ES2402681T5 - Procedimiento y dispositivo de configuración de un módulo de automatismo en una red TCP/IP - Google Patents
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Description
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DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo de configuración de un módulo de automatismo en una red TCP/IP
La presente invención se refiere a un procedimiento que permite llevar a cabo con rapidez la configuración de un módulo de automatismo conectado a una red según el protocolo TCP/IP, en particular tras la sustitución de un módulo defectuoso. También se refiere a un conjunto de automatismo que comprende al menos un equipo de automatismo y que es capaz de implementar dicho procedimiento. Esta invención se puede aplicar a cualquier conjunto de automatismo perteneciente al campo de los automatismos industriales, de los automatismos de edificios
o del control/mando de las redes eléctricas de distribución.
Con el término “módulo de automatismo” se designará en adelante, cualquier aparato provisto de una unidad de tratamiento y de una interfaz de comunicación en una red TCP/IP, y utilizado en un conjunto de automatismo, como por ejemplo un módulo de entradas/salidas, un variador de velocidad, un dispositivo de regulación, un terminal de diálogo hombre-máquina, un autómata programable o un módulo técnico de un autómata programable o de un control numérico. Con el término “equipo de automatismo” se designará de aquí en adelante, un autómata programable, un control numérico, una estación de control/mando basado en ordenador, o cualquier equipo provisto de una unidad de tratamiento y de una interfaz de comunicación en una red TCP/IP, que puede contener y desarrollar un programa de aplicación en un conjunto de automatismo.
La simplificación de la operación de sustitución de un módulo de automatismo es determinante en un conjunto de automatismo. En efecto, resulta esencial que esta operación se pueda hacer de forma rápida y simple por personal de mantenimiento no necesariamente formado en las tecnologías de una red informática, con el fin de alterar lo menos posible el proceso gestionado por este conjunto de automatismo. Los bus de campo que se encuentran de forma habitual en el campo de los automatismos ofrecen a menudo dichas posibilidades.
Sin embargo, el uso de una red conforme con el protocolo TCP/IP, llamada en lo sucesivo red TCP/IP, es cada vez más frecuente en el campo de los automatismos. Este tipo de red, que puede incluir varias subredes TCP/IP, está a menudo asociado a una capa de enlace Ethernet. Durante la sustitución de un módulo de automatismo conectado en este tipo de red TCP/IP, es por lo general necesario asignar al nuevo módulo de automatismo una dirección MAC (Medium Access Control) única así como una dirección IP (Internet Protocol). Además, algunos módulos de automatismo tienen unos parámetros o unos datos de configuración de la aplicación que es indispensable volver a cargar en el nuevo módulo para recuperar un funcionamiento satisfactorio. Por último, debido a que todas las direcciones MAC son únicas, un cambio de módulo implica, en el caso de que se utilice un protocolo de tipo BOOTP (Boot Protocol) que permite recuperar una dirección IP a partir de una dirección MAC, una actualización de los datos de configuración del servidor BOOTP.
Estas operaciones resultan, por lo tanto, complejas para el personal de mantenimiento y pueden ser origen de errores perjudiciales para el proceso. Sería por tanto deseable poder proponer unos servicios que permitieran simplificar las operaciones de mantenimiento para los módulos de automatismo conectados a dicha red TCP/IP.
El documento “RFC 2131: Dynamic Host Configuration Protocol”, Droms, R., marzo de 1997, XP002168114, describe el protocolo de configuración DH-CP así como un procedimiento de configuración en una red TCP/IP. El documento “Home Networking”, páginas 1-15, XinHua Feng, 14 de noviembre de 1999, XP002174547, divulga la posibilidad de configurar unos equipos conectados a una red de tipo domótico por medio del protocolo DHCP.
El objeto de la invención es, por lo tanto, proponer un procedimiento con el fin de superar la dependencia del direccionamiento MAC para un nuevo módulo de automatismo conectado a una red TCP/IP. La invención también debe permitir asignar de forma automática a este nuevo módulo una dirección IP y volver a cargar de forma automática en el módulo un archivo de datos que puede contener tanto parámetros como programas. Con el fin de poder implantarse con facilidad y rapidez en un módulo y en un equipo de automatismo, la solución propuesta deberá basarse en unos protocolos estándar en el universo Internet, como el protocolo DHCP (Dynamic Host Configured Protocol) que se describe en el documento RFC 2131 y los protocolos FTP (File Transfer Protocol)o TFTP (Trivial File Transfer Protocol) que se describen en los documentos RFC 959 y RFC 1350. El protocolo DHCP permite asignar una dirección IP y transmitir información de configuración como la dirección de un servidor de datos. Los protocolos FTP y TFTP permiten llevar a cabo transferencias de archivos en el interior de una red TCP/IP.
Para ello, la invención describe un procedimiento de configuración de un módulo de automatismo en una red TCP/IP a la cual también está conectado al menos un equipo de automatismo. El procedimiento de configuración consta de forma sucesiva de las siguientes etapas: una etapa preliminar de atribución de un nombre de aplicación único en la red TCP/IP para el módulo de automatismo; una etapa de direccionamiento en la cual el módulo de automatismo emite hacia un servidor DHCP una petición de solicitud de dirección en la red TCP/IP que contiene el nombre de aplicación del módulo de automatismo y conforme con el protocolo DHCP; una etapa de configuración en la cual el módulo de automatismo emite hacia un servidor FTP/TFTP una petición de lectura de configuración, conforme con el protocolo FTP o TFTP, en la red TCP/IP. Durante la etapa de direccionamiento, el módulo de automatismo recibe del servidor DHCP una respuesta a la petición de solicitud de dirección, que contiene un direccionamiento IP así como una localización de un archivo de datos específico del modulo de automatismo, que permite entonces el paso a la
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etapa de configuración. Durante la etapa de configuración, el módulo de automatismo recibe del servidor FTP/TFTP una respuesta a la petición de lectura de configuración, que contiene el archivo de datos del módulo de automatismo, pudiendo pasar este a continuación a un estado operativo. La invención se caracteriza porque, durante la etapa de configuración, cuando un módulo de automatismo está en el estado operativo, emite por propia iniciativa una petición de escritura de configuración hacia el servidor FTP/TFTP para actualizar o guardar todo o parte de su archivo de datos y una petición de lectura de configuración hacia el servidor FTP/TFTP para verificar o volver a cargar todo o parte de su archivo de datos.
La invención también describe un conjunto de automatismo según la reivindicación 5. Un primer equipo de automatismo conectado a la red TCP/IP y provisto de una unidad de tratamiento conectada a unos medios de almacenamiento y a una interfaz de comunicación de red, puede ejecutar en su unidad de tratamiento un servidor DHCP y puede memorizar en sus medios de almacenamiento una tabla de configuración que asocia el nombre de aplicación de al menos un cliente DHCP a un direccionamiento IP y a una localización de un archivo de datos. Además, se puede ejecutar un servidor FTP/TFTP en la unidad de tratamiento del primer equipo de automatismo, en una unidad de tratamiento de un segundo equipo de automatismo conectado a la red TCP/IP o en un servidor de archivos específico para este uso.
Se mostrarán otras características y ventajas en la descripción detallada que se hace a continuación en referencia a una forma de realización que se da a título de ejemplo y representada en los dibujos adjuntos, en los que:
-la figura 1 representa una arquitectura en la que un módulo de automatismo está conectado mediante una red TCP/IP a un equipo de conforme con la invención;
-la figura 2 presenta una variante de la figura 1 con dos equipos de automatismo;
-la figura 3 detalla una tabla de configuración contenida en un servidor DHCP;
-la figura 4 muestra una representación de las etapas del procedimiento de configuración de un módulo de automatismo.
En el resto del documento, se asimilará el término “direccionamiento IP” al conjunto constituido por una dirección IP, por una máscara de subred y por una dirección de pasarela que permite definir por completo el direccionamiento del módulo de automatismo en una red TCP/IP. Del mismo modo, el término “localización” del archivo de datos de un módulo de automatismo reagrupa el conjunto constituido por el direccionamiento IP del servidor FTP/TFTP que contiene el archivo de datos considerado, la ruta de acceso al archivo de datos en el interior del servidor FTP/TFTP y eventualmente la (o las) clave(s) de conexión con el servidor FTP/TFTP para poder acceder a este archivo de datos (por ejemplo nombre de usuario y contraseña).
El conjunto de automatismo representado en la figura 1 consta de un módulo 10 de automatismo que comprende una unidad 12 de tratamiento conectada a una interfaz 11 de red y a unos medios 15 de almacenamiento de información. El módulo 10 está conectado a una red 5 TCP/IP por medio de la interfaz 11 de red. Este es capaz de ejecutar en su unidad 12 de tratamiento un cliente 13 DHCP y un agente FTP o TFTP denominado agente 14 FTP/TFTP. La elección entre el protocolo FTP o el protocolo TFTP no afecta al usuario final ya que las funcionalidades utilizadas en la invención son esencialmente las peticiones de lectura (“READ/GET”) y de escritura (”WRITE/PUT”) de archivos. El agente TFTP simplemente es más compacto que el agente FTP y, por lo tanto, podría ser más fácil de implantar en la memoria de un módulo de automatismo de pequeño tamaño. El módulo 10 de automatismo puede memorizar en sus medios 15 de almacenamiento un nombre 40 de aplicación específico del módulo 10 de automatismo.
El conjunto de automatismo también comprende al menos un equipo 20 de automatismo que comprende una unidad 22 de tratamiento conectada a una interfaz de red 21 y a unos medios 25 de almacenamiento de información. El equipo 20 está conectado a la red 5 TCP/IP por medio de su interfaz de red 21. Este es capaz de ejecutar en su unidad 22 de tratamiento un servidor 23 DHCP y un servidor FTP o TFTP denominados servidor 24 FTP/TFTP. El equipo 20 de automatismo memoriza en sus medios 25 de almacenamiento un archivo 46 de datos de al menos un agente 14 FTP/TFTP que pertenece a un módulo 10 de automatismo. El equipo 20 de automatismo también memoriza en sus medios 25 de almacenamiento una tabla 45 de configuración que asocia el nombre 40 de aplicación de al menos un cliente 13 DHCP de un módulo 10 de automatismo con un direccionamiento 41 IP y con una localización 42 de un archivo de datos específicos del módulo 10 de automatismo. En el ejemplo de la figura 3, una tabla 45 de configuración comprende en la entrada dos nombres 40, 40’ de aplicación a los cuales corresponden en la salida dos direccionamientos 41, 41’ IP y dos localizaciones 42, 42’.
En la variante presentada en la figura 2, los servidores DHCP y servidores FTP/TFTP se han separado de modo que el conjunto de automatismo consta de un primer equipamiento de automatismo y de un segundo equipamiento de automatismo respectivamente 20, 30 que comprende, cada uno, una unidad de tratamiento respectivamente 22, 32 conectada a una interfaz 21, 31 de red y a unos medios 25, 35 de almacenamiento de información. El primer equipo 20 de automatismo es capaz de ejecutar en su unidad 22 de tratamiento un servidor 23 DHCP y el segundo equipo 30 de automatismo es capaz de ejecutar en su unidad 32 de tratamiento un servidor 34 FTP/TFTP. Los medios 25 de almacenamiento del primer equipo 20 de automatismo memorizan una tabla 41 de configuración y los medios 35
de almacenamiento del segundo equipo 30 de automatismo memorizan un archivo 46 de datos.
En referencia a la figura 4, el procedimiento de configuración propuesto consta de forma sucesiva de las siguientes etapas:
Una etapa A preliminar de atribución de un nombre de aplicación. Esta etapa tiene como objetivo asignar al
5 módulo 10 de automatismo un nombre 40 de aplicación que deberá ser único en la o las subredes 5 TCP/IP accesibles. Este nombre 40 de aplicación está compuesto por una cadena de caracteres ASCII. Indistintamente, la etapa A de atribución se puede realizar antes de la conexión del módulo 10 a la red 5 TCP/IP. Según las capacidades del módulo 10 de automatismo, se puede considerar utilizar numerosos medios de asignación para asignar a un módulo 10 su nombre 40 de aplicación: asignación local por medio de una interfaz
10 Hombre-Máquina, asignación mediante comunicación local (enlace serie,…) o remota (página Web), asignación mediante unos medios mecánicos (ruedas selectoras, conmutadores,…). También es posible una combinación de estos diferentes medios. Por otra parte, en algunos módulos, el nombre 40 de aplicación también puede ser una yuxtaposición entre unos caracteres predefinidos por el fabricante para caracterizar un tipo o una familia de módulos, en combinación con un número de personalización asignado mediante uno de los medios de
15 asignación mencionados. Una vez determinado, la unidad 12 de tratamiento del módulo 10 de automatismo es capaz de memorizar el nombre 40 de aplicación en los medios 15 de almacenamiento. La existencia de un nombre 40 de aplicación memorizado en el módulo 10 de automatismo condiciona el paso a la siguiente etapa. Durante la sustitución de un módulo de automatismo defectuoso por un nuevo módulo, se atribuirá a este nuevo módulo el mismo nombre de aplicación que el del módulo defectuoso con el fin de que pueda recuperar el
20 archivo de datos del módulo defectuoso. Una etapa B de direccionamiento durante la cual el módulo 10 de automatismo debe conectarse a la red 5 TCP/IP. El cliente 13 DHCP del módulo 10 de automatismo puede emitir entonces hacia un servidor 23 DHCP, implantado en un equipo 20 de automatismo, una petición de solicitud 17 de dirección conforme con el protocolo DHCP. Esta petición DHCP de solicitud 17 de dirección contiene como parámetro, en un campo DHCP opcional
25 (client identifier code 61), el nombre 40 de aplicación que se memorizaba en los medios 15 de almacenamiento del módulo 10 de automatismo. Al recibir la petición DHCP de solicitud 17 de dirección, el servidor 23 DHCP busca, en la tabla 45 de configuración memorizada en los medios 25 de almacenamiento del equipo 20 de automatismo, un direccionamiento 41 IP y una localización del archivo 42 de datos correspondiente al nombre 40 de aplicación
30 recibido. Si el nombre 40 de aplicación está presente en la tabla 41 de configuración, entonces el servidor 23 DHCP devuelve una respuesta 27 a la petición de solicitud 17 de dirección, conforme con el protocolo DHCP. Esta respuesta 27 DHCP contiene como parámetro el direccionamiento 41 IP y la localización del archivo 42 de datos que corresponde al nombre 40 de aplicación del módulo 10. Si el nombre 40 de aplicación no está presente en la
35 tabla 45 de configuración, entonces el servidor 23 DHCP devuelve una respuesta de error según un procedimiento determinado que no se detalla en el presente documento. Una vez recibida la respuesta 27, el módulo 10 de automatismo puede pasar a la siguiente etapa C de configuración.
Una etapa C de configuración en la cual el cliente 14 FTP/TFTP del módulo 10 de automatismo puede emitir hacia un servidor 24,34 FTP/TFTP, implantado en un equipo de automatismo respectivamente 20, 30, una 40 petición de lectura 18 de configuración conforme con el protocolo FTP/TFTP. Esta petición FTP/TFTP de lectura 18 de configuración contiene como parámetro la localización 42 del archivo de datos recibida por el módulo 10 de automatismo con la respuesta 27 DHCP. Gracias a esta localización 42, el servidor 24, 34 FTP/TFTP es capaz de ir a buscar el archivo 46 de datos memorizado en los medios 25, 35 de almacenamiento y de devolver una respuesta 28, 38 FTP/TFTP a la petición de lectura 18 de configuración que contiene el archivo 46 de datos 45 específico del módulo 10 de automatismo. Si el servidor FTP/TFTP no puede acceder a un archivo de datos correcto que corresponde a la localización 42 recibida, este devuelve un mensaje de error según un procedimiento determinado que no se detalla en el presente documento. Durante la recepción del archivo 46 de datos por el cliente 14 FTP/TFTP, la unidad 12 de tratamiento del módulo 10 puede llevar a cabo algunas verificaciones (validez de los datos del archivo, compatibilidad con el módulo presente, etc.) antes de cargar este
50 archivo de datos en los medios 15 de almacenamiento del módulo 10. Una vez cargado el archivo de datos, entonces el procedimiento de configuración se completa y el módulo 10 de automatismo pasa a un estado operativo en el que es capaz de funcionar con normalidad.
El procedimiento de configuración también prevé que, cuando un módulo de automatismo está en el estado operativo, es capaz de realizar, por propia iniciativa sobre un evento y/o de forma periódica, peticiones FTP/TFTP de
55 lectura 18 (“READ/GET”) de configuración para verificar o volver a cargar todo o parte de su archivo 46 de datos memorizado en los medios de almacenamiento de un servidor 24, 34 FTP/TFTP. Del mismo modo, cuando un módulo de automatismo está en el estado operativo, es capaz de realizar, por propia iniciativa sobre un evento y/o de forma periódica, peticiones FTP/TFTP de escritura (“WRITE/PUT”) de configuración para actualizar o guardar todo o parte de su archivo 46 de datos memorizado en los medios de almacenamiento de un servidor 24, 34
60 FTP/TFTP. De este modo, se puede hacer una sustitución de un módulo de automatismo en unas buenas condiciones, ya que el archivo 46 de datos asociado a un módulo de automatismo y memorizado en el servidor FTP/TFTP se puede verificar y actualizar de forma regular por iniciativa del módulo. Se podrá realizar, por lo tanto, la nueva carga del archivo 46 en un eventual nuevo módulo de automatismo sustituto con una versión siempre
actualizada.
Cualquier nombre 40 de aplicación de módulo 10 de automatismo se debe introducir de forma previa mediante unos medios adecuados en la tabla 45 de configuración de un servidor 23 DHCP asociando a este un direccionamiento 41 IP del módulo de automatismo. Una vez actualizada la tabla de configuración, se puede realizar la sustitución de un 5 módulo 10 por otro que tiene el mismo nombre 40 de aplicación según el procedimiento descrito en el presente documento. Durante la introducción de un nuevo nombre 40 de aplicación en la tabla 45 de configuración, también se genera un archivo 46 de datos correspondiente vacío en el servidor 24 FTP/TFTP. Del mismo modo, si se retira un nombre 40 de aplicación de la tabla 45 de configuración, el archivo 46 de datos correspondiente se suprimirá en el servidor 24 FTP/TFTP. De forma preferente, el archivo 46 de datos se nombra asociándole el nombre 40 de
10 aplicación correspondiente: por ejemplo el archivo 46 de datos se puede llamar “nombre de aplicación.prm”. Durante la introducción de un nuevo nombre 40 de aplicación, la localización 42 del archivo 46 de datos en el servidor 24 FTP/TFTP también se debe crear en la tabla 45 de configuración.
El contenido del archivo 46 de datos depende del tipo de módulo 10 y de su aplicación en el proceso. No obstante, es preferible que el archivo 46 de datos contenga como mínimo los datos necesarios para que la sustitución de un 15 módulo de automatismo defectuoso por otro se pueda hacer de forma trasparente para un usuario. El archivo 46 de datos puede contener indistintamente:
unos parámetros de comunicación (nombre de usuario HTTP, contraseñas, lista de direcciones IP autorizadas…); unos parámetros de identificación del módulo (tipo, serie, versión) que permiten verificar que el nuevo módulo 10 20 de automatismo introducido en sustitución de uno antiguo es compatible con este; unos parámetros de aplicación que contienen unos valores actuales de variables específicas del proceso gestionado por el módulo 10 de automatismo (consignas, medidas…); unos datos de configuración o del programa de aplicación cargado y ejecutado en el módulo 10 de automatismo.
Se entiende que, sin salirse del marco de la invención, definido por las reivindicaciones, se pueden imaginar otras 25 variantes y mejoras de detalle.
Claims (8)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de configuración de un módulo (10) de automatismo en una red (5) TCP/IP a la cual está conectado también al menos un equipo (20) de automatismo, comprendiendo el procedimiento de configuración de forma sucesiva las siguientes etapas:
- 5 . una etapa (A) preliminar de atribución de un nombre (40) de aplicación único en la red (5) TCP/IP para el módulo (10) de automatismo;. una etapa (B) de direccionamiento en la cual el módulo (10) de automatismo emite hacia un servidor (23) DHCP una petición de solicitud (17) de dirección en la red (5) TCP/IP que contiene el nombre (40) de aplicación del módulo (10) de automatismo y conforme con el protocolo DHCP, recibiendo el módulo (10) de10 automatismo del servidor (23) DHCP una respuesta (27) a la petición de solicitud (17) de dirección que contiene un direccionamiento (41) IP así como una localización (42) de un archivo (46) de datos específico del módulo (10) de automatismo, que permite entonces el paso a la etapa (C) de configuración; . una etapa (C) de configuración en la cual el módulo (10) de automatismo emite hacia un servidor (24, 34) FTP/TFTP una petición de lectura (18) de configuración en la red (5) TCP/IP utilizando la localización (42) del15 archivo de datos del módulo (10) de automatismo, conforme con el protocolo FTP o TFTP, recibiendo el módulo (10) de automatismo del servidor (24, 34) FTP/TFTP una respuesta (38) a la petición de lectura (18) de configuración, que contiene el archivo (46) de datos del módulo (10) de automatismo, pudiendo este a continuación pasar a un estado operativo,caracterizado porque durante la etapa (C) de configuración, cuando un módulo (10) de automatismo está en el 20 estado operativo, emite por propia iniciativa:- una petición de escritura de configuración hacia el servidor (24, 34) FTP/TFTP para actualizar o guardar todoo parte de su archivo (46) de datos; y- una petición de lectura de configuración hacia el servidor (24, 34) FTP/TFTP para verificar o volver a cargar todo o parte de su archivo (46) de datos.25 2. Procedimiento de configuración según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el servidor (23) DHCP es implantado en un equipo (20) de automatismo conectado a la red (5) TCP/IP.
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- 3.
- Procedimiento de configuración según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el servidor (24, 34) FTP /TFTP es implantado en un equipo (20, 30) de automatismo conectado a la red (5) TCP/IP.
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- 4.
- Procedimiento de configuración según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el archivo (46) de
30 datos de un módulo de automatismo es identificado utilizando el nombre (40) de aplicación del módulo (10) de automatismo. - 5. Conjunto de automatismo que comprende al menos un módulo (10) de automatismo que está conectado a una red (5) TCP/IP y que está provisto de una unidad (12) de tratamiento conectada a unos medios (15) de almacenamiento y a una interfaz (11) de comunicación de red, siendo capaz el módulo (10) de automatismo de35 memorizar en sus medios (15) de almacenamiento un nombre (40) de aplicación específico del módulo (10) de automatismo y que puede ejecutar en su unidad (12) de tratamiento un cliente (13) DHCP y un agente (14) FTP/TFTP, caracterizado porque el módulo de automatismo está adaptado para implementar el procedimiento de configuración según una de las reivindicaciones anteriores.
- 6. Conjunto de automatismo según la reivindicación 5 que comprende un primer H 5 equipo (20) de automatismo40 que está conectado a la red (5) TCP/IP y que está provisto de una unidad (22) de tratamiento conectada a unos medios (25) de almacenamiento y a una interfaz (21) de comunicación de red, caracterizado por el hecho de que el primer equipo (20) de automatismo puede ejecutar en su unidad (22) de tratamiento un servidor (23) DHCP y puede memorizar en sus medios (25) de almacenamiento una tabla (45) de configuración que asocia el nombre (40) de aplicación de al menos un cliente (13) DHCP a un direccionamiento (41) IP y a una localización (42) de un45 archivo de datos.
- 7. Conjunto de automatismo según la reivindicación 6 que comprende un segundo equipo (30) de automatismo que está conectado a la red (5) TCP/IP y que está provisto de una unidad (32) de tratamiento conectada a unos medios(35) de almacenamiento y a una interfaz (31) de comunicación de red, caracterizado por el hecho de que el segundo equipo (30) de automatismo puede ejecutar en su unidad (32) de tratamiento un servidor (34) FTP/TFTP y50 puede memorizar en sus medios (35) de almacenamiento un archivo (46) de datos que corresponde a al menos un agente (14) FTP/TFTP.
- 8. Conjunto de automatismo según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el primer equipo (20) de automatismo puede ejecutar en su unidad (22) de tratamiento un servidor (24) FTP/TFTP y puede memorizar en sus medios (25) de almacenamiento un archivo (46) de datos que corresponde a al menos un agente (14) FTP/TFTP.556
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