DE102019126486A1 - Verfahren zur Identifikation von Diensten in einem Netzwerk mit Internet-of-Things Sensoren/Aktoren - Google Patents

Verfahren zur Identifikation von Diensten in einem Netzwerk mit Internet-of-Things Sensoren/Aktoren Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) mit mindestens einem Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer, insbesondere Internet-of-Things Sensoren/Aktoren (100) basierend auf Domain Name System-Service Discovery DNS-SD über ein Multicast Domain Name System mDNS vorgesehen. Eine Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konforme Anforderung (1) nach einem Netzwerkdiensttyp (11) wird von einem Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer (100, 210, 220, 230) an ein Netzwerk (300) mit mindestens einem Host gesendet, welcher Netzwerkdienste bereitstellt. Mindestens eine Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konforme Rückantwort (2, 3) von einem der Hosts (210 - 230) wird auf die Anforderung (1) empfangen. Die Rückantwort (2, 3) weist ein Textfeld mit einer Netzwerkdienstkennung (12) auf. Eine Verbindungsanforderung (4) wird von dem Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer (100) an denjenigen Host (210 - 230) gesendet, dem die Netzwerkdienstkennung (12) zugeordnet ist und der den gewünschten Netzwerkdienst bereitstellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von Diensten in einem Netzwerk mit Internet-of-Things Sensoren/Aktoren.
  • Im Bereich Internet-of-Things loT (Internet der Dinge) sind typischerweise Sensoren und/oder Aktoren über Kabel oder drahtlos mit einem Netzwerk verbunden, um eine Kommunikation mit Diensten in dem Netzwerk zu erlauben. Eine Kommunikation der Sensoren und/oder Aktoren und den Diensten in dem Netzwerk kann beispielsweise auf einem IP-Protokoll basieren. Die Suche nach einem Dienst in dem Netzwerk kann beispielsweise durch ein Domain Name System DNS-Based Service Discovery gemäß dem Standard IETF RFC6763 erfolgen. Die loT Sensoren/Aktoren werden typischerweise derart konfiguriert, dass sie mit einem festen Netzwerkdienst kommunizieren können. Bei einer Adressänderung des Netzwerkdienstes müssen alle damit verbundenen loT Sensoren/Aktoren neu konfiguriert werden, was einen erheblichen Aufwand bei jeder Adressänderung des Netzwerkdienstes zur Folge hat.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zu Identifikation von Diensten in einem Netzwerk mit Internet-of-Things Sensoren/Aktoren vorzusehen, welches eine verbesserte und effektivere Identifikation ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zu Identifikation von Diensten in einem Netzwerk mit Internet-of-Things Sensoren/Aktoren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Somit wird ein Verfahren zu Identifikation von Netzwerkdiensten in einem Netzwerk mit mindestens einem Internet-of-Things Sensor/Aktor basierend auf Domain Name System-Service Discovery DNS-SD über ein Multicast Domain Name System mDNS vorgesehen. Eine Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konforme Anforderung nach einem Netzwerkdienst oder einem Netzwerkdiensttyp wird von einem Netzwerkteilnehmer (z.B. Internet-of-Things Sensoren/Aktoren) an ein Netzwerk mit mindestens einem Host gesendet, welcher Netzwerkdienste bereitstellt. Der Host kann hierbei selbst ein loT Gerät darstellen. Mindestens eine Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konforme Rückantwort von einem der Hosts auf die Anforderung wird von dem Sensor/Aktor empfangen. Die Rückantwort der Hosts weist ein Textfeld mit einer Netzwerkdienstkennung auf Anwendungsebene auf. Eine Verbindungsanforderung wird von dem Internet-of-Things Sensor/Aktor an denjenigen Host gesendet, der den gewünschten Netzwerkdienst anbietet und dessen Netzwerkdienstkennung zu der Anwendung des Sensors/Aktors passt. Damit kann eine standardkonforme einfache und effiziente Möglichkeit der dezentralen Suche nach Netzwerkdiensten ermöglicht werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konforme Rückantwort zusätzlich zu den Adressinformationen des Hosts, bestehend aus Host URL und einer Portnummer, eine Dienstkennung auf Anwendungsebene im gemäß Standard lediglich optionalen TXT Feld auf. Mit Hilfe derer kann der loT Sensor/Aktor selbstinitiiert den ihm zugehörigen Dienst dynamisch identifizieren und von anderen gleichartigen Diensten im lokalen Netz unterscheiden. Mit anderen Worten, statt einer sich änderbaren rein strukturellen Adresse (IP Adresse oder Hostname), kann die Identifikation auf einer statischen Kennung auf Anwendungsebene erfolgen.
  • Damit können die loT Netzwerkteilnehmer, z.B. loT Sensoren/Aktoren, eigenständig diejenigen Hosts identifizieren, die den von den IoT Sensoren/Aktoren benötigten Netzwerkdienst anbieten und sich mit ihnen über das IP Protokoll verbinden, so dass die loT Sensoren ihre Daten über das Netzwerk an den Netzwerkdienst übermitteln können. Dies führt zu einem erheblich reduzierten Konfigurationsaufwand und die loT Sensoren/Aktoren führen die Suche, die Identifikation und die Verbindung zu den Netzwerkdiensten selbstständig durch. Ermöglicht wird das durch die geeignete Anreicherung der Rückantwort des Hosts mit loT applikationsspezifischen Informationen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung stellt das Multicast Domain Name System mDNS optional ein wide-area mDNS dar. Somit können die Netzwerkdienste auch in verteilten lokalen Netzwerken identifiziert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt optional eine Adressierung der Internet-of-Things Sensoren/Aktoren und/oder der Hosts basierend auf IPv6 Link local Adressen. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung des Aufwands bei der Konfiguration der loT Sensoren/Aktoren.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die loT Sensoren/Aktoren selbst Dienstanbieter in einer loT Anwendung sein, z.B. kann ein loT Temperatursensor einen Thermometerdienst anbieten. Somit sind loT Sensoren/Aktoren gleichzeitig Hosts. Weiterhin gibt es viele verschiedene weitere vorstellbare Dienste auf Hosts im Netzwerk, z.B. eine webbasierte Zustandsanzeige (Dashboard), welche die Daten von den IoT Sensoren/Aktoren anzeigt. Das Verfahren ist dazu geeignet, jegliche lokalen loT Dienste zu identifizieren und erlaubt somit alle Kombinationen der optional auch wechselseitigen Identifikation von loT Sensoren/Aktoren und Hosts.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs einer Suche nach Diensten in einem Netzwerk gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung von DNS-SD Informationen bei einer Suche nach Diensten in einem Netzwerk.
  • Die Erfindung betrifft eine Internet-of-Things (Internet der Dinge) loT Infrastruktur, in der eine Mehrzahl von loT Netzwerkteilnehmern (z.B. IoT Sensoren und/oder Aktoren) über ein Netzwerk (z.B. Internet oder ein lokales Netzwerk) mit anderen Komponenten wie z. B. Hosts, welche Netzwerkdienste bereitstellen, kommunizieren kann. Die Kommunikation der Sensoren und/oder Aktoren mit einem Netzwerk sowie mit Hosts in dem Netzwerk basiert auf einem IP Protokoll. Optional können loT Netzwerkteilnehmer (loT Sensoren/Aktoren) als Hosts fungieren. Die Suche nach einem Netzwerkdienst erfolgt mittels DNS-SD over mDNS (Domain Name System-Service Discovery über Multicast Domain Name System, siehe Standard: IETF RFC 6762).
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs einer Suche nach Diensten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Service Discovery, d.h. eine Suche nach einem Netzwerkdienst, basierend auf mDNS. Ein loT Netzwerkteilnehmer (z.B. Sensor/Aktor 100) sendet eine Anfrage 1 (mdns request) nach einem Netzwerkdienst eines speziellen Typs 11 in das verbundene Netzwerk 300. Mit den Netzwerk 300 sind eine Mehrzahl Hosts 210, 220, 230 verbunden, die Netzwerkdienste bereitstellen. Falls einer der Hosts 210, 220, 230 den Netzwerkdienst vom angefragten Typ 11 bereitstellt, antwortet der Host 210, 220 mit einer mDNS-SD Bekanntgabe 2, 3 (mDNS-SD announcement). Die Anfrage 1 und die Antworten 2, 3 erfolgen in einer Service Discovery Phase SDP. Jede Antwort 2, 3 (mDNS announcement) weist die Adressinformation bestehend aus Netzwerkname 13 (bestehend aus Hostname 13a und Domäne 13b) und Port 14 sowie die Dienstkennung auf Anwendungsebene 12, letztere ist in einem Text Feld TXT der Antwort 2, 3 enthalten. Anhand der Applikationskennung 12 lässt sich der gesuchte zugehörige Netzwerkdienst identifizieren. Wenn der loT Netzwerkteilnehmer (z.B. Sensor/Aktor 100) anhand der Applikationskennung 12 den richtigen Netzwerkdienst identifiziert hat, erfolgt in einer Service Using Phase SUP eine Verbindungsanfrage 4 von dem IoT Sender/Aktor 100 an den entsprechenden Host 210, der den benötigten Netzwerkdienst zur Verfügung stellt. Hierbei verwendet der loT Sensor 100 die Adressinformation aus der mDNS-SD Bekanntgabe bestehend aus Netzwerkname 13 und Port Nummer 14.
  • Damit kann ein loT Sensor/Aktor 100 eine eigenständige und dynamische Verbindung mit einem gewünschten Netzwerkdienst erreichen. Vorteilhafterweise ist eine Konfiguration z.B. von IP Adressen nicht mehr notwendig.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden IPv6 Link Local Adressen bei der Zuteilung der IP Adressen verwendet. Damit können die Hosts 210 - 230 und der IoT Sensor 100 sich die IP Adressen selber zuteilen oder zuordnen. Dies wiederum ist vorteilhaft, da hierzu keine zentrale Administration mehr benötigt wird.
  • 2 zeigt symbolisch die mDNS-SD Anfrage mittels eines verfügbaren mDNS-Nutzerprogramms. In Zeile (1) wird die Anfrage gestellt, welche Hosts den Dienst vom Typ 11 anbieten, daraufhin zeigt das Programm eine Liste (Zeilen 2 und 3) mit Informationen zu Hosts an, die darauf mit einer Bekanntmachung geantwortet haben, unter anderem den Servernamen (13a) und die Domäne (13b). In Zeile 5 wird das mDNS Nutzerprogramm aufgefordert, weitere aus der Bekanntmachung bekannte Informationen zu dem gefundenen Host anzuzeigen. Darunter sind der Netzwerkname 13, die Portnummer 14 und die Dienstkennung auf Anwendungsebene 12. Letztere wurde im Textfeld TXT der mDNS-SD Bekanntmachung übertragen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) mit mindestens einem Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer, insbesondere Internet-of-Things Sensoren/Aktoren (100) basierend auf Domain Name System-Service Discovery DNS-SD über ein Multicast Domain Name System mDNS, mit den Schritten: Senden einer Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konformen Anforderung (1) nach einem Netzwerkdiensttyp (11) von einem Internet-of-things Netzwerkteilnehmer (100, 210, 220, 230) an ein Netzwerk (300) mit mindestens einem Host, welcher Netzwerkdienste bereitstellt; Empfangen mindestens einer Domain Name System-Service Discovery DNS-SD konformen Rückantwort (2, 3) von einem der Hosts (210 - 230) auf die Anforderung (1), wobei die Rückantwort (2, 3) ein Textfeld mit einer Netzwerkdienstkennung (12) aufweist, und Senden einer Verbindungsanforderung (4) von dem Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer (100) an denjenigen Host (210 - 230), dem die Netzwerkdienstkennung (12) zugeordnet ist und der den gewünschten Netzwerkdienst bereitstellt.
  2. Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) nach Anspruch 1, wobei Adressinformationen des gesuchten Host, welche einen Netzwerknamen (13) und eine Portnummer (14) des Hosts (210 - 230) aufweisen, dem anfragenden Netzwerkteilnehmer im Vorhinein nicht bekannt sind.
  3. Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Multicast Domain Name System mDNS ein wide-area mDNS darstellt.
  4. Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Adressierung der Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer (100) und/oder der Hosts (210 - 230) basierend auf IPv6 Link local Adressen erfolgt.
  5. Verfahren zur Identifikation von Netzwerkdiensten (210 - 230) in einem Netzwerk (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Host (210, 220, 230) einen der Internet-of-Things Netzwerkteilnehmer (100) darstellen kann.
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