WO2007144364A1 - Verfahren und vorrichtung zur vernetzung einer automatisierten anlage - Google Patents

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WO2007144364A1
WO2007144364A1 PCT/EP2007/055808 EP2007055808W WO2007144364A1 WO 2007144364 A1 WO2007144364 A1 WO 2007144364A1 EP 2007055808 W EP2007055808 W EP 2007055808W WO 2007144364 A1 WO2007144364 A1 WO 2007144364A1
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WO
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network
subnetwork
network interface
network address
address
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PCT/EP2007/055808
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Inventor
Markus Erlmann
Joachim Lohmeyer
Thomas Talanis
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L61/5092—Address allocation by self-assignment, e.g. picking addresses at random and testing if they are already in use

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for networking an automated system and an assembly in general and a method and a device for networking an automated system via a network that is addressed according to the Internet Protocol Version 6, in particular.
  • Automated systems are systems in which processes are performed far ⁇ automated as possible.
  • An example of an automated plant is a production plant in which the process steps necessary for the production of a product are largely automated.
  • Automated systems usually consist of several cells.
  • a production plant may be a production line for the production of a motor vehicle, and a cell in this production line may be a welding robot.
  • a cell usually has several modules. Assemblies are z. B. individual electrical devices or software components. The assemblies thus form the constituent units of the cell.
  • the individual cells of an automated system are networked together through a network.
  • Each cell has its own subnetwork (hereinafter also referred to as a subnetwork) to which the modules of the cell are locally connected.
  • To couple the subnetworks of the cells with each other routers are used by means of which the data packets are routed between the corresponding subnets.
  • the individual subnets or the network of the automated system are addressed according to the Internet protocol. Momen ⁇ tan working on the launch of a new Internet protocol for the World Wide Web, called Internet Protocol version 6 encryption (IPv ⁇ ).
  • IPv ⁇ Internet Protocol version 6 encryption
  • IPv6 One reason for the introduction of IPv6 is that the address space offered by the previously used Internet Protocol version 4 (IPv4) is limited to just over 4 billion IP addresses, which now leads to an address shortage.
  • IPv6 address is 128 bits long, whereas an IPv4 address is only 32 bits long. Because of the 128 bits of an IPv6 address, over 340 sextillion different addresses are possible. This means that each square millimeter of earth surface could be assigned approximately 689 brd. Addresses. An address scarcity is therefore must also be made for the distant future ⁇ close.
  • each network interface of a module generates a so-called interface identifier (IFID) from its MAC address when it is put into operation in the subnetwork of the cell.
  • IFID interface identifier
  • the MAC address is a hardware address assigned to the network interface by the manufacturer and by means of which the interface can be uniquely identified.
  • EUI Extended Unique Identifier
  • This IFID is preceded by a prefix (eg FE80 :: / 10 in the case of IPv6) for generating a link-local address.
  • the linklocal address is thus made up of the prefix and the
  • the link local address is a first network address of the interface that is only in the local subnet and can not be used across router boundaries for addressing.
  • This link local address will be used as the sender address of the network interface, to make router on the subnet via a first multicast group "All Router", which is only linklo ⁇ kal achievable identified.
  • a multicast group is generally address one used as the destination network ⁇ , the multiple network interfaces, even in different subnets
  • the link-local multicast group "All Routers" is defined according to the IPv6 standard in each subnetwork.
  • the router will respond to this request by factory interface to the link local address of the network ⁇ the board a list of prefixes to-back end. Each of these prefixes is now combined by the network interface of the assembly with the IFID; Thus, for each prefix, another network address is created (two-th to n-th). From this point, the assembly over Rou ⁇ is tergrenzen away distance.
  • the router functionality can also be integrated into an assembly.
  • the invention is based on the object to enable the use of IPv in automated systems and in particular to provide an improved method and an improved device for networking an automated system.
  • the invention provides an improved method for networking an automated system.
  • the automated system has at least one cell.
  • the cell also has a subnet, wherein the subnet is connected via a router to another subnetwork of the automated system.
  • the method according to the invention comprises the step of providing a second multicast group in the network, with the second multicast group extending across the subnetwork and the further subnetwork. Further, it comprises the step of detecting a second network address of a network interface of an assembly by means of the second multicast group, the assembly having previously joined the second network address of the second multicast group, the network interface having been previously connected to the subnetwork.
  • a name is assigned to the network interface parts of the module via the second network address.
  • the network interface of the module searches by means of a erzeug for the network interface ⁇ th link local first network address, the link local first multicast group "All router."
  • the link local address in this case has a first prefix (z. B. FE80 :: / 10) and the interface Identifier (IFID) of the network interface on.
  • the router responds by sending sends at least to the link local address of a second prefix.
  • This second prefix will be used together with the IFID from the network interface of the module in the first network address to the second multi ⁇ cast group
  • the second multicast group can, for example, have a logical or a topological meaning (eg "all nodes not yet configured", "all not yet configured IO modules", etc.).
  • the second network address, z. B. by a Pro ⁇ jekt iststechnikmaschine are detected according to the inventive method, for. B. by the configuration tool in the second multicast group asks which network interface ⁇ places belong to this multicast group. Since the second multicast group he stretches on the sub-network of the cell also ⁇ , including to other subnetworks of automatable ⁇ th facility, this query can be done throughout the network. The query is not, such as. DCP with PROFINET, in the same
  • the network interface of the module is now transmitted via the multicast group, e.g. Assigned by the configuration tool, a name.
  • the IFID of the network interface is extended by a symbolic name for addressing.
  • the network interface ⁇ location of the assembly can therefore be of the configuring ⁇ tool, which can be accessed outside the sub-network to the second Mul ⁇ ticastange, plan and configure.
  • the method further comprises the step of generating a numerical representation of the name of a network interface compo ⁇ pe on.
  • the generation of a third network address for the module takes place, the third network address having at least a part of the numerical representation and the assignment of the third network address to the network interface of the module.
  • the name can be used in particular for generating a second IFID.
  • the third network address may then be composed of the second IFID and the second prefix and assigned to the network interface of an assembly.
  • the advantage of this procedure is that in the case of an exchange of a network interface or an entire assembly of the newly installed network interface ⁇ body or assembly of the same name and, consequently, the same third network address may be assigned, whereas the first and second network addresses due to the formation the first and second network addresses using the MAC address of each network interface inevitably differentiate between an assembly. This eliminates the need for time-consuming re-engineering in the event of network interface or module replacement.
  • Network interface of a module stored remanently on a removable data ⁇ carrier.
  • the network interface of a module then receives the same address without the configuration tool as the replaced network interface or module.
  • the network and subnetwork are addressed in accordance with Internet Protocol version 6 (IPv6).
  • IPv6 Internet Protocol version 6
  • the network interfaces are connected, for example, to an Ethernet-based fieldbus, such as PROFINET, with the fieldbus being addressed in accordance with the IPv6 protocol.
  • the third network address has hierarchy levels, wherein the automated system is structured by the hierarchy levels.
  • IPv6 offers the possibility to build the Internet addresses hierar ⁇ chisch.
  • various hierarchy levels can be defined according to the RFC2374 document, which can be called up, for example, via the website www.ietf.org.
  • the rear part or area of the IP address can use the network interface via the network interface
  • IFID specifies one part in front of the assembly, another part of the cell and another part of the plant.
  • the hierarchical structure of Internet addresses has the advantage that you can produce the pre-configured and preprogrammed cells of an automated system in series. When commissioning the automated system, which contains, for example, two such cells, the postfixes of the respective network interfaces of the modules in the two Cells are no longer changed. It suffices to assign the range of prefixes of the addresses intended for the cells accordingly. This has the advantage that no additional configuration of the addresses is necessary on site, that is to say when the automated system is put into operation. Thus, the effort is reduced during commissioning and potential Feh ⁇ ler in changing the address are eliminated. An example of potential error ests double awarding ad ⁇ or addressing errors.
  • the network addresses in hierarchy levels are respectively structured on the automatic ⁇ catalyzed system, the cells, the modules and the network interface.
  • the second network address and the third network address each comprise a first area, a second area, a third area and a fourth area, the first area specifying the network interface of the assembly, the second area comprising the network interface associated construction ⁇ group specified, wherein the third area speci ⁇ cifies the cell in which the module is located and wherein the fourth area specifies the system.
  • the at least one part of the numerical representation formed by the second IFID is used to specify the first and the second area.
  • the at least one part of the numerical representation is used for specifying a first part of the interface identifier, a first number being specified in a second part of the interface identifier.
  • the method further comprises the step of performing a duplicate address Detection "(DAD) process for determining whether the second network address is already allocated in the subnetwork on.
  • the DAD process is ren a specified in IPv ⁇ standard procedural ⁇ , with a double address assignment can be detected.
  • the method also includes the step changing the first number to a second number by re-executing the DAD method using the first number as the second number, in case the second number is already allocated.
  • the numerical representation is generated by means of a hash function from the name.
  • the interface identifier for example, is generated from the name using a hash function. Hash functions can map different names to the same numerical representation. In order to rule out a double addressing is such. For example, the "Duplicate Address Detection" method defined in the IPv6 standard is performed. If a double addressing is now detected, a reserved area of the numerical representation for the collision resolution is changed until a unique second IFID results.
  • a name can be hierarchical, each name component can be converted into a numerical representation by a hash function. From the sequence of numerical representations of the individual name parts, another numerical representation can be formed, which is then used for a substantial part of the interface identifier.
  • Network interface of the module assigned by a configuration tool ⁇ the network interface.
  • the name can also be assigned as a representative to the module.
  • the invention in another aspect, relates to a device for networking an automated plant, wherein the automated plant has at least one cell, the cell having a subnetwork, the subnetwork being connected via a router to a further subnetwork of the automated plant having for providing a second multicast group and means for detecting a second network address of a network interface group of an assembly means of the second multicast ⁇ the device comprises means whereby the assembly via the second power ⁇ network address to the second multicast group is joined previously, the network interface previously on the subnetwork has been connected.
  • the apparatus further comprises means for assigning a name to the network interface of the module via the second network address.
  • the invention in another aspect, relates to an assembly of an automated plant cell having one or more network interfaces for connecting the assembly to a subnetwork of the cell, the subnetwork being connected to a further subsystem of the automated equipment via a router.
  • the network interfaces of the assembly further comprise means for utilizing a second multicast group in the subnetworks of the automated plant.
  • the network interfaces of the module further comprise means for transmitting a second network address to the second multicast group, wherein the second network address of the network interface has been determined by transmitting a second pre- fix by the router in conjunction with the first IFID of the network interface.
  • the invention relates to a computer program product for networking an assembly with an automated equipment. Preferred embodiments of the invention will be explained below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an automated system
  • FIG. 5 shows schematically how the third network address or a part thereof can be generated from the name of a network interface.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an automated system 100.
  • the automated system has a cell 102, a central node 104, a router 108, a subnetwork 106 and a subnetwork 112.
  • the central node 104 has a configuration tool 124.
  • the central node 104 is essentially a computer which is connected to the subnetwork 106 of the automated system 100.
  • the configuration tool 124 is essentially a computer program product.
  • the router 108 connects the cell 102 to the central node 104 via the subnetwork 106 and the subnetwork 112.
  • the cell 102 has an assembly 110, which in turn has a network interface 114.
  • the provision of a second multicast group 118 in the network takes place through the network interface 114 of the module 110.
  • addressing takes place via the Internet protocol IPv6.
  • the network interface 114 determines the construction ⁇ group 110, a link local first network address 128.
  • a 48-bit MAC address that is incorporated by default in the network interface 114 by the manufacturer, delt (EUI-64) umgewan ⁇ into a 64-bit "Extended Unique Identifier".
  • This 64-bit wide EUI is used from now on as the first Inter ⁇ face Identifier (first IFID) 136 for this network interface ⁇ point 114.
  • This first IFID 136 will fix a first pre- z 132nd For example, FE80 :: / 10, which identifies link-local addresses according to the IPv6 standard. The combination of the first prefix 132 and first IFID 136 thus results in the link local first network address 128.
  • the network interface ⁇ point 114 of the assembly 110 now sends the subnet 112 so-called Router Solicitations to a standard specified differently bene, link local first multicast group 130 "All router" (FF02 :: 2)
  • All routers which belong to the subnet 112 in the case of FIG. 1, thus respond to router 108 by sending back to the network interface 114 of the module 110 at least a second prefix 134.
  • This second prefix 134 may now from the network interface ⁇ center 114 of the assembly 110 are used to generate a second network address 116th
  • the second network address 116 has the second prefix 134 and the first IFID 136.
  • the second network address 116 is therefore valid beyond the area of the subnetwork 112 and thus also in the subnetwork 106, whereas the network interface 114 can be addressed via the linklocal first network address 128 only within the subnetwork 112.
  • the network interface 114 of the assembly 110 may then join 118 by means of the second network address 116 of the second multi ⁇ cast group. Thereby, the network interface parts 114 of the module 110, when a corresponding request is sent to the second multicast group 118, responds by responding with the second network address 116. In this way, the configuration tool 124 can then detect the second network address 116 via a request to the multicast group 118 and then address the network interface 114 of the module 110 by means of the second network address 116.
  • the network interface 114 of the assembly 110 can thus from the configuration tool 124, a name 120 assigned ⁇ the. From the name 120, a numerical representation, ie a second IFID 126, is now generated, for example by applying a hash function to the name or the name components. In this numerical representation, ie in the second IFID 126, a sufficiently large part (for example 4 bits) is used for the collision resolution.
  • the second IFID 126 is now assigned by the configuration tool 124 of the network interface 114 of the assembly 110 via the second network address 116. From this, the network interface 114 of the module 110 generates a third network address 122, which consists of the second prefix 134 and the second IFID 126.
  • the configuration tool 124 and only the name 120 to the network ⁇ network interface are transmitted 110,114 of the assembly.
  • the central node 104 is shown as a separate separate node in the subnetwork 106.
  • the inventive method is also feasible if the functionality of the node 104, d. H. essentially providing the engineering tool 124, in another cell (not shown in FIG. 1) of the automated equipment 100.
  • FIG. 2 shows a flow chart which represents essential steps of the method according to the invention.
  • step 200 it follows ⁇ a provision of a second multicast group through the network interface of the module.
  • step 202 the detection of a second network address of the network interface of the module, which is located in the subnetwork of the cell.
  • step 204 a name is assigned to the network interface via the second network address.
  • step 206 a third network address is determined using the numerical representation of the name of the network interface.
  • FIG. 3 shows a structure diagram of an automated system 300.
  • the automated system 300 has a central system
  • the automatic ⁇ catalyzed system 300 further includes routers 314, 316 and 330 and subnetworks 308, 310, 312 and 334th
  • the cell 304 has two assemblies 318 and 320.
  • the assemblies 318 and 320 include the network interfaces 340 and 342 and 344, respectively.
  • the cell 306 has the assemblies 322 and 324.
  • the construction ⁇ groups 322 and 324 have the network interfaces 328 and 332 and 338 on.
  • the cell 304 is connected to the central node 302 via the routers 314 and 330 and via the subnetworks 308, 334 and 310.
  • Cell 306 is connected to central node 302 via routers 316 and 330 and via subnetworks 308, 334, and 312.
  • a link-local first multicast group 336 is specified in each case. As described above, when connected to the respective subnetwork, the modules or the network interfaces determine the second network address via the link-local first multicast group 336.
  • the second multicast group 326 includes the assembly 318 with their network interfaces 340 and 342 and the assembly 320 with their network interface 344, moreover, the construction ⁇ group 322 with its network interfaces 328 and 332 and the assembly 324 with their network interface 338th
  • the central node 302 determines by querying the second Multicast group 326 the second network addresses of the network interfaces 340, 342, 344, 328, 332 and 338 and assigns a name to each of these network interfaces.
  • Each of these network interfaces forms from its name a third network address as previously described.
  • the third network address or at least a part of the third network address from a configuration tool that z. B. may be located in the central node, are formed and then assigned to the respective network interfaces.
  • a network interface of an assembly such as the
  • Network interface 340 of the assembly 318 may then have a network address having a first, second, third and fourth area.
  • the first region characterizes the network interface of the module 340.
  • the two-te area indicates the assembly 318
  • the third region specifies the cell 304 and the fourth region characterizing ⁇ net's facility 300.
  • the third and fourth field of network ⁇ network address are thus identical in the assembly 318 and the Baugrup ⁇ pe 320.
  • the network addresses of the network interfaces 340, 342 and 344 of the modules 318 and 320 differ essentially only in the first and in the second area. For example, when cell 304 is first connected to automated plant 300, only the third and fourth network address of network interfaces 340, 342, and 344 of assemblies 318 are changed.
  • the first and second network address ranges of the network interfaces of the assemblies stays unchanged.
  • the cells 304 and the cells 306 identical, ie they contain identical components and they were projected by the same configuration tool, then they have nor ⁇ mally also the same name or the same network addresses on the network interfaces.
  • the third and fourth ranges of the addresses of the network interfaces 340, 342, 344, 328, 332 and 338 of the assemblies 318, 320, 322 and 324 change as a result of the network structure, as a result of which the addresses of the network interfaces of the assemblies in cells 304 and 306 in attachment 300 become unique.
  • FIG. 4 shows the hierarchical structure of a network address 400, can be as he turns comparable to the example of the third network address, as well as their hierarchical name 418. It is a first address range 402 with an associated name part 416 for specifying the network interface ⁇ imagine provided. A second area 404 or 414 is provided for specifying the network interface belonging to the group. A third area 406 or 412 is reserved for specifying the cell of the assembly, and a fourth area 408 or 410 is provided for specifying the automated plant.
  • the part of the network address ent ⁇ speaks the second interface identifier 500 of the interface.
  • the network addresses and names of the individual network interfaces of the modules in the automated system are hierarchically structured. Accordingly, only the first region 402 or 416 and the second region 404 or 414 are decisive for the specification of an interface of an assembly.
  • the part of the name 502 of the network interface is thus divided into a name part 414 for the module and a name part 416 for the network interface.
  • a numerical representation 510 or 512 is respectively generated from the name parts 414 and 416 using a hash function 506 or 508.
  • the numerical representation 510 includes z. B.
  • 52 bits and the numerical representation 512 includes z. 8 bits.
  • a further numeric representation will now testifies 504 with 60 bits it ⁇ from the numerical representations 510 and 512th
  • the numerical repre ⁇ corresponds tion 504 of the sequence of numerical representations 510 and 512.
  • a fixed first number of 514 is used.
  • Hash functions can map different names to the same numeric representation. To exclude a double ⁇ addressing, an the IPv6 standard specified according to "Duplicate Address Detection" method leads Runaway ⁇ , such duplicate addresses may be detected by means of which.
  • the remaining four bits which are defined by the first number 514, are changed until a unique interface identifier 500 is created. From this interface identifier 500, the third network address can be formed by prefixing the corresponding prefix.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vernetzung einer automatisierten Anlage, wobei die automatisierte Anlage mindestens eine Zelle aufweist, wobei die Zelle ein Subnetzwerk aufweist, wobei das Subnetzwerk über einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angebunden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe wobei sich die zweite Multicastgruppe über das Subnetzwerk und das weitere Subnetzwerk erstreckt; - Detektion einer zweiten Netzwerkadresse einer Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe mittels der zweiten Multicastgruppe, wobei die Baugruppe über die zweite Netzwerkadresse der zweiten Multicastgruppe zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle zuvor an das Subnetzwerk angeschlossen worden ist; - Zuweisung eines Namens an die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe über die zweite Netzwerkadresse. In einem weiteren Schritt erfolgt die Ermittlung einer dritten Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe, die zumindest einen Teil einer numerischen Repräsentation des Namens aufweist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage sowie eine Baugruppe im Allgemeinen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage über ein Netzwerk, das gemäß dem Internet-Protokoll Version 6 adressiert ist, im Besonderen .
Stand der Technik
Automatisierte Anlagen sind Anlagen, in denen Prozesse weit¬ gehend automatisiert durchgeführt werden. Ein Beispiel für eine automatisierte Anlage ist eine Produktionsanlage, in der die zur Produktion eines Produkts notwendigen Prozessschritte weitgehend automatisiert ablaufen. Automatisierte Anlagen be- stehen in der Regel aus mehreren Zellen. Eine Produktionsanlage kann zum Beispiel eine Fließbandfertigung für die Produktion eines Kraftfahrzeuges sein und eine Zelle in dieser Fließbandfertigung kann ein Schweißroboter sein. Eine Zelle weist in der Regel mehrere Baugruppen auf. Baugruppen sind z. B. einzelne elektrische Geräte oder auch Softwarekomponenten. Die Baugruppen bilden somit die die Zelle konstituierenden Einheiten .
Die einzelnen Zellen einer automatisierten Anlage werden durch ein Netzwerk miteinander vernetzt. Jede Zelle weist dabei ihr eigenes Subnetzwerk (im Folgenden auch als Subnetz bezeichnet) auf, an welches die Baugruppen der Zelle lokal angeschlossen sind. Zur Kopplung der Subnetze der Zellen untereinander werden Router verwendet, mittels denen die Datenpakete zwischen den entsprechenden Subnetzen geroutet werden . Die einzelnen Subnetze bzw. das Netzwerk der automatisierten Anlage werden gemäß dem Internetprotokoll adressiert. Momen¬ tan wird an der Einführung eines neuen Internetprotokolls für das World Wide Web, dem so genannten Internet-Protokoll Ver- sion 6 (IPvβ) gearbeitet. Ein Grund für die Einführung des IPvβ ist, dass der Adressraum, den das bisher eingesetzte Internet-Protokoll Version 4 (IPv4) bietet, auf etwas über 4 Mrd. IP-Adressen begrenzt ist, was mittlerweile zu einer Adressenknappheit führt.
Eine IPvβ-Adresse ist 128 Bit lang, wohingegen eine IPv4 Adresse nur 32 Bit lang ist. Aufgrund der 128 Bit einer IPvβ- Adresse sind über 340 Sextillionen verschiedene Adressen möglich. Das bedeutet, dass jedem Quadratmillimeter Erdober- fläche ca. 689 Brd. Adressen zugewiesen werden könnten. Eine Adressenknappheit ist somit auch für die ferne Zukunft auszu¬ schließen .
Nach dem Stand der Technik generiert jede Netzwerkschnitt- stelle einer Baugruppe bei ihrer Inbetriebnahme im Subnetz- werk der Zelle aus ihrer MAC-Adresse einen so genannten Interface Identifier (IFID) . Bei der MAC-Adresse handelt es sich um eine Hardwareadresse, die der Netzwerkschnittstelle vom Hersteller zugewiesen wurde und mittels derer die Schnittstelle eindeutig identifizierbar ist. Die MAC-Adresse wird im Falle von IPvβ in einen so genannten EUI-64 (EUI = Extended Unique Identifier) umgewandelt, der somit im Falle von IPvβ dem obigen IFID entspricht. Der Interface Identifier bildet aufgrund seiner Generierung aus der MAC-Adresse eine eindeutige numerische Identifikation für die Netzwerkschnitt¬ stelle .
Diesem IFID wird zur Generierung einer linklokalen Adresse ein Präfix (z. B. FE80::/10 bei IPvβ) vorangestellt. Die linklokale Adresse setzt sich somit aus dem Präfix und dem
IFID zusammen. Bei der linklokale Adresse handelt es sich um eine erste Netzwerkadresse der Schnittstelle, die nur im lokalen Subnetz und nicht über Routergrenzen hinweg zur Adressierung verwendet werden kann.
Diese linklokale Adresse wird nun als Absenderadresse der Netzwerkschnittstelle verwendet, um Router am Subnetz über eine erste Multicastgruppe „All Routers", welche nur linklo¬ kal erreichbar ist, ausfindig zu machen. Eine Multicastgruppe ist im allgemeinen eine als Zieladresse verwendete Netzwerk¬ adresse, der mehrere Netzwerkschnittstellen, auch in ver- schiedenen Subnetzen, zugeordnet werden können. Die linklokale Multicastgruppe „All Routers" ist gemäß dem IPvβ Standard in jedem Subnetzwerk definiert. Die Router antworten nun auf diese Anfrage, indem sie an die linklokale Adresse der Netz¬ werkschnittstelle der Baugruppe eine Liste von Präfixen zu- rücksenden. Jedes dieser Präfixe wird nun von der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe mit der IFID kombiniert; somit entsteht für jeden Präfix eine weitere Netzwerkadresse (zwei¬ te bis n-te) . Ab diesem Zeitpunkt ist die Baugruppe über Rou¬ tergrenzen hinweg erreichbar. Die Routerfunktionalität kann hierbei auch in eine Baugruppe integriert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Verwendung von IPvβ in automatisierten Anlagen zu ermöglichen und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrich- tung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage anzugeben.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Vernetzung einer automatisierten Anlage angegeben. Dabei weist die automatisierte Anlage mindestens eine Zelle auf. Die Zelle weist ferner ein Subnetz auf, wobei das Subnetz über einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angebunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Schritt der Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe im Netzwerk auf, wobei sich die zweite Multicastgruppe über das Subnetzwerk und das weitere Subnetzwerk erstreckt. Ferner weist es den Schritt der Detektion einer zweiten Netzwerkadresse einer Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe mittels der zweiten Multicastgruppe auf, wobei die Baugruppe mit der zweiten Netzwerkadresse der zweiten Multicastgruppe zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle zuvor an das Subnetzwerk angeschlossen worden ist. Zudem erfolgt in einem weiteren Schritt die Zuweisung eines Namens an die Netzwerk- schnittsteile der Baugruppe über die zweite Netzwerkadresse.
Wie zuvor beschrieben sucht die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe mittels einer für die Netzwerkschnittstelle erzeug¬ ten linklokalen ersten Netzwerkadresse die linklokale erste Multicastgruppe „All Routers". Die linklokale Adresse weist dabei ein erstes Präfix (z. B. FE80::/10) und den Interface Identifier (IFID) der Netzwerkschnittstelle auf. Der Router antwortet, indem er an die linklokale Adresse zumindest ein zweites Präfix sendet. Dieses zweite Präfix wird nun zusammen mit dem IFID von der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe in der ersten Netzwerkadresse verwendet, um der zweiten Multi¬ castgruppe beizutreten. Die zweite Multicastgruppe kann z. B. eine logische oder eine topologische Bedeutung besitzen (z. B. „alle noch nicht konfigurierten Knoten", „alle noch nicht konfigurierten IO-Baugruppen", ...) .
Damit kann die zweite Netzwerkadresse, z. B. von einem Pro¬ jektierungswerkzeug, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren detektiert werden, z. B. indem das Projektierungswerkzeug bei der zweiten Multicastgruppe erfragt, welche Netzwerkschnitt¬ stellen dieser Multicastgruppe angehören. Da sich die zweite Multicastgruppe über das Subnetzwerk der Zelle hinaus er¬ streckt, also auch auf weitere Subnetzwerke der automatisier¬ ten Anlage, kann diese Abfrage netzweit erfolgen. Die Abfrage ist nicht, wie z. B. DCP bei PROFINET, auf die im gleichen
Subnetz wie die Projektierungssoftware befindlichen Netzwerk¬ schnittstellen beschränkt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe über die Multicastgruppe, z. B. durch das Projektierungswerkzeug, ein Name zugewiesen. Dabei wird die IFID der Netzwerkschnittstelle durch einen symboli- sehen Namen zur Adressierung erweitert. Die Netzwerkschnitt¬ stelle der Baugruppe lässt sich daher von dem Projektierungs¬ werkzeug, das außerhalb des Subnetzwerkes auf die zweite Mul¬ ticastgruppe zugreifen kann, projektieren und konfigurieren. Dies ist insbesondere bei großen automatisierten Anlagen vor- teilhaft, da man die Projektierung, die Konfiguration bzw. die Vernetzung der automatisierten Anlage von einem zentralen Knoten aus durchführen kann und nicht mehr jede Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe einer Zelle direkt vor Ort in das Subnetzwerk integriert werden muss. Für den Fall, dass eine Baugruppe nur eine einzige Netzwerkschnittstelle be¬ sitzt, kann der Name auch stellvertretend der Baugruppe zuge¬ wiesen werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Erzeugung einer numerischen Repräsentation aus dem Namen der Netzwerkschnittstelle einer Baugrup¬ pe auf. In weiteren Schritten erfolgt die Erzeugung einer dritten Netzwerkadresse für die Baugruppe, wobei die dritte Netzwerkadresse zumindest einen Teil der numerischen Reprä- sentation aufweist und die Zuweisung der dritten Netzwerkadresse an die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe. Dabei kann der Name insbesondere zur Erzeugung eines zweiten IFID verwendet werden. Die dritte Netzwerkadresse kann dann aus dem zweiten IFID und dem zweiten Präfix zusammengesetzt und der Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe zugewiesen werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass im Falle eines Austauschs einer Netzwerkschnittstelle oder einer gesamten Baugruppe der neu installierten Netzwerkschnitt¬ stelle oder Baugruppe der gleiche Namen und folglich auch die gleiche dritte Netzwerkadresse zugewiesen werden können, wohingegen sich die ersten und zweiten Netzwerkadressen aufgrund der Bildung der ersten und zweiten Netzwerkadressen mittels der MAC-Adresse jeder Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe zwangsläufig unterscheiden. Dadurch entfällt eine aufwändige Neuprojektierung im Falle eines Netzwerkschnittstellen- oder Baugruppentausches.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Name einer
Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe auf einem Wechseldaten¬ träger remanent gespeichert. Somit ist es beim Netzwerk¬ schnittstellen- oder Baugruppentausch ausreichend, den Wechseldatenträger zu tauschen, die Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe erhält dann auch ohne Projektierungswerkzeug die gleiche Adresse wie die ausgetauschte Netzwerkschnittstelle oder Baugruppe.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden das Netzwerk und das Subnetzwerk gemäß dem Internetprotokoll Version 6 (IPvβ) adressiert. Dabei werden die Netzwerkschnittstellen zum Beispiel an einen Ethernet basierten Feldbus, wie etwa PROFINET angeschlossen, wobei der Feldbus gemäß dem IPvβ- Protokoll adressiert wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die dritte Netzwerkadresse Hierarchiestufen auf, wobei durch die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage strukturiert wird.
IPvβ bietet die Möglichkeit, die Internetadressen hierar¬ chisch aufzubauen. In einer Internet-Adresse lassen sich nach dem RFC2374 Dokument, das zum Beispiel über die Internetseite www.ietf.org abrufbar ist, verschiedene Hierarchiestufen definieren. Damit kann zum Beispiel der hintere Teil bzw. Be- reich der IP-Adresse die Netzwerkschnittstelle über deren
IFID spezifizieren, ein davor liegender Teil die Baugruppe, ein weiterer Teil die Zelle und ein anderer Teil die Anlage. Der hierarchische Aufbau von Internetadressen hat den Vorteil, dass man die vorprojektierten und vorprogrammierten Zellen einer automatisierten Anlage in Serie herstellen kann. Bei Inbetriebnahme der automatisierten Anlage, die zum Bei¬ spiel zwei solcher Zellen enthält, müssen die Postfixe der jeweiligen Netzwerkschnittstellen der Baugruppen in den zwei Zellen nicht mehr geändert werden. Es reicht, den Bereich der Präfixe der Adressen, die für die Zellen vorgesehen sind, entsprechend zuzuweisen. Dies hat den Vorteil, dass vor Ort, das heißt bei Inbetriebnahme der automatisierten Anlage, kei- ne zusätzliche Konfiguration der Adressen nötig ist. Somit sinkt der Aufwand bei der Inbetriebnahme und potentielle Feh¬ ler bei der Änderung der Adresse werden eliminiert. Ein Beispiel für potentielle Fehler ist die Doppelvergabe von Ad¬ ressen oder eine Fehladressierung.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die Netzwerkadressen in Hierarchiestufen betreffend jeweils die automati¬ sierte Anlage, die Zellen, die Baugruppen und die Netzwerkschnittstellen strukturiert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weisen die zweite Netzwerkadresse und die dritte Netzwerkadresse jeweils einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich, einen dritten Bereich und einen vierten Bereich auf, wobei der erste Bereich die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe spezifiziert, wobei der zweite Bereich die zur Netzwerkschnittstelle zugehörige Bau¬ gruppe spezifiziert, wobei der dritte Bereich die Zelle spe¬ zifiziert, in der sich die Baugruppe befindet und wobei der vierte Bereich die Anlage spezifiziert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation, welcher durch den zweiten IFID gebildet wird, zur Spezifizierung des ersten und des zweiten Bereichs verwendet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation zur Spezifizierung eines ersten Teils des Interface Identifiers verwendet, wobei in einem zweiten Teil des Interface Identifiers eine erste Zahl vorgegeben ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Durchführung eines "Duplicate Address Detection" (DAD) Verfahrens zur Feststellung, ob die zweite Netzwerkadresse bereits im Subnetzwerk vergeben ist, auf. Das DAD-Verfahren ist ein im IPvβ Standard spezifiziertes Verfah¬ ren, mit dem eine doppelte Adressvergabe detektiert werden kann. Das Verfahren weist zudem den Schritt der Änderung der ersten Zahl in eine zweite Zahl unter erneuter Durchführung des DAD-Verfahrens bei Verwendung der ersten Zahl als zweite Zahl, für den Fall, dass die zweite Zahl bereits vergeben ist, auf.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die numerische Repräsentation mittels einer Hash-Funktion aus dem Namen generiert .
Die numerische Repräsentation eines Teils der dritten Ad¬ resse, z. B. des Interface-Identifiers, wird aus dem Namen unter Verwendung einer Hash-Funktion generiert. Hash-Funk- tionen können verschiedene Namen auf dieselbe numerische Repräsentation abbilden. Um eine Doppeladressierung auszu- schließen wird ein wie z. B. im IPvβ-Standard festgelegtes "Duplicate Address Detection" Verfahren durchgeführt. Wird nun eine Doppeladressierung erkannt, so wird ein für die Kollisionsauflösung reservierter Bereich der numerischen Repräsentation solange geändert, bis ein eindeutiger zweiter IFID entsteht.
Ein Name kann hierarchisch aufgebaut sein, jeder Namensbestandteil kann durch eine Hash-Funktion für sich in eine numerische Repräsentation umgewandelt werden. Aus der Folge der numerischen Repräsentationen der einzelnen Namensteile lässt sich eine weitere numerische Repräsentation bilden, die dann für einen wesentlichen Teil des Interface Identifiers verwendet wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Name der
Netzwerkschnittstelle der Baugruppe von einem Projektierungs¬ werkzeug der Netzwerkschnittstelle zugewiesen. Für den Fall, dass eine Baugruppe nur eine einzige Netzwerkschnittstelle besitzt, kann der Name auch stellvertretend der Baugruppe zugewiesen werden.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrich- tung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage, wobei die automatisierte Anlage mindestens eine Zelle aufweist, wobei die Zelle ein Subnetzwerk aufweist, wobei das Subnetzwerk über einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angebunden ist, wobei die Vorrichtung Mittel zur Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe und Mittel zur Detektion einer zweiten Netzwerkadresse einer Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe mittels der zweiten Multicast¬ gruppe aufweist, wobei die Baugruppe über die zweite Netz¬ werkadresse der zweiten Multicastgruppe zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle zuvor an das Subnetzwerk angeschlossen worden ist. Die Vorrichtung weist ferner Mittel zur Zuweisung eines Namens an die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe über die zweite Netzwerkadresse auf.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Baugruppe einer Zelle einer automatisierten Anlage mit einer oder mehreren Netzwerkschnittstellen zum Anschluss der Baugruppe an ein Subnetzwerk der Zelle, wobei das Subnetzwerk über einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angeschlossen ist. Die Netzwerkschnittstellen der Baugruppe weisen ferner Mittel zur Nutzung einer zweiten Multicastgruppe in den Subnetzwerken der automatisierten Anlage auf. Die Netzwerkschnittstellen der Baugruppe umfassen ferner Mittel zur Übermittlung einer zweiten Netzwerkadresse an die zweite Multicastgruppe, wobei die zweite Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstelle durch Übermittlung eines zweiten Prä¬ fixes durch den Router in Verbindung mit der ersten IFID der Netzwerkschnittstelle ermittelt worden ist.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Vernetzung einer Baugruppe mit einer automatisierten Anlage. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgenden anhand der Zeichnungen erläutert.
FIG 1 zeigt ein Blockdiagramm einer automatisierten Anlage,
FIG 2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
FIG 3 zeigt ein Strukturbild einer automatisierten
Anlage,
FIG 4 zeigt in einem Blockdiagramm den hierarchischen
Aufbau einer IPvβ-Adresse, und
FIG 5 zeigt schematisch, wie aus dem Namen einer Netzwerkschnittstelle die dritte Netzwerkadresse bzw. ein Teil davon generiert werden kann.
FIG 1 zeigt ein Blockdiagramm einer automatisierten Anlage 100. Die automatisierte Anlage weist dabei eine Zelle 102, einen zentralen Knoten 104, einen Router 108, ein Subnetzwerk 106 und ein Subnetzwerk 112 auf. Der zentrale Knoten 104 weist ein Projektierungswerkzeug 124 auf. Der zentrale Knoten 104 ist dabei im Wesentlichen ein Computer, der an das Subnetzwerk 106 der automatisierten Anlage 100 angeschlossen ist. Das Projektierungswerkzeug 124 ist im Wesentlichen ein Computerprogrammprodukt. Der Router 108 verbindet die Zelle 102 mit dem zentralen Knoten 104 über das Subnetzwerk 106 und das Subnetzwerk 112. Die Zelle 102 weist eine Baugruppe 110 auf, die wiederum eine Netzwerkschnittstelle 114 aufweist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Bereitstellung einer zweiten MuI- ticastgruppe 118 in dem Netzwerk durch die Netzwerkschnitt- stelle 114 der Baugruppe 110. In dem Subnetzwerk 106 wie auch im Subnetzwerk 112 erfolgt eine Adressierung über das Internet-Protokoll IPv6. Beim Anschluss der Netzwerkschnittstelle 114 an das Subnetz- werk 112 ermittelt die Netzwerkschnittstelle 114 der Bau¬ gruppe 110 eine linklokale erste Netzwerkadresse 128. Dabei wird eine 48-Bit-MAC-Adresse, die in der Netzwerkschnitt- stelle 114 vom Hersteller standardmäßig integriert ist, in einen 64-Bit "Extended Unique Identifier" (EUI-64) umgewan¬ delt. Dieser 64-Bit breite EUI dient fortan als erster Inter¬ face Identifier (erster IFID) 136 für diese Netzwerkschnitt¬ stelle 114. Diesem ersten IFID 136 wird noch ein erstes Prä- fix 132 z. B. FE80::/10 vorangestellt, das gemäß dem IPv6 Standard linklokale Adressen kennzeichnet. Die Kombination aus erstem Präfix 132 und erster IFID 136 ergibt somit die linklokale erste Netzwerkadresse 128. Die Netzwerkschnitt¬ stelle 114 der Baugruppe 110 sendet nun im Subnetz 112 so genannte Router Solicitations an eine standardmäßig vorgege¬ bene, linklokale erste Multicastgruppe 130 „All Routers" (FF02::2). Auf diese Anfrage antworten alle Router, welche dem Subnetz 112 angehören, im Falle der FIG 1 also Router 108, indem sie an die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 zumindest ein zweites Präfix 134 zurücksenden.
Dieses zweite Präfix 134 kann nun von der Netzwerkschnitt¬ stelle 114 der Baugruppe 110 verwendet werden, um eine zweite Netzwerkadresse 116 zu generieren. Die zweite Netzwerkadresse 116 weist dabei das zweite Präfix 134 sowie die erste IFID 136 auf. Die zweite Netzwerkadresse 116 ist damit über den Bereich des Subnetzwerkes 112 hinaus gültig und damit auch im Subnetzwerk 106, wohingegen die Netzwerkschnittstelle 114 über die linklokale erste Netzwerkadresse 128 nur innerhalb des Subnetzwerkes 112 ansprechbar ist.
Die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 kann dann mittels der zweiten Netzwerkadresse 116 der zweiten Multi¬ castgruppe 118 beitreten. Dadurch meldet sich die Netzwerk- schnittsteile 114 der Baugruppe 110, wenn eine entsprechende Anfrage an die zweite Multicastgruppe 118 gesendet wird, indem sie mit der zweiten Netzwerkadresse 116 antwortet. Damit kann dann das Projektierungswerkzeug 124 über eine Anfrage an die Multicastgruppe 118 die zweite Netzwerkadresse 116 detektieren und dann mittels der zweiten Netzwerkadresse 116 die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 anspre- chen.
Der Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 kann somit vom Projektierungswerkzeug 124 ein Name 120 zugewiesen wer¬ den. Aus dem Namen 120 wird nun eine numerische Repräsenta- tion, d. h. ein zweiter IFID 126, zum Beispiel durch Anwendung einer Hash-Funktion auf den Namen bzw. die Namensbestandteile, erzeugt. In dieser numerischen Repräsentation, d. h. in dem zweiten IFID 126, wird ein ausreichend großer Teil (zum Beispiel 4 Bit) für die Kollisionsauflösung ver- wendet. Der zweite IFID 126 wird nun vom Projektierungswerkzeug 124 der Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 über die zweite Netzwerkadresse 116 zugewiesen. Hieraus erzeugt die Netzwerkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 eine dritte Netzwerkadresse 122, welche aus dem zweiten Präfix 134 und dem zweiten IFID 126 besteht. Alternativ dazu kann durch das Projektierungswerkzeug 124 auch nur der Name 120 an die Netz¬ werkschnittstelle 114 der Baugruppe 110 übermittelt werden. Die gesamte Berechnung der numerischen Repräsentation, d. h. des zweiten IFID 126, erfolgt dann durch die Netzwerkschnitt- stelle 114 der Baugruppe 110.
In FIG 1 ist der zentrale Knoten 104 als eigener separater Knoten im Subnetzwerk 106 dargestellt. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch durchführbar, wenn die Funktionalität des Knotens 104, d. h. im Wesentlichen die Bereitstellung des Projektierungswerkzeuges 124, in einer anderen Zelle (nicht gezeigt in FIG 1) der automatisierten Anlage 100 zur Verfügung gestellt wird.
FIG 2 zeigt ein Flussdiagramm, das wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. In Schritt 200 er¬ folgt eine Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe durch die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe. In Schritt 202 erfolgt die Detektion einer zweiten Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstelle der Baugruppe, die sich im Subnetzwerk der Zelle befindet. Im Schritt 204 erfolgt eine Zuweisung eines Namens an die Netzwerkschnittstelle über die zweite Netzwerk- adresse. Im Schritt 206 erfolgt die Ermittlung einer dritten Netzwerkadresse unter Einbeziehung der numerischen Repräsentation des Namens der Netzwerkschnittstelle.
FIG 3 zeigt ein Strukturbild einer automatisierten Anlage 300. Die automatisierte Anlage 300 weist einen zentralen
Knoten 302 sowie zwei Zellen 304 und 306 auf. Die automati¬ sierte Anlage 300 weist ferner Router 314, 316 und 330 und Subnetzwerke 308, 310, 312 und 334 auf. Die Zelle 304 weist zwei Baugruppen 318 und 320 auf. Die Baugruppen 318 und 320 weisen die Netzwerkschnittstellen 340 und 342 bzw. 344 auf. Die Zelle 306 weist die Baugruppen 322 und 324 auf. Die Bau¬ gruppen 322 und 324 weisen die Netzwerkschnittstellen 328 und 332 bzw. 338 auf. Die Zelle 304 ist über die Router 314 und 330 und über die Subnetzwerke 308, 334 und 310 mit dem zent- ralen Knoten 302 verbunden. Die Zelle 306 ist über die Router 316 und 330 und über die Subnetzwerke 308, 334 und 312 mit dem zentralen Knoten 302 verbunden.
In dem Subnetzwerk 310 bzw. in dem Subnetzwerk 312 ist je- weils eine linklokale erste Multicastgruppe 336 vorgegeben. Wie zuvor beschrieben, ermitteln die Baugruppen bzw. die Netzwerkschnittstellen beim Anschluss an das jeweilige Subnetzwerk über die linklokale erste Multicastgruppe 336 die zweite Netzwerkadresse.
Die zweite Multicastgruppe 326 umfasst die Baugruppe 318 mit ihren Netzwerkschnittstellen 340 und 342 sowie die Baugruppe 320 mit ihrer Netzwerkschnittstelle 344, außerdem die Bau¬ gruppe 322 mit ihren Netzwerkschnittstellen 328 und 332 sowie die Baugruppe 324 mit ihrer Netzwerkschnittstelle 338.
Der zentrale Knoten 302 (bzw. ein Projektierungswerkzeug auf dem zentralen Knoten 302) ermittelt durch Abfrage der zweiten Multicastgruppe 326 die zweiten Netzwerkadressen der Netzwerkschnittstellen 340, 342, 344, 328, 332 und 338 und weist jeder dieser Netzwerkschnittstellen einen Namen zu. Jede dieser Netzwerkschnittstellen bildet aus ihrem Namen eine dritte Netzwerkadresse wie zuvor beschrieben. Alternativ kann die dritte Netzwerkadresse oder zumindest ein Teil der dritten Netzwerkadresse von einem Projektierungstool, das sich z. B. im zentralen Knoten befinden kann, gebildet werden und dann den jeweiligen Netzwerkschnittstellen zugewiesen werden.
Bei der Vergabe der Adresse an die Netzwerkschnittstellen der Baugruppen kann man sich nun die Möglichkeit von Adresshierarchien bei IPvβ zu Nutze machen.
Eine Netzwerkschnittstelle einer Baugruppe, wie etwa die
Netzwerkschnittstelle 340 der Baugruppe 318, kann dann eine Netzwerkadresse aufweisen, die einen ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich aufweist. Der erste Bereich kennzeichnet dabei die Netzwerk-Schnittstelle der Baugruppe 340. Der zwei- te Bereich kennzeichnet die Baugruppe 318, der dritte Bereich spezifiziert die Zelle 304 und der vierte Bereich kennzeich¬ net die Anlage 300. Der dritte und vierte Bereich der Netz¬ werkadresse sind somit bei der Baugruppe 318 und der Baugrup¬ pe 320 identisch. Die Netzwerkadressen der Netzwerkschnitt- stellen 340, 342 bzw. 344 der Baugruppen 318 und 320 unterscheiden sich im Wesentlichen nur im ersten bzw. im zweiten Bereich. Wird zum Beispiel die Zelle 304 an die automatisierte Anlage 300 erstmalig angeschlossen, so erfolgt nur eine Änderung des dritten und vierten Bereichs der Netzwerkadresse der Netzwerkschnittstellen 340, 342 bzw. 344 der Baugruppen 318. Der erste und der zweite Bereich der Netzwerkadressen der Netzwerkschnittstellen der Baugruppen bleibt unverändert.
Sind z. B. die Zellen 304 und die Zellen 306 baugleich, d. h. enthalten sie baugleiche Baugruppen und wurden sie vom gleichen Projektierungswerkzeug projektiert, dann weisen sie nor¬ malerweise auch dieselben Namen bzw. auch dieselbe Netzwerkadressen an den Netzwerkschnittstellen auf. Durch die hierar- chische Struktur der Netzwerkadresse ändert sich beim An- schluss der Zelle jedoch der dritte und der vierte Bereich der Adressen der Netzwerkschnittstellen 340, 342, 344, 328, 332 bzw. 338 der Baugruppen 318, 320, 322 und 324, wodurch die Adressen der Netzwerkschnittstellen der Baugruppen in den Zellen 304 und 306 in der Anlage 300 eindeutig werden.
FIG 4 zeigt den hierarchischen Aufbau einer Netzwerkadresse 400, wie er zum Beispiel für die dritte Netzwerkadresse ver- wendet werden kann, sowie deren hierarchisch aufgebauten Namen 418. Dabei ist ein erster Adressbereich 402 mit zugehörigem Namensteil 416 zur Spezifizierung der Netzwerkschnitt¬ stelle vorgesehen. Ein zweiter Bereich 404 bzw. 414 ist zur Spezifizierung der zur Netzwerkschnittstelle gehörenden Bau- gruppe vorgesehen. Ein dritter Bereich 406 bzw. 412 ist für die Spezifizierung der Zelle der Baugruppe reserviert und ein vierter Bereich 408 bzw. 410 ist für die Spezifizierung der automatisierten Anlage vorgesehen.
FIG 5 zeigt schematisch, wie aus dem Namen einer Netzwerkschnittstelle die dritte Netzwerkadresse bzw. ein Teil davon generiert werden kann. Der Teil der Netzwerkadresse ent¬ spricht dabei dem zweiten Interface Identifier 500 der Schnittstelle. Nach dem Vorhergehenden sind die Netzwerkad- ressen und Namen der einzelnen Netzwerkschnittstellen der Baugruppen in der automatisierten Anlage hierarchisch aufgebaut. Zur Spezifikation einer Schnittstelle einer Baugruppe ist dementsprechend nur der erste Bereich 402 bzw. 416 und der zweite Bereich 404 bzw. 414 maßgebend. Der Teil des Namens 502 der Netzwerkschnittstelle gliedert sich somit in einen Namensteil 414 für die Baugruppe und einen Namensteil 416 für die Netzwerkschnittstelle. Aus den Namensteilen 414 bzw. 416 wird jeweils unter Verwendung einer Hash-Funktion 506 bzw. 508 jeweils eine numerische Repräsentation 510 bzw. 512 erzeugt. Die numerische Repräsentation 510 umfasst dabei z. B. 52 Bit und die numerische Repräsentation 512 umfasst dabei z. B. 8 Bit. Aus den numerischen Repräsentationen 510 und 512 wird nun eine weitere numerische Repräsentation 504 mit 60 Bit er¬ zeugt. Beispielsweise entspricht die numerische Repräsenta¬ tion 504 der Folge der numerischen Repräsentationen 510 und 512. Für die verbleibenden vier Bits zur Generierung des Interface Identifiers 500 wird eine festgelegte erste Zahl 514 verwendet. Hash-Funktionen können verschiedene Namen auf dieselbe numerische Repräsentation abbilden. Um eine Doppel¬ adressierung auszuschließen, wird ein gemäß dem IPv6-Standard festgelegtes "Duplicate Address Detection" Verfahren durchge¬ führt, mit Hilfe dessen eine solche Doppeladressierung erkannt werden kann. Wird nun eine Doppeladressierung erkannt, so werden die verbleibenden vier Bits, die durch die erste Zahl 514 festgelegt werden, solange geändert, bis ein eindeu- tiger Interface Identifier 500 entsteht. Aus diesem Interface Identifier 500 kann durch Voranstellen des entsprechenden Präfixes die dritte Netzwerkadresse gebildet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Vernetzung einer automatisierten Anlage (100), wobei die automatisierte Anlage (100) mindestens eine Zelle (102) aufweist, wobei die Zelle (102) ein Subnetzwerk (112) aufweist, wobei das Subnetzwerk (112) über einen Router (108) an ein weiteres Subnetzwerk (106) der automatisierten Anlage (100) angebunden ist, wobei das Verfahren die folgen¬ den Schritte aufweist:
Bereitstellung einer zweiten Multicastgruppe (118), wobei sich die zweite Multicastgruppe (118) über das Subnetzwerk (112) und das weitere Subnetzwerk (106) erstreckt; - Detektion einer zweiten Netzwerkadresse (116) einer Netzwerkschnittstelle (114) einer Baugruppe (110) mittels der zweiten Multicastgruppe (118), wobei die Baugruppe (110) über die zweite Netzwerkadresse (116) der zweiten Multicastgruppe (118) zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle (114) zuvor an das Subnetzwerk (112) angeschlossen worden ist;
- Zuweisung eines Namens (120) an die Netzwerkschnitt¬ stelle (114) der Baugruppe (110) über die zweite Netzwerkadresse (116) .
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
- Erzeugung einer numerischen Repräsentation (126) aus dem Namen (120) der Netzwerkschnittstelle (114) der Baugruppe (110);
Erzeugung einer dritten Netzwerkadresse (122) für die Netzwerkschnittstelle (114) der Baugruppe (110), wobei die dritte Netzwerkadresse (122) zumindest einen Teil der numerischen Repräsentation (126) aufweist; - Zuweisung der dritten Netzwerkadresse (122) an die Netzwerkschnittstelle (114) der Baugruppe (110) .
3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Subnetz- werke (106, 112) gemäß dem Internet-Protokoll Version 6
(IPvβ) adressiert sind und wobei die Detektion der zweiten Netzwerkadresse (116) und die Zuweisung des Namens über das weitere Subnetzwerk (106) erfolgt.
4. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Netzwerkschnittstelle (114) bei ihrer Inbetriebnahme eine linklokale erste Netzwerkadresse (128) generiert, wobei die linklokale erste Netzwerkadresse (128) ein erstes Präfix (132) und einen ersten Interface Identifier (136) für die Netzwerkschnittstelle (114) aufweist, wobei der Router (108) der Netzwerkschnittstelle (114) zumindest ein zweites Präfix (134) sendet, wobei die zweite Netzwerkadresse (116) das zweite Präfix (134) und den ersten Interface Identifier (136) aufweist, wobei die dritte Netzwerkadresse (122) das zweite Präfix (134) und einen zweiten Interface Identifier (126) aufweist, wobei der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation (126) zur Spezifikation von zumindest einem Teil des zweiten Interface Identifiers (126) verwendet wird.
5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit dem Schritt der Speicherung des Namens (120) .
6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Netzwerkadresse (116) und die dritte Netzwerkadresse (122) Hierarchiestufen aufweisen, wobei durch die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage (100) strukturiert wird.
7. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage in Zellen, Baugruppen und Netzwerkschnittstellen strukturieren.
8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die dritte Netzwerkadresse einen ersten Bereich (402), einen zweiten Bereich (404), einen dritten Bereich (406) und einen vierten Bereich (408) aufweisen, wobei der erste Bereich die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe spezifiziert, wobei der zweite Bereich die zur Netzwerkschnittstelle zugehörige Bau¬ gruppe spezifiziert, wobei der dritte Bereich die Zelle spe¬ zifiziert, in der sich die Baugruppe befindet und wobei der vierte Bereich die Anlage spezifiziert.
9. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Teil der numerischen Repräsentation
(504) zur Spezifizierung eines ersten Teils des Interface Identifiers (500) verwendet wird, wobei in einem zweiten Teil des Interface Identifiers eine erste Zahl (514) angegeben ist .
10. Das Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit den Schritten:
- Durchführung eines "Duplicate Address Detection" (DAD) Verfahrens zur Feststellung, ob die dritte Netzwerkad¬ resse bereits im Netzwerk vergeben ist; - Änderung der ersten Zahl in eine zweite Zahl und erneute Durchführung des DAD-Verfahrens für den Fall, dass die dritte Netzwerkadresse bereits vergeben ist.
11. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die numerische Repräsentation mittels einer Hash-Funk- tion aus dem Namen generiert wird oder wobei die numerische Repräsentation als Ergebnis einer Folge von auf die Namensbe¬ standteile angewandter Hash-Funktionen generiert wird.
12. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren von einem Projektierungswerkzeug durchge- führt wird.
13. Vorrichtung zur Vernetzung einer automatisierten Anlage (100), wobei die automatisierte Anlage (100) mindestens eine Zelle (102) aufweist, wobei die Zelle (102) ein Subnetzwerk (112) aufweist, wobei das Subnetzwerk (112) über einen Router (108) an ein weiteres Subnetzwerk (106) der automatisierten Anlage (100) angebunden ist, wobei die Vorrichtung folgende Mittel aufweist: - Mittel zur Bereitstellung einer zweiten Multicast- gruppe (118), wobei sich die zweite Multicastgruppe
(118) über das Subnetzwerk (112) und das weitere Subnetzwerk (106) erstreckt;
- Mittel zur Detektion einer zweiten Netzwerkadresse
(116) einer Netzwerkschnittstelle (114) einer Baugrup¬ pe (110) mittels der zweiten Multicastgruppe (118), wobei die Baugruppe (110) über die zweite Netzwerkad- resse (116) der Multicastgruppe (118) zuvor beigetre¬ ten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle (114) zuvor an das Subnetzwerk (112) angeschlossen worden ist; Zuweisung eines Namens (120) an die Netzwerkschnitt¬ stelle (114) über die zweite Netzwerkadresse (116) .
14. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner mit:
- Mitteln zur Erzeugung einer numerischen Repräsentation
(126) aus dem Namen (120) der Baugruppe (110); - Mitteln zur Erzeugung einer dritten Netzwerkadresse
(122) für die Baugruppe (110), wobei die dritte Netz¬ werkadresse (122) zumindest einen Teil der numerischen Repräsentation (126) aufweist;
- Mitteln zur Zuweisung der dritten Netzwerkadresse (122) an die Netzwerkschnittstelle (114) der Baugrup¬ pe.
15. Die Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Netzwerk gemäß dem Internetprotokoll Version 6 (IPv6) adressiert ist.
16. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Netzwerkschnittstelle (114) bei ihrer Inbetriebnahme eine linklokale erste Netzwerkadresse (128) generieren kann, wobei die linklokale erste Netzwerkadresse (128) ein erstes Präfix (132) und einen ersten Interface Identifier (136) für die Netzwerkschnittstelle (114) aufweist, wobei der Router (108) der Netzwerkschnittstelle (114) zumindest ein zweites Präfix (134) sendet, wobei die zweite Netzwerkadresse (116) das zweite Präfix (134) und den ersten Interface Identifier (136) aufweist, wobei die dritte Netzwerkadresse (122) das zweite Präfix (134) und einen zweiten Interface Identifier (126) aufweist, wobei der zumindest eine Teil der numerischen
Repräsentation zur Spezifikation von zumindest einem Teil des zweiten Interface Identifiers (126) verwendet wird.
17. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner mit Mitteln zur Speicherung des Namens (120) .
18. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die dritte Netzwerkadresse (122) Hierarchiestufen aufweist, wobei die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage (100) strukturieren.
19. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Hierarchiestufen die automatisierte Anlage in Zellen, Baugruppen und Netzwerkschnittstellen strukturieren.
20. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die dritte Netzwerkadresse einen ersten Bereich, einen zwei¬ ten Bereich, einen dritten Bereich und einen vierten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich die Netzwerkschnittstelle der Baugruppe spezifiziert, wobei der zweite Bereich die zur Netzwerkschnittstelle zugehörige Baugruppe spezifiziert, wo¬ bei der dritte Bereich die Zelle spezifiziert, in der sich die Baugruppe befindet und wobei der vierte Bereich die Anlage spezifiziert.
21. Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20, wobei der zumindest eine Teil der numerischen Re¬ präsentation zur Spezifizierung des ersten Teils des ersten und des zweiten Bereichs verwendet wird, wobei in einem zwei- ten Teil des ersten oder des zweiten Bereichs eine erste Zahl angegeben ist.
22. Die Vorrichtung nach Anspruch 21 mit: - Mitteln zur Durchführung eines "Duplicate Address Detection" (DAD) -Verfahrens zur Feststellung, ob die zweite Netzwerkadresse bereits im Subnetzwerk vergeben ist;
- Mitteln zur Abänderung der ersten Zahl in eine zweite Zahl und erneute Durchführung des DAD-Verfahrens für den Fall, dass die dritte Netzwerkadresse bereits vergeben ist.
23. Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 22, wobei die numerische Repräsentation mittels einer Hash-Funktion aus dem Namen generierbar ist oder wobei die numerische Repräsentation als Ergebnis einer Folge von auf die Namensbestandteile angewandter Hash-Funktionen generiert wird.
24. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit einem Projektierungswerkzeug, wobei der Name der Baugruppe von dem Projektierungswerkzeug zugewiesen wird.
25. Eine Baugruppe einer Zelle einer automatisierten Anlage mit :
- einer Netzwerkschnittstelle zum Anschluss der Baugrup- pe an ein Subnetzwerk der Zelle, wobei das Subnetzwerk über einen Router an ein weiteres Subnetzwerk der automatisierten Anlage angeschlossen ist;
- Mitteln zur Bereitstellung und zur Nutzung einer zweiten Multicastgruppe in dem Subnetzwerk und in dem wei- teren Subnetzwerk der automatisierten Anlage;
Mitteln zur Übermittlung einer zweiten Netzwerkadresse an die zweite Multicastgruppe, wobei die zweite Netz¬ werkadresse von der Netzwerkschnittstelle nach einer Kommunikation mit dem Router erzeugt wurde.
26. Die Baugruppe nach Anspruch 25, wobei mindestens eine Netzwerkschnittstelle über IPvβ adressiert ist.
27. Ein Computerprogrammprodukt zur Vernetzung einer automa¬ tisierten Anlage (100), wobei die automatisierte Anlage min¬ destens eine Zelle aufweist, wobei die Zelle (102) ein Sub- netzwerk (112) aufweist, wobei das Subnetzwerk (112) über ei- nen Router (108) an ein weiteres Subnetzwerk (106) der automatisierten Anlage (100) angebunden ist, wobei das Computerprogrammprodukt computerausführbare Instruktionen aufweist, wobei durch die Instruktionen folgende Schritte ausgeführt werden :
Detektion einer zweiten Netzwerkadresse (116) einer Netzwerkschnittstelle (114) einer Baugruppe (110) mittels einer zweiten Multicastgruppe (118) über das weitere Subnetzwerk (106), wobei die Netzwerkschnitt- stelle (114) der Baugruppe (110) über die zweite Netz¬ werkadresse (116) der zweiten Multicastgruppe (118) zuvor beigetreten ist, wobei die Netzwerkschnittstelle (114) zuvor an das Subnetzwerk (112) angeschlossen worden ist; - Zuweisung eines Namens (120) an die Netzwerkschnitt¬ stelle (114) über die zweite Netzwerkadresse (116).
28. Das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27, wobei durch die Instruktionen ferner folgende Schritte ausgeführt werden:
- Erzeugung einer numerischen Repräsentation (126) aus dem Namen der Netzwerkschnittstelle (114) der Bau¬ gruppe (110) ; Erzeugung einer dritten Netzwerkadresse (122) für die Netzwerkschnittstelle (114) einer Baugruppe (110), wobei die dritte Netzwerkadresse (122) zumindest einen Teil der numerischen Repräsentation (126) aufweist; Zuweisung der dritten Netzwerkadresse (122) an die Netzwerkschnittstelle (114) der Baugruppe (110) .
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