CN117501672A - 支持基于ip的rapienet的通信设备及包括其的网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明一实施例的通信设备包括：通信部；以及处理器，在连接所述通信设备和其他通信设备之间的通信路径上包括由第一拓扑构成的网络的情况下，构成要通过用于访问基于工业以太网实时自动化协议即RAPIEnet的上位层和基于IP的下位层的第一接口向所述其他通信设备传送的数据，所述第一拓扑包括星型拓扑或线型拓扑，所述处理器通过所述通信部利用所述通信路径向所述其他通信设备传送所述数据。

Description

支持基于IP的RAPIENET的通信设备及包括其的网络系统

技术领域

本发明涉及一种支持基于IP的RAPIEnet的通信设备及包括其的网络系统。

背景技术

包括IEC 61158-3 type 21、IEC 61158-4 type 21、IEC 61158-5 type21、IEC61158-6type 21、IEC 62439-7的RAPIEnet(Real-time Automation Protocols forIndustrial Ethernet：工业以太网实时自动化协议)是指，支持环型拓扑或线型拓扑的基于以太网的高可用性工业用网络协议。

RAPIEnet为了执行最佳发送路径、网络形状自动配置、环型管理器自动选择等功能，各个通信设备基于跳段计数(hop count)在NIB(network information base：网络信息库，IEC 62439-7 4.5)中管理网络整体的信息。

跳段计数只有在通信设备之间能够理解用于管理网络的帧才能计算，为了在不知道网络如何连接的状况下，执行探索最佳发送路径等功能，网络上的所有通信设备必须能够支持RAPIEnet。

由于这种特性，为了使用RAPIEnet构成星或树形状的网络拓扑，需要支持RAPIEnet的额外的专用交换机。在普通的通用以太网交换机的情况下，由于在RAPIEnetData Link(RAPIEnet数据链路)层无法提供有关用于网络配置的协商过程的信息，因此不可能使用普通的通用以太网交换机来增设或扩展网络。

另一方面，根据利用RAPIEnet的工业现场的多种控制需求事项，即使在使用普通的通用以太网交换机的星或树形状的网络拓扑中也能够支持RAPIEnet的功能的需求正在增加。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种即使在使用通用以太网交换机的星或树形状的网络拓扑中也能够操作基于RAPIEnet的应用的通信设备及包括其的网络系统。

本发明的目的在于，提供一种不能实现用于RAPIEnet通信的RAPIEnet数据链路层的一般通信设备也能够利用RAPIEnet应用来收发数据的通信设备及包括其的网络系统。

解决问题的技术方案

本发明一实施例的通信设备包括：通信部；以及处理器，在连接所述通信设备和其他通信设备之间的通信路径上包括由第一拓扑构成的网络的情况下，构成要通过用于访问基于RAPIEnet(Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet：工业以太网实时自动化协议)的上位层和基于IP(Internet Protocol：互联网协议)的下位层的第一接口向所述其他通信设备传送的数据，所述第一拓扑包括星型拓扑或线型拓扑，所述处理器通过所述通信部利用所述通信路径向所述其他通信设备传送所述数据。

所述数据为第一数据，所述处理器在所述通信路径上不包括由所述第一拓扑构成的网络的情况下，选择所述第一接口和第二接口中的一方，所述第二接口用于访问基于所述RAPIEnet的上位层和基于RAPIEnet的下位层，构成要通过所选择的所述第一接口或所述第二接口向所述其他通信设备传送的第二数据，可以通过所述通信部利用所述通信路径向所述其他通信设备传送所述数据。

所述数据为第一数据，所述处理器识别从所述其他通信设备接收到的第三数据中包含的报头信息，在所述报头信息包括关于所述第一接口的报头信息的情况下，可以通过所述第一接口接收所述第三数据。

所述处理器可以将所述数据构成为包括关于所述第一接口的报头信息。

所述报头信息可以包括目标地址(Destination Address)、源地址(SourceAddress)、目标SAP(Service Access Point：服务接入点)、源SAP(Source SAP)、扩展数据(Extension Data)区域以及组数据(Group Data)区域。

本发明一实施例的网络系统包括复数个通信设备，复数个所述通信设备包括第一通信设备和第二通信设备，所述第一通信设备包括：第一通信部；以及第一处理器，在连接所述第一通信设备和第二通信设备之间的通信路径上包括由第一拓扑构成的网络的情况下，构成通过用于访问基于RAPIEnet(Real-time Automation Protocols for IndustrialEthernet)的上位层和基于IP(Internet Protocol)的下位层的第一接口向所述第二通信设备传送的数据，所述第一拓扑包括星型拓扑或线型拓扑，所述第一处理器通过所述第一通信部利用所述通信路径向所述第二通信设备传送所述数据，所述第二通信设备包括：第二通信部；以及第二处理器，识别从所述第一通信设备接收到的所述数据中包含的报头信息，在所述报头信息包括关于所述第一接口的报头信息的情况下，通过所述第一接口接收所述数据。

所述第一处理器可以将所述数据构成为包括关于所述第一接口的报头信息。

本发明一实施例的网络系统还可以包括连接所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的通信路径上的至少一个以太网交换机。

本发明一实施例的使用基于复数个以太网端口的数据链路层的第一通信方式的通信设备中，能够以使用基于单个以太网端口的数据链路层的第二通信方式与其他通信设备通信。

所述第一通信方式和所述第二通信方式可以为无连接通信方式。

所述第一通信方式可以为RAPIEnet通信，所述第二通信方式可以为UDP/IP通信。

所述通信设备在以所述第二通信方式与所述其他通信设备通信的情况下，可以利用所述第二通信方式所需的报头信息进行通信。

在所述通信设备存在于环型拓扑或线型拓扑的网络，所述其他通信设备存在于星型拓扑或树型拓扑的网络的情况下，所述通信设备可以以所述第二通信方式与所述其他通信设备通信。

所述通信设备在以所述第一通信方式与所述其他通信设备通信而失败的情况下，可以尝试以所述第二通信方式通信。

所述通信设备可以以由用户输入选择的所述第一通信方式或所述第二通信方式与所述其他通信设备通信。

发明效果

根据本发明的一实施例，使基于RAPIEnet的应用也能够在由星型或树型拓扑构成的网络上使用，从而能够与多种字段状况匹配地构成基于网络的控制系统。

根据本发明的一实施例，不能实现用于RAPIEnet通信的RAPIEnet数据链路层的一般通信设备也能够利用RAPIEnet应用来收发数据，从而可以赋予网络配置的灵活性。

根据本发明的一实施例，在配置了无法执行现有的RAPIEnet通信的拓扑的网络中，也可以使用RAPIEnet应用而不进行修改，因此高效且经济。

附图说明

图1是示出由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统的图。

图2是示出本发明一实施例的RAPIEnet协议栈的图。

图3是示出本发明一实施例的RAPIEnet协议栈的图。

图4是示出本发明一实施例的关于UDP接口的报头信息的图。

图5是示出本发明一实施例的通信设备的构成的框图。

图6是示出本发明一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统的图。

图7是示出本发明另一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统的图。

图8是示出本发明又一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。与附图一起在下面公开的详细说明旨在说明本发明的示例性的实施方式，并不表示本发明能够实施的唯一实施方式。在附图中为了清楚地说明本发明，可以省略与说明无关的部分，在整个说明书中，对相同或相似的构成要素可以使用相同的附图标记。另外，在本发明的实施例中，包括序数的术语诸如第一、第二等仅用于将一个构成要素与另一构成要素进行区分，除非在上下文中另有明显不同的含义，否则单数的表达包括复数的表达。

图1是示出由支持RAPIEnet(工业以太网实时自动化协议)的复数个通信设备构成的网络系统的图。

作为网络系统1的一例，图1示出复数个通信设备100由环型拓扑、线型拓扑、树型拓扑的组合构成网络，连接环型拓扑的网络和线型拓扑的网络的RAPIEnet环型交换机10、连接环型拓扑的网络和树型拓扑的网络的通用以太网交换机20。

在利用两个物理层构成的RAPIEnet的情况下，只能适用于环型拓扑或线型拓扑的网络。因此，在只能由星型拓扑或树型拓扑(以下，也称为第一拓扑)构成网络的控制域中，可以利用支持RAPIEnet协议的RAPIEnet环型交换机10来执行RAPIEnet通信。但是，在环型交换机10的情况下，由于能够容纳的端口数量有限，因此不适合通过环型交换机10构成多个拓扑的情况，环型交换机10本身价格高，因此难以适用。

在适用于当前工业领域的RAPIEnet的情况下，构成为排除了UDP/IP(UDP，UserDatagram Protocol：用户数据报协议/IP，Internet Protocol：互联网协议)层，从RAPIEnet数据链路层直接通信到应用层，以能够与工业用控制匹配地快速且进行实时调度。因此，实际情况是不能使用理解UDP/IP帧但不理解RAPIEnet协议的通用以太网交换机20。

如图1所示，与环交换机10连接的通用以太网交换机20不能理解RAPIEnet协议，因此由树型拓扑构成的复数个通信设备不能与由环型拓扑或线型拓扑构成的复数个通信设备通信。

以下，在本发明中，在使用基于复数个以太网端口的数据链路层的第一通信方式的通信设备中，对能够以使用基于单个以太网端口的数据链路层的第二通信方式与其他通信设备通信的通信设备进行说明。此时，第一通信方式为RAPIEnet通信，第二通信方式可以为UDP/IP通信，第一通信方式和第二通信方式是无连接通信方式。

即，提出也可以从RAPIEnet协议栈通信到UDP/IP层的发明。在这种情况下，能够利用UDP/IP帧进行RAPIEnet通信，能够利用廉价且容易使用的通用以太网交换机，也可以以星或树形状配置RAPIEnet网络。

图2是示出本发明一实施例的RAPIEnet协议栈的图。

图2所示的协议栈200表示在操作的应用为一般应用(Generic application)的情况即RAPIEnet应用(Real-time application：实时应用)的情况的协议传送路径。

更具体而言，协议栈200包括物理层210、RAPIEnet Data Link(工业以太网实时自动化协议数据链路)层220、IP(Internet Protocol：互联网协议)层230、TCP/UDP(TCP，Transmission Control Protocol：传输控制协议/用户数据报协议)层240、RAPIEnetApplication(工业以太网实时自动化协议应用)层250、Application(应用)层260。

物理层210是指，将帧或分组等数据转换为比特，并从一个节点传输到相邻的节点的物理区域，是定义与LAN、WAN、MAN等网络标准相关的协议的区域。支持RAPIEnet的通信设备具有两个端口。

RAPIEnet数据链路层220通过协商过程计算到各个通信设备的跳段，获取并管理有关通信设备之间的最佳路径、网络形状配置的信息。在进行一般的RAPIEnet通信的情况下，数据通过调度优选级高的RT-Q(RealTime-Queue：实时队列)221收发。根据本发明的一实施例，RAPIEnet数据链路层220可以是基于复数个以太网端口的数据链路层。

与RAPIEnet数据链路层220类似地，IP层230是确定采用什么路径来将数据发送到目标通信设备的层。此时，协议栈200中示出了IP层230也经过RAPIEnet数据链路层220，但是实际上将从IP层230下发的数据经过NRT-Q(Non RealTime-Q：非实时队列)222向物理层210传递的过程中不进行修改并且原样向物理层210传递。即，IP层230和RAPIEnet数据链路层220之间没有相互依赖性。只是，IP层230管理一种表，该表基于名为RAPIEnet数据链路层220的MAC地址223的地址管理体系来确定要用物理层210的哪个端口收发数据。

TCP/UDP层240是定义传送数据的方法的区域。在通过TCP层的情况下，由于在以面向连接(connection-oriented)收发数据期间建立并保持通信设备之间的连接，因此可靠性得到保障。在通过UDP层的情况下，与TCP不同地，不经过对数据进行分组并再组装的过程，因此数据传送速度快，在以无连接(connectionless)收发数据时，单方面进行收发而不经过处理发送数据的信号或接收数据的信号的步骤。

此时，RAPIEnet的消息通信方式使用无连接协议而不是面向连接协议。因此，在本发明中，可以使用无连接协议类型的UDP访问IP层。由此，UDP报头被附加到用于利用RAPIEnet应用的数据上，因此可以利用通用以太网交换机配置第一拓扑的网络。

与TCP/UDP层240类似地，RAPIEnet应用层250是数据传送层，为了访问上下位层，RAPIEnet应用层250具有RAPIEnet下行链路接口(RAPIEnet DL I/F)251和UDP接口(UDP I/F)252。在RAPIEnet应用层250中，可以选择两个接口中的一个接口收发数据。

因此，在本发明中，RAPIEnet应用的通信路径可以实现两种路径。一种作为一般RAPIEnet通信方式，通过RAPIEnet下行链路接口251向RAPIEnet数据链路层220传送数据，或者通过RAPIEnet DL接口251接收从RAPIEnet数据链路层220传递而至的数据的路径。另一种作为本发明中要实现的向IP层230的传送路径，经由UDP接口252以与IP层230通信。

在本发明一实施例的通信设备100中，在先以作为RAPIEnet通信的第一通信方式尝试与其他通信设备通信而通信失败的情况下，可以尝试以作为UDP/IP通信的第二通信方式通信。另外，不限于此，可以通过由用户输入选择的第一通信方式或第二通信方式与其他通信设备通信。

此时，利用UDP接口252而不是TCP接口，这是因为如前面在TCP/UDP层240中所述，RAPIEnet使用无连接协议。

在数据经过RAPIEnet应用层250的UDP接口252的情况下，数据将包括关于UDP接口的报头信息。由此，TCP/UDP层240可以识别RAPIEnet应用数据。

根据本发明的一实施例，在通信设备100以第二通信方式即UDP/IP通信与其他通信设备通信的情况下，利用第二通信方式所需的报头信息来执行通信。即，可以将关于UDP接口的报头信息附加到基于RAPIEnet的数据上进行通信。关于UDP接口的报头信息的详细内容将在图4中描述。

应用层260是定义在发送侧和接收侧之间用于交换数据的服务的层，包括一般应用和RAPIEnet应用。

RAPIEnet应用包括执行例如客户端/服务器模型中的数据写/读功能、主/从属模型中的数据输入输出功能、生产商/消费者模型的数据共享功能、远程OS下载功能、各种诊断功能的应用。

RAPIEnet应用具有必须在可预测的时间进行操作的特征，而一般应用无法预测操作的时间点。因此，如基于传送带依次移动的汽车生产作业现场一样，在需要应用的实时控制操作的情况下，使用RAPIEnet应用。

根据本发明的一实施例，应用层260的RAPIEnet应用可以通过RAPIEnet应用层250的RAPIEnet下行链路接口251经过RAPIEnet数据链路层220执行通信，可以通过UDP接口252经过UDP/IP执行通信。

如上所述，由于通用以太网交换机可以理解UDP协议，因此可以使用通用以太网交换机来配置树或星型拓扑的RAPIEnet网络。

图3是示出本发明一实施例的RAPIEnet协议栈的图。

与前述图2的协议栈200不同地，本图中所示的协议栈300是去除了RAPIEnet数据链路层220的形态。除此之外，对于IP层320、TCP/UDP层330、应用层350，其作用和功能与图2的协议栈200的层相同，因此参照图2的协议栈200进行理解。

图3的协议栈300可以适用于不能实现RAPIEnet数据链路层220的通信设备。为了实现RAPIEnet数据链路层220，需要实现RT-Q221、NRT-Q222的功能的硬件配置。但是，难以实现这种硬件配置的通信设备例如PC或HMI(Human Machine Interface：人机接口)这样的嵌入式设备等仅能够执行现有通信的通信设备不能实现RAPIEnet数据链路层220。在这种情况下，如前图2中所述，IP层230与RAPIEnet数据链路层220不存在依赖性，利用MAC地址223来确定数据发送路径，因此可以适用去除了RAPIEnet数据链路层220的图3的协议栈300。

即，一般通信设备即使不能实现RAPIEnet数据链路层220，也可以通过以太网MAC310、IP层320、UDP层330并经由RAPIEnet应用层340的UDP接口341与应用层350的RAPIEnet应用执行通信。

根据本发明的一实施例，不能实现用于RAPIEnet通信的RAPIEnet数据链路层220的一般通信设备也可以通过UDP接口341利用RAPIEnet应用来收发数据，因此赋予网络配置的灵活性。

图4是示出本发明一实施例的关于UDP接口的报头信息400的图。

RAPIEnet应用可以利用RAPIEnet数据链路层的多种功能来选择有效的通信方法。由于RAPIEnet应用利用RAPIEnet数据链路层的多种传送功能，因此需要在UDP接口添加报头信息。

报头信息包括：1)Destination Address(目标地址)(符合RAPIEnet标准)、2)Source Address(源地址)(符合RAPIEnet标准)、3)Destination SAP(目标SAP)(ServiceAccess Point：服务接入点)(符合RAPIEnet标准)、4)Source SAP(源SAP)(Service AccessPoint)(符合RAPIEnet标准)、5)Extension Data区域(扩展数据区域)(符合RAPIEnet标准)、6)Group Data区域(组数据区域)(符合RAPIEnet标准)的六种内容。以下，参照示出各项的值和描述的[表1]来具体说明。

1)目标地址(DST_addr)

该字段表示传送到帧的节点的目标地址。在RAPIEnet中，如[表1]所示，消息的目标地址可以设定为0x0000至0xFFFF。在目标地址为0xFF的情况下，目标MAC地址字段包括ISO/IEC/IEEE 8802 3MAC地址。

2)源地址(SRC_addr)

该字段表示生成帧的节点的源地址。

3)目标SAP(Service Access Point：服务接入点)

该字段表示被传送DLPDU的DLE的SAP，允许值的范围为0～65535。

4)源SAP(Service Access Point：服务接入点)

该字段表示生成DLPDU的DLE的SAP，允许值的范围为0～65535。

5)扩展数据区域

该字段在帧控制字段的VoE比特设定为TRUE(真)的情况下存在。

Group Mask Enable(组掩码启用)是在帧为广播或组播时指定在对等装置中是否接受帧的比特字段。在值设定为真(TRUE)的情况下，在接收帧的对等装置中Group Mask(组掩码)被激活。

Group Mask(组掩码)字段使用比特序列来表示消息接收选择。若组掩码启用设定为真，则组掩码字段以4个八位字节单位添加(例如：4、8、12～32个八位字节)。各个比特表示对相应DL实体标识符的帧的接收选择。对于帧的接收，1表示真(TRUE)，0表示假(FALSE)。第一个比特表示关于最上位DL实体标识符的帧接收选项。

Extension type(扩展类型)字段表示扩展字段的类型。0x00值表示无效的扩展类型，其他值被保留以供后续使用。

Extension length(扩展长度)字段表示扩展字段的长度。若组掩码启用设定为真且扩展类型设定为0x00，则扩展长度指定组掩码字段的长度。若组掩码启用设定为假且扩展类型设定为0x00以外的值，则扩展长度指定扩展字段的长度。在组掩码启用设定为真且扩展类型未设定为0x00的情况下，前两个八位字节指定组掩码字段的长度，后两个八位字节指定扩展类型。

[表1]

图5是示出本发明一实施例的通信设备100的构成的框图。

输入部110包括连接通信设备100和其他通信设备、RAPIEnet环型交换机10或通用以太网交换机20等的至少一个端口。除此之外，输入部110包括用于响应于用户输入而产生输入数据的至少一个输入装置。输入部110可以包括输入端子、按钮、旋转开关、小键盘、圆顶开关、触摸面板、旋钮、触摸键等。

通信部120与其他通信设备等外部装置、外部服务器(未图示)执行通信。为此，通信部120可以执行5G(5th Generation communication：第五代通信)、LTE-A(Long TermEvolution-Advanced：高级长期演进)、LTE(Long Term Evolution：长期演进)、Wi-Fi(Wireless Fidelity：无线保真)等无线通信。作为通信方式，通信部120可以使用RF(radiofrequency：射频)、紫峰(Zigbee)、蓝牙(bluetooth)、无线保真(Wi-Fi)、UWB(UltraWideBand：超宽带)以及NFC(Near Field Communication：近场通信)等无线通信。通信部120可以被实现为Wi-Fi等与AP执行无线通信的无线通信模块或蓝牙等执行一对一直接无线通信的无线通信模块等。

显示部130显示与通信设备100的操作相关的显示数据。显示部130包括液晶显示器(LCD；Liquid Crystal Display)、发光二极管(LED；Light Emitting Diode)显示器、有机发光二极管(OLED；Organic LED)显示器、微机电系统(MEMS；Micro Electro MechanicalSystems)显示器以及电子纸(Electronic Paper)显示器。显示部130与输入部110结合，可以由触摸屏(Touch Screen)实现。

存储部140存储通信设备100的操作程序。存储部140包括：非易失性的储存器(storage)，能够与是否提供电源无关地保存数据；以及易失性的存储器(memory)，加载由处理器150处理的数据，若不提供电源，则无法保存数据。储存器有闪存(flash-memory)、HDD(hard-disc drive：硬盘)、SSD(solid-state drive：固态硬盘)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等，存储器有缓存器(buffer)、随机存取存储器(RAM；Random AccessMemory)等。

处理器150可以通过执行程序等软件来控制连接于处理器150的通信设备100的至少一个其他构成要素(例如：硬件或软件构成要素)，可以执行各种数据处理或运算。

处理器150可以基于连接通信设备100和其他通信设备之间的通信路径上的网络配置，构成要通过UDP接口向其他通信设备传送的数据，可以通过通信部120利用通信路径来执行向其他通信设备传送数据的操作。

处理器150识别从其他通信设备接收到的数据中包含的报头信息，在识别出的报头信息包括关于UDP接口的报头信息的情况下，可以执行通过UDP接口接收数据的操作。

图6是本发明一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统600的图。

本发明一实施例的网络系统600由环型拓扑的网络和树型拓扑的网络构成，两种网络由环型交换机10和连接于环型交换机10的通用以太网交换机20连接。在本实施例中，确认环型拓扑的网络中包括的第一通信设备101和树型拓扑的网络中包括的第二通信设备102之间通信的情况。第一通信设备101和第二通信设备102是前面图5中说明的通信设备100中的一种，参照图5的说明来理解各个通信设备中包括的构成。

在图6中，第一通信设备101构成RAPIEnet网络中的一种的环型拓扑，利用图2的协议栈200通信。在第二通信设备102的情况下，若为支持RAPIEnet的通信设备，则可以利用图2的协议栈200，但不限于此，在执行一般IP通信的通信设备的情况下，可以利用图3的协议栈300。即，第二通信设备102是构成树型拓扑的网络的通信设备，不一定是具有两个物理端口的RAPIEnet通信设备。

在连接第一通信设备101和第二通信设备102之间的通信路径上包括由星型拓扑和树型拓扑中的至少一种第一拓扑构成的网络的情况下，数据必须访问IP层230。即，为了利用星型拓扑或树型拓扑上的通信设备收发数据，需要通过通用以太网交换机，并且由于通用以太网交换机可以理解基于IP的协议，为此需要修改数据传输协议。

为了接收进入IP层230的数据，第一通信设备101的第一处理器151可以访问基于RAPIEnet的上位层，为了将基于IP的协议附加到基于RAPIEnet的数据并发送，可以使用能够访问基于IP的下位层的第一接口即UDP接口252。此时，UDP接口252可以存在于RAPIEnet应用层250。参照图2的协议栈200，基于RAPIEnet的上位层指RAPIEnet应用层250、应用层260，基于IP的下位层指TCP/UDP层240以下的层。

只是，第一通信设备101也与包括在RAPIEnet环网络的其他通信设备通信，因此可以使用用于访问基于RAPIEnet的上位层和基于RAPIEnet的下位层的第二接口即RAPIEnet下行链路接口251。

即，为了从协议栈200的RAPIEnet应用层250访问下位层，第一通信设备101的第一处理器151可以选择RAPIEnet下行链路接口251和UDP接口252中的一个接口来发送数据。

第一通信设备101的第一处理器可以基于与第二通信设备102之间的通信路径，构成要通过UDP接口252向第二通信设备102传送的数据。或者，第一通信设备101的第一处理器150可以通过识别通信路径上的通用以太网交换机20的存在与否来判断是否要选择经过UDP接口252的路径。通过UDP接口252构成的数据包括前面图4中描述的关于UDP接口的报头信息。

第一通信设备101的第一处理器151可以沿与第二通信设备102的通信路径向第二通信设备102传送包括关于UDP接口252的报头信息的基于RAPIEnet的数据。

第二通信设备102的第二处理器152识别从第一通信设备101接收到的数据中包含的报头信息。在识别出的报头信息包括关于UDP接口252的报头信息的情况下，第二通信设备102通过UDP接口252接收数据。

更具体而言，在使用图2的协议栈200的情况下，第二通信设备102通过RAPIEnet数据链路层220的NRT-Q222并经由IP层230、TCP/UDP层240由RAPIEnet应用层250的UDP接口252接收数据。如前所述，如果第二通信设备102为PC或嵌入式装置等执行一般IP通信的设备，则可以使用图3的协议栈300通过MAC层310、IP层320、UDP层330经过RAPIEnet应用层340的UDP接口341与应用层350的RAPIEnet应用执行通信。

根据本发明的一实施例，即使在配置了不能执行现有的RAPIEnet通信的拓扑的网络中，也可以在不修改RAPIEnet应用的情况下使用，因此完全不需要开发应用所需的资源。另外，即使在不支持RAPIEnet通信的通信设备的情况下，也可以使用RAPIEnet应用而无需修改RAPIEnet应用，因此经济。

图7是示出本发明另一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统700的图。

本发明一实施例的网络系统700由线型拓扑的网络和树型拓扑的网络构成，两种网络由通用以太网交换机20连接。在本实施例中，确认线型拓扑的网络中包括的第一通信设备101和树型拓扑的网络中包括的第二通信设备102之间通信的情况。第一通信设备101和第二通信设备102是前面图5中说明的通信设备100中的一种，参照图5的说明来理解各个通信设备中包括的构成。

在图7中，第一通信设备101构成RAPIEnet网络中的一种的线型拓扑，利用图2的协议栈200进行通信。

在图7的情况下，图7与图6的区别仅在于包括第一通信设备101的网络分别是线型拓扑和环型拓扑，但状况相同。因此，省略重复内容，描述追加的内容。同理，该内容也可以补充适用于图6的网络系统600。

根据本发明的一实施例，构成线型拓扑的四个通信设备通过相互之间协商过程设定线型网络管理器。此时，线型网络管理器可以是四个通信设备中位于两端的通信设备。

线型网络管理器只允许复数个通信设备在线型网络内收发基于RAPIEnet的数据。这是因为，若RAPIEnet协议传送到通用以太网交换机20，则由于通用以太网交换机20无法理解，因此交换机可能坏掉或误操作。因此，线型网络管理器向通用以太网交换机20侧仅发送包括基于IP的协议的数据即包括关于UDP接口252、341的报头信息的数据。

此时，作为开始数据通信的客户端侧的第一通信设备101中可以预先具有关于使用RAPIEnet下行链路接口251和UDP接口252中哪个接口来传送数据的信息。其可以以客户端侧的通信参数形式存在，可以由通信用户(技术人员)设定。

另一方面，在作为服务器侧通信设备的第二通信设备102响应客户端请求的数据时，可以基于接收到的数据中包含的报头信息来区分数据是由RAPIEnet下行链路接口251和UDP接口252中的哪个接口接收的，因此可以利用该信息以相应的接口进行响应。

图8是示出本发明又一实施例的由支持RAPIEnet的复数个通信设备构成的网络系统800的图。

本发明一实施例的网络系统800由树型拓扑的网络构成，复数个通信设备由通用以太网交换机20连接。在本实施例中，确认树型拓扑的网络中包括的第一通信设备101和第二通信设备102之间通信的情况。第一通信设备101和第二通信设备102是前面图5中说明的通信设备100中的一种，参照图5的说明来理解各个通信设备中包括的构成。

在本实施例中，在第一通信设备101和第二通信设备102的情况下，若为支持RAPIEnet的通信设备，则可以利用图2的协议栈200，但是不限于此，在执行一般IP通信的通信设备的情况下，可以利用图3的协议栈300。即，第一通信设备101和第二通信设备102是构成树型拓扑的网络的通信设备，不一定是具有两个物理端口的RAPIEnet通信设备。

为了与第二通信设备102通信，第一通信设备101的第一处理器151识别连接第一通信设备101和第二通信设备102之间的通信路径。

第一通信设备101和第二通信设备102通过通用以太网交换机20通信，因此数据必须访问IP层230。

第一通信设备101的第一处理器151可以访问基于RAPIEnet的上位层，可以使用能够访问基于IP的下位层的第一接口即UDP接口252。或者，在第一通信设备101为PC或嵌入式装置等执行一般IP通信的设备的情况下，可以使用图3的协议栈300的UDP接口341，访问基于RAPIEnet的上位层和基于IP的下位层。

第二通信设备102的第二处理器152识别从第一通信设备101接收到的数据中包含的报头信息。在识别出的报头信息包括关于UDP接口252的报头信息的情况下，第二通信设备102通过UDP接口252接收数据。如果第二通信设备102为PC或嵌入式装置等执行一般IP通信的设备的情况下，可以通过图3的协议栈300的UDP接口341执行通信。

根据本发明的一实施例，在未实现用于RAPIEnet通信的RAPIEnet应用层的通信设备之间，也可以进行基于IP的RAPIEnet通信。

Claims (16)

1.一种通信设备，其中，包括：

通信部；以及

处理器，在连接所述通信设备和其他通信设备之间的通信路径上包括由第一拓扑构成的网络的情况下，构成要通过用于访问基于工业以太网实时自动化协议即RAPIEnet的上位层和基于IP的下位层的第一接口向所述其他通信设备传送的数据，所述第一拓扑包括星型拓扑或线型拓扑，所述处理器通过所述通信部利用所述通信路径向所述其他通信设备传送所述数据。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，

所述数据为第一数据，

所述处理器在所述通信路径上不包括由所述第一拓扑构成的网络的情况下，选择所述第一接口和第二接口中的一方，所述第二接口用于访问基于所述RAPIEnet的上位层和基于RAPIEnet的下位层，

所述处理器构成要通过所选择的所述第一接口或所述第二接口向所述其他通信设备传送的第二数据，

所述处理器通过所述通信部利用所述通信路径向所述其他通信设备传送所述数据。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中，

所述数据为第一数据，

所述处理器识别从所述其他通信设备接收到的第三数据中包含的报头信息，

在所述报头信息包括关于所述第一接口的报头信息的情况下，所述处理器通过所述第一接口接收所述第三数据。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其中，

所述处理器将所述数据构成为包括关于所述第一接口的报头信息。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其中，

所述报头信息包括目标地址、源地址、目标服务接入点即目标SAP、源SAP、扩展数据区域以及组数据区域。

6.一种网络系统，其中，包括：

复数个通信设备，包括第一通信设备和第二通信设备，

所述第一通信设备包括：

第一通信部；以及

第一处理器，在连接所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的通信路径上包括由第一拓扑构成的网络的情况下，构成要通过用于访问基于RAPIEnet的上位层和基于IP的下位层的第一接口向所述第二通信设备传送的数据，所述第一拓扑包括星型拓扑或线型拓扑，所述第一处理器通过所述第一通信部利用所述通信路径向所述第二通信设备传送所述数据，

所述第二通信设备包括：

第二通信部；以及

第二处理器，识别从所述第一通信设备接收到的所述数据中包含的报头信息，在所述报头信息包括关于所述第一接口的报头信息的情况下，通过所述第一接口接收所述数据。

7.根据权利要求6所述的网络系统，其中，

所述第一处理器将所述数据构成为包括关于所述第一接口的报头信息。

8.根据权利要求7所述的网络系统，其中，

所述报头信息包括目标地址、源地址、目标SAP、源SAP、扩展数据区域以及组数据区域。

9.根据权利要求6所述的网络系统，其中，

还包括连接所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的通信路径上的至少一个以太网交换机。

10.一种通信设备，其是使用基于复数个以太网端口的数据链路层的第一通信方式的通信设备，其中，

能够以使用基于单个以太网端口的数据链路层的第二通信方式与其他通信设备通信。

11.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

所述第一通信方式和所述第二通信方式为无连接通信方式。

12.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

所述第一通信方式为RAPIEnet通信，所述第二通信方式为UDP/IP通信。

13.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

所述通信设备在以所述第二通信方式与所述其他通信设备通信的情况下，利用所述第二通信方式所需的报头信息进行通信。

14.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

在所述通信设备存在于环型拓扑或线型拓扑的网络，所述其他通信设备存在于星型拓扑或树型拓扑的网络的情况下，所述通信设备以所述第二通信方式与所述其他通信设备通信。

15.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

所述通信设备在以所述第一通信方式与所述其他通信设备通信而失败的情况下，尝试以所述第二通信方式通信。

16.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，

所述通信设备以由用户输入选择的所述第一通信方式或所述第二通信方式与所述其他通信设备通信。