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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernetzung
einer automatisierten Anlage sowie eine Baugruppe im Allgemeinen
und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten
Anlage über
ein Netzwerk, das gemäß dem Internet-Protokoll
Version 6 adressiert ist, im Besonderen.
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Stand der Technik
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Automatisierte
Anlagen sind Anlagen, in denen Prozesse weitgehend automatisiert
durchgeführt werden.
Ein Beispiel für
eine automatisierte Anlage ist eine Produktionsanlage, in der die
zur Produktion eines Produkts notwendigen Prozessschritte weitgehend
automatisiert ablaufen. Automatisierte Anlagen bestehen in der Regel
aus mehreren Zellen. Eine Produktionsanlage kann zum Beispiel eine
Fließbandfertigung
für die
Produktion eines Kraftfahrzeuges sein und eine Zelle in dieser Fließbandfertigung kann
ein Schweißroboter
sein. Eine Zelle weist in der Regel mehrere Baugruppen auf. Baugruppen
sind z. B. einzelne elektrische Geräte oder auch Softwarekomponenten.
Die Baugruppen bilden somit die die Zelle konstituierenden Einheiten.
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Die
einzelnen Zellen einer automatisierten Anlage werden durch ein Netzwerk
miteinander vernetzt. Jede Zelle weist dabei ihr eigenes Subnetzwerk
(im Folgenden auch als Subnetz bezeichnet) auf, an welches die Baugruppen
der Zelle lokal angeschlossen sind. Zur Kopplung der Subnetze der
Zellen untereinander werden Router verwendet, mittels denen die
Datenpakete zwischen den entsprechenden Subnetzen geroutet werden.
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Die
einzelnen Subnetze bzw. das Netzwerk der automatisierten Anlage
werden gemäß dem Internetprotokoll
adressiert. Momentan wird an der Einführung eines neuen Internetprotokolls
für das
World Wide Web, dem so genannten Internet-Protokoll Version 6 (IPv6)
gearbeitet. Ein Grund für
die Einführung des
IPv6 ist, dass der Adressraum, den das bisher eingesetzte Internet-Protokoll
Version 4 (IPv4) bietet, auf etwas über 4 Mrd. IP-Adressen begrenzt
ist, was mittlerweile zu einer Adressenknappheit führt.
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Eine
IPv6-Adresse ist 128 Bit lang, wohingegen eine IPv4 Adresse nur
32 Bit lang ist. Aufgrund der 128 Bit einer IPv6-Adresse sind über 340 Sextillionen verschiedene
Adressen möglich.
Das bedeutet, dass jedem Quadratmillimeter Erdoberfläche ca.
689 Brd. Adressen zugewiesen werden könnten. Eine Adressenknappheit
ist somit auch für
die ferne Zukunft auszuschließen.
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Nach
dem Stand der Technik generiert jede Netzwerkschnittstelle einer
Baugruppe bei ihrer Inbetriebnahme im Subnetzwerk der Zelle aus
ihrer MAC-Adresse einen so genannten Interface Identifier (IFID).
Bei der MAC-Adresse handelt es sich um eine Hardwareadresse, die
der Netzwerkschnittstelle vom Hersteller zugewiesen wurde und mittels
derer die Schnittstelle eindeutig identifizierbar ist. Die MAC-Adresse
wird im Falle von IPv6 in einen so genannten EUI-64 (EUI = Extended
Unique Identifier) umgewandelt, der somit im Falle von IPv6 dem
obigen IFID entspricht. Der Interface Identifier bildet aufgrund
seiner Generierung aus der MAC-Adresse eine eindeutige numerische
Identifikation für
die Netzwerkschnittstelle.
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Diesem
IFID wird zur Generierung einer linklokalen Adresse ein Präfix (z.
B. FE80::/10 bei IPv6) vorangestellt. Die linklokale Adresse setzt
sich somit aus dem Präfix
und dem IFID zusammen. Bei der linklokale Adresse handelt es sich
um eine erste Netzwerkadresse der Schnittstelle, die nur im lokalen Subnetz
und nicht über
Routergrenzen hinweg zur Adressierung verwendet werden kann.
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Diese
linklokale Adresse wird nun als Absenderadresse der Netzwerkschnittstelle
verwendet, um Router am Subnetz über
eine erste Multicastgruppe „All
Routers", welche
nur linklokal erreichbar ist, ausfindig zu machen. Eine Multicastgruppe
ist im allgemeinen eine als Zieladresse verwendete Netzwerkadresse,
der mehrere Netzwerkschnittstellen, auch in verschiedenen Subnetzen,
zugeordnet werden können.
Die linklokale Multicastgruppe „All Routers" ist gemäß dem IPv6
Standard in jedem Subnetzwerk definiert. Die Router antworten nun
auf diese Anfrage, indem sie an die linklokale Adresse der Netzwerkschnittstelle
der Baugruppe eine Liste von Präfixen zurücksenden.
Jedes dieser Präfixe
wird nun von der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe mit der IFID kombiniert;
somit entsteht für
jeden Präfix
eine weitere Netzwerkadresse (zweite bis n-te). Ab diesem Zeitpunkt
ist die Baugruppe über
Routergrenzen hinweg erreichbar. Die Routerfunktionalität kann hierbei auch
in eine Baugruppe integriert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Verwendung von IPv6 in
automatisierten Anlagen zu ermöglichen
und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte
Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage anzugeben.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den
Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Durch
die Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Vernetzung einer
automatisierten Anlage angegeben. Dabei weist die automatisierte
Anlage mindestens eine Zelle auf. Die Zelle weist ferner ein Subnetz
auf, wobei das Subnetz über
einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage
angebunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Schritt
der Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe im Netzwerk auf,
wobei sich die zweite Multicastgruppe über das Subnetzwerk und das
weitere Subnetzwerk erstreckt. Ferner weist es den Schritt der Detektion
einer zweiten Netzwerkadresse einer Netzwerkschnittstelle einer
Baugruppe mittels der zweiten Multicastgruppe auf, wobei die Baugruppe
mit der zweiten Netzwerkadresse der zweiten Multicastgruppe zuvor
beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle zuvor an das Subnetzwerk angeschlossen
worden ist. Zudem erfolgt in einem weiteren Schritt die Zuweisung
eines Namens an die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe über die
zweite Netzwerkadresse.
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Wie
zuvor beschrieben sucht die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe
mittels einer für
die Netzwerkschnittstelle erzeugten linklokalen ersten Netzwerkadresse
die linklokale erste Multicastgruppe „All Routers". Die linklokale
Adresse weist dabei ein erstes Präfix (z. B. FE80::/10) und den
Interface Identifier (IFID) der Netzwerkschnittstelle auf. Der Router antwortet,
indem er an die linklokale Adresse zumindest ein zweites Präfix sendet.
Dieses zweite Präfix wird
nun zusammen mit dem IFID von der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe
in der ersten Netzwerkadresse verwendet, um der zweiten Multicastgruppe beizutreten.
Die zweite Multicastgruppe kann z. B. eine logische oder eine topologische
Bedeutung besitzen (z. B. „alle
noch nicht konfigurierten Knoten", „alle noch
nicht konfigurierten IO-Baugruppen", ...).
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Damit
kann die zweite Netzwerkadresse, z. B. von einem Projektierungswerkzeug,
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
detektiert werden, z. B. indem das Projektierungswerkzeug bei der
zweiten Multicastgruppe erfragt, welche Netzwerkschnittstellen dieser
Multicastgruppe angehören.
Da sich die zweite Multicastgruppe über das Subnetzwerk der Zelle
hinaus erstreckt, also auch auf weitere Subnetzwerke der automatisierten
Anlage, kann diese Abfrage netzweit erfolgen. Die Abfrage ist nicht,
wie z. B. DCP bei PROFINET, auf die im gleichen Subnetz wie die
Projektierungssoftware befindlichen Netzwerkschnittstellen beschränkt.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
nun der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe über die Multicastgruppe, z.
B. durch das Projektierungswerkzeug, ein Name zugewiesen. Dabei
wird die IFID der Netzwerkschnittstelle durch einen symbolischen
Namen zur Adressierung erweitert. Die Netzwerkschnittstelle der
Baugruppe lässt
sich daher von dem Projektierungswerkzeug, das außerhalb des
Subnetzwerkes auf die zweite Multicastgruppe zugreifen kann, projektieren
und konfigurieren. Dies ist insbesondere bei großen automatisierten Anlagen vorteilhaft,
da man die Projektierung, die Konfiguration bzw. die Vernetzung
der automatisierten Anlage von einem zentralen Knoten aus durchführen kann und
nicht mehr jede Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe einer Zelle
direkt vor Ort in das Subnetzwerk integriert werden muss. Für den Fall,
dass eine Baugruppe nur eine einzige Netzwerkschnittstelle besitzt, kann
der Name auch stellvertretend der Baugruppe zugewiesen werden.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Erzeugung einer
numerischen Repräsentation
aus dem Namen der Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe auf. In weiteren
Schritten erfolgt die Erzeugung einer dritten Netzwerkadresse für die Baugruppe,
wobei die dritte Netzwerkadresse zumindest einen Teil der numerischen
Repräsentation
aufweist und die Zuweisung der dritten Netzwerkadresse an die Netzwerkschnittstelle
der Baugruppe. Dabei kann der Name insbesondere zur Erzeugung eines
zweiten IFID verwendet werden. Die dritte Netzwerkadresse kann dann aus
dem zweiten IFID und dem zweiten Präfix zusammengesetzt und der
Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe zugewiesen werden. Der Vorteil
dieser Vorgehensweise liegt darin, dass im Falle eines Austauschs
einer Netzwerkschnittstelle oder einer gesamten Baugruppe der neu
installierten Netzwerkschnittstelle oder Baugruppe der gleiche Namen
und folglich auch die gleiche dritte Netzwerkadresse zugewiesen
werden können,
wohingegen sich die ersten und zweiten Netzwerkadressen aufgrund
der Bildung der ersten und zweiten Netzwerkadressen mittels der
MAC-Adresse jeder Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe zwangsläufig unterscheiden.
Dadurch entfällt
eine aufwändige
Neuprojektierung im Falle eines Netzwerkschnittstellen- oder Baugruppentausches.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der Name einer Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe
auf einem Wechseldatenträger
remanent gespeichert. Somit ist es beim Netzwerkschnittstellen-
oder Baugruppentausch ausreichend, den Wechseldatenträger zu tauschen,
die Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe erhält dann auch ohne Projektierungswerkzeug
die gleiche Adresse wie die ausgetauschte Netzwerkschnittstelle
oder Baugruppe.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung werden das Netzwerk und das Subnetzwerk gemäß dem Internetprotokoll
Version 6 (IPv6) adressiert. Dabei werden die Netzwerkschnittstellen
zum Beispiel an einen Ethernet basierten Feldbus, wie etwa PROFINET
angeschlossen, wobei der Feldbus gemäß dem IPv6-Protokoll adressiert wird.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die dritte Netzwerkadresse Hierarchiestufen auf,
wobei durch die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage strukturiert
wird.
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IPv6
bietet die Möglichkeit,
die Internetadressen hierarchisch aufzubauen. In einer Internet-Adresse
lassen sich nach dem RFC2374 Dokument, das zum Beispiel über die
Internetseite www.ietf.org abrufbar ist, verschiedene Hierarchiestufen
definieren. Damit kann zum Beispiel der hintere Teil bzw. Bereich
der IP-Adresse die Netzwerkschnittstelle über deren IFID spezifizieren,
ein davor liegender Teil die Baugruppe, ein weiterer Teil die Zelle
und ein anderer Teil die Anlage. Der hierarchische Aufbau von Internetadressen
hat den Vorteil, dass man die vorprojektierten und vorprogrammierten
Zellen einer automatisierten Anlage in Serie herstellen kann. Bei
Inbetriebnahme der automatisierten Anlage, die zum Beispiel zwei
solcher Zellen enthält,
müssen
die Postfixe der jeweiligen Netzwerkschnittstellen der Baugruppen
in den zwei Zellen nicht mehr geändert
werden. Es reicht, den Bereich der Präfixe der Adressen, die für die Zellen
vorgesehen sind, entsprechend zuzuweisen. Dies hat den Vorteil,
dass vor Ort, das heißt
bei Inbetriebnahme der automatisierten Anlage, keine zusätzliche
Konfiguration der Adressen nötig
ist. Somit sinkt der Aufwand bei der Inbetriebnahme und potentielle
Fehler bei der Änderung
der Adresse werden eliminiert. Ein Beispiel für potentielle Fehler ist die
Doppelvergabe von Adressen oder eine Fehladressierung.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung werden die Netzwerkadressen in Hierarchiestufen betreffend
jeweils die automatisierte Anlage, die Zellen, die Baugruppen und
die Netzwerkschnittstellen strukturiert.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weisen die zweite Netzwerkadresse und die dritte Netzwerkadresse
jeweils einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich, einen dritten
Bereich und einen vierten Bereich auf, wobei der erste Bereich die
Netzwerkschnittstelle der Baugruppe spezifiziert, wobei der zweite
Bereich die zur Netzwerkschnittstelle zugehörige Baugruppe spezifiziert,
wobei der dritte Bereich die Zelle spezifiziert, in der sich die
Baugruppe befindet und wobei der vierte Bereich die Anlage spezifiziert.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation,
welcher durch den zweiten IFID gebildet wird, zur Spezifizierung
des ersten und des zweiten Bereichs verwendet.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation
zur Spezifizierung eines ersten Teils des Interface Identifiers
verwendet, wobei in einem zweiten Teil des Interface Identifiers
eine erste Zahl vorgegeben ist.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Durchführung eines "Duplicate Address Detection" (DAD) Verfahrens
zur Feststellung, ob die zweite Netzwerkadresse bereits im Subnetzwerk
vergeben ist, auf. Das DAD-Verfahren ist ein im IPv6 Standard spezifiziertes
Verfahren, mit dem eine doppelte Adressvergabe detektiert werden
kann. Das Verfahren weist zudem den Schritt der Änderung der ersten Zahl in
eine zweite Zahl unter erneuter Durchführung des DAD-Verfahrens bei
Verwendung der ersten Zahl als zweite Zahl, für den Fall, dass die zweite
Zahl bereits vergeben ist, auf.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird die numerische Repräsentation mittels einer Hash-Funktion
aus dem Namen generiert.
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Die
numerische Repräsentation
eines Teils der dritten Adresse, z. B. des Interface-Identifiers, wird
aus dem Namen unter Verwendung einer Hash-Funktion generiert. Hash-Funktionen
können verschiedene
Namen auf dieselbe numerische Repräsentation abbilden. Um eine
Doppeladressierung auszuschließen
wird ein wie z. B. im IPv6-Standard festgelegtes "Duplicate Address
Detection" Verfahren
durchgeführt.
Wird nun eine Doppeladressierung erkannt, so wird ein für die Kollisionsauflösung reservierter
Bereich der numerischen Repräsentation
solange geändert,
bis ein eindeutiger zweiter IFID entsteht.
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Ein
Name kann hierarchisch aufgebaut sein, jeder Namensbestandteil kann
durch eine Hash-Funktion für
sich in eine numerische Repräsentation
umgewandelt werden. Aus der Folge der numerischen Repräsentationen
der einzelnen Namensteile lässt
sich eine weitere numerische Repräsentation bilden, die dann
für einen
wesentlichen Teil des Interface Identifiers verwendet wird.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der Name der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe
von einem Projektierungswerkzeug der Netzwerkschnittstelle zugewiesen.
Für den
Fall, dass eine Baugruppe nur eine einzige Netzwerkschnittstelle besitzt,
kann der Name auch stellvertretend der Baugruppe zugewiesen werden.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Vernetzung einer automatisierten Anlage, wobei die automatisierte
Anlage mindestens eine Zelle aufweist, wobei die Zelle ein Subnetzwerk
aufweist, wobei das Subnetzwerk über einen
Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angebunden
ist, wobei die Vorrichtung Mittel zur Bereitstellung einer zweiten
Multicastgruppe und Mittel zur Detektion einer zweiten Netzwerkadresse
einer Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe mittels der zweiten
Multicastgruppe aufweist, wobei die Baugruppe über die zweite Netzwerkadresse
der zweiten Multicastgruppe zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle
zuvor an das Subnetzwerk angeschlossen worden ist. Die Vorrichtung
weist ferner Mittel zur Zuweisung eines Namens an die Netzwerkschnittstelle
der Baugruppe über
die zweite Netzwerkadresse auf.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Baugruppe einer
Zelle einer automatisierten Anlage mit einer oder mehreren Netzwerkschnittstellen
zum Anschluss der Baugruppe an ein Subnetzwerk der Zelle, wobei
das Subnetzwerk über
einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage
angeschlossen ist. Die Netzwerkschnittstellen der Baugruppe weisen
ferner Mittel zur Nutzung einer zweiten Multicastgruppe in den Subnetzwerken
der automatisierten Anlage auf. Die Netzwerkschnittstellen der Baugruppe
umfassen ferner Mittel zur Übermittlung
einer zweiten Netzwerkadresse an die zweite Multicastgruppe, wobei
die zweite Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstelle durch Übermittlung
eines zweiten Präfixes
durch den Router in Verbindung mit der ersten IFID der Netzwerkschnittstelle
ermittelt worden ist.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt
zur Vernetzung einer Baugruppe mit einer automatisierten Anlage.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgenden anhand der Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer automatisierten Anlage,
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2 zeigt
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 zeigt
ein Strukturbild einer automatisierten Anlage,
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4 zeigt
in einem Blockdiagramm den hierarchischen Aufbau einer IPv6-Adresse,
und
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5 zeigt
schematisch, wie aus dem Namen einer Netzwerkschnittstelle die dritte
Netzwerkadresse bzw. ein Teil davon generiert werden kann.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer automatisierten Anlage 100. Die
automatisierte Anlage weist dabei eine Zelle 102, einen
zentralen Knoten 104, einen Router 108, ein Subnetzwerk 106 und
ein Subnetzwerk 112 auf. Der zentrale Knoten 104 weist ein
Projektierungswerkzeug 124 auf. Der zentrale Knoten 104 ist
dabei im Wesentlichen ein Computer, der an das Subnetzwerk 106 der
automatisierten Anlage 100 angeschlossen ist. Das Projektierungswerkzeug 124 ist
im Wesentlichen ein Computerprogrammprodukt. Der Router 108 verbindet
die Zelle 102 mit dem zentralen Knoten 104 über das
Subnetzwerk 106 und das Subnetzwerk 112. Die Zelle 102 weist
eine Baugruppe 110 auf, die wiederum eine Netzwerkschnittstelle 114 aufweist.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe 118 in
dem Netzwerk durch die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110.
In dem Subnetzwerk 106 wie auch im Subnetzwerk 112 erfolgt
eine Adressierung über
das Internet-Protokoll IPv6.
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Beim
Anschluss der Netzwerkschnittstelle 114 an das Subnetzwerk 112 ermittelt
die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 eine
linklokale erste Netzwerkadresse 128. Dabei wird eine 48-Bit-MAC-Adresse,
die in der Netzwerkschnittstelle 114 vom Hersteller standardmäßig integriert
ist, in einen 64-Bit "Extended
Unique Identifier" (EUI-64)
umgewandelt. Dieser 64-Bit breite EUI dient fortan als erster Interface
Identifier (erster IFID) 136 für diese Netzwerkschnittstelle 114.
Diesem ersten IFID 136 wird noch ein erstes Präfix 132 z.
B. FE80::/10 vorangestellt, das gemäß dem IPv6 Standard linklokale Adressen
kennzeichnet. Die Kombination aus erstem Präfix 132 und erster
IFID 136 ergibt somit die linklokale erste Netzwerkadresse 128.
Die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 sendet
nun im Subnetz 112 so genannte Router Solicitations an eine
standardmäßig vorgegebene,
linklokale erste Multicastgruppe 130 „All Routers" (FF02::2). Auf diese
Anfrage antworten alle Router, welche dem Subnetz 112 angehören, im
Falle der 1 also Router 108,
indem sie an die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 zumindest
ein zweites Präfix 134 zurücksenden.
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Dieses
zweite Präfix 134 kann
nun von der Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 verwendet
werden, um eine zweite Netzwerkadresse 116 zu generieren.
Die zweite Netzwerkadresse 116 weist dabei das zweite Präfix 134 sowie
die erste IFID 136 auf. Die zweite Netzwerkadresse 116 ist
damit über
den Bereich des Subnetzwerkes 112 hinaus gültig und
damit auch im Subnetzwerk 106, wohingegen die Netzwerkschnittstelle 114 über die
linklokale erste Netzwerkadresse 128 nur innerhalb des
Subnetzwerkes 112 ansprechbar ist.
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Die
Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 kann
dann mittels der zweiten Netzwerkadresse 116 der zweiten
Multicastgruppe 118 beitreten. Dadurch meldet sich die
Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110, wenn
eine entsprechende Anfrage an die zweite Multicastgruppe 118 gesendet
wird, indem sie mit der zweiten Netzwerkadresse 116 antwortet.
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Damit
kann dann das Projektierungswerkzeug 124 über eine
Anfrage an die Multicastgruppe 118 die zweite Netzwerkadresse 116 detektieren
und dann mittels der zweiten Netzwerkadresse 116 die Netzwerkschnittstelle 114 der
Baugruppe 110 ansprechen.
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Der
Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 kann
somit vom Projektierungswerkzeug 124 ein Name 120 zugewiesen
werden. Aus dem Namen 120 wird nun eine numerische Repräsentation,
d. h. ein zweiter IFID 126, zum Beispiel durch Anwendung einer
Hash-Funktion auf den Namen bzw. die Namensbestandteile, erzeugt.
In dieser numerischen Repräsentation,
d. h. in dem zweiten IFID 126, wird ein ausreichend großer Teil
(zum Beispiel 4 Bit) für die
Kollisionsauflösung
verwendet. Der zweite IFID 126 wird nun vom Projektierungswerkzeug 124 der Netzwerkschnittstelle 114 der
Baugruppe 110 über die
zweite Netzwerkadresse 116 zugewiesen. Hieraus erzeugt
die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 eine
dritte Netzwerkadresse 122, welche aus dem zweiten Präfix 134 und
dem zweiten IFID 126 besteht. Alternativ dazu kann durch
das Projektierungswerkzeug 124 auch nur der Name 120 an
die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 übermittelt
werden. Die gesamte Berechnung der numerischen Repräsentation,
d. h. des zweiten IFID 126, erfolgt dann durch die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110.
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In 1 ist
der zentrale Knoten 104 als eigener separater Knoten im
Subnetzwerk 106 dargestellt. Selbstverständlich ist
das erfindungsgemäße Verfahren
auch durchführbar,
wenn die Funktionalität des
Knotens 104, d. h. im Wesentlichen die Bereitstellung des
Projektierungswerkzeuges 124, in einer anderen Zelle (nicht
gezeigt in 1) der automatisierten Anlage 100 zur
Verfügung
gestellt wird.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm, das wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
In Schritt 200 erfolgt eine Bereitstellung einer zweiten
Multicastgruppe durch die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe. In
Schritt 202 erfolgt die Detektion einer zweiten Netzwerkadresse
der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe, die sich im Subnetzwerk
der Zelle befindet. Im Schritt 204 erfolgt eine Zuweisung
eines Namens an die Netzwerkschnittstelle über die zweite Netzwerkadresse.
Im Schritt 206 erfolgt die Ermittlung einer dritten Netzwerkadresse
unter Einbeziehung der numerischen Repräsentation des Namens der Netzwerkschnittstelle.
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3 zeigt
ein Strukturbild einer automatisierten Anlage 300. Die
automatisierte Anlage 300 weist einen zentralen Knoten 302 sowie
zwei Zellen 304 und 306 auf. Die automatisierte
Anlage 300 weist ferner Router 314, 316 und 330 und
Subnetzwerke 308, 310, 312 und 334 auf.
Die Zelle 304 weist zwei Baugruppen 318 und 320 auf.
Die Baugruppen 318 und 320 weisen die Netzwerkschnittstellen 340 und 342 bzw. 344 auf.
Die Zelle 306 weist die Baugruppen 322 und 324 auf.
Die Baugruppen 322 und 324 weisen die Netzwerkschnittstellen 328 und 332 bzw. 338 auf.
Die Zelle 304 ist über
die Router 314 und 330 und über die Subnetzwerke 308, 334 und 310 mit dem
zentralen Knoten 302 verbunden. Die Zelle 306 ist über die
Router 316 und 330 und über die Subnetzwerke 308, 334 und 312 mit
dem zentralen Knoten 302 verbunden.
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In
dem Subnetzwerk 310 bzw. in dem Subnetzwerk 312 ist
jeweils eine linklokale erste Multicastgruppe 336 vorgegeben.
Wie zuvor beschrieben, ermitteln die Baugruppen bzw. die Netzwerkschnittstellen
beim Anschluss an das jeweilige Subnetzwerk über die linklokale erste Multicastgruppe 336 die zweite
Netzwerkadresse.
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Die
zweite Multicastgruppe 326 umfasst die Baugruppe 318 mit
ihren Netzwerkschnittstellen 340 und 342 sowie
die Baugruppe 320 mit ihrer Netzwerkschnittstelle 344,
außerdem
die Baugruppe 322 mit ihren Netzwerkschnittstellen 328 und 332 sowie die
Baugruppe 324 mit ihrer Netzwerkschnittstelle 338.
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Der
zentrale Knoten 302 (bzw. ein Projektierungswerkzeug auf
dem zentralen Knoten 302) ermittelt durch Abfrage der zweiten Multicastgruppe 326 die
zweiten Netzwerkadressen der Netzwerkschnittstellen 340, 342, 344, 328, 332 und 338 und
weist jeder dieser Netzwerkschnittstellen einen Namen zu. Jede dieser
Netzwerkschnittstellen bildet aus ihrem Namen eine dritte Netzwerkadresse
wie zuvor beschrieben. Alternativ kann die dritte Netzwerkadresse
oder zumindest ein Teil der dritten Netzwerkadresse von einem Projektierungstool,
das sich z. B. im zentralen Knoten befinden kann, gebildet werden und
dann den jeweiligen Netzwerkschnittstellen zugewiesen werden.
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Bei
der Vergabe der Adresse an die Netzwerkschnittstellen der Baugruppen
kann man sich nun die Möglichkeit
von Adresshierarchien bei IPv6 zu Nutze machen.
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Eine
Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe, wie etwa die Netzwerkschnittstelle 340 der
Baugruppe 318, kann dann eine Netzwerkadresse aufweisen, die
einen ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich aufweist. Der
erste Bereich kennzeichnet dabei die Netzwerk-Schnittstelle der
Baugruppe 340. Der zweite Bereich kennzeichnet die Baugruppe 318,
der dritte Bereich spezifiziert die Zelle 304 und der vierte
Bereich kennzeichnet die Anlage 300. Der dritte und vierte
Bereich der Netzwerkadresse sind somit bei der Baugruppe 318 und
der Baugruppe 320 identisch. Die Netzwerkadressen der Netzwerkschnittstellen 340, 342 bzw. 344 der
Baugruppen 318 und 320 unterscheiden sich im Wesentlichen
nur im ersten bzw. im zweiten Bereich. Wird zum Beispiel die Zelle 304 an
die automatisierte Anlage 300 erstmalig angeschlossen,
so erfolgt nur eine Änderung
des dritten und vierten Bereichs der Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstellen 340, 342 bzw. 344 der
Baugruppen 318. Der erste und der zweite Bereich der Netzwerkadressen
der Netzwerkschnittstellen der Baugruppen bleibt unverändert.
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Sind
z. B. die Zellen 304 und die Zellen 306 baugleich,
d. h. enthalten sie baugleiche Baugruppen und wurden sie vom gleichen
Projektierungswerkzeug projektiert, dann weisen sie normalerweise auch
dieselben Namen bzw. auch dieselbe Netzwerkadressen an den Netzwerkschnittstellen
auf. Durch die hierar chische Struktur der Netzwerkadresse ändert sich
beim Anschluss der Zelle jedoch der dritte und der vierte Bereich
der Adressen der Netzwerkschnittstellen 340, 342, 344, 328, 332 bzw. 338 der Baugruppen 318, 320, 322 und 324,
wodurch die Adressen der Netzwerkschnittstellen der Baugruppen in
den Zellen 304 und 306 in der Anlage 300 eindeutig
werden.
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4 zeigt
den hierarchischen Aufbau einer Netzwerkadresse 400, wie
er zum Beispiel für
die dritte Netzwerkadresse verwendet werden kann, sowie deren hierarchisch
aufgebauten Namen 418. Dabei ist ein erster Adressbereich 402 mit
zugehörigem Namensteil 416 zur
Spezifizierung der Netzwerkschnittstelle vorgesehen. Ein zweiter
Bereich 404 bzw. 414 ist zur Spezifizierung der
zur Netzwerkschnittstelle gehörenden
Baugruppe vorgesehen. Ein dritter Bereich 406 bzw. 412 ist
für die
Spezifizierung der Zelle der Baugruppe reserviert und ein vierter
Bereich 408 bzw. 410 ist für die Spezifizierung der automatisierten
Anlage vorgesehen.
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5 zeigt
schematisch, wie aus dem Namen einer Netzwerkschnittstelle die dritte
Netzwerkadresse bzw. ein Teil davon generiert werden kann. Der Teil
der Netzwerkadresse entspricht dabei dem zweiten Interface Identifier 500 der
Schnittstelle. Nach dem Vorhergehenden sind die Netzwerkadressen
und Namen der einzelnen Netzwerkschnittstellen der Baugruppen in
der automatisierten Anlage hierarchisch aufgebaut. Zur Spezifikation
einer Schnittstelle einer Baugruppe ist dementsprechend nur der
erste Bereich 402 bzw. 416 und der zweite Bereich 404 bzw. 414 maßgebend.
Der Teil des Namens 502 der Netzwerkschnittstelle gliedert
sich somit in einen Namensteil 414 für die Baugruppe und einen Namensteil 416 für die Netzwerkschnittstelle.
Aus den Namensteilen 414 bzw. 416 wird jeweils
unter Verwendung einer Hash-Funktion 506 bzw. 508 jeweils
eine numerische Repräsentation 510 bzw. 512 erzeugt. Die
numerische Repräsentation 510 umfasst
dabei z. B. 52 Bit und die numerische Repräsentation 512 umfasst
dabei z. B. 8 Bit.
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Aus
den numerischen Repräsentationen 510 und 512 wird
nun eine weitere numerische Repräsentation 504 mit
60 Bit erzeugt. Beispielsweise entspricht die numerische Repräsentation 504 der
Folge der numerischen Repräsentationen 510 und 512.
Für die
verbleibenden vier Bits zur Generierung des Interface Identifiers 500 wird
eine festgelegte erste Zahl 514 verwendet. Hash-Funktionen
können
verschiedene Namen auf dieselbe numerische Repräsentation abbilden. Um eine
Doppeladressierung auszuschließen,
wird ein gemäß dem IPv6-Standard
festgelegtes "Duplicate
Address Detection" Verfahren durchgeführt, mit
Hilfe dessen eine solche Doppeladressierung erkannt werden kann.
Wird nun eine Doppeladressierung erkannt, so werden die verbleibenden
vier Bits, die durch die erste Zahl 514 festgelegt werden,
solange geändert,
bis ein eindeutiger Interface Identifier 500 entsteht.
Aus diesem Interface Identifier 500 kann durch Voranstellen
des entsprechenden Präfixes
die dritte Netzwerkadresse gebildet werden.