0   2
C，2，13 节点C的全部子女节点被处理，返回A，1，12    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，12 真，C的第三端口是2，转向步骤8    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，8 真，转向步骤12    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，12 真，C的第四端口是3，转向步骤8    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，8 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，9 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，10 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
A，1，11 在端口3，节点D的旧地址曾是4，新地址是3：调用处理节点(4，3)    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
D，2，1 真，转向步骤6    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0   2
D，2，6 我们知道地址是4的节点，已变成地址是3的节点    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2
D，2，7 第一端口是0    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2
D，2，8 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2
D，2，9 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2
D，2，10 真，我们已检测出这个节点G是新的，所以我们必须处理G的全部子女节点，以便将它们并入被加的节点组：调用处理节点(NOADDRESS，2)    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，1 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，2 G的第一端口是0    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，3 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，4 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，5 转向步骤13    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
G，3，13 节点G的全部子节点被处理，返回步骤D，2，11    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
D，2，11 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
D，2，12 真，D的第二端口是1，转向步骤8    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
D，2，8 真，转向步骤12    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
D，2，12 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
D，2，13 节点D的全部子节点被处理，返回A，1，12    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
A，1，12 假    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
A，1，13 节点A的全部子节点被处理，因此处理结束    5_＞4，0_＞1，3_＞51_＞0，4_＞3   2   2
因此，在完成上述处理(其结果清楚地显示在表3中)以后，我们可知：
-标以号码2的节点F，在重新初始化以前已被消除，
-标以号码2的节点G，在重新初始化以后已被加上，
-对应表指示除节点F和G以外的节点在重新初始化以前和以后的号码：例如，装置C在重新初始化以前是节点3，重新初始化以后变为节点5。
图5是包括单个端口的节点10的方块图。这个节点例如是一台‘DVD’型的光盘读出机。节点10通过物理接口12和链接电路13，被连接到标准1394串联总线11。链接电路13被链接到节点10的内部并联总线14。微处理器15或等效装置确保节点的管理，节点也包括用于输入/输出管理的电路16和存储器17。后面这三个部件也被链接到并联总线14。在重新初始化以后参与获得网络中的这个装置的节点的唯一地址的装置是由物理接口12、链接电路13和微处理器15实现的；用于在网络重新初始化以前和以后确定和存储网络的柘扑的装置由微处理器15实现；用于基于网络柘扑结构在所述重新初始化以前和以后建立在网络节点的唯一地址之间的对应表的装置由微处理器15实现。
一般，微处理器承担在机上的自动识别处理的实现，以及为确定网络柘朴和建立对应表的处理工作。涉及重新初始化以前和以后的在本实例是从自动识别包获得的柘朴信息，以及对应表被存储在例如存储器17中。

Claims (7)

1.一种用于识别通信网络中的节点的处理方法，每个节点至少提供一个端口用来与网络连接，其特征在于处理方法包括步骤：
按照一给出的处理方法，给网络的每个节点指配唯一的第一地址；
在所述网络重新初始化以后，给网络的每个节点指配唯一的第二地址；
紧随着重新初始化，建立包括节点的第一和第二地址之间的关系的对应表；所述对应表是基于节点发送的自动识别包，通过比较重新初始化之前和之后节点之间的连接建立的。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中进一步包括步骤：确定重新初始化以前存在于网络之中，而在重新初始化以后不存在于网络之中的节点组的步骤；和/或确定重新初始化以后存在于网络之中，但在重新初始化以前并不存在于网络之中的节点组的步骤。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中所述建立对应表的步骤包括对每个节点的每个端口的确定步骤：
确定在重新初始化以前和以后，与这个端口连接的一节点的存在，并且相应地，将重新初始化以前和以后的地址对写入所述的对应表；
确定在重新初始化以前与这个端口间接的节点的存在，和在重新初始化以后节点的不存在；
确定在重新初始化以后与这个端口连接的一节点的存在，和在重新初始化以前节点不存在。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中指配唯一地址的步骤包括通过网络的每个节点在网络上发送信息的步骤，这个信息给出节点在网络上的唯一地址和与它的每个端口有关的信息条目，根据此信息条目端口被连接到称为“父”节点的节点，被连接到称为“子”节点的节点，或者是否它不被连接。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，在指配唯一地址的步骤中，其中打算用于确定对应表的装置根据收到的来自链接于网络的其他装置的信息，确定重新初始化以前和以后的网络的树形结构。
6.打算链接于通信网络的装置(10)，其特征在于，它包括：
在重新初始化以后参与获得网络中的这个装置的节点的唯一地址的装置(12，13，15)；
用于在网络重新初始化以前和以后确定和存储网络的柘扑的装置(15)；
用于基于网络柘扑结构在所述重新初始化以前和以后建立在网络节点的唯一地址之间的对应表的装置(15)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其中用于确定网络的柘朴的装置包括用于处理包含在由网络节点发送的自动识别包中的信息的软件。
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