DE10204826A1

DE10204826A1 - System und Verfahren zur Analyse eines Netzwerks und/oder Generierung der Topologie eines Netzwerks

Info

Publication number: DE10204826A1
Application number: DE10204826A
Authority: DE
Inventors: Josef Braun; Joachim Feld; Stefan Roth; Thomas Talanis; Thomas Troester; Frank Volkmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20050226167A1; EP1472851A2; WO2003067853A2; US7478145B2; WO2003067853A3

Abstract

Das System und Verfahren Autotopologie eines Netzwerks oder auch "Advertising based Network Managment" ermöglicht die Analyse und automatische grafische und hierarchische Darstellung einer beliebigen, hierarchischen oder flachen Netztopologie, insbesondere eines "switched" Ethernets (SE). DOLLAR A Die Autotopologie kann dabei sowohl für selbstkonfigurierte Netzwerke (beispielsweise mittels Verwendung von ZEROCONF) als auch für beliebig anders konfigurierte Netzwerke, beispielsweise mittels DHCP bzw. manuell konfigurierte Netzwerke eingesetzt werden. Der Einsatz von ZEROCONF wird Autokonfiguration genannt. DOLLAR A Die Autokonfiguration und die Autotopologie ermöglichen komfortable und sichere Administration eines Netzwerks. Die Administration eines selbstkonfigurierten Netzes anhand der Autotopologiedaten erfolgt in einem separaten und niederprioren Subnetz (link-local), so dass der Produktivbetrieb des Netzes ungestört bleibt. DOLLAR A Die Topologie des Netzes wird als übersichtliche Möglichkeit zu Administration eines Netzes eingesetzt. DOLLAR A Die Administration des Netzes ist sofort nach Ermittlung der Topologie möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Analyse eines Netzwerks und/oder Generierung der Topologie eines Netzwerks.

Bei Netzwerken besitzen Teilnehmer des Netzwerks zum Austausch von Daten in der Regel eine eindeutige Netzadresse, mittels derer gezielt Daten ausgetauscht werden können. Dabei können Netzteilnehmer, beispielsweise Switches, Rechner, etc. sich durch Versenden ihrer Netzadresse an alle anderen Teilnehmer im Netz bekannt machen. Die Struktur bzw. Topologie eines solchen Netzwerks kann bisher nur ausschließlich manuell, d. h. durch einen Menschen, und/oder Zuhilfenahme von sehr aufwendigen Iterationsverfahren bestimmt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Analyse und Darstellung der Topologie eines beliebigen Netzwerks zum Austausch von Daten zu vereinfachen und zu automatisieren, um auf menschliche Hilfe verzichten zu können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Analyse und Darstellung der Topologie eines Netzwerks zum Austausch von Daten, bestehend aus wenigstens zwei Teilnehmern, denen jeweils wenigstens eine Netzadresse zugeordnet ist, gelöst, wobei jeder Teilnehmer des Netzwerks automatisch registriert, dessen hierarchische Position im Netzwerk anhand der Netzadresse des Teilnehmers bestimmt, und daraus die Struktur des Netzwerks generiert und gespeichert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein System zur Analyse und Darstellung der Topologie eines Netzwerks zum Austausch von Daten, bestehend aus wenigstens zwei Teilnehmern, denen jeweils wenigstens eine Netzadresse zugeordnet ist, gelöst, wobei das System jeden Teilnehmer des Netzwerks automatisch registriert, dessen hierarchische Position im Netzwerk anhand der Netzadresse des Teilnehmers bestimmt, und daraus die Struktur des Netzwerks generiert und speichert.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie des Netzwerks als Daten im Format einer Auszeichnungssprache abgelegt und anhand dieser Daten die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks generiert wird. Durch die Speicherung der Daten im Format einer Auszeichnungssprache können die so gespeicherten Daten ohne Probleme anderen Systemen zur Darstellung und/oder Weiterverarbeitung insbesondere über bzw. mittels des Intra- bzw. Internets zur Verfügung gestellt werden. Als Auszeichnungssprachen werden dabei vorteilhafterweise Extended Markup Language (XML), Hypertext Markup Language (HTML) oder verwandte Dialekte verwendet. Eine außerordentlich vorteilhafte Ausgestaltung ist dabei die Speicherung der Topologie des Netzwerks als Datei im XML-Format, da bei Verwendung dieser Auszeichnungssprache eine besonders rasche Darstellung und somit Zeitersparnis möglich ist.

Besonders vorteilhaft ist die graphische Darstellung der Topologie des Netzwerks in Form einer hierarchischen Baumstruktur. Die graphische Darstellung ermöglicht einen schnellen Überblick über die Topologie und damit den Aufbau eines Netzwerks, wobei die hierarchische Baumstruktur den Überblick über die Verbindungen der einzelnen Netzteilnehmer untereinander und/oder deren Abhängigkeiten erleichtert und damit weiter verbessert.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie des Netzwerks permanent überprüft, mit dem bisherigen aktuellen Stand verglichen und bei jeder Änderung der Topologie automatisch die aktuelle Topologie des Netzwerks generiert und als Datei abgelegt wird. Dadurch wird eine permanente Online-Überprüfung der Topologie des Netzwerks ermöglicht, und kann bei Bedarf jederzeit abgerufen und graphisch dargestellt werden. Besonderer Vorteil dadurch ist, dass die Topologie eines Netzwerks permanent aktuell vorhanden ist, dieses jedoch im Hintergrund, d. h. bildschirmlos, passieren kann. Erst bei Bedarf kann ein Rechner mit Bildschirm sich in das Netz einkoppeln und beispielsweise zu Wartungsaktivitäten die permanent aktualisierten Daten zur Topologie des Netzwerks abrufen und am Bildschirm darstellen.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Netzwerks als Datei gespeichert wird und dass die Datei, die die jeweils aktuellen Daten der Topologie des Netzwerks enthält von einem beliebigen Teilnehmer des Netzwerks abrufbar und/oder die Topologie des Netzwerks grafisch darstellbar ist. Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, dass die graphische Darstellung der Topologie des Netzwerks zur Administration und/oder Konfiguration der Teilnehmer des Netzwerks und/oder des Netzwerks selbst verwendet wird. Dadurch ist es möglich, von beliebigen Stellen des Netzwerks aus andere Teilnehmer bzw. das Netzwerk selbst zu administrieren und/oder zu konfigurieren. Dadurch kann an beliebiger Stelle des Netzwerks unabhängig von der geographischen Lage beim Auftreten aktueller, beispielsweise kritischer Situationen sofort eingegriffen werden, da zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Topologie des Netzwerks zur Verfügung steht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie von zwei oder mehreren unabhängigen Subnetzen, die mindestens durch einen Teilnehmer miteinander verbunden sind, automatisch generiert und in einer Darstellung graphisch dargestellt werden können, wobei Netzinseln die erste Ebene der hierarchischen Struktur bilden. Dadurch ist es möglich, auch mehrere Netze, so genannte Subnetze, die nur über einen einzelnen Rechner bzw. Teilnehmer miteinander verbunden sind, ebenfalls automatisch zu registrieren und somit in einer einzigen graphischen Darstellung die Topologie mehrerer Subnetze automatisch darstellen zu können. Vorteil dieser Ausgestaltung ist der Überblick über mehrere Subnetze in einer einzigen Darstellung, wodurch das separate Wechseln in das jeweilige Subnetz entfällt.

Eine äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teilnehmer des Netzwerks durch jeweils wenigstens einen Hyperlink innerhalb der Daten, die die Topologie des Netzwerks beschreiben, gekennzeichnet wird und die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels dieses Hyperlinks erfolgt, wobei die Interaktion mittels Hyperlink aus der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks heraus durchführbar ist. Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, dass die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels Hyperlink über Internet und/oder Intranet erfolgt. Vorteil dabei ist, dass jeder Netzteilnehmer, durch einen Hyperlink via Internetverbindung erreichbar ist, d. h., jeder Teilnehmer wird durch eine Inter- bzw. Intranetseite, mittels der entsprechenden Internetadresse, einer so genannten URL-Adresse, adressiert und symbolisiert. Durch Klick auf diesen Hyperlink steht damit für jeden Teilnehmer ein oder mehrere Internet- bzw. Webseiten zur Verfügung, auf denen entsprechenden Konfigurations- bzw. Administrationsaufgaben erledigt werden können.

Eine weiterhin sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilnehmer des Netzwerks in der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks in unterschiedlichen Farben dargestellt werden können, wobei die farbliche Darstellung den jeweiligen Status der Teilnehmer kennzeichnet. Dabei sind für jeden Teilnehmer wenigstens drei unterschiedliche Status möglich, insbesondere grün für "Verbindung zum Teilnehmer ist in Ordnung", rot für "Verbindung zum Teilnehmer ist fehlerhaft" und gelb für "Diagnose der Verbindung des Teilnehmers ist in Bearbeitung". Natürlich sind alle möglichen anderen Farbkombinationen ebenfalls denkbar und möglich. Dadurch erhält man nicht nur einen Überblick über die aktuelle Topologie des Netzwerks, sondern darüber hinaus ist eine Diagnose der einzelnen Teilnehmer des Netzwerks möglich und damit auch eine Analyse, beispielsweise im Fehlerfall, äußerst schnell und kostengünstig durchzuführen. Des Weiteren ist mittels des Zugriffs über Hyperlink auf die jeweiligen Konfigurations- bzw. Administrationsdaten der unter Umständen fehlerhaften Verbindung zum Teilnehmer möglich, eine Wartung, insbesondere Fernwartung, durchzuführen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie eines beliebigen Switched Ethernets automatisch analysiert und dargestellt werden kann. Dies ist von besonderem Vorteil, da ein Switched Ethernet, insbesondere bei Industrieanlagen, Produktionsmaschinen, Automatisierungsanlagen sehr häufig zum Einsatz kommt und damit hohe Aufwände zu Kontroll-, Analyse- und Wartungsaktivitäten anfallen, die durch die Erfindung erheblich reduziert werden. Dies gilt ebenso für den Einsatz des offenbarten Verfahrens bei Fertigungs- und/oder Prozessautomatisierungssystemen wodurch es ebenfalls zu erheblichen Kostenreduktionen führt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Netzwerk und
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung für die Bekanntmachung eines neuen Teilnehmers in einem Netzwerk.
Die schematische Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Netzwerk, beispielsweise ein Switched Ethernet mit mehreren Teilnehmern. Weitere Beispiele für solche Netzwerke sind: Feldbus, Profibus, Ethernet, Fast Ethernet, Industrial Ethernet oder FireWire, aber auch getaktete Datennetze, wie beispielsweise Isochrones Realtime Ethernet, sowie Kombinationen aus diesen. Die verwendeten Netzwerke können mit oder ohne Echtzeiteigenschaften, wie Taktsynchronisation und Äquidistanz, ausgestattet sein. In der Fig. 1 sind beispielsweise mehrere Koppeleinheiten, auch Switches genannt, von denen der Übersichtlichkeit wegen nur der Switch 2 bezeichnet wurde, über Datenleitungen, von denen aus Gründen der übersichtlichen Darstellung nur die Datenleitungen 6 sowie 6a bezeichnet wurden, miteinander verbunden. Die Switches haben mehrere Anschlussstellen, an denen weitere Teilnehmer angeschlossen werden können. So sind über solche Datenleitungen Knoten, beispielsweise Industrierechner, PCs, bzw. sonstige Computer, etc., von denen der Übersichtlichkeit wegen nur der Knoten 3 bezeichnet wurde, ebenfalls an die Switches angeschlossen. Über die Datenleitungen können die Knoten Verbindungen aufbauen, Daten austauschen und die Verbindung geregelt wieder abbauen. Dazu muss jeder Knoten identifizierbar sein. Desweiteren können die Knoten über weitere Netzwerke, beispielsweise Profibus- Netzwerk 5, mit weiteren Teilnehmern, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und dessen Endgerät 4, verbunden sein. Teilnehmer sind beispielsweise zentrale Automatisierungsgeräte, Programmier-, Projektierungs- oder Bediengeräte, Peripheriegeräte wie z. B. Ein-/Ausgabe-Baugruppen, Antriebe, Aktoren, Sensoren, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder andere Kontrolleinheiten, Computer, oder Maschinen, die elektronische Daten mit anderen Maschinen austauschen, insbesondere Daten von anderen Maschinen verarbeiten. Unter Kontrolleinheiten sind dabei Regler- oder Steuerungseinheiten jeglicher Art zu verstehen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein besonders ausgezeichneter Rechner 1, der im folgenden als Manager bezeichnet wird, mit dem zum oben bereits beschriebenen Netzwerk gehörenden Switch 2 über die Datenleitung 6a verbunden. Der Manager 1 beinhaltet die Funktionalität, die eine Analyse und automatisch erstellte grafische und hierarchische Darstellung einer beliebigen, hierarchischen oder flachen, Netztopologie, insbesondere eines "switched" Ethernets (SE) insbesondere auch des abgebildeten Netzwerks in Fig. 1 ermöglicht. Dieser Vorgang bzw. eine solche Funktionalität wird im folgenden als Autotopologie bezeichnet.
Um zu einer solchen Funktionalität zu gelangen, werden zwei "Discovery"-Methoden, SNMP-Top-Down und SSDP-Bottom-Up, kombiniert und verbessert. Man spricht dann auch von einem "Advertising based Network Management".
In einem beliebigem Netzwerk besitzt, beispielsweise nach ZEROCONF-Standard bzw. ZEROCONF-Spezifikation, jeder Knoten des Netzwerks zwei unterschiedliche Adressen, so genannte IP- Adressen, IP steht dabei für Internet Protocol, wobei die eine IP-Adresse für den laufenden Betrieb des betreffenden Knotens innerhalb des Netzwerks benutzt wird. Sie wird deshalb auch als "produktive" IP-Adresse bezeichnet, da sie für die anderen Netzwerkteilnehmer bekannt und deshalb im laufenden Betrieb abgefragt bzw. adressiert werden kann. Diese Adresse ist deshalb "routable". Die zweite, sekundäre Adresse ist dagegen von den anderen Netzwerkteilnehmern nicht oder nicht von allen Netzwerkteilnehmern "routable". Man bezeichnet eine solche Adresse beispielsweise auch als "link-local" IP- Adresse (LL-IP-Adress).
Die "produktive" IP-Adresse wird den Netzteilnehmern entweder automatisch durch ein Netzwerkprotokoll, insbesondere Internetprotokoll, wie beispielsweise DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), oder auch manuell zugewiesen. Diese "produktive" IP-Adresse ist mit der jeweiligen, weltweit eineindeutigen Hardware-Adresse, auch MAC-Adresse genannt, der Netzwerkkarte des jeweiligen Rechners verknüpft. Die sekundäre LL-IP-Adressen können sich die Knoten selbständig zuweisen, wobei die Eineindeutigkeit der sekundären LL-IP-Adressen gewährleistet bleiben muss. Sie können auch manuell zugewiesen werden. Dadurch ist beispielsweise beim Zusammenschalten zweier oder mehrerer Subnetze u. U. ein "reassignment", also eine Neuzuweisung von sekundären LL-IP-Adressen notwendig, falls sekundäre LL-IP-Adressen zweimal verwendet werden. Knoten bekommen durch die sekundären LL-IP-Adressen die Möglichkeit sich in ein "produktiv" laufendes Netz, wie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, als neue Teilnehmer einzuklinken und sich durch die Verwendung ihrer sekundären "local link" IP-Adresse anzumelden und bekannt zu machen, ohne den produktiven Betrieb des Netzwerks, der über die "produktiven" IP-Adressen der Netzwerkteilnehmer abgewickelt wird, zu stören.
In Fig. 2 gibt ein neuer Netzwerkteilnehmer, Knoten 7 seinen Netzzugang durch Aussenden von so genannten IP-Multicast- Telegrammen 10a, 10b allen vorhandenen Netzwerkteilnehmern, hier dem Switch 8 und dem Manager 9 bekannt, man spricht auch von einem "Advertisement" der Netzknoten. Beispielsweise bei Verwendung des Simple Service Discovery Protocols (SSDP) können durch bestimmte Befehle, beispielsweise "ssdp:notify" oder ssdp:m-search" alle Switches, insbesondere Switch 8 und Manager 9, die sich im Netzwerk befinden, herausgefunden werden. Diesen Vorgang nennt man auch "discovery". Allen Switches, insbesondere dem Switch 8 und/oder darüber hinaus dem Manager 9, wird so die sekundäre "local link" IP-Adresse mitgeteilt. Bei Verwendung anderer Protokolle werden entsprechende für diese Protokolle gültige Befehle verwendet. Derselbe Mechanismus kann selbstverständlich analog dazu beim Abmelden eines Netzwerkteilnehmers, beispielsweise dem Knoten 7, aus dem Netzwerk verwendet werden. Über die sekundäre "local link" IP-Adresse ist es den Switches, insbesondere Switch 8 möglich, die jeweiligen MAC-Adressen der zu den Switches zugehörigen neuen Netzwerkteilnehmer, beispielsweise Knoten 7, mittels einer Abfrage 11 nach der MAC-Adresse von Knoten 7 abzufragen und die als Antwort 12 zurückgesendete MAC- Adresse des Knotens 7 als Eintrag 13 in Tabellen, so genannte "learning tables" einzutragen. Jeder Switch, insbesondere auch Switch 8, des Netzwerks führt eigene "learning tables", in denen die MAC-Adressen sowie die korrespondierenden "produktiven" IP-Adressen der jeweils an den einzelnen Ports des betreffenden Switches angeschlossenen Netzwerkteilnehmer, beispielsweise Knoten 7, verzeichnet sind.
Durch das "discovery" sind dem Manager 9 die sekundären "local-link" IP-Adressen aller Netzwerkteilnehmer, insbesondere von Knoten 7 bekannt und jedem Switch, insbesondere Switch 8, sind die MAC-Adressen sowie die "produktiven" IP-Adressen aller Knoten, insbesondere von Knoten 7 bekannt, die an den Ports des jeweiligen Switches angeschlossen sind.
Der Manager 9 ermittelt die MAC-Adressen aller Netzkomponenten, insbesondere von Knoten 7, die an einem bestimmten Port eines Switches, insbesondere Switch 8 "gelernt" wurden, also in den entsprechenden "Learning Tables" verzeichnet sind, mittels entsprechender Befehle, beispielsweise bei Verwendung des Simple Network Management Protocol (SNMP) durch eine SNMP GET-Abfrage 14 an den Switch-SNMP-Agenten, Switch 8. Dieser liefert als SNMP-Get-Response 15 auf die SNMP GET-Abfrage 14 die gewünschten MAC- und/oder "produktiven" IP-Adressen der Netzwerkteilnehmer, die an dem entsprechenden Port angeschlossen sind, insbesondere von Knoten 7.
Der Manager 9 vergleicht dann die beispielsweise aus den "ssdp:notify"-Telegrammen ermittelten "local link"-IP- Adressen, insbesondere von Knoten 7 mit den, beispielsweise aus dem SNMP-Get-Response 15 erhaltenen MAC-Adressen und generiert aus dem Vergleich der Daten automatisch die Topologie bzw. Hierarchie des Netzwerks, die in einer Datei 16 beispielsweise in Form eines hierarchischen Baums abgelegt und gespeichert wird. Dieser Vorgang wird als Autotopologie bezeichnet. Die Beschreibung der Topologie des Netzwerks erfolgt dabei vorteilhafterweise in der Auszeichnungssprache XML, jedoch sind auch alle anderen im Internet gebräuchlichen Auszeichnungssprachen, verwandte Dialekte und/oder Dateiformate, insbesondere HTML, XHTML, etc. möglich und denkbar. Auf Basis dieser generierten Datei 16, beispielsweise in der Auszeichnungssprache XML, erfolgt die grafische Darstellung (beispielsweise mittels eines benutzerdefinierten OLE- Steuerelements, also einer OCX-Datei) der Topologie des betrachteten Netzwerks. Die Topologie des Netzwerks kann dadurch von jedem Browser dargestellt werden, der die verwendete Auszeichnungssprache, beispielsweise XML, interpretieren kann. Der Aufbau der Topologie erfolgt vorteilhafterweise als hierarchische Baumstruktur, so dass es dadurch auch möglich ist nicht zusammenhängende Netze darzustellen, da Netzinseln beispielsweise in einer solchen Darstellung die erste Ebene des XML-Baums bilden.
Das geschilderte Verfahren zur Neuanmeldung eines Netzwerkteilnehmers, respektive Knoten 7, ist selbstverständlich auch anwendbar wenn umgekehrt der Manager 9, respektive die Funktionalität der Autotopologie, an ein bereits bestehendes Netzwerk angeschlossen wird.
Der Manager, beispielsweise Manager 9, überprüft permanent die Topologie des Netzwerks, vergleicht diese mit dem bisherigen aktuellen Stand, generiert bei jeder Änderung der Topologie, beispielsweise Anmeldung eines neuen oder Abmeldung eines bisherigen Netzwerkteilnehmers, automatisch die aktuelle Topologie des Netzwerks und legt diese als Datei ab. Dadurch wird eine permanente Online-Überprüfung der Topologie des Netzwerks ermöglicht, und kann bei Bedarf jederzeit abgerufen und graphisch dargestellt werden. Besonderer Vorteil dadurch ist, dass die Topologie eines Netzwerks permanent aktuell als Datei vorhanden ist, dieses jedoch im Hintergrund, d. h. bildschirmlos, passieren kann. Erst bei Bedarf kann ein Rechner mit Bildschirm sich in das Netz einkoppeln und beispielsweise zu Wartungsaktivitäten die permanent aktualisierten Daten zur Topologie des Netzwerks abrufen und am Bildschirm grafisch darstellen.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung ist die Kennzeichnung bzw. Symbolisierung der Teilnehmer des Netzwerks durch jeweils wenigstens einen Hyperlink, beispielsweise eine internetfähige URL- und/oder WWW-Adresse, etc., innerhalb der Daten, beispielsweise der XML-Daten, die die Topologie des Netzwerks beschreiben. Dadurch kann eine Interaktion mit jedem Netzteilnehmer mittels des ihn symbolisierenden Hyperlinks erfolgen, wobei die Interaktion mittels Hyperlink insbesondere aus der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks heraus durchführbar ist. Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, dass bei Verwendung von Internet- und/oder Intranetadressen als Hyperlinks die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels Hyperlink über Internet und/oder Intranet erfolgt. Vorteil dabei ist, dass jeder Netzteilnehmer, durch einen Hyperlink via Internetverbindung erreichbar ist, d. h., jeder Teilnehmer wird durch eine Inter- bzw. Intranetseite, mittels der entsprechenden Internet- bzw. Intranetadresse, einer so genannten URL- und/oder WWW-Adresse, adressiert und symbolisiert. Durch Klick auf diesen Hyperlink aus der grafischen Darstellung der Topologie heraus, steht damit für jeden Teilnehmer ein oder mehrere Internet- bzw. Webseiten zur Verfügung, auf denen entsprechende Konfigurations- bzw. Administrationsaufgaben erledigt werden können, d. h., die graphische Darstellung der Topologie des Netzwerks kann zur Administration und/oder Konfiguration der Teilnehmer des Netzwerks und/oder des Netzwerks selbst verwendet werden. Dadurch ist es möglich, von beliebigen Stellen des Netzwerks aus andere Teilnehmer bzw. das Netzwerk selbst zu administrieren und/oder zu konfigurieren, wodurch an beliebiger Stelle des Netzwerks, unabhängig von der geographischen Lage beim Auftreten aktueller, beispielsweise kritischer Situationen sofort eingegriffen werden kann, da zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Topologie des Netzwerks zur Verfügung steht.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilnehmer des Netzwerks in der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks in unterschiedlichen Farben dargestellt werden können, wobei die farbliche Darstellung den jeweiligen Status der Teilnehmer kennzeichnet. Dabei sind für jeden Teilnehmer wenigstens drei unterschiedliche Status möglich, insbesondere grün für "Verbindung zum Teilnehmer ist in Ordnung", rot für "Verbindung zum Teilnehmer ist fehlerhaft" und gelb für "Diagnose der Verbindung des Teilnehmers ist in Bearbeitung". Natürlich sind alle möglichen anderen Farbkombinationen ebenfalls denkbar und möglich. Dadurch erhält man nicht nur einen Überblick über die aktuelle Topologie des Netzwerks, sondern darüber hinaus ist eine Diagnose der einzelnen Teilnehmer des Netzwerks möglich und damit auch eine Analyse, beispielsweise im Fehlerfall, äußerst schnell und kostengünstig durchzuführen. Des Weiteren ist es mittels des Zugriffs über Hyperlink auf die jeweiligen Konfigurations- bzw. Administrationsdaten der unter Umständen fehlerhaften Verbindung zum Teilnehmer möglich, eine Wartung, insbesondere Fernwartung, durchzuführen.
Das System und Verfahren Autotopologie eines Netzwerks, oder auch "Advertising based Network Management" ermöglicht die Analyse und automatische grafische und hierarchische Darstellung einer beliebigen, hierarchischen oder flachen, Netztopologie, insbesondere eines "switched" Ethernets (SE).
Die Autotopologie kann dabei sowohl für selbstkonfigurierte Netzwerke (beispielsweise mittels Verwendung von ZEROCONF) als auch für beliebig anders konfigurierte Netzwerke, beispielsweise mittels DHCP bzw. manuell konfigurierte Netzwerke eingesetzt werden. Der Einsatz von ZEROCONF wird Autokonfiguration genannt.
Die Autokonfiguration und die Autotopologie ermöglichen komfortable und sichere Administration eines Netzwerks. Die Administration eines selbstkonfigurierten Netzes anhand der Autotopologiedaten erfolgt in einem separaten und niederprioren Subnetz (link-local-Subnetz), so dass der Produktivbetrieb des Netzes ungestört bleibt.
Die Administration des Netzes ist sofort nach Ermittlung der Topologie möglich.
Die Interaktion mit der zu administrierenden Netzkomponente erfolgt durch ein URL, d. h. Hyperlink auf beispielsweise eine Internetadresse, innerhalb der Daten, die die Netzwerktopologie beschreiben.
Legacy-Systeme, das sind Systeme, die die vorliegende Technologie noch nicht realisiert haben, werden manuell hinzugefügt.
Die Autotopologie ist permanent "ONLINE". Die URLs der zu administrierenden Netzkomponenten werden beispielsweise im XML- Browser farblich hinterlegt. Ein Klick auf die URL der Netzkomponente führt zu deren Webseite, die das Gerät zwecks Administration, anbietet.
Die offenbarte Erfindung kann vorteilhafterweise für die und/oder bei der Überwachung, Regelung und/oder Steuerung bei und in Verpackungsmaschinen, Pressen, Kunststoffspritzmaschinen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Werkzeugmaschinen, Robotor, Handlingssystemen, Holzverarbeitungsmaschinen, Glasverarbeitungsmaschinen, Keramikverarbeitungsmaschinen sowie Hebezeugen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Analyse eines Netzwerks und/oder Generierung der Topologie eines Netzwerks zum Austausch elektronischer Daten, bestehend aus wenigstens zwei Teilnehmern, denen jeweils wenigstens eine Netzadresse zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teilnehmer des Netzwerks automatisch registriert, dessen hierarchische Position im Netzwerk anhand der Netzadresse des Teilnehmers bestimmt, und daraus die Struktur des Netzwerks generiert und gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie des Netzwerks als Daten im Format einer Auszeichnungssprache abgelegt und anhand dieser Daten die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks generiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Auszeichnungssprache um Extended Markup Language (XML), Hypertext Markup Language (HTML) oder verwandte Dialekte handelt.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks in Form einer hierarchischen Baumstruktur erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie des Netzwerks permanent überprüft, mit dem bisherigen aktuellen Stand verglichen und bei jeder Änderung der Topologie automatisch die aktuelle Topologie des Netzwerks generiert und gespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Netzwerks als Datei gespeichert wird und dass die Datei, die die jeweils aktuellen Daten der Topologie des Netzwerks enthält, von einem beliebigen Teilnehmer des Netzwerks abrufbar und/oder die Topologie des Netzwerks grafisch darstellbar ist.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks zur Administration und/oder Konfiguration der Teilnehmer des Netzwerks und/oder des Netzwerks selbst verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie von zwei oder mehreren unabhängigen Subnetzen, die mindestens durch einen Teilnehmer miteinander verbunden sind, automatisch generiert und in einer Darstellung grafisch darstellbar ist.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teilnehmer des Netzwerks durch jeweils wenigstens einen Hyperlink innerhalb der Daten, die die Topologie des Netzwerks beschreiben, gekennzeichnet wird und die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels dieses Hyperlinks erfolgt, wobei die Interaktion mittels Hyperlink aus der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks heraus durchführbar ist.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels Hyperlink über Internet und/oder Intranet erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilnehmer des Netzwerks in der grafischen Darstellung der Topologie des Netzwerks in unterschiedlichen Farben dargestellt werden, wobei die farbliche Darstellung den jeweiligen Status der Teilnehmer kennzeichnet.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Teilnehmer wenigstens drei unterschiedliche Status möglich sind, insbesondere grün für "Verbindung zum Teilnehmer ist in Ordnung", rot für "Verbindung zum Teilnehmer ist fehlerhaft" und gelb für "Diagnose der Verbindung des Teilnehmers ist in Bearbeitung".

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie eines beliebigen Switched Ethernets automatisch analysiert und dargestellt werden kann.

14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Fertigungs- und/oder Prozessautomatisierungssystem zum Einsatz kommt.

15. System zur Analyse eines Netzwerks und/oder Generierung der Topologie eines Netzwerks zum Austausch elektronischer Daten, bestehend aus wenigstens zwei Teilnehmern, denen jeweils wenigstens eine Netzadresse zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die jeden Teilnehmer des Netzwerks automatisch registrieren, dessen hierarchische Position im Netzwerk anhand der Netzadresse des Teilnehmers bestimmen, und daraus die Struktur des Netzwerks generieren und speichern.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Topologie des Netzwerks als Daten im Format einer Auszeichnungssprache ablegen und anhand dieser Daten die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks generieren.

17. System nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das System als Auszeichnungssprache Extended Markup Language (XML), Hypertext Markup Language (HTML) oder verwandte Dialekte verwendet.

18. System nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Topologie des Netzwerks in Form einer hierarchischen Baumstruktur grafisch darstellen.

19. System nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Topologie des Netzwerks permanent überprüfen, mit dem bisherigen aktuellen Stand vergleichen und bei jeder Änderung der Topologie automatisch die aktuelle Topologie des Netzwerks generieren und speichern.

20. System nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Struktur des Netzwerks als Datei speichern und dass die Datei, die die jeweils aktuellen Daten der Topologie des Netzwerks enthält, von einem beliebigen Teilnehmer des Netzwerks abrufbar und/oder die Topologie des Netzwerks grafisch darstellbar ist.

21. System nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die grafische Darstellung der Topologie des Netzwerks zur Administration und/oder Konfiguration der Teilnehmer des Netzwerks und/oder des Netzwerks selbst verwenden.

22. System nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Topologie von zwei oder mehreren unabhängigen Subnetzen, die mindestens durch einen Teilnehmer miteinander verbunden sind automatisch generieren und in einer Darstellung grafisch darstellen.

23. System nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die jeden Teilnehmer des Netzwerks durch jeweils wenigstens einen Hyperlink innerhalb der Daten, die die Topologie des Netzwerks beschreiben, kennzeichnen und dafür sorgen, dass die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels dieses Hyperlinks erfolgt, wobei die Interaktion mittels Hyperlink aus der graphischen Darstellung der Topologie des Netzwerks heraus durchführbar ist.

24. System nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Interaktion mit einem Netzteilnehmer mittels Hyperlink über Internet und/oder Intranet durchführen.

25. System nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die einzelnen Teilnehmer des Netzwerks in der grafischen Darstellung der Topologie des Netzwerks in unterschiedlichen Farben darstellt, wobei die farbliche Darstellung den jeweiligen Status der Teilnehmer kennzeichnet.

26. System nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die für jeden Teilnehmer wenigstens drei unterschiedliche Status ermöglichen, insbesondere grün für "Verbindung zum Teilnehmer ist in Ordnung", rot für "Verbindung zum Teilnehmer ist fehlerhaft" und gelb für "Diagnose der Verbindung des Teilnehmers ist in Bearbeitung".

27. System nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel bereit gestellt werden, die die Topologie eines beliebigen Switched Ethernets automatisch analysieren und darstellen.