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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur IP-Taufe von Endgeräten mit einer Taufadresse sowie ein entsprechendes Endgerät.
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Ein derartiges Verfahren bzw. derartige Endgeräte kommen in Netzwerken mit einer Kommunikation nach dem TCP/IP-Protokoll zum Einsatz. Internet – und insbesondere darauf basierend TCP/IP-Kommunikation – hat auch in Bereichen Verbreitung gefunden, die früher durch klassische Feldbusse oder Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisiert waren. Für Hersteller insbesondere kleiner, eingebetteter Endgeräte stellt sich in diesen Bereichen immer wieder das Problem, dem Anwender eine Einstellmöglichkeit für die IP-Adresse des Gerätes zur Verfügung stellen zu müssen.
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Typisches Szenario ist es, das einem neu gelieferten Gerät zunächst durch eine Vorortbedienung einmalig eine Adresse zugewiesen wird. Dazu ist am Gerät nur für diese meist einmalige Aktion eine Vorortbedienungsmöglichkeit zu implementieren, beispielsweise durch Anbieten einer seriellen Schnittstelle oder Tastatur und Display. Nach dieser ”Taufe” ist es dann möglich, mit einem IBS-PC (”in-Betrieb-Setzung”-PC, zum Beispiel Notebook) per TCP/IP auf eine komfortablere Bedienung des Gerätes zuzugreifen. Die Vorortbedienungsmöglichkeit mit beispielsweise mehreren Tasten und Anzeigestellen ist dann ab der Taufe häufig für das Gerät gar nicht weiter notwendig.
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Mechanismen, wie man sie aus ausgeprägteren IT-Strukturen kennt (z. B. DHCP, RARP, BOOTP, DNS) scheiden in diesem Umfeld häufig aus, da keine entsprechenden Server vorhanden sind. Zudem muss z. B. für DHCP auch erstmal ein Server konfiguriert sein. Für DNS-Mechanismen müsste das Notebook entsprechend konfiguriert sein.
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Tastatur und Display sind in der Geräteklasse klare Kostenfaktoren. Serielle Schnittstellen sind günstiger, jedoch ist davon auszugehen, dass Notebooks zunehmend über gar keine solchen Schnittstellen verfügen und stattdessen mit moderneren Schnittstellen wie USB bestückt sind. USB bietet sich allerdings zur IP-Taufe wegen des hohen Softwareaufwandes und PC-seitig fehlenden Standardmechanismen für solche Zwecke nicht an.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur IP-Taufe von Endgeräten anzugeben, die die beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Endgerät in einen Tauf-Modus versetzt wird, dass eine Anfrage an die Taufadresse gesendet wird, wodurch ein ARP-Request ausgelöst wird, dass das Endgerät die Taufadresse aus dem ARP-Request übernimmt und dass das Endgerät in einen Normal-Modus versetzt wird.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Endgerät für eine Kommunikation nach dem TCP/IP-Protokoll mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen.
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Die Erfindung stellt eine Lösung dar, die vollständig mit Standardmitteln des IBS-Notebooks ohne Zusatzsoftware auskommt. Man kann dabei davon ausgehen, dass das Notebook ein Betriebssystem wie Windows oder Linux aufweist. Hiermit lässt sich nun eine Anfrage auf die Wunschadresse – die gewünschte Taufadresse – initiieren, selbst wenn diese noch gar nicht vergeben ist. Aufgrund dieser Anfrage wird im IBS-Werkzeug (dem Notebook) in einer ARP-Tabelle (”Address Resolution Protocol”) nachgeschaut, ob es zu der Taufadresse einen gültigen Eintrag mit einer zugehörigen MAC-Adresse gibt. Da dies nicht der Fall ist, wird der Versuch in einem ARP-Request vom Werkzeug aus resultieren. Das Endgerät kann nun den ARP detektieren und die Wunschadresse entnehmen. Dabei ist es grundsätzlich in Endgeräten geringerer. Leistungsklasse in der Regel leicht möglich, in der Gerätesoftware einen ARP abzufangen (anders als zum Beispiel an einem PC). Nach Übernahme der Taufadresse geht das Endgerät dann wieder in den Normal-Modus über und ist somit einsetzbar und unter der Taufadresse von außen ansprechbar.
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In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung wird das Endgerät durch einen Bediener mittels eines am Endgerät dafür vorgesehenen Bedienelementes in den Tauf-Modus versetzt. Dies kann z. B. durch eine einfache Tasterbedienung geschehen, durch die das Gerät in den Tauf-Modus (”IP assignment mode”) versetzt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als Anfrage an die Taufadresse ein Ping gesendet. Jedes IBS-Notebook verfügt über ein Ping-Kommando, mit dem die Erreichbarkeit eines Netzteilnehmers überprüft werden kann, so dass ein Ping die einfachste Anfrage an die Taufadresse darstellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform signalisiert das Endgerät vor der Übernahme der Taufadresse den Empfang der Taufadresse und/oder es erfolgt die Übernahme durch Betätigen eines am Endgerät dafür vorgesehenen Bedienelementes. Die Signalisierung kann dabei am einfachsten durch eine LED-Leuchte erfolgen, wobei zusätzlich oder alternativ die Übernahme der Taufadresse erst erfolgt, wenn ein Anwender das Bedienelement betätigt. Dieses Bedienelement kann dabei mit demjenigen identisch sein, mittels dem das Endgerät in den Tauf-Modus versetzt werden kann, beispielsweise durch einen zweiten Tastendruck.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform signalisiert das Endgerät die Versetzung in den Tauf-Modus und/oder in den Normal-Modus. Das Signalisierungsmittel kann dabei ebenfalls mit dem der vorherigen Ausführungsform identisch sein, wobei die verschiedenen Zustände des Endgerätes beispielsweise durch unterschiedliches Leuchten/Blinken angezeigt werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird innerhalb einer vorgebbaren Zeit zumindest ein weiterer ARP-Request ausgelöst und das Endgerät übernimmt die Taufadresse aus dem zuletzt empfangenen ARP-Request. Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn das Endgerät in einem laufenden Netzwerk in Betrieb genommen werden soll, da auch von anderen Netzteilnehmern ein ARP-Request gesendet werden kann. Um sich von einem solchen ”normalen” ARP zu differenzieren, kann die Bedingung gestellt werden, dass der ARP innerhalb einer gewissen Zeit mehrfach und dabei auch immer von derselben Quelle auftauchen muss. Das ist praktikabel, da operative ARP-Requests von einem anderen Gerät beantwortet werden und das anfragende System ARP-Cache mit gewisser Time-out-Zeit hält, es also auch bei wiederholter IP-Anfrage an ein Endgerät nicht zu dichten ARP-Requests kommt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zeigt das Endgerät die empfangene Taufadresse mittels eines Anzeigeelementes an. Hierdurch kann ein Anwender kontrollieren, dass das Endgerät auch die richtige IP-Adresse als Taufadresse empfangen hat. Das Anzeigeelement kann dabei zum Beispiel als einfache 7-Segment-Anzeige ausgestaltet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform empfängt das Endgerät zumindest einen weiteren ARP-Request für eine nicht der Taufadresse entsprechenden IP-Adresse, wobei das Endgerät die zumindest zwei Adressen nacheinander oder gleichzeitig mittels eines Anzeigeelementes anzeigt und wobei die Taufadresse von einem Benutzer mittels eines Eingabeelementes ausgewählt wird. Das Anzeigeelement kann dabei wiederum als 7-Segment-Anzeige ausgeführt sein, wobei z. B. in dem Fall, dass die Adressen nacheinander dargestellt werden, ein Anwender durch einen einfachen Tastendruck während der Zeit, in der die richtige Adresse dargestellt wird, diese als Taufadresse auswählen kann. Natürlich ist auch ein Display denkbar, auf dem die verschiedenen empfangenen Adressen gleichzeitig dargestellt werden, wobei der Benutzer mittels des Eingabeelementes in der dargestellten Liste navigieren kann, wobei die aktuell ausgewählte Adresse markiert dargestellt wird, und die Übernahme der ausgewählten Adresse als Taufadresse veranlassen kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass die richtige Taufadresse verwendet wird, selbst in einem Netzwerk, in dem noch weitere Anfragen an nicht-getaufte Systeme existieren.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 eine einfache Variante der IP-Taufe mittels eines IBS-Notebooks,
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2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine komplexere Variante der IP-Taufe eines Endgerätes in einem laufenden Netzwerk.
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1 zeigt den einfachsten Fall der erfindungsgemäßen Lösung. Hierbei wird für die IP-Taufe das zu taufende Endgerät 1 beispielsweise mit einem Patchkabel direkt mit einem IBS-Notebook 4 verbunden, es entsteht ein Netzwerk mit nur zwei Teilnehmern 1, 4. Im in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel geht das Endgerät 1 durch Betätigung eines Bedienelementes 2, das hier als Tasterbedienung ausgebildet ist, in den Tauf-Modus 10 (siehe 3). Zur besseren Bedienbarkeit kann dieser Tauf-Modus 10 (oder auch ”IP assignment mode”) durch eine LED 3 z. B. blinkend angezeigt werden. Am Notebook 4 wird nun ein Ping 5 (siehe 2) auf die gewünschte Taufadresse 6 ausgeführt (Ping 5 geht mit Standardmitteln des Notebooks 4). Natürlich wird dieser Ping-Versuch keinen unmittelbaren Erfolg haben. Er führt jedoch dazu, dass das Notebook 4 einen ARP-Request 8 nach der Taufadresse 6 absetzt. Im ”IP assignment mode” 10 kann das Endgerät 1 auf ARPs 8 lauschen und bei Empfang eines ARPs 8 die IP-Adresse 6 abgreifen. Der Empfang solch einer (Tauf-) Adresse 6 kann dann z. B. durch eine weitere oder auch die oben genannte LED 3, die im letzteren Fall dann anders blinken kann, visualisiert werden. Dem Inbetriebsetzer kann jetzt eine Zeit eingeräumt werden, diese Adresse 6 per zweiten Tastendruck in das Endgerät 1 zu übernehmen und dieses damit zu taufen. Dadurch ist geräteseitig nur noch eine Taste 2 und eine LED 3 notwendig.
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Denkbar sind natürlich auch Varianten, bei der die Übernahme der Taufadresse 6 in das Endgerät 1 ohne zweiten Tastendruck automatisch erfolgt und/oder bei der das Endgerät 1 automatisch in den Tauf-Modus 10 wechselt, wenn es an ein Netzwerk angeschlossen wird und ihm noch keine IP-Adresse zugeordnet ist. So könnte ggf. – neben dem ohnehin optionalen Signalisierungsmittel 3 – auch auf das Bedienelement/Eingabeelement 2 verzichtet werden, wenn auch mit leichten Einschränkungen für die Bedienbarkeit.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird von einem beispielhaften IBS-Notebook 4 eine Anfrage 5 auf die Taufadresse 6, beispielsweise mittels eines Ping, abgesetzt. Nun wird in der ARP-Tabelle 7 des Notebooks nachgeschaut, ob der angefragten IP-Adresse 6 eine MAC-Adresse eines Netzwerkteilnehmers zugeordnet ist. Dies ist natürlich noch nicht der Fall, so dass hier ein ARP-Request 8 nach der Taufadresse 6 als Broadcast gesendet wird. Das Endgerät 1, das sich im Tauf-Modus 10 befindet, empfängt den ARP-Request 8 und entnimmt diesem die im Request 8 enthaltene Taufadresse 6. Nach Übernahme dieser und anschließender Versetzung in den Normal-Modus 9 ist das Endgerät 1 getauft und kann unter der gewünschten IP-Adresse 6 im Netzwerk angesprochen werden.
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3 zeigt eine komplexere erfindungsgemäße Lösung, bei der das Endgerät 1 in der Ziel-Infrastruktur in Betrieb genommen wird, weil es z. B. vormontiert ist. Dann kann nicht ohne weiteres auf ARPs 8 gelauscht werden, da diese ja auch von anderen Netzteilnehmern verursacht sein können und dann nicht die gewünschte Taufadresse 6 tragen. In dem Fall ist folgendes denkbar: das Endgerät 1 wird an das Ethernet angeschlossen. Auch hier wird z. B. per Tastenbedienung ein ”IP assignment mode” eingenommen. In diesem verhält sich das Gerät 1 völlig passiv. Wie im unter 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird vom Notebook 4 oder einem Rechner im Netz aus einem Ping 5 mit gewünschter Taufadresse 6 ausgelöst. Es kommt wiederum zum ARP-Request 8.
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Um sich von einem ”normalen” ARP-Request zu differenzieren, kann die Bedingung gestellt werden, dass der ARP-Request innerhalb einer gewissen Zeit mehrfach und dabei auch immer von derselben. Quelle auftauchen muss. Das ist praktikabel, da operative ARPs von einem anderen Gerät beantwortet werden und das anfragende System einen ARP-Cache mit gewisser Time-out-Zeit hält, es also auch bei wiederholter IP-Anfrage an ein Endgerät nicht zu dichten ARPs kommt. Auch hier kann dann die LED-Visualisierung und Bestätigung wie in 1 gemacht werden. Dazu ist also ebenfalls eine Taste 2 und eine LED 3 notwendig.
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Allerdings ist diese Taufe noch recht anfällig, wenn im System Anfragen an nicht-existente oder nicht-getaufte Systeme existieren, es also doch weitere nicht von einer Taufe unterscheidbare ARPs gibt. Hier ist eine höhere Ausbauvariante unter Nutzung einer Anzeige (z. B. 7-Segment-LCD) denkbar. Die erkannten Kandidaten für Taufadressen können aufgesammelt und per Taste 2 (kurze Bedienung) anwählbar gemacht werden (”Durchblättern”). Per übernehmenden Tastendruck (lange Bedienung) kann die gewünschte Adresse übernommen werden.
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Ein mögliches Bedienungskonzept für diesen Fall ist in der Figur dargestellt. Das Endgerät 1 befindet sich im Normal-Modus 9, die LED 3 ist aus und das Anzeigeelement 11 ist entweder ebenfalls aus oder zeigt im Display z. B. ”normal” zur Anzeige des Normal-Modus 9 an. Durch einen langen Druck der Taste 2 geht das Gerät 1 in den ”IP assignment mode” 10 über, die LED 3 leuchtet und das Display 11 zeigt vier durch Punkte getrennte Zahlenfelder zur späteren Anzeige einer gefundenen IP-Adresse an. Durch einen langen Tastendruck oder einen Time-out kann das Gerät 1 wieder in den Normal-Modus 9 versetzt werden. Der Time-out kann durch einen kurzen Tastendruck verhindert werden, das Gerät 1 ändert seinen Zustand nicht und lauscht weiter auf ARPs 8. Hat es einen ARP-Request 8 für eine IP-Adresse empfangen, so fängt die LED 3 an zu blinken und im Display 11 wird die entsprechende IP-Adresse angezeigt. Automatisch oder durch einen kurzen Tastendruck kann die Suche fortgesetzt werden, wobei im Display 11 dann die nächste gefundene IP-Adresse angezeigt wird. Wiederum wird das Gerät 1 durch einen Time-out in den Normal-Modus 9 versetzt. Wenn im Display 11 die gewünschte Taufadresse 6 erscheint, kann diese durch einen langen Tastendruck übernommen werden, woraufhin das Endgerät 1 schließlich wieder in den Normal-Modus 9 versetzt wird. Auch hier ist trotz Notwendigkeit einer Anzeige 11 immer noch eine Vereinfachung des Gerätes 1 erreicht (weniger Tasten, keine komplizierte Bedienung).
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur IP-Taufe von Endgeräten mit einer Taufadresse sowie ein entsprechendes Endgerät. Um eine möglichst kostengünstige und einfache Möglichkeit zur IP-Taufe von Endgeräten anzugeben, wird vorgeschlagen, dass das Endgerät in einen Tauf-Modus versetzt wird, dass eine Anfrage an die Taufadresse gesendet wird, wodurch ein ARP-Request ausgelöst wird, dass das Endgerät die Taufadresse aus dem ARP-Request übernimmt und dass das Endgerät in einen Normal-Modus versetzt wird. Hierdurch kann vorteilhaft auf komplexere Möglichkeiten für eine Vorortbedienung verzichtet werden.
