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Die
Erfindung betrifft ein Dienstsuchverfahren, das vor dem eigentlichen
Aufbau oder ohne dann tatsächlich
erfolgenden Aufbau einer einen gewünschten Dienst nutzenden Kommunikationsverbindung
zwischen zwei oder mehr an einer Übertragung innerhalb eines
grundsätzlich
unlimitierten Weitverkehr-Kommunikationsnetzes beteiligten Kommunikationsgeräten wirksam
wird, bei dem dienstcharakterisierende Parameter zur Auffindung des
gewünschten
Dienstes unter Anwendung des Weitverkehr-Kommunikationsnetz-Protokolls
Internet Protocol IP, User Datagramm Protocol UDP oder Transport
Control Protocol TCP und des im Rahmen der drahtlosen Kommunikationstechnik "BluetoothTM" spezifizierten
Service Discovery Protocol SDP ausgetauscht werden und bei dem SDP
in das beim betreffenden Weitverkehr-Kommunikationsnetz verwendete
IP, UDP oder TCP als Payload eingebunden wird.
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In
Ad-Hoc-Kommunikationsnetzwerken, insbesondere unter Verwendung drahtloser
Kommunikationstechniken wie "BluetoothTM",
stellt sich vor dem Aufbau einer Verbindung zwischen zwei oder mehr
an der Übertragung
beteiligten Kommunikationsgeräten
das Problem der Notwendigkeit des Austausches von Parametern, welche
die Verbindung selbst sowie darauf aufsetzende Protokolle und Dienste
charakterisieren. Beispielsweise wird ein Gerät A nur dann eine Verbindung
zu einem anderen Gerät
B aufbauen, wenn ein für
die jeweilige Aufgabenstellung notwendiges Merkmal der Verbindung, beispielsweise
die Bereitstellung einer Adresse von Gerät B für Gerät A oder die Existenz einer
bestimmten Dienst-Server-Komponente, vom Gerät B unterstützt wird.
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Darüber hinaus
stellt sich für
das Gerät
A das zusätzliche
Problem, bei Existenz eines bestimmten Dienstes auf unterschiedlichen
Geräten
B, C, D, ... anhand verschiedener Merkmale den jeweiligen Dienst
auf den unterschiedlichen Geräten B,
C, D, ... zu bewerten, um einen für die jeweilige Aufgabenstellung
optimalen Partner für
einen Verbindungsaufbau zu bestimmen.
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Bei
der Auswahl eines Dienstes ist insbesondere das Merkmal der Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location
awareness", "Ortswissen") zu berücksichtigen.
Dieses ermöglicht die
Nutzung eines Dienstes an unterschiedlichen Orten in einer auf den
jeweiligen Ort zugeschnittenen Art und Weise.
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Das
vor dem Verbindungsaufbau entstehende Problem der Notwendigkeit
des Austauschs von Parametern wurde bisher in drahtlosen Ad-Hoc-Netzwerken
vornehmlich entsprechend zwei verschiedenen Verfahrensweisen bewältigt.
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Die
erste bekannte Verfahrensweise besteht darin, daß fixe Parameter vorgesehen
werden. Diese z. B. bei Wireless-LAN (WLAN) eingesetzte Verfahrensweise
setzt eine administrative Konfiguration eines Gerätes voraus,
die damit den oder die Kandidaten für einen Verbindungsaufbau unter
Verwendung der einmal eingestellten Parameter festlegt.
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Die
zweite bekannte Verfahrensweise beruht auf einer Suche nach Diensten
(Service Discovery). Diese z. B. bei "Bluetooth" in Form des Service Discovery Protocols
SDP eingesetzte Verfahrensweise ermöglicht die Suche nach bestimmten
Diensten, nach Diensten mit bestimmten Eigenschaften sowie nach
Informationen, die für
die Ausführung
bestimmter Dienste erforderlich sind. Kommt ein Bluetooth-Gerät A in die
funktechnische Reichweite eines anderen Bluetooth-Gerätes B, so
kann das Gerät
A unter Verwendung von SDP feststellen, ob das Gerät B "kompatibel" bezüglich der
jeweiligen Aufgabenstellung für
eine Verbindung ist und erfährt
auch alle für
die Verwendung des gewünschten
Dienstes notwendigen Parameter, z. B. die IP-Adresse und Port-Nummer
für einen
Web-Dienst (WebService).
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Die
Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location awareness", "Ortswissen") eines Dienstes
werden in drahtlosen Nahbereichsnetzen naturgemäß durch die beschränkten Ausbreitungsbedingungen
des Übertragungsverfahrens
unterstützt.
So kann der gleiche Dienst auf zwei Geräten an unterschiedlichen Orten
in einer auf den jeweiligen Ort zugeschnittenen Art und Weise angeboten werden.
Durch die beschränkte
Reichweite der Sendeeinheit des jeweiligen Kommunikationsgerätes, bei "Bluetooth" in der Regel einige
Meter, sind die örtliche
Zuständigkeit
eines Dienstes und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst vorgegeben.
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In
Netzwerken, in welchen die zu Grunde liegende physikalische Topologie
so weit abstrahiert wird, daß die
Gültigkeit
einer Information oder eines Dienstes nicht limitiert ist, also
z. B. in einem IP-Netzwerk, wird gemäß dem heutigen Stand der Technik das
Problem der Auffindung eines passenden Dienstes mit anderen Protokollen,
wie z. B. mit JiniTM, bewältigt. Die
Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location
awareness", "Ortswissen") werden in diesen
Netzen zumeist durch zentrale Datenbanken abgebildet, die über diverse
unterschiedliche Protokolle über
die Zuständigkeit
von Diensten für
Regionen oder Orte Auskunft geben.
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Ein
Nachteil bei den bekannten Verfahren besteht darin, daß vor dem
Verbindungsaufbau unterschiedliche, komplexe Protokolle zum Auffinden von
Diensten und ihren Eigenschaften in drahtlosen und drahtgebundenen
Netzwerken verwendet werden. Da drahtlose, mobile Endgeräte, typischerweise also
Mobiltelefone oder Personal Digital Assistents (PDAs), in der Regel
nur über
sehr begrenzte Ressourcen verfügen,
sollte hierbei möglichst
viel Funktionalität
mit einer Protokollimplementierung abgedeckt sein.
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Darüber hinaus
ist festzustellen, dass zwar in drahtlosen Nahbereichsnetzen die
Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location awareness", "Ortswissen") implizit gegeben
sind, dieses Merkmal aber in Netzen ohne implizit gegebene Limitierung
unter Verwendung mindestens eines anderen Protokolls die örtliche
Gültigkeit
nachgebildet werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass
Service Discovery Protokolle, die für drahtgebundene Netzwerkverbindungen
entworfen und ausgelegt worden sind, Störungen, wie sie in drahtlosen Netzen
häufig
auftreten, gewöhnlich
nur sehr unzureichend berücksichtigen.
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Aus
US 2001/0033554 A1 ist
eine Bluetooth-Brückenkoppelvorrichtung
(Bluetooth Piconet Proxy-Bridge Device with IP/UPnP Bridge) bekannt, die
dazu dient, zwischen einer oder mehreren Funk-Bluetooth-Einrichtungen
und an das Internet-Netzwerk angeschlossenen Geräten oder Servern Informationspakete
zu übertragen.
Diese Bluetooth-Brückenkoppelvorrichtung
arbeitet mit den Bluetooth-Einrichtungen über Funk mittels des Bluetooth-Protokolistacks
zusammen. Darüber
hinaus erlaubt der Protokollstack eine Anwendung, um mit einem an
das Internet-Netzwerk
angeschlossenen Gerät über das
Internet-Protokoll IP zu kommunizieren. Die mithin zwei Protokolle
benutzende Brückenkoppelvorrichtung
versetzt entfernte Nutzer eines an das Internet angeschlossenen
Gerätes
in die Lage, das Vorhandensein eines in einer Bluetooth-Einrichtung angebotenen
Dienstes zu entdecken (service discovering), so als sei diese in
der Brückenkoppelvorrichtung
eingebaut. Das Ganze funktioniert ebenso umgekehrt. Die Service
Discovery Protocol(SDP)-Informationen
werden auf einer übergeordneten
Schicht umgesetzt, bevor sie an den TCP/IP-Stack übergeben
werden. SDP ist somit in das beim betreffenden Weitverkehr-Kommunikationsnetz
verwendete IP als Payload eingebunden.
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Gemäß einem
aus
DE 101 49 956
A1 bekannten Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Steuereinheit
und einem Bluetooth-Access-Point werden HCI (Host Controller Interface)-Informationen über TCP
bzw. UDP als Transportprotokoll übertragen.
HCI ist eine dem L2CAP von Bluetooth untergeordnete Ebene im Bluetooth-Protokollstack.
Dieses bekannte Verfahren setzt demnach auf einer tieferen Ebene
an, wobei zur Nutzung von SDP das Vorhandensein von L2CAP vorausgesetzt
wird. Auch hier ist somit SDP in das beim betreffenden Weitverkehr-Kommunikationsnetz
verwendete Transportprotokoll als Payload eingebunden.
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Bei
allen diesen bekannten Datenübertragungsverfahren
mit Dienstsuche ist es jedoch nicht möglich, den momentanen Aufenthaltsort
eines Kommunikationsgeräts
zu bestimmen, so dass die Zuständigkeit
eines Dienstes für
diesen Ort und/oder die Nutzbarkeit von diesbezüglichen Ortsinformationen für einen
Dienst erkannt und das betreffende Kommunikationsgerät an seinem
Aufenthaltsort gewünschte
Dienste nutzen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein vor dem eigentlichen
Aufbau einer einen gewünschten
Dienst einschließenden
Verbindung zwischen zwei oder mehr Kommunikationsgeräten wirksames
Verfahren zu schaffen, das in drahtlosen und drahtgebundenen Weitverkehr-Kommunikationsnetzwerken
ohne Verwendung unterschiedlicher, komplexer Protokolle gewünschte ortsbezogene Dienste
und ihre Eigenschaften auffindet, und dies mit dem Potential hoher
lokaler Relevanz in eigentlich ortstransparenten Weitverkehr-Kommunikationsnetzen.
Das durch die Erfindung zu schaffende Verfahren soll insbesondere
in der Lage sein, für
ein Kommunikationsgerät
für seinen
Aufenthaltsort zuständige
Dienste aufzufinden und/oder seinen Aufenthaltsort betreffende Informationen
für einen Dienst
zu nutzen. Der ortszuständige
Dienst soll auch dann aufgefunden werden, wenn danach kein Verbindungsaufbau
zwischen Kommunikationsgeräten erfolgt.
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Gemäß der Erfindung,
die sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art bezieht, wird
diese Aufgabe dadurch gelöst,
dass ein SDPoverIP-Server zusätzlich
zu den dienstcharakterisierenden Parametern den Ort zumindest eines
der beteiligten Kommunikationsgeräte bestimmt.
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Das
im Rahmen von "Bluetooth" festgelegte Service
Discovery Protocol SDP wird dabei zur Suche nach Diensten ausschließlich als
einziges Protokoll in drahtlosen wie drahtgebundenen Netzen einheitlich
verwendet.
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Die
einheitliche Verwendung ausschließlich eines Protokolls zur
Suche nach Diensten im drahtlosen wie drahtgebundenen Netz ermöglicht den
Einsatz bei ressourcenmäßig stark
beschränkten,
mobilen Geräten,
wenn diese über
Zugangsknoten mit dem Festnetz in Verbindung stehen.
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Der
Zugriff auf Informationen, welche die Zuständigkeit eines Dienstes für einen
Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location
awareness", "Ortswissen") betreffen, kann über das
in das Internet-Protokoll IP des betreffenden Weitverkehr-Kommunikationsnetzes
als Payload eingebundene Service Discovery Protocol SDP abgewickelt
werden.
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Zum
Datenaustausch mit einem IP-Server oder einem anderen IP-Kommunikationspartner
können
UDP(User Datagram Protocol)-Pakete verwendet werden. Für die Funktionalität der Dienstauffindung
des als Payload in das Internet-Protokoll IP des Weitverkehr-Kommunikationsnetzes
eingebundenen Service Discovery Protocol SDP kann eine Port-Nummer
assoziiert werden.
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Zum
Datenaustausch mit einem IP-Server oder einem anderen IP-Kommunikationspartner
können
die in das Internet-Protokoll IP eingebundenen SDP-Nachrichten (SDPoverIP-messages)
aber auch in ein auf TCP (Transport Control Protocol) aufsetzendes
Request-Response-Protocol wie HTTP gekapselt werden.
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In ähnlicher
Weise können
zum Datenaustausch mit einem IP-Server oder einem anderen IP-Kommunikationspartner
aber auch die in das Internet-Protokoll IP eingebundenen SDP-Nachrichten (SDPoverIP-messages)
auf einer höheren,
auf dem TCP/IP-Stack aufsetzenden Ebene implementiert werden.
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In
diesem Falle kann dann in zweckmäßiger und
beispielhafter Weise in Form eines Web-Dienstes (WebService) eine
Realisierung erfolgen, bei der in Form von Remote-Procedure Calls
(RPC) strukturierte Daten wie SDP-Nachrichten codiert über HTTP und
TCP im Request-Response-Verfahren ausgetauscht werden.
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Das
Verfahren nach der Erfindung lässt
sich in vorteilhafter Weise in Plattformen verwenden, welche die
verteilte Ausführung
von Diensten ermöglichen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 in
einem schematisch dargestellten Beispiel den bekannten Ablauf eines
Verbindungsaufbaus mit vorheriger Dienstsuche unmittelbar zwischen
zwei "Bluetooth"-Geräten unter
Anwendung von SDP,
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2 in
einem schematisch dargestellten Beispiel den Ablauf eines Verbindungsaufbaus
zwischen zwei Geräten
in einem unlimitierten Weitverkehr-Kommunikationsnetz mit vorheriger
Dienstsuche im Wege über
das in IP einbezogene SDP, und
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3 den
beispielhaften Ablauf des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung
in einer schematischen Darstellung, welche die Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen Dienst
("location awareness", "Ortswissen") im IP-Netzwerk
ausschließlich
unter Verwendung von in IP einbezogenem SDP (SDPoverIP) anhand des
Zugriffs eines mobilen Endgerätes
auf IP-basierte, ortsabhängige Dienste über SDPoverIP
zeigt.
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In 1 ist
schematisch anhand eines Beispiel der bekannte Ablauf eines Verbindungsaufbaus mit
vorheriger Dienstsuche unmittelbar zwischen zwei "Bluetooth"-Geräten A und
B unter Anwendung von Service Discovery Protocol SDP dargestellt.
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Zuerst
wird ermittelt, ob in der gegenseitigen Funkreichweite ein Kommunikationspartner
vorhanden ist. In 1 ist dieser Vorgang durch die
Strecke (I) symbolisiert (Gerätesuche:
Gerät A: "Ist da jemand?" Gerät B: "Ich, Gerät B, bin
da."). Nach erfolgter
Feststellung der Existenz eines möglichen Kommunikationspartners
in Form des "Bluetooth"-Gerätes A oder
B in der gegenseitigen Funkreichweite wird gemäß der "Bluetooth"-Protokollhierarchie eine L2CAP(Logical
Link Control and Adaptation Protocol)-Verbindung hergestellt, über die
dann das SDP-Request-Response-Protokoll abläuft, in dessen Verlauf ein
Dienst auf dem Gerät
B identifiziert wird, der über
die vom Gerät
A gewünschten
Eigenschaften verfügt.
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Dieser
Vorgang ist in 1 durch die Strecke (II) symbolisiert
(SDP over L2CAP: Gerät
A: "Hast Du Dienst
der Klasse X?" Gerät B: "Ja, handle = 4711."). Der Zugriff auf
diesen Dienst, der von Gerät
B bereitgestellt wird, erfolgt dann unter Verwendung der ausgehandelten
Parameter über
eine danach aufzubauende neue Verbindung. Dieser Vorgang ist in 1 durch
die Strecke (III) symbolisiert (Dienstnutzung; "use service").
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In 2 ist
schematisch anhand eines Beispiels der Ablauf eines Verbindungsaufbaus
mit vorheriger Dienstsuche zwischen zwei Geräten A und B innerhalb eines
grundsätzlich
unbeschränkten
Weitverkehr-Kommunikationsnetzes im Wege über das in das Internet-Protokoll
IP dieses Netzes einbezogene Service Discovery Protocol SDP (SDP
over IP) gemäß der Erfindung
dargestellt. Zunächst
wird vom Gerät
A ein möglicher
Kommunikationspartner S für das
SDP-Protokoll gefunden. Hier können
in ähnlicher
Weise wie beim DNS(Domain Name System)-Verfahren in IP-Netzen einige
feste Root-Knoten kontaktiert werden oder per IP-Multicast mögliche SDPoverIP-Server
ermittelt werden. Für
die Bewältigung
der hier aufgezeigten Aufgabe spielt die Art der Auffindung des
Kommunikationspartners S keine Rolle. Im dargestellten Beispiel
ist der kontaktierte Kommunikationspartner S ein SDPoverIP-Server.
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Dieser
Vorgang ist in 2 durch die Strecke (I) symbolisiert
(Peer Discovery: Gerät
A: "Ist da ein SDPoverIP-Server?" Kommunikationspartner
S: "Ich, sdp.dlr.de:8000."), wobei das Gerät A die IP-Adresse
aaa.bbb.ccc.ddd und der aufgefundene Kommunikationspartner S ein
SDPoverIP-Server mit der Internet-Adresse sdp.dlr.de:8000 ist. Wichtig
sind die danach folgenden Schritte, in deren Verlauf das "Bluetooth"-SDP-Request-Response-Protokoll
als Payload von UDP(User Datagram Protocol)-Paketen zwischen dem
Gerät A
und dem als SDPoverIP-Server ausgebildeten Kommunikationspartner
S ausgetauscht werden.
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Dieser
Vorgang ist in 2 durch die Strecke (II) symbolisiert
(SDP over UDP(IP): Gerät
A: "Hast Du Dienst
der Klasse X?" Kommunikationspartner
S: "Ja, handle =
4711. Zuständig
= Gerät
B"). Einer der dabei über SDP
ausgetauschten Parameter gibt also darüber Auskunft, welcher Knoten
im Netzwerk den gesuchten Dienst anbietet. In dem in 2 dar gestellten
Beispiel ist dieser Knoten das Gerät B. Das Gerät A baut
dann zur Nutzung des gewünschten
Dienstes zu diesem Knoten, also zum Gerät B, eine Verbindung auf. Dieser
Vorgang ist in 2 durch die Strecke (III) symbolisiert
(Dienstnutzung; "use
service"), wobei
das angesprochene Gerät
B im Beispiel die IP-Adresse eee.fff.ggg.hhh hat.
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Eine
Implementierung des den Kommunikationspartner S bildenden SDPoverIP-Servers
unter Verwendung von Raw-IP-Paketen erscheint ebenfalls möglich, setzt
aber in der Regel Zugriff auf Elemente des IP-Stacks voraus. Einfacher
und zweckmäßiger ist
hier gewöhnlich
die Verwendung von UDP(User Datagram Protocol)-Paketen, da auf diese von
der Anwendungsebene zugegriffen werden kann. Die Festlegung auf
eine für
diese Funktionalität reservierte
Port-Nummer (Internet Assigned Number) ist vorteilhaft, ist aber
nicht zwingend vorauszusetzen. Da es sich bei SDP um ein Request-Response-Protokoll
handelt, ist die grundsätzliche
Verwendung von TCP (Transmission Control Protocol) nicht zweckmäßig, da
der Verkehr nicht streamorientiert ist. Die Kapselung der SDPoverIP-Messages
in ein auf TCP aufsetzendes Request-Response-Protokoll wie HTTP
ist z. B. dann zweckmäßig, wenn
die zu Grunde liegende Plattform ausschließlich HTTP als einziges Kommunikationsprotokoll
bietet, wie z. B. bei Geräten,
die das Mobile Information Device Profile (MIDP) der Java2Micro
EditionTM implementieren.
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Weiterhin
kann das Verfahren auf einer höheren,
auf dem TCP/IP-Stack aufsetzenden Ebene implementiert werden. Hier
bietet sich z. B. die Realisierung als Web-Dienst (WebService) an,
die es als eine Form des Remote Procedure Calls (RPC) erlaubt, strukturierte
Daten wie SDP-Nachrichten (SDP messages) in EXtendable Markup Language
(XML) codiert über
HTTP und TCP im Request-Response-Verfahren auszutauschen.
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In 3 ist
anhand eines Beispiels schematisch dargestellt, wie die Zuständigkeit
eines Dienstes für
einen Ort und/oder die Nutzbarkeit von Ortsinformationen für einen
Dienst ("location
awareness", "Ortswissen") im IP-Netzwerk
ausschließlich
unter Verwendung des in das Internet-Protokoll IP eingebundenen
Service Discovery Protokolls SDP bewältigt werden (SDPoverIP).
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Ein
mobiles, drahtlos übertragendes
Kommunikations-Endgerät
WID baut eine Datenverbindung, z. B. per GPRS (General Packet Radio
Service), zu einem Dial-In-Router DIR eines Netzwerkbetreibers auf
und erhält
von diesem eine für
die Dauer der Verbindung gültige
IP-Adresse zugewiesen.
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Dieser
Vorgang ist in 3 durch die Strecke (I) symbolisiert.
Damit bildet das Kommunikations-Endgerät WID einen Knoten im IP-Netz
und kann per UDP-Paketen samt SDP-Payload unter Angabe eines searchPatterns
bei einem SDPoverIP-Server S seiner Wahl, z. B. mit der Internet-Adresse sdp.dlr.de:8000,
nach einem Dienst mit den gewünschten
Eigenschaften suchen. Dieser Vorgang ist in 3 durch
die Strecke (II) symbolisiert. Der SDPoverIP-Server S kann zusätzlich zu
den in der Anfrage enthaltenen Parametern bei einer Ortsdatenbank
(Location Database) LD des Netzbetreibers über die IP-Adresse des Absenders
der Anfrage, also des Kommunikations-Endgerätes WID, dessen momentanen
Aufenthaltsort bestimmen. Dieser Vorgang ist in 3 durch
die Strecke (III) symbolisiert. Mit diesen beiden Informationen
kann der SDPoverIP-Server S in seiner Zuständigkeits-Datenbank ZD nachschlagen,
welcher der Dienst-Server
S1, S2, ... für
den jeweiligen Dienst am jeweiligen Ort zuständig ist. Ein Beispiel für die verschiedenen
Zuständigkeiten
der Dienst-Server S1, S2, ... ist in 3 neben der
Zuständigkeits-Datenbank
ZD angegeben.
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Nach
dem Nachschlagen in der Zuständigkeits-Datenbank
ZD kann der SDPoverIP-Server S diese Information in Form der z.
B. dem Server S1 zugeordneten IP-Adresse an das Kommunikations-Endgerät WID übermitteln.
Dieser Vorgang ist in 3 durch die Strecke (IV) symbolisiert.
Das Kommunikations-Endgerät
WID kann dann mit dem als zuständig
erkannten und übermittelten
Dienst-Server S1 in Verbindung treten, um den gewünschten
Dienst zu nutzen. Dieser Vorgang ist in 3 durch
die Strecke (V) symbolisiert.
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Es
ist anzumerken, daß jede
so per UDP-Payload übermittelte
Nachricht sowie alle Request-Response-Zyklen dem im "Bluetooth"-Standard spezifizierten
Service Discovery Protocol SDP entsprechen.
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- A
- Gerät
- B
- Gerät, Knoten
- DIR
- Dial-In-Router
- LD
- Ortsdatenbank
(Location Database)
- S
- Kommunikationspartner,
SDPoverIP-Server
- S1,
S2, ...
- Dienst-Server
- WID
- Kommunikations-Endgerät
- ZD
- Zuständigkeits-Datenbank