DE102018100602A1

DE102018100602A1 - Kommunikations-Maschennetz, zugeordnetes Konfigurationsverfahren und Rechnerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102018100602A1
Application number: DE102018100602.0A
Authority: DE
Inventors: Pierre COUSTAL; Franck Tailliez
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2018-07-19
Also published as: FR3062007A1; FR3062007B1; GB201800349D0; GB2560099B; GB2560099A

Abstract

Dieses Kommunikations-Maschennetz umfasst mindestens drei Knoten, die mit mindestens zwei Ausgangsports ausgestattet sind, die jeweils mit einem anderen Knoten durch eine Kommunikationsverknüpfung verbunden sind. Jeder Knoten (N1) weist ein Routingmodul (50) und ein Übertragungsmodul (60) für jeden Ausgangsport auf. Das Übertragungsmodul umfasst einen Pufferspeicher (66), der imstande ist, Nachrichten vom Routingmodul zu empfangen, und eine Sequenziereinheit (62) der Übertragung über den entsprechenden Ausgangsport der von den Pufferspeichern empfangenen Nachrichten. Jede Sequenziereinheit ist konfiguriert, um über den entsprechenden Ausgangsport die Nachrichten zu übertragen, die von den Pufferspeichern in Abhängigkeit von einer Zeitintervallsequenz empfangen wurden, wobei jedes Zeitintervall der Sequenz der Übertragung einer Nachricht von einem bestimmten Sendeknoten zugeordnet ist, die von einem notwendigen Durchsatz über die mit dem Ausgangsport verbundene Kommunikationsverknüpfung abhängt, berechnet für jeden Sendeknoten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikations-Maschennetz des Typs, umfassend mindestens drei Knoten, die mit mindestens zwei Ausgangsports ausgestattet sind, die jeweils mit einem anderen Knoten durch eine jeweilige Kommunikationsverknüpfung verbunden sind, wobei jede Kommunikationsverknüpfung zur Übertragung der Nachrichten von einem bestimmten Knoten an einen benachbarten Knoten bestimmt ist, zwischen denen sie sich erstreckt, wobei jeder Knoten aufweist:

- ein Routingmodul, aufweisend ein Routingorgan und ein Speicherorgan einer Routingtabelle, wobei die Routingtabelle konfiguriert ist, um jeder Nachricht, die bestimmt ist, von dem Knoten empfangen zu werden, eine Routinginformation der Nachricht zu einem der Ausgangsports zuzuordnen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Konfigurationsverfahren des Kommunikations-Maschennetzes und ein zugeordnetes Rechnerprogrammprodukt.
Ein Kommunikations-Maschennetz, auch als Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsnetz bezeichnet, besteht aus einer Vielzahl von Knoten, die miteinander durch ein- oder bidirektionale Kommunikationsverbindungen verbunden sind. Das Netz weist Nb Knoten auf, wobei Nb eine beliebige, aber festgelegte Ganzzahl ist. Das Netz ist folglich endlich.
In einem derartigen Netz nutzt die Beförderung einer Nachricht zwischen einem Sendeknoten und einem Empfangsknoten Übergangsknoten, um die Nachricht weiterzuleiten, und stützt sich auf einen Routingmechanismus.
Allgemein stellt sich unabhängig von der Art der physikalischen Schicht des jeweiligen Netzes das Problem der Robustheit der Beförderung, sobald dieses Netz auf einem derartigen Routingmechanismus begründet ist.
Um bei einem Ausfall eines oder mehrerer Knoten und/oder einer Unterbrechung einer oder mehrerer Kommunikationsverbindungen nicht den gesamte oder einen Teil des Kommunikationsservices zu verlieren oder auch um die Berücksichtigung eines Funktionsbedarfs zu erlauben, der der Abwesenheit eines oder mehrerer Knoten entspricht, muss die Topologie des Netzes notwendigerweise einen bestimmten Konnektivitätsgrad aufweisen.
Die Konnektivität des Netzes ist eine strukturelle Antwort auf den Bedarf an Robustheit beim Verschwinden eines oder mehrerer Knoten oder Kommunikationsverbindungen.
Somit ist es, um ein gegenüber Verschwinden jeder Untergruppe, gebildet von p-1 Knoten, und/oder Kommunikationsverbindungen zwischen Knoten robustes Netz zu erhalten, notwendig und hinreichend, dass der dem Netz entsprechende Graph ein p-konnexer Graph ist.
Ein derartiges Netz gewährleistet demnach weiterhin den Kommunikationsservice zwischen allen verbliebenen Knoten für jede beliebige Gruppe von p-1 Knoten und/oder Kommunikationsverbindungen zwischen abwesenden Knoten.
Anders ausgedrückt, die Auswahl der Topologie des Netzes ist mit dem gewünschten Bedarf an Robustheit verbunden.
Eine notwendige (aber nicht hinreichende) Bedingung dafür, dass ein Graph p-konnex ist, ist, dass jeder seiner Knoten mindestens p benachbarte Knoten hat, das heißt, dass er direkt, das heißt, ohne Übergangsknoten, durch Kommunikationsverbindungen mit p anderen Knoten des Netzes verbunden ist.
Die Komplexität des Netzes steigt mit der Gesamtanzahl Nb von Knoten und der Konnektivitätsgrad des Netzes, das heißt, die Anzahl von Kommunikationsverbindungen zwischen den Knoten.
In einem komplexen Netz sind Fragen des Routings und der Kontrolle des Stroms der zwischen den Knoten ausgetauschten Nachrichten schwierig zu bewältigende Probleme, sobald zufällige Veränderungen des Netzes wie das Verschwinden eines oder mehrerer Knoten oder Kommunikationsverbindungen berücksichtigt werden müssen.
Wenn nämlich die Funktionen des Routings und/oder der Kontrolle der Ströme nicht richtig gelöst werden, können diese zum vollständigen oder teilweisen Verlust des Kommunikationsservices zwischen den verbliebenen Knoten nach einer Veränderung oder einem teilweisen Ausfall des Netzes führen, während die verbliebenen Knoten eine strukturelle Konnektivität untereinander beibehalten, so dass die Aufrechterhaltung des Kommunikationsservices möglich ist.
Um die Aufrechterhaltung des Kommunikationsservices zu ermöglichen, ist beispielsweise bekannt, Routingtabellen im Bereich jedes Knotens dynamisch neu zu berechnen, wenn man eine zufällige Veränderung des Netzes bemerkt. Jedoch ist eine derartige Maßnahme schwierig umzusetzen und weist bestimmte Grenzen hinsichtlich Robustheit und Sicherheit auf.
Vor diesem Hintergrund hat die Erfindung die Aufgabe, diesen Problemen abzuhelfen.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Kommunikations-Maschennetz des vorgenannten Typs zum Gegenstand, in welchem jeder Knoten umfasst:

- ein Übertragungsmodul für jeden Ausgangsport, wobei das Übertragungsmodul umfasst:
- + einen Pufferspeicher für jeden Sendeknoten, der zum Netz gehört und bestimmt ist, Ausgangspunkt für das Senden einer Nachricht über das Netz zu sein, wobei jeder Pufferspeicher imstande ist, vom Routingmodul kommende Nachrichten zu empfangen, und
- + eine Sequenziereinheit der Übertragung über den entsprechenden Ausgangsport der von den Pufferspeichern empfangenen Nachrichten,
wobei das Routingorgan imstande ist, die von dem Knoten empfangenen Nachrichten zu den verschiedenen Pufferspeichern in Abhängigkeit von dem Sendeknoten, Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, und der Routingtabelle zu routen, wobei jede Sequenziereinheit ein Speicherorgan einer Sequenz von Zeitintervallen umfasst, die zum entsprechenden Ausgangsport gehört, wobei jedes Zeitintervall der Sequenz der Übertragung einer Nachricht ab einem bestimmten Sendeknoten über den entsprechenden Ausgangsport zugeordnet ist, und in jedem Übertragungsmodul die Sequenziereinheit konfiguriert ist, um über den entsprechenden Ausgangsport die Nachrichten zu übertragen, die von den Pufferspeichern in Abhängigkeit von der Sequenz von Zeitintervallen empfangen wurden, wobei die Sequenz von Zeitintervallen von einem notwendigen Durchsatz über die mit dem Ausgangsport verbundene Kommunikationsverknüpfung abhängt, berechnet für jeden Sendeknoten.

Gemäß besonderen Ausführungsformen weist die Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf, die einzeln oder gemäß allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:

- die Routingtabellen sind derart festgelegt, dass sie überprüfen, dass jede von einem Sendeknoten an einen Empfangsknoten gesendete Nachricht zwei unterschiedliche Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten nutzt, um den Empfangsknoten zu erreichen,
- jede Sequenziereinheit umfasst einen Schalter und ein Steuerorgan, wobei das Steuerorgan imstande ist, jeden Schalter zu steuern, damit er einen der Pufferspeicher mit dem Ausgangsport in Abhängigkeit von der Zeitintervallsequenz verbindet,
- jeder Knoten umfasst ein Schnittstellenmodul, das imstande ist, Nachrichten, die an einen Empfangsknoten oder an Empfangsknoten zu übertragen sind und die von einem mit dem Knoten verbundenen Applikationsmodul stammen, in elementare Frames zu fragmentieren, und
- jede Routingtabelle ordnet jedem Paar, das die Kennung einer Nachricht und die Kennung eines vorangehenden Knotens oder eines Eingangsports umfasst, von dem die Nachricht kommt, die Kennung eines folgenden Knotens oder des Ausgangsports zu, zu dem die Nachricht übertragen werden muss.

Die Erfindung hat ebenfalls ein Konfigurationsverfahren eines Kommunikations-Maschennetzes des Typs zum Gegenstand, das mindestens drei Knoten umfasst, die mit mindestens zwei Ausgangsports ausgestattet sind, die jeweils mit einem anderen Knoten durch eine jeweilige Kommunikationsverknüpfung verbunden sind, wobei jede Kommunikationsverknüpfung zur Übertragung von Daten von einem bestimmten Knoten an einen benachbarten Knoten bestimmt ist, zwischen denen sie sich erstreckt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- das Bereitstellen von Architekturdaten, die sich auf die physische Architektur des Netzes beziehen,
- das Bereitstellen einer Liste von Nachrichten, die bestimmt sind, über das Netz zwischen einem Sendeknoten und einem Empfangsknoten oder Empfangsknoten zu zirkulieren,
- das Bereitstellen von Kommunikationsdaten für jede Nachricht, wobei die Kommunikationsdaten eine Kennung der Nachricht, eine Kennung des Sendeknotens, Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, eine Größe der Nachricht, einen Sendezeitraum der Nachricht und eine Kennung des Empfangsknotens oder der Empfangsknoten der Nachricht umfassen,
- das Bestimmen, für jede Nachricht, einer Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten, über die die Nachricht zirkuliert, um den oder die Empfangsknoten zu erreichen, und
- das Berechnen einer Routingtabelle für jeden Knoten in Abhängigkeit der bestimmten Gruppen von Kommunikationsverknüpfung und Knoten, wobei die Routingtabelle konfiguriert ist, um jeder Nachricht, die bestimmt ist, von dem Knoten empfangen zu werden, eine Routinginformation der Nachricht zu einem der Ausgangsports zuzuordnen.

Das Verfahren umfasst ebenfalls die folgenden Schritte:

- das Identifizieren, für jede Kommunikationsverknüpfung, einer Gruppe von Nachrichten, die bestimmt sind, über die Kommunikationsverknüpfung in Abhängigkeit vom Bestimmungsschritt zu zirkulieren,
- das Berechnen, für jede Kommunikationsverknüpfung, des Durchsatzes, der für die Zirkulation über die Kommunikationsverknüpfung aller identifizierten Nachrichten, die von einem selben Sendeknoten kommen, notwendig ist,
- das Berechnen, für jede Kommunikationsverknüpfung, einer Sequenz von Zeitintervallen in Abhängigkeit des für jeden Sendeknoten berechneten notwendigen Durchsatzes, wobei jedes Zeitintervall der Übertragung einer Nachricht über die Kommunikationsverknüpfung ab einem bestimmten Sendeknoten zugeordnet ist, und
- das Implementieren, im Bereich jedes Knotens, der Routingtabelle und der Sequenzen von Zeitintervallen, die für die Kommunikationsverknüpfungen berechnet wurden, die für die Übertragung von Daten ab dem betreffenden Knoten an einen benachbarten Knoten bestimmt sind.

- Das Verfahren umfasst ebenfalls die folgenden Schritte:
- + das Bestimmen einer Größe eines über das Netz zirkulierenden elementaren Frames, wobei jede Nachricht imstande ist, im Bereich jedes Sendeknotens in elementare Frames fragmentiert zu werden,
- + das Bestimmen eines Einspeisezeitraums der elementaren Frames über das Netz durch jeden Sendeknoten, und
- wobei der Bestimmungsschritt des Einspeisezeitraums der elementaren Frames für jeden Sendeknoten durchgeführt wird und für jeden Sendeknoten die folgenden Unterschritte aufweist:
- + das Bestimmen des maximalen Durchsatzes, der zum Senden der Nachrichten notwendig ist, die bestimmt sind, durch den Sendeknoten gesendet zu werden, in Abhängigkeit von der Größe und vom Sendezeitraum der Nachrichten,
- + das Berechnen des Einspeisezeitraums in Abhängigkeit von der Größe des elementaren Frames und des notwendigen maximalen Durchsatzes, und
- wobei beim Bestimmungsschritt, für jede Nachricht einer Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten, eine primäre Untergruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten in Abhängigkeit der bereitgestellten Architekturdaten bestimmt wird, und mindestens eine sekundäre Untergruppe in Abhängigkeit der Architekturdaten bestimmt wird, in welchen eine oder mehrere Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten, die zu der primären Untergruppe gehören, entfernt werden, wobei jede Gruppe einem Kommunikationsbaum entspricht, und dass die Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten die arithmetische Vereinigung der primären und sekundären Untergruppen umfasst.

Die Erfindung hat ebenfalls ein Rechnerprogrammprodukt zum Gegenstand, das Softwareinstruktionen aufweist, die, wenn sie von einer IT-Ausrüstung umgesetzt werden, das Verfahren durchführen.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden bei der Lektüre der nun folgenden Beschreibung, die nur als Veranschaulichung eines besonderen Ausführungsbeispiels gegeben wird, besser verstanden werden. Dieses bezieht sich auf die Durchführung und die Konfiguration eines 3-konnexen Kommunikations-Maschennetzes.
Die detaillierte Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, auf denen:

- die 1 ein Graph ist, der einem 3-konnexen Kommunikations-Maschennetz entspricht, in welchem jeder Knoten durch drei Kommunikationsverbindungen mit drei anderen benachbarten Knoten verbunden ist,
- die 2 eine schematische Darstellung in Form von Funktionsblocks eines Knotens des Netzes der 1 ist, der mit einem Applikationsmodul eines modularen Systems verbunden ist, zu dem das Netz gehört,
- die 3 eine schematische Darstellung einer Konfigurationsvorrichtung des Netzes der 1 ist,
- die 4 ein Organigramm eines Beispiels eines Konfigurationsverfahrens des Netzes der 1 ist,
- die 5 eine zu der 1 analoge Figur ist, auf der eine Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen, die von einer bestimmten Nachricht durchlaufen wird, identifiziert ist,
- die 6 ein Graph ist, der eine primäre Untergruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten des Netzes der 1 darstellt,
- die 7 eine Gruppe von Graphen ist, die eine sekundäre Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten des Netzes der 1 darstellt,
- die 8 ein Balkendiagramm ist, das die zeitliche Verteilung von Kommunikationsnachrichten darstellt, die von einem Sendeknoten des Netzes gesendet werden, und
- die 9 die maximale Übertragungslatenz einer Nachricht darstellt.

Die 1 zeigt in Form eines Graphen ein Kommunikations-Maschennetz 10, das aus achtzehn Knoten und siebenundzwanzig bidirektionalen Kommunikationsverbindungen besteht, die in der Folge auch als Kommunikationsverbindungen bezeichnet werden.
Jeder Knoten ist durch den Buchstaben N bezeichnet, gefolgt von einer Ganzzahl i, die einer absoluten logischen Identifikationsnummer des Knotens im Netz 10 entspricht.
Jede bidirektionale Verbindung ist gemäß einer Kommunikationsrichtung einer Nachricht, die sie durchquert, unterschiedlich identifiziert. Jede bidirektionale Verbindung umfasst zwei Kommunikationsverknüpfungen, die auch als unidirektionale Verknüpfungen bezeichnet werden.
Jede Kommunikationsverknüpfung ist durch den Buchstaben L identifiziert, gefolgt von den logischen Nummern der zwei durch diese Verknüpfung miteinander verbundenen Knoten, wobei die logischen Nummern gemäß der von der Verknüpfung definierten Kommunikationsrichtung geordnet sind. Durch Hinzufügen der logischen Nummern der zwei durch die Verknüpfung miteinander verbundenen Knoten entsteht eine Kennung y der Kommunikationsverknüpfung.
Damit umfasst die bidirektionale Verbindung, die sich zwischen den Knoten 3 und 4 erstreckt, eine erste Kommunikationsverknüpfung L₃₄, deren Kennung y gleich 34 ist, identifiziert auf der 1 mit Hilfe eines Pfeils, der die Kommunikationsrichtung von dem Knoten 3 zu dem Knoten 4 darstellt, und eine zweite Kommunikationsverknüpfung L₄₃, deren Kennung y gleich 43 ist, identifiziert auf der 1 mit Hilfe eines Pfeils, der die Kommunikationsrichtung von dem Knoten 4 zu dem Knoten 3 darstellt.
Jede Kommunikationsverknüpfung ist zur Übertragung von Daten von einem an einen benachbarten Knoten bestimmt, zwischen denen sie sich erstreckt, das heißt, die sie direkt verbindet.
Auf der 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die mit dem Knoten N₃ verbundenen Kommunikationsverknüpfungen dargestellt.
Jeder Knoten N_i ist mit drei benachbarten Knoten derart verbunden, dass das Netz 10 3-regulär und auch 3-konnex ist. Ein Graph, von dem alle Knoten durch 3 Kommunikationsverknüpfungen mit benachbarten Kommunikationsknoten verbunden sind, die auch als angrenzende Kommunikationsknoten bezeichnet werden, ist 3-regulär.
Der maximale Abstand zwischen zwei beliebigen Knoten N_i des Netzes 10 beträgt vier Schritte. Die aus sechs Knoten bestehende Masche stellt den Abstand des kürzesten Zyklus dar, der innerhalb des Netzes 10 konstruierbar ist.
Die Knoten N_i sind imstande, untereinander Kommunikationsnachrichten auszutauschen, die über die Kommunikationsverknüpfungen übertragen werden.
In der besonderen Ausführungsform, die hier detailliert beschrieben wird, ist das Netz 10 fester Bestandteil eines nicht dargestellten modularen Systems, in dem jeder Knoten N_i einen Verbindungspunkt mit dem Netz eines Applikationsmoduls 20 des modularen Systems darstellt.
Da der Graph, der dem Netz 10 entspricht, 3-konnex ist, ist das Netz 10 gegenüber jedem Doppelausfall eines Knotens / von Knoten und/oder einer Kommunikationsverknüpfung / von Kommunikationsverknüpfungen in beiden Richtungen robust. Anders gesagt, alle Knoten N_i bleiben untereinander erreichbar, wenn zwei beliebige bidirektionale Verbindungen, zwei Knoten oder ein Knoten und eine bidirektionale Verbindung im Netz 10 wegfallen.
In vorteilhafter Weise und wie auf der 1 dargestellt, ist der Graph, der dem Netz 10 entspricht, mindestens ein p-konnexer Graph.
Ebenfalls in vorteilhafter Weise ist der Graph, der dem Netz entspricht, sowohl ein p-konnexer als auch ein p-regulärer Graph, wie im Fall der 1. Ein Graph, von dem alle Knoten durch p Kommunikationsverknüpfungen mit benachbarten Kommunikationsknoten verbunden sind, ist p-regulär. Dadurch wird die Menge an Hardware minimiert, die verwendet wird, um das Netz darzustellen, bei gleichzeitiger Garantie einer bestimmten Robustheit, das heißt, einer Robustheit gegenüber Verschwinden von Untergruppen des Netzes, gebildet von p-1, Kommunikationsverbindungen, das heißt Kommunikationsverknüpfungen in beiden Richtungen, und/oder Knoten.
Die physische Architektur des Netzes 10 wird mit Hilfe von Architekturdaten charakterisiert, umfassend mindestens eine Adjazenzmatrix A, die die gewöhnliche Topologie des Netzes 10 beschreibt.
In vorteilhafter Weise umfassen die Architekturdaten ebenfalls:

- eine Neighbor-Tabelle T, aus der die logische Nummer k, I oder m der benachbarten Knoten N_k, N_l und N_m hervorgeht, die Nachbarn des betrachteten Knotens N_i sind, das heißt, der Knoten des Netzes, die direkt durch eine Kommunikationsverknüpfung mit einem Port des Knotens N_i verbunden sind.

Die Adjazenzmatrix A eines Netzes mit Nb Knoten ist eine Matrix der Größe Nb x Nb, zusammengesetzt aus 0 und aus 1. Ein nicht diagonales Element A_ij, dessen Wert gleich 1 ist, verweist auf das Vorhandensein einer Verknüpfung zwischen den Knoten N_i und N_j.
Vereinbarungsgemäß bezeichnet der Begriff A_ij=1 in der Folge des Dokuments die vom Knoten N_j zum Knoten N_i orientierte Verknüpfung. Für eine bidirektionale Verbindung, das heißt, eine Kommunikationsverknüpfung in den zwei Richtungen, hat man A_ij = A_ji = 1.
Damit ist für ein nicht orientiertes Netz, das heißt, bei dem wie beim Netz 10 alle Verknüpfungen bidirektional sind, die zugeordnete Adjazenzmatrix A symmetrisch.
Die einem nicht orientierten p-regulären Netz mit Nb Knoten zugeordnete Adjazenzmatrix A ist eine symmetrische Matrix, gebildet von 0 und von 1, die Nb x p Werte 1 enthält.
Die Adjazenzmatrix A gibt eine eindeutige Beschreibung des Zustands des Netzes. Sie gibt eine umfassende Beschreibung des Netzes bei gleichzeitig geringem Speicherbedarf
Die Adjazenzmatrix A des Netzes 10 ist damit folgende: $(\begin{array}{l} 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \end{array})$
Wie auf der Figur 2 für den Sonderfall des Knotens N₁ gezeigt wird, weist jeder Knoten N_i des Netzes 10 ein Eingangs-/Ausgangsmodul 30, ein Schnittstellenmodul 40, ein Routingmodul 50 und ein Übertragungsmodul 60 auf.
Jeder Knoten N_i umfasst in vorteilhafter Weise einen oder mehrerer spezielle integrierte Schaltkreise wie einen oder mehrere ASIC (auf Englisch Application Specific Integrated Circuit), die imstande sind, die Module 30, 40, 50 und 60 zu bilden.
In einer Variante umfasst jeder Knoten N_i ein oder mehrere programmierbare logische Komponenten wie einen oder mehrere FPGA (auf Englisch Field Programmable GateArray), die imstande sind, die Module 30, 40, 50 und 60 zu bilden.
In einer Variante umfasst jeder Knoten N_i einen Speicherblock und einen Rechner, der imstande ist, die Logikbefehle von dem Speicherblock gespeicherten logischen Programmierbefehle umzusetzen, um die Module 30, 40, 50 und 60 zu bilden.
Die Knoten N_i des Netzes tauschen untereinander vorbestimmte Nachrichten aus, die bestimmt sind, über das Netz zwischen einem Sendeknoten und einem Empfangsknoten oder Empfangsknoten zu zirkulieren. Unter vorbestimmten Nachrichten versteht man, dass die ausgetauschten Nachrichten bekannt Merkmale haben, die auch als Kommunikationsdaten bezeichnet werden.
Die Kommunikationsdaten umfassen eine Kennung der Nachricht, eine Kennung des Sendeknotens, Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, eine Größe der Nachricht, einen Sendezeitraum der Nachricht und eine Kennung des Empfangsknotens oder der Empfangsknoten der Nachricht.
Die Kennung des Sendeknotens und des Empfangsknotens entsprechen beispielsweise der absoluten logischen Identnummer des Sendeknotens beziehungsweise des Empfangsknotens.
Eine Nachricht ist beispielsweise mit dem Buchstaben M, gefolgt von der logischen Nummer i des Sendeknotens und einer Nummer r bezeichnet, die die von dem Sendeknoten i gesendete Nachricht identifiziert. Die vom Knoten N₁ gesendeten Nachrichten sind mit M_1,r bezeichnet. Genauer, wenn der Knoten N₁ nur zwei unterschiedliche Nachrichten sendet, das heißt, zwei Nachrichten mit unterschiedlichen Kommunikationsdaten, wird davon ausgegangen, dass der Knoten N₁ eine erste Nachricht M_1,1 und eine zweite Nachricht M_1,2 sendet.
Die Kennung der Nachricht entspricht beispielsweise der Hinzufügung der logischen Nummer i des Sendeknotens und der Nummer r, die die von dem Sendeknoten gesendete Nachricht identifiziert.
Das Eingangs-/Ausgangsmodul 30 weist vier Eingangs-/Ausgangsports 31, 32, 33, 34 auf, von denen ein interner Eingangs-/Ausgangsport 31 mit dem Schnittstellenmodul 40 verbunden ist. Die anderen externen Eingangs-/Ausgangsports 32, 33, 34 sind mit anderen Knoten des Netzes 10 verbunden, die die benachbarten Knoten des betroffenen Knotens N₁ sind.
Mit anderen Worten, jeder externe Port 32, 33, 34 ist mit einem benachbarten Knoten des betreffenden Knotens N₁ verbunden.
Jeder der Ports 31 bis 34 weist einen Eingangskoppler 36, beispielsweise Serialisator, einen Ausgangskoppler 38, beispielsweise Deserialisator, auf
Jeder der Eingangs-/Ausgangsports ist zum einen mit dem Routingmodul 50 und zum anderen mit dem Übertragungsmodul 60 verbunden.
Das Schnittstellenmodul 40 ist über eine in vorteilhafter Weise bidirektionale Kommunikationsleitung 42 mit dem Applikationsmodul 20 verbunden.
Das Schnittstellenmodul 40 ist ebenfalls mit den internen Port 31 verbunden.
Das Schnittstellenmodul 40 ist Schnittstelle zwischen dem Applikationsmodul 20 und dem internen Port 31.
Das Schnittstellenmodul 40 ist imstande, Nachrichten M_i,r, die an einen Empfangsknoten oder Empfangsknoten zu übertragen sind und vom Applikationsmodul 20 kommen, in elementare Frames T_ir zu fragmentieren, und die elementaren Frames an das Routingmodul 50 über den internen Port 31 zu übertragen.
Die elementaren Frames T_ir umfassen mindestens die Kennung der Nachricht und eine Kennung des letzten Knotens, der von dem Frame T_ir durchquert wurde.
Das Schnittstellenmodul 40 ist ebenfalls imstande, an das Applikationsmodul 20 Nachrichten M_i,r und genauer elementare Frames T_ir vom Netz und in Richtung des entsprechenden Knotens N₁ zu übertragen. Diese elementaren Frames wurden von einem der Knoten N₂, N₆, N₇ an den Knoten N1 übertragen und danach vom Routingmodul 50 zum internen Port 31 geroutet.
In vorteilhafter Weise ist das Schnittstellenmodul 40 imstande, die von einem Applikationsmodul gesendete Nachricht, zugeordnet einem der Knoten N₂, N₆, N₇, an den Knoten N1 auf der Basis der empfangenen elementaren Frames, das heißt, auf der Basis der von dem Knoten N1 empfangenen elementaren Frames mit Knoten N1 als Empfangsknoten, wiederherzustellen. Mit anderen Worten, das Schnittstellenmodul 40 führt Defragmentierungsmaßnahmen durch.
Ebenfalls in vorteilhafter Weise ist das Schnittstellenmodul 40 ebenfalls konfiguriert, um die Frames, die es empfängt, zu zählen und zu ordnen und um die Unversehrtheit der von ihm wiederhergestellten Nachricht zu überprüfen.
Das Routingmodul 50 umfasst ein Speicherorgan 52 einer Routingtabelle des betroffenen Knotens N₁ und ein Routingorgan 54 der von jedem Eingangs-/Ausgangsmodul 31, 32, 33, 34 empfangenen elementaren Frames T_ir.
Die Routingtabelle ist konfiguriert, um jeder Nachricht, die bestimmt ist, von dem Knoten N₁ empfangen zu werden, eine Routinginformation der Nachricht zu einem der Eingangs-/Ausgangsports zuzuordnen.
Die Routingtabelle ordnet beispielsweise jedem Paar, das die Kennung einer Nachricht und die Kennung des letzten Knotens umfasst, der von dem Frame durchquert wurde, die Kennung eines folgenden Knotens zu, an den die Nachricht übermittelt werden muss.
In vorteilhafter Weise ist das Speicherorgan 52 ebenfalls imstande, für jeden Nachbarknoten des betroffenen Knotens die Kennung des Eingangs-/Ausgangsports zu speichern, der mit dem Nachbarknoten verbunden ist.
In einer Variante ordnet die Routingtabelle jedem Paar, das die Kennung einer Nachricht und die Kennung des Eingangs-/Ausgangsports umfasst, von dem der Frame empfangen wurde, die Kennung eines Eingangs-/Ausgangsports zu, das heißt, eines Ausgangsports, an den die Nachricht übermittelt werden muss.
Die Routingtabellen sind derart definiert, dass sie überprüfen, dass jede Nachricht, elementarer Frame T_ir, gesendet von einem Sendeknoten an einen oder mehrere Empfangsknoten, an den Empfangsknoten übertragen wird, selbst wenn eine und eventuell mehrere Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten, die zum Netz gehören, entfernt wurden. Die Redundanz der Übertragung der Nachrichten ist garantiert.
Mit anderen Worten, die Routingtabellen sind derart definiert, dass sie überprüfen, dass jede Nachricht und genauer jeder elementare Frame T_ir mehrere unterschiedliche Wege im Netz benutzt, um einen bestimmten Empfangsknoten zu erreichen.
Das Übertragungsmodul 60 umfasst eine Sequenziereinheit 62 der Übertragung der Nachrichten für jede Kommunikationsverknüpfung, die zur Übertragung von Daten von dem betreffenden Knoten N₁ an einen benachbarten Knoten bestimmt ist, das heißt für jeden Eingangs-/Ausgangsport und insbesondere für jeden Ausgangsport.
Das Übertragungsmodul 60 umfasst ebenfalls eine Gruppe von Pufferspeichern 66.
Jede Gruppe von Pufferspeichern 66 umfasst beispielsweise einen FIFO für jeden Sender, das heißt für jeden Knoten, der zum Netz gehört und bestimmt ist, Ausgangspunkt für das Senden einer Nachricht über das Netz zu sein.
Mit anderen Worten, jedes Übertragungsmodul 60 umfasst einen Pufferspeicher für jeden Sendeknoten, der zum Netz gehört.
Im Beispiel der 2 umfasst das Übertragungsmodul 60 drei Sequenziereinheiten 62, da es drei Kommunikationsverknüpfungen L₁₂, L₁₆, L₁₇ besitzt, die für die Übertragung von Daten von dem betroffenen Knoten N₁ an einen benachbarten Knoten bestimmt sind.
Das Übertragungsmodul 60 umfasst in vorteilhafter Weise einen Pufferspeicher 63, beispielsweise einen Ausgangs-FIFO (auf Englisch „first in, first out“, was bedeutet, dass das, was zuerst eingeht, auch zuerst ausgeht), der sich zwischen dem Routingmodul 50, insbesondere dem Routingorgan 54, und dem Ausgangskoppler 38 des internen Ports 31 erstreckt.
Das Schnittstellenmodul 40 ist beispielsweise imstande, mit Hilfe des Ausgangskopplers 38 des internen Ports 31 den Pufferspeicher 63 mit einer vorbestimmten Lesefrequenz zu lesen.
Das Routingorgan 54 ist imstande, die von dem Knoten empfangenen Nachrichten zu den verschiedenen Pufferspeichern in Abhängigkeit von dem Sendeknoten, der Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, und der Routingtabelle zu routen.
Das Routingorgan 54 ist imstande, die von jedem Eingangs-/Ausgangsmodul 31, 32, 33, 34 im Bereich des Eingangskopplers 36 empfangenen Frames in Abhängigkeit von der Routingtabelle zu den verschiedenen Sequenziereinheiten 62 zu routen.
Das Routingorgan 54 ist ebenfalls imstande, die von jedem Eingangs-/Ausgangsmodul 31, 32, 33, 34 im Bereich des Eingangskopplers 36 empfangenen Frames in Abhängigkeit von der Routingtabelle zum Pufferspeicher 63 und insbesondere zum Schnittstellenmodul 40 zu routen.
Jede Sequenziereinheit 62 erstreckt sich zwischen dem Routingorgan und einem zugeordneten Eingangs-/Ausgangsport, das heißt insbesondere einem zugeordneten Ausgangsport.
Jede Sequenziereinheit 62 ist konfiguriert, um über die Kommunikationsverknüpfung, der sie zugeordnet ist, das heißt über den Ausgangsport, dem sie zugeordnet ist, die Nachrichten M_i,r, das heißt die Frames T_ir, vom Routingmodul 50 in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Sequenz von Zeitintervallen, die der Kommunikationsverknüpfung zugeordnet ist, der sie zugeordnet ist, zu übertragen.
Jede Sequenziereinheit 62 umfasst beispielsweise ein Speicherorgan einer Sequenz von Zeitintervallen, die zum entsprechenden Ausgangsport gehört, dem sie zugeordnet ist, wobei jedes Zeitintervall der Sequenz der Übertragung einer Nachricht ab einem bestimmten Sendeknoten über den entsprechenden Ausgangsport zugeordnet ist.
In jedem Übertragungsmodul 60 ist die Sequenziereinheit 62 konfiguriert, um die von den Pufferspeichern empfangenen, vom Routingorgan 54 stammenden Nachrichten in Abhängigkeit von der Sequenz von Zeitintervallen über den entsprechenden Ausgangsport zu übertragen.
Jede Sequenziereinheit 62 umfasst einen Schalter 68 und ein entsprechendes Steuerorgan 69 des Schalters.
Jeder Schalter 68 ist imstande, in Abhängigkeit von einem Befehl, der vom Steuerorgan 69 übertragen wurde, einen der FIFOs aus der Gruppe von Pufferspeichern 66, der dem Ausgangskoppler 38 entspricht, der mit dem entsprechenden Nachbarknoten verbunden ist, zu verbinden. Mit anderen Worten, jeder Schalter 68 ist einem der Eingangs-/Ausgangsports und damit einer Kommunikationsverknüpfung zugeordnet.
Das Steuerorgan 69 steuert jeden Schalter 68 in Abhängigkeit von der vorbestimmten Sequenz von Zeitintervallen, die der entsprechenden Kommunikationsverknüpfung zugeordnet ist. Die Sequenz von Zeitintervallen ist durch das Steuerorgan 69 gespeichert und wird zuvor berechnet, wie nachfolgend beschrieben werden wird. Jedes Zeitintervall der Sequenz ist für die Übertragung einer Nachricht und genauer eines elementaren Frames von einem bestimmten Sendeknoten über die Kommunikationsverknüpfung bestimmt.
Mit anderen Worten, das Steuerorgan 69 ist imstande, den Schalter 68 zu steuern, um den über die entsprechende Kommunikationsverknüpfung in Abhängigkeit von der vorbestimmten Sequenz von Zeitintervallen, die der Kommunikationsverknüpfung zugeordnet ist, zu übertragenden Frame auszuwählen. Die Frames werden dank der FIFOs und in Abhängigkeit von ihrem Sendeknoten dank der Zeitintervallsequenz in der Reihenfolge ihrer Ankunft ausgewählt.
In vorteilhafter Weise ist ein nicht dargestellter Eingangs-FIFO jedem Eingangskoppler 36 zugeordnet, und ein Frame, der im Bereich des Eingangskopplers 36 eintrifft, wird in dem entsprechenden Eingangs-FIFO gespeichert.
Das Routingmodul 50 kopiert also den im Eingangs-FIFO eines Ports, als Eingangsport bezeichnet, platzierten Frame in den Ausgangs-FIFO eines Ports, als Ausgangsport bezeichnet, der in Abhängigkeit von der Routingtabelle und insbesondere von der Kennung des letzten Knotens, der von dem Frame durchquert wurde, und von der Kennung der Nachricht, der der Frame zugeordnet ist, ausgewählt ist.
Das Routingmodul 50 liest die in jedem Eingangs-FIFO enthaltenen Daten beispielsweise sequentiell.
Das Maschennetz wird in vorteilhafter Weise mit Hilfe einer Konfigurationsvorrichtung des Netzes 80 umgesetzt, die auf der 3 dargestellt ist.
Die Konfigurationsvorrichtung des Netzes umfasst einen Speicher 82 und einen Rechner 84, der imstande ist, die programmierten, vom Speicher 82 gespeicherten Softwarebefehle umzusetzen.
Alle Softwarebefehle bilden ein Rechnerprogrammprodukt.
In einer Variante umfasst die Konfigurationsvorrichtung des Netzes anstelle des Rechners und des Speichers eine oder mehrere programmierbare logische Komponenten wie einen oder mehrere FPGA (auf Englisch Field Programmable GateArray) oder auch einen oder mehrere spezielle integrierte Schaltkreise wie einen oder mehrere ASIC (auf Englisch Application Specific Integrated Circuit), die dieselbe Funktion erfüllen.
Der Speicher 82 umfasst die programmierten Softwarebefehle, die zur Umsetzung des Konfigurationsverfahrens des Netzes imstande sind, das auf der 4 beschrieben ist.
Genauer umfasst der Speicher 82 Softwarebefehle zwecks Bereitstellung 86 der Architekturdaten, einer Liste vorbestimmter Nachrichten, die bestimmt sind, über das Netz zwischen einem Sendeknoten und einem Empfangsknoten oder Empfangsknoten zu zirkulieren, und Kommunikationsdaten, die den Nachrichten der Liste zugeordnet sind.
Der Speicher 82 umfasst ebenfalls Softwarebefehle zwecks Bestimmung 88, für jede bereitgestellte Nachricht, einer Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten, über die die Nachricht zirkuliert, um den oder die Empfangsknoten zu erreichen, zwecks Berechnung der Routingtabelle für jeden Knoten und Identifizierung 90, für jede Kommunikationsverknüpfung, einer Gruppe von Nachrichten, die bestimmt sind, über die Kommunikationsverknüpfung zu zirkulieren.
Der Speicher 82 umfasst auch Softwarebefehle zwecks Berechnung 92, für jede Kommunikationsverknüpfung, des Durchsatzes, der für die Zirkulation aller identifizierten Nachrichten, die von demselben Sendeknoten kommen, über die Kommunikationsverknüpfung notwendig ist, zwecks Berechnung 93, für jede Kommunikationsverknüpfung, der Zeitintervall- und Downloadsequenz 94, im Bereich jedes Knotens, der Routingtabelle und der für die Kommunikationsverknüpfungen berechneten Zeitintervallsequenzen, die für die Übertragung von Daten von dem entsprechenden Knoten an einen benachbarten Knoten bestimmt sind.
In vorteilhafter Weise umfasst der Speicher auch Softwarebefehle zwecks Bestimmung 95 einer Größe eines elementaren Frames, der über das Netz zirkuliert, und zwecks Bestimmung 96 eines Einspeisezeitraums der elementaren Frames über das Netz.
In vorteilhafter Weise ist die Konfigurationsvorrichtung imstande, derart mit dem Netz verbunden zu sein, dass die Routingtabellen und die Zeitintervallsequenzen über die Ausführung der Download-Softwarebefehle 94 an die Knoten des Netzes übertragen werden.
Ein Konfigurationsverfahren des Maschennetzes der 1 wird mit Hilfe der 4 erklärt und erlaubt, die Funktion der Konfigurationsvorrichtung und insbesondere die Merkmale relativ zu den im Speicher 82 gespeicherten Softwarebefehlen genauer zu beschreiben.
Ferner, um die verschiedenen Schritte des Verfahrens genauer zu erläutern, wird ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel des Konfigurationsverfahrens parallel zur Beschreibung der 4 mit Hilfe der 5 bis 7 vorgestellt.
Das Konfigurationsverfahren umfasst eine Abfolge von Bereitstellungsschritten 100, 102 und 104.
Bei Schritt 100 werden beispielsweise die Daten der Architektur und der Adjazenzmatrix A bereitgestellt.
Bei Schritt 102 wird die Liste der vorbestimmten Nachrichten, die bestimmt sind, über das Netz zu zirkulieren, bereitgestellt, wogegen bei Schritt 104 die Kommunikationsdaten für jede Nachricht der Liste bereitgestellt werden.
Im Beispiel der 5 bis 7, bei Schritt 102, umfasst die Liste der vorbestimmten Nachrichten beispielsweise eine Nachricht M_11,1 mit dem Knoten N₁₁ als Sendeknoten und den Knoten N₁, N₄, N₆, N₁₃ als Empfangsknoten.
Danach wird bei einem Bestimmungsschritt 106 eine Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten, über die die Nachricht zirkuliert, um den oder die Empfangsknoten zu erreichen, für jede Nachricht bestimmt.
Die Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen wird in Abhängigkeit von einem ersten, zu minimierenden Kriterium C1 bestimmt. Das erste Kriterium C1 ist vorzugsweise die Anzahl der Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten, über die die Nachricht läuft.
In vorteilhafter Weise definiert die Gruppe der Kommunikationsverknüpfungen beim Bestimmungsschritt 106 mehrere redundante Wege, die von der Nachricht genommen werden, so dass, wenn die Nachricht alle diese Wege nimmt, jede von einem Sendeknoten an einen oder mehrere Empfangsknoten gesendete Nachricht an den Empfangsknoten übertragen wird, auch wenn eine und eventuell mehrere Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten des Netzes entfernt werden.
Genauer wird beim Bestimmungsschritt 106 für jede Nachricht eine primäre Untergruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten in Abhängigkeit von den bereitgestellten Architekturdaten und von dem ersten Kriterium C1 bestimmt.
Ferner werden bei Schritt 106 mindestens eine und in vorteilhafter Weise mehrere sekundäre Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten in Abhängigkeit von den Architekturdaten bestimmt, aus denen beispielsweise eine oder mehrere Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten, die zur primären Untergruppe gehören, entfernt wurden.
Die primäre und sekundären Untergruppen entsprechen jeweils einem Kommunikationsbaum, und die Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten, die bei Schritt 106 bestimmt wurde, umfasst die arithmetische Vereinigung der primären und sekundären Untergruppen.
In einer Variante, wenn der Graph, der der physischen Architektur des Netzes entspricht, ein p-konnexer Graph ist, wie das auf der 1 der Fall ist, umfasst der Bestimmungsschritt 106 für jede Gruppe, die sich von Ne Einheiten unterscheidet, die aus den Kommunikationsverknüpfungen (in beiden Richtungen) und/oder Knoten der primären Untergruppe ausgewählt wurden, das Bestimmen einer sekundären Untergruppe in Abhängigkeit von den Architekturdaten, aus denen die Gruppe von Ne Einheiten entfernt wurde, und von dem ersten Kriterium C1, wobei Ne eine Ganzzahl kleiner oder gleich p ist und der Anzahl gleichzeitiger Ausfälle, die das Netz bewältigen kann, entspricht. In dieser Variante umfasst die bestimmte Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten die arithmetische Vereinigung der primären und sekundären Untergruppen.
Für das Beispiel der 5 bis 7 ist die bei Schritt 106 für die Nachricht M_11,1 bestimmte Gruppe der Kommunikationsverknüpfungen und Knoten auf der 5 in gestrichelter Linie dargestellt.
Wie weiter oben erläutert, erhält man diese Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten beispielsweise durch das Bestimmen einer primären Untergruppe und von sekundären Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten, über die die Nachricht M_11,1 bestimmt ist, befördert zu werden.
Die primäre Untergruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten ist auf der 6 dargestellt, wogegen die sekundären Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten auf der 7 dargestellt sind.
Auf der 7 gibt es ebenso viele sekundäre Untergruppen wie potentiell fehlerhafte Kommunikationsverbindungen, die zur primären Untergruppe gehören. Mit anderen Worten, für jede potentiell fehlerhafte Kommunikationsverbindung der primären Untergruppe ist eine sekundäre Untergruppe bestimmt.
Die Zusammenlegung der primären und sekundären Untergruppen ergibt die bei Schritt 106 für die Nachricht M_11,1 bestimmte Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten, die auch als Abdruck der Nachricht M_11,1 bezeichnet wird.
Danach, bei einem Berechnungsschritt 108, wird in Abhängigkeit von den Gruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten, die für jede Nachricht M_i,r bestimmt wurden, für jeden Knoten die Routingtabelle berechnet.
Bei Schritt 108 werden aus allen bestimmten Gruppen von Kommunikationsverknüpfung und Knoten für jeden Knoten N_i alle Nachrichten, die über diesen Knoten laufen, sowie ein vorangehender Knoten, über den die Nachricht gelaufen ist, und der nächste Knoten, über den sie übermittelt werden muss, ermittelt.
Unter vorangehender Knoten wird der vorangehende Nachbarknoten verstanden, über den die Nachricht gelaufen ist.
Nach dem Berechnungsschritt 108 ordnet die berechnete Routingtabelle jedem Paar, das die Kennung einer Nachricht und die Kennung eines vorangehenden Knotens umfasst, von dem die Nachricht kommt, die Kennung eines folgenden Knotens zu, zu dem die Nachricht übertragen werden muss.
Danach umfasst das Verfahren einen Identifizierungsschritt 110, bei dem für jede Kommunikationsverknüpfung alle Nachrichten ermittelt werden, die bestimmt sind, über die Kommunikationsverknüpfung zu zirkulieren. Dieser Identifizierungsschritt wird auf der Basis aller Gruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten durchgeführt, die im Bestimmungsschritt 106 bestimmt wurden.
In vorteilhafter Weise wird bei einem nicht dargestellten Initialisierungsschritt eine Größe eines über das Netz zirkulierenden elementaren Frames bestimmt. Die elementare Framegröße ist allen Nachrichten gemeinsam, und bei ihrer Sendung über das Netz werden alle Nachrichten in elementaren Frames fragmentiert.
In einer Variante variiert die Größe der elementaren Frames je nach Sendeknoten, der den Frame sendet.
Auch in vorteilhafter Weise, bei einem Vorkonfigurationsschritt der Schnittstellenmodule, erhält man für jeden Sender ein Sendemuster der Nachrichten. Genauer wird für jeden Sender ein Sendezeitmuster der Nachrichten definiert, das bestimmt ist, in Abhängigkeit von der Größe der Nachrichten und ihres Sendezeitraums zu senden.
Ausgehend von dem Beispiel eines Senders wie der Knoten N₁, der bestimmt ist, vier Nachrichten zu senden, nämlich M_1,1, M_1,2, M_1,3, M_1,4 mit den Nachrichten M_1,1 gleich 100 Bytes mit einer Periode von 4 ms, M_1,2 gleich 200 Bytes mit einer Periode von 8 ms, M_1,3 gleich 300 Bytes mit einer Periode von 8 ms und M_1,4 gleich 400 Bytes mit einer Periode von 16 ms beim Vorkonfigurationsschritt, wird beispielsweise das Zeitmuster der 8 definiert.
Das Diagramm der 8 zeigt die Größe der Nachrichten auf der Ordinate und ihre zeitliche Verteilung auf der Abszisse für einen vorbestimmten Zeitraum. Der vorbestimmte Zeitraum entspricht dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zeiträume der Nachrichten.
Dank dem Diagramm der 8 erhält man den maximalen Durchsatz, der zum Senden der Nachrichten notwendig ist. Bei diesem Beispiel beträgt der maximale Durchsatz 150 Bytes/ms und entspricht dem Verhältnis zum einen zwischen der maximalen Größe der während einer Dauer, die dem vorbestimmten Zeitraum entspricht, gesendeten Daten und zum anderen dem vorbestimmten Zeitraum.
Die Einspeisezeiträume der elementaren Frames werden demnach für jeden Sendeknoten beim Vorkonfigurationsschritt auf der Basis der Division der Größe des elementaren Frames durch den für den Sendeknoten erhaltenen maximalen Durchsatz berechnet.
In vorteilhafter Weise überprüfen die Einspeisezeiträume der elementaren Frames die folgende Gleichung: $P_{i} = \frac{(T_{T})}{{(d é b i t m a x i m a l)}^{'}}$
mit T_T als Größe des elementaren Frames und P_i als Einspeisezeitraum der elementaren Frames.
Mit anderen Worten, für jeden Knoten wird die Anzahl der pro Sekunde eingespeisten Frames, auf Englisch ebenfalls als „frame rate“ bezeichnet und hier FR_i, folgendermaßen ausgedrückt: $F R = \frac{(d é b i t m a x i m a l)}{(T_{T})}$
In einer Variante sind die Größe der elementaren Frames und der Einspeisezeitraum der Frames zuvor bekannt.
Das Verfahren umfasst ebenfalls für jede Kommunikationsverknüpfung L einen Berechnungsschritt 112 des Durchsatzes F_yi, der für die Zirkulation über die Kommunikationsverknüpfung aller identifizierten Nachrichten von demselben Sendeknoten notwendig und bestimmt ist, über die Kommunikationsverknüpfung zu zirkulieren.
Der notwendige Durchsatz wird beispielsweise mit der folgenden Formel berechnet: $F_{y i} = \sum_{r = 1}^{N} f l u x (M_{i r}) = \sum_{r = 1}^{N} \frac{S_{i r}}{T_{i r}},$
wobei y eine Kennung der entsprechenden Kommunikationsverknüpfung ist, i eine Kennung des entsprechenden Sendeknotens ist und r eine Kennung der von dem Sendeknoten i gesendeten Nachrichten ist und bestimmt, über die Kommunikationsverknüpfung y zu zirkulieren, S_ir die Größe der von dem Sendeknoten i gesendeten und von der Kennung r identifizierte Größe der Nachricht ist, T_ir der Sendezeitraum der Nachricht von dem Sendeknoten i gesendeten und von der Kennung r identifizierten Nachricht ist.
Danach wird bei einem anderen Berechnungsschritt 114 für jede Kommunikationsverknüpfung in Abhängigkeit von dem für jeden Sendeknoten berechneten notwendigen Durchsatz die Zeitintervallsequenz berechnet.
In vorteilhafter Weise ist der Einspeisezeitraum für alle über das Netz gesendeten Frames derselbe und entspricht der Dauer jedes Zeitintervalls.
Der Berechnungsschritt 114 umfasst beispielsweise für jede Kommunikationsverknüpfung einen ersten Bestimmungs-Unterschritt 114A einer optimalen Länge L_opt der Sequenz in Abhängigkeit von dem für jeden Sendeknoten berechneten notwendigen Durchsatz.
Das Ziel bei diesen Unterschritt 114A besteht darin, die Länge der Zeitintervallsequenz zu bestimmen, die erlaubt, die gewünschte Bandbreitenverteilung der Kommunikationsverknüpfung zwischen den verschiedenen Sendeknoten so gut wie möglich einzuhalten.
Während des Unterschritts 114A wird für jede Kommunikationsverknüpfung ein normierter Flussvektor F_y bestimmt. Der Flussvektor umfasst die Werte $\frac{F_{y i}}{\sum_{i} F_{y i}}$
für jeden Sendeknoten N_i, der mindestens eine Nachricht sendet, die über die entsprechende Kommunikationsverknüpfung reist.
Danach wird beispielsweise die optimale Länge L_opt durch Ermitteln des Wertes der Länge L kleiner oder gleich einer maximalen Länge der Sequenz L_max berechnet, was das Skalarprodukt (F_x-G_x)’.(F_x-G_x). minimiert. Mit anderen Worten, gesucht wird min_∀L≤L
max(F_x-G_x)’.(F_x-G_x), mit L ∈ N et G, wobei ein gerundeter Flussvektor die Werte des genormten Flussvektors, dividiert durch L und gerundet, umfasst $(r o u n d (\frac{\frac{F_{x i}}{\sum_{i} F_{x i}}}{L}))$
und L_max die maximale Länge der Sequenz, die von materiellen Bedingungen abhängt.
Mit anderen Worten, der Wert der maximalen Länge der Sequenz L_max wird in Abhängigkeit von den materiellen Bedingungen festgelegt, die mit den Elementen verbunden sind, die zur Bildung des Netzes 10 verwendet wurden.
Die maximale Länge der Sequenz ist beispielsweise gleich 256.
In einer Variante hat die optimale Länge der Sequenz einen vorbestimmten Wert.
Danach, bei einem Bestimmungs-Unterschritt 114B der Zeitintervallsequenz, durchgeführt für jede Kommunikationsverknüpfung, wird für eine bestimmte Kommunikationsverknüpfung der Sender bestimmt, für den jedes Zeitintervall vorgesehen ist.
Genauer bestimmen bei dem Bestimmungs-Unterschritt 114B die Berechnungssoftwarebefehle der Zeitintervallsequenz, wenn sie ausgeführt werden, sukzessiv für jedes Zeitintervall der Sequenz die Kennung des dem Zeitintervall zugeordneten Sendeknotens in Abhängigkeit vom notwendigen Durchsatz, berechnet für jeden Sendeknoten, und der Anzahl der bereits jedem Sendeknoten zugeordneten Zeitintervalle.
Die Zeitintervallsequenz und insbesondere der Index des jedem Zeitintervall zugeordneten Sendeknotens werden beispielsweise mit der folgenden Formel bestimmt: $m a x_{\forall i} z_{i} (k) = g_{i} * k - q_{i} (k - 1),$
wobei k die Position des Zeitintervalls in der Sequenz ist, die ebenfalls der Anzahl von Zeitintervallen insgesamt entspricht, die bereits einem der Sendeknoten zugeordnet sind, q_i(k) die Anzahl der Zeitintervalle ist, die bereits dem Sendeknoten N_i in der Sequenz an Position k-1, ausgehend von der ersten Position, zugewiesen ist, i die Kennung der Sendeknoten ist, die eine Nachricht senden, die durch die entsprechende Kommunikationsverknüpfung läuft, und $gi = r o u n d (\frac{\frac{F_{x i}}{\sum_{i} F_{x i}}}{L_{o p t}})$
ist.
Genauer wird der Index i gesucht, das heißt der Sendeknoten N_i, für den die Größe z_i(k) maximal ist.
Nach Schritt 114 liegt die für jede Kommunikationsverknüpfung erhaltene Sequenzliste vor, und das Verfahren umfasst im Bereich jedes Knotens einen Implementierungs- oder Download-Schritt 116 der Routingtabelle und der Zeitintervallsequenzen, die für die Kommunikationsverknüpfungen berechnet wurden, die zur Übertragung von Daten ab dem betreffenden an einen benachbarten Knoten bestimmt sind.
Mit anderen Worten, die in Schritt 114 für die Kommunikationsverknüpfungen L_ab berechneten Zeitintervallsequenzen werden im Bereich des Knotens N_a und insbesondere im Bereich des Steuerorgans 69 des Knotens N_a heruntergeladen, wogegen die in Schritt 114 für die Kommunikationsverknüpfungen L_ba berechneten Zeitintervallsequenzen im Bereich des Knotens N_b heruntergeladen werden.
Das Maschennetz ist jetzt einsatzbereit und kann die Nachrichten kontrolliert und redundant routen.
Wenn nämlich alle Sequenzen berechnet sind und wenn eine Sequenz jeder Kommunikationsverknüpfung zugeordnet ist, kann man die maximale Latenz eines elementaren Frames T_ir in Abhängigkeit der Nachricht, zu dem er gehört, berechnen. Die maximale Latenz eines elementaren Frames T_ir ist gleich dem Maximum der Summen der maximalen Übertragungsperioden, festgestellt über die aufeinanderfolgenden Kommunikationsverknüpfungen, über die die Nachricht befördert wird. Die maximalen Perioden werden beispielsweise auf der Basis jeder Zeitintervallsequenz berechnet.
Beispielsweise betragen für eine Kommunikationsverknüpfung, die ihre Bandbreite auf drei Sendeknoten aufteilen muss, so dass die Zeitintervallsequenz drei Intervalle umfasst, die für einen ersten Sendeknoten bestimmt sind, zwei Intervalle, die für einen zweiten Sendeknoten bestimmt sind, und ein Intervall, das für einen dritten Sender bestimmt ist, wobei jedes Zeitintervall eine Periode von 2 ms hat, die maximalen Übertragungsperioden für den ersten, zweiten und dritten Sendeknoten jeweils 4 ms, 8 ms und 12 ms.
Mit anderen Worten, um die maximale Latenz eines elementaren Frames in Bezug zu einer Nachricht zu erhalten, wird jede Kommunikationsverknüpfung, die von der Nachricht benutzt wird, um sich vom Sendeknoten zum Empfangsknoten zu bewegen, durchlaufen, und für jede benutzte Verknüpfung die Summ der zugeordneten maximalen Übertragungsperioden gebildet. Dieser Schritt wird für jede primäre und alle sekundären Untergruppen von Verknüpfungen durchgeführt, die von der Nachricht benutzt werden, und es wird die Summe ermittelt, die den Maximalwert hat, der gleich der maximalen Latenz des elementaren Frames ist.
Zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion des hergestellten Netzes ist es hinreichend, für jede Nachricht im Bereich jeder von der Nachricht benutzten Kommunikationsverknüpfung den Einspeisezeitraum der elementaren Frames mit der maximalen Übertragungsperiode der elementaren Frames zu vergleichen. Wenn für jede Kommunikationsverknüpfung die maximale Übertragungsperiode kürzer als der Einspeisezeitraum ist, ist die ordnungsgemäße Funktion des Netzes und insbesondere die Kontrolle des Nachrichtenstroms nachgewiesen.
Ferner erlaubt die Konfiguration des Netzes, auf der Basis der maximalen Latenz eines elementaren Frames, des Einspeisezeitraums der elementaren Frames und der Anzahl elementarer Frames, die eine Nachricht bilden, die maximale Latenz einer Nachricht zu ermitteln.
Die maximale Latenz einer Nachricht überprüft: Dmax_ir = (NT - 1) P_i+DT_ir, mit NT als Anzahl insgesamt der Frames, die die Nachricht bilden, und DT_ir als maximale Latenz des elementaren Frames relativ zur Nachricht mit dem Index r, die von dem Knoten N_i gesendet wurde.
Die 9 veranschaulicht eine derartige Funktionsweise für NT gleich 5.
Die zeitliche Verteilung des Traffics mit Hilfe der Zeitintervallsequenzen erlaubt sicherzustellen, dass kein elementarer Frame die zugewiesene maximale Bandbreite verlässt, die von den Zeitintervallen definiert wurde, die ihm im Bereich jeder Kommunikationsverknüpfung zugewiesen wurden.
Die Konfiguration des Netzes fördert die Nichtweiterverbreitung von Ausfällen zwischen den Sendeknoten und stellt einen Schutz gegen Verstopfungsrisiken des Netzes dar, die insbesondere mit unangebrachtem, unkontrolliertem Senden von Frames verbunden sind.
Mit anderen Worten, die Knoten, die wie weiter oben erläutert konfiguriert sind, erlauben, ein Kommunikations-Maschennetz zu konstruieren, das das Merkmal aufweist, unter allen Umständen ein Routing zu garantieren, das in vorteilhafter Weise 100 % der potentiellen Konnektivität des Netzes nutzt.
Der Ausdruck „100 % der potentiellen Konnektivität des Netzes“ bedeutet, dass das Routing zwischen zwei Knoten gesichert ist, sobald es einen Weg zwischen diesen zwei Knoten gibt.
Die Konfiguration des Netzes erlaubt, redundante Routings bei gleichzeitiger Flusskontrolle zu sichern.
Allgemein erlaubt die Konfiguration des Netzes, so wie hier oben beschrieben, die räumliche und zeitliche Organisation des Traffics abzusichern und verleiht dem Netz grundlegende Eigenschaften hinsichtlich Kommunikationslatenz und Nichtweiterverbreitung von Ausfällen, die die Anforderungen für eine Zertifizierung für die zivile Luftfahrt erfüllen.
Die oben betrachteten Ausführungsformen und Varianten können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu schaffen.

Claims

Kommunikations-Maschennetz (10), umfassend mindestens drei Knoten (N_i), die mit mindestens zwei Ausgangsports ausgestattet sind, die jeweils mit einem anderen Knoten durch eine jeweilige Kommunikationsverknüpfung (L_ab) verbunden sind, wobei jede Kommunikationsverknüpfung zur Übertragung der Nachrichten von einem bestimmten Knoten (N_a) an einen benachbarten Knoten (N_b) bestimmt ist, zwischen denen sie sich erstreckt, wobei jeder Knoten aufweist: - ein Routingmodul (50), aufweisend ein Routingorgan und ein Speicherorgan einer Routingtabelle, wobei die Routingtabelle konfiguriert ist, um jeder Nachricht, die bestimmt ist, von dem Knoten empfangen zu werden, eine Routinginformation der Nachricht zu einem der Ausgangsports zuzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Knoten ebenfalls aufweist: - ein Übertragungsmodul (60) für jeden Ausgangsport, wobei das Übertragungsmodul (60) umfasst: ◯ einen Pufferspeicher für jeden Sendeknoten, der zum Netz gehört und bestimmt ist, Ausgangspunkt für das Senden einer Nachricht über das Netz zu sein, wobei jeder Pufferspeicher imstande ist, vom Routingmodul kommende Nachrichten zu empfangen, und ◯ eine Sequenziereinheit (62) der Übertragung über den entsprechenden Ausgangsport der von den Pufferspeichern empfangenen Nachrichten, und dass das Routingorgan (54) imstande ist, die von dem Knoten empfangenen Nachrichten zu den verschiedenen Pufferspeichern in Abhängigkeit von dem Sendeknoten, der Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, und der Routingtabelle zu routen, und dass jede Sequenziereinheit (62) ein Speicherorgan einer Sequenz von Zeitintervallen umfasst, die zum entsprechenden Ausgangsport gehört, wobei jedes Zeitintervall der Sequenz der Übertragung einer Nachricht ab einem bestimmten Sendeknoten über den entsprechenden Ausgangsport zugeordnet ist, und dass in jedem Übertragungsmodul die Sequenziereinheit konfiguriert ist, um über den entsprechenden Ausgangsport die Nachrichten zu übertragen, die von den Pufferspeichern in Abhängigkeit von der Sequenz von Zeitintervallen empfangen wurden, wobei die Sequenz von Zeitintervallen von einem notwendigen Durchsatz über die mit dem Ausgangsport verbundene Kommunikationsverknüpfung abhängt, berechnet für jeden Sendeknoten.
Netz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Routingtabellen derart festgelegt sind, dass sie überprüfen, dass jede von einem Sendeknoten an einen Empfangsknoten gesendete Nachricht zwei unterschiedliche Untergruppen von Kommunikationsverknüpfungen und Knoten nutzt, um den Empfangsknoten zu erreichen.
Netz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sequenziereinheit (62) einen Schalter (68) und ein Steuerorgan (69) umfasst, wobei das Steuerorgan imstande ist, jeden Schalter (68) zu steuern, damit er einen der Pufferspeicher mit dem Ausgangsport in Abhängigkeit von der Zeitintervallsequenz verbindet.
Netz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Knoten ein Schnittstellenmodul (40) umfasst, das imstande ist, Nachrichten (M_i,r), die an einen Empfangsknoten oder an Empfangsknoten zu übertragen sind und die von einem mit dem Knoten verbundenen Applikationsmodul (20) stammen, in elementare Frames (T_ir) zu fragmentieren.
Netz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Routingtabelle jedem Paar, das die Kennung einer Nachricht und die Kennung eines vorangehenden Knotens oder eines Eingangsports umfasst, von dem die Nachricht kommt, die Kennung eines folgenden Knotens oder des Ausgangsports zuordnet, zu dem die Nachricht übertragen werden muss.
Konfigurationsverfahren eines Kommunikations-Maschennetzes (10), umfassend mindestens drei Knoten (N_i), die mit mindestens zwei Ausgangsports ausgestattet sind, die jeweils mit einem anderen Knoten durch eine jeweilige Kommunikationsverknüpfung (L_ab) verbunden sind, wobei jede Kommunikationsverknüpfung zur Übertragung von Daten von einem bestimmten Knoten (N_a) an einen benachbarten Knoten (N_b) bestimmt ist, zwischen denen sie sich erstreckt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - das Bereitstellen (100) von Architekturdaten, die sich auf die physische Architektur des Netzes beziehen, - das Bereitstellen (102) einer Liste von Nachrichten (M_i,r), die bestimmt sind, über das Netz zwischen einem Sendeknoten und einem Empfangsknoten oder Empfangsknoten zu zirkulieren, - das Bereitstellen (104) von Kommunikationsdaten für jede Nachricht, wobei die Kommunikationsdaten eine Kennung der Nachricht (ir), eine Kennung des Sendeknotens (N_i), der Ausgangspunkt des Sendens der Nachricht über das Netz ist, eine Größe (S_ir) der Nachricht, einen Sendezeitraum (T_ir) der Nachricht und eine Kennung des Empfangsknotens oder der Empfangsknoten (Ni) der Nachricht umfassen, - das Bestimmen (106), für jede Nachricht, einer Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten, über die die Nachricht zirkuliert, um den oder die Empfangsknoten zu erreichen, - das Berechnen (108) einer Routingtabelle für jeden Knoten in Abhängigkeit der bestimmten Gruppen von Kommunikationsverknüpfung und Knoten, wobei die Routingtabelle konfiguriert ist, um jeder Nachricht, die bestimmt ist, von dem Knoten empfangen zu werden, eine Routinginformation der Nachricht zu einem der Ausgangsports zuzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ebenfalls die folgenden Schritte umfasst: - das Identifizieren (110), für jede Kommunikationsverknüpfung (L_ab), einer Gruppe von Nachrichten, die bestimmt sind, über die Kommunikationsverknüpfung in Abhängigkeit von dem Bestimmungsschritt zu zirkulieren, - das Berechnen (112), für jede Kommunikationsverknüpfung (L_ab), des Durchsatzes, der für die Zirkulation über die Kommunikationsverknüpfung aller identifizierten Nachrichten, die von einem selben Sendeknoten kommen, notwendig ist, und - das Berechnen (114), für jede Kommunikationsverknüpfung (L_ab), einer Sequenz von Zeitintervallen in Abhängigkeit des für jeden Sendeknoten berechneten notwendigen Durchsatzes, wobei jedes Zeitintervall der Übertragung einer Nachricht über die Kommunikationsverknüpfung ab einem bestimmten Sendeknoten zugeordnet ist, - das Implementieren (106), im Bereich jedes Knotens, der Routingtabelle und der Sequenzen von Zeitintervallen, die für die Kommunikationsverknüpfungen berechnet wurden, die für die Übertragung von Daten ab dem betreffenden Knoten an einen benachbarten Knoten bestimmt sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ebenfalls die folgenden Schritte umfasst: - das Bestimmen einer Größe (T_T) eines über das Netz zirkulierenden elementaren Frames, wobei jede Nachricht imstande ist, im Bereich jedes Sendeknotens in elementare Frames fragmentiert zu werden, und - das Bestimmen eines Einspeisezeitraums (P_I) der elementaren Frames über das Netz durch jeden Sendeknoten.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestimmungsschritt des Einspeisezeitraums (P_I) der elementaren Frames für jeden Sendeknoten(Ni) durchgeführt wird und für jeden Sendeknoten (Ni) die folgenden Unterschritte umfasst: - das Bestimmen des maximalen Durchsatzes, der zum Senden der Nachrichten notwendig ist, die bestimmt sind, durch den Sendeknoten gesendet zu werden, in Abhängigkeit von der Größe und vom Sendezeitraum der Nachrichten, - das Berechnen des Einspeisezeitraums (P_I) in Abhängigkeit von der Größe (T_T) des elementaren Frames und des notwendigen maximalen Durchsatzes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, beim Bestimmungsschritt (106), für jede Nachricht (M_i,r), einer Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten, eine primäre Untergruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten in Abhängigkeit der bereitgestellten Architekturdaten bestimmt wird, und mindestens eine sekundäre Untergruppe in Abhängigkeit der Architekturdaten bestimmt wird, in welchen eine oder mehrere Kommunikationsverknüpfungen und/oder Knoten, die zu der primären Untergruppe gehören, entfernt werden, wobei jede Gruppe einem Kommunikationsbaum entspricht, und dass die Gruppe von Kommunikationsverknüpfungen und von Knoten die arithmetische Vereinigung der primären und sekundären Untergruppen umfasst.
Rechnerprogrammprodukt, aufweisend Softwarebefehle, die, wenn sie von einer Hardwareausrüstung umgesetzt werden, das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 durchführen.