WO2008119649A1 - Verfahren zum rekonfigurieren eines kommunikationsnetzwerks - Google Patents

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WO2008119649A1
WO2008119649A1 PCT/EP2008/053108 EP2008053108W WO2008119649A1 WO 2008119649 A1 WO2008119649 A1 WO 2008119649A1 EP 2008053108 W EP2008053108 W EP 2008053108W WO 2008119649 A1 WO2008119649 A1 WO 2008119649A1
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bridge
slave
master
data link
network
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PCT/EP2008/053108
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Martin Nathansen
Vivek Kulkarni
Elie Sfeir
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Siemens Aktiengesellschaft
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Priority to US12/593,972 priority patent/US8284658B2/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462—LAN interconnection over a bridge based backbone
    • H04L12/4625—Single bridge functionality, e.g. connection of two networks over a single bridge
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/22—Alternate routing
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/48—Routing tree calculation

Definitions

  • the invention is in the technical field of packet-switched communication networks and relates to a method for reconfiguring a communication network in which LANs using different network protocols are interconnected.
  • LANs Packet-switched Local Area Networks
  • office environment Packet-switched Local Area Networks
  • LANs In contrast to the office environment, LANs have to work reliably in everyday industrial environments under extreme conditions such as electromagnetic interference fields, high operating temperatures and mechanical stresses. Since the failure of a production plant and the associated downtimes are usually associated with high costs, it is added that in industrial applications, the requirements for reliability are higher than in office environment.
  • a ring topology is usually chosen for the network, as it enables a fast reconfiguration time of less than 500 ms in the event of a data link or bridge failure.
  • Network protocols typically use Ethernet standard based or proprietary network protocols for industrial LANs.
  • LANs in the office environment are usually constructed in a star or mesh topology and as a network protocol these days typically use RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) in accordance with IEEE standard 802. Iw.
  • RSTP Rapid Spanning Tree Protocol
  • ring-shaped industrial LANs are connected to one another via meshed Office LANs via data links.
  • the disadvantage here is the fact that the switching process for activating the blocked second data link takes comparatively much time and takes about 30 seconds when using the standardized routines of RSTP in the office LAN.
  • a method for reconfiguring a packet-switched communication network which comprises a (geswitchtes by bridges) first network and a (geswitchtes by bridges) second network, which are connected to each other via at least three redundant data links, respectively only one is activated for the user data exchange.
  • redundant data links only connecting the two networks of the communication network data links.
  • the at least three redundant data links are a master data link which can be presettable activated or activated and used for the user data exchange and at least two presettable inactivatable or inactivated slave data links which can be used for the user data exchange in the event of failure of the master data link ,
  • the redundant data links each connect a bridge of the first network and a bridge of the second network data-technically together.
  • Each bridge of the second network can in each case be connected to a separate bridge of the first network.
  • the bridge of the second network connected to the master data link is referred to here and below as the master bridge.
  • the respective bridges of the second network connected to a slave data link are referred to here and below as slave bridges.
  • Master and slave bridges of the second network may each be assigned individual path costs, with the master bridge being assigned the lowest path cost of all bridges connected to a redundant data link of the second network.
  • the path costs assigned to the master and slave bridges of the second network can be stored in the master bridge in a corresponding data storage device.
  • the path costs allocated to the master and slave bridges of the second network can in particular be transmitted by means of signals from the slave bridges to the master bridge, in particular based on the second network protocol.
  • the first network of the communication network can msbeson- be installed as office LAN in a office environment.
  • a first network protocol has been set up for data exchange.
  • the first network protocol used in the first network is preferably RSTP according to IEEE standard 802. Iw, which forms a logical topology in the form of a spanning tree on the physical topology of the first network.
  • the first network preferably has a meshed or star-shaped physical topology.
  • the second network of the communication network can be installed, in particular, as an industrial LAN in an industrial environment and uses a second network protocol based in particular on the Ethernet standard for data exchange, which can be a standard or proprietary network protocol.
  • the Network is different from the first network protocol, especially RSTP.
  • the second network preferably has an annular topology.
  • the inventive method for reconfiguring the communication network comprises the following steps:
  • the master bridge Detecting a failure of the (default) activated master data link by the master bridge of the second network connected to the master data link.
  • the failure of the master data link can be detected, for example, by a lack of reception of a signal transmitted by the bridge of the first network connected to the master data link by the master bridge ("loss-of-signal").
  • the master bridge is provided for this purpose with a device for detecting a signal failure (hardware detector) of the data link. In this way, in particular a so-called hardware alarm of the master bridge can be triggered.
  • Master bridge Generation of a first data packet (N1) by the master bridge and transmission of the first data packet (N1) to a slave bridge of the slave bridge connected to a slave data link second network.
  • the master bridge selects the slave bridge of the second network for transmission of the first data packet in accordance with a preselected selection rule.
  • the first data packet (N1) is transmitted from the master bridge of the second network to the slave bridge of the second network by means of the second network protocol.
  • the master bridge After transmission of the first data packet by the master bridge: receiving and processing of the first data packet by the slave bridge, wherein the first data packet contains logical information by which the at least partial execution of the first network protocol, in particular RSTP, on one with the slave Data link connected port of the slave bridge is triggered.
  • the first network protocol in particular RSTP
  • Activation of the slave link by the first network protocol executed on the port of the slave link is preferably carried out by exporting a handshake mechanism defined in RSTP between the RSTP port of the slave bridge of the second network connected to the inactivated slave data link and a bridge of the first link connected to the inactivated slave data link network.
  • Activation of the inactivated slave data link takes place here by means of routines standardized in RSTP.
  • the method according to the invention advantageously comprises the further steps:
  • the failure of the activated slave data link can, for example, based on a lack of receiving a signal sent from the connected to the slave data link bridge of the first network signal through the
  • Slave bridge of the second network can be detected.
  • the slave bridge is equipped for this purpose with a device for detecting a missing signal reception (hardware detector). As a result, in particular, a hardware alarm of the slave bridge can be triggered.
  • the slave bridge After transmission of the second data packet by the slave bridge: receiving and processing of the second data packet (N2) by the master bridge, wherein the second data packet contains logical information by which the master bridge is informed about the failure of the slave data link.
  • the master bridge Re-generating a first data packet (Nl) by the master bridge and transmitting the first data packet (Nl) to a slave bridge of the second network connected to a slave data link (not failed).
  • the master bridge selects the slave bridge of the second network for transmission of the first data packet in accordance with the preselectable selection rule.
  • the first data packet (N1) is transferred from the master bridge of the second network to the slave bridge of the second network by means of the second network protocol. factory transfer.
  • the selected slave bridge Receiving and processing of the first data packet by the selected slave bridge, wherein the first data packet contains logical information by which the at least partially execution of the first network protocol, in particular RSTP, is triggered on a connected to the slave data link port of the slave bridge.
  • the first network protocol in particular RSTP
  • the slave data link is preferably activated by executing a handshake mechanism defined in RSTP between the RSTP port of the slave bridge of the second network connected to the inactivated slave data link and a bridge of the first link connected to the inactivated slave data link network. Activation of the inactivated slave data link takes place here by means of routines standardized in RSTP.
  • the method for activating a further inactivated slave data link in the event of failure of a slave data link activated after failure of the master data link can be repeated for all slave data links of the communication network.
  • a selection of the slave bridges for activating the slave data links connected to the slave bridges is carried out according to the slave bridges in each case allocated path costs.
  • the master bridge and the slave bridge of the second network are path costs, in particular RSTP path costs, for example by the Assigned to network protocol.
  • Particularly advantageous are the master bridge here assigned the lowest path costs.
  • the master bridge for activating a slave data link advantageously selects those slave bridges which are assigned the subsequent path costs with respect to the master bridge.
  • the master bridge advantageously selects that slave bridge which has the post-medium path costs with respect to the slave bridge of the failed slave data link. In this way, it can be ensured that the data connection between the two networks always has the lowest possible path costs.
  • this comprises the following further steps:
  • a third data packet (N3) by the master bridge and transfer of the third data packet to the slave bridge of the activated slave data link.
  • the third data packet is transmitted to all slave bridges. This informs the slave bridges of the activated and deactivated slave data links about the restoration of the master data link.
  • the slave bridge After transmission of the third data packet: receiving and processing of the third data packet by the slave bridge (s), wherein the third data packet contains logical information, by which termination of the execution of the first network protocol, in particular RSTP, on the slave bridge or a termination of the transmission of RSTP configuration frame by the slave bridge is effected.
  • the third data packet contains logical information, by which termination of the execution of the first network protocol, in particular RSTP, on the slave bridge or a termination of the transmission of RSTP configuration frame by the slave bridge is effected.
  • the following steps are performed to activate the restored master data link and to deactivate the second slave data link after detecting the restoration of the master data link by the master bridge:
  • the master data link is preferably activated by exporting a handshake mechanism implemented in RSTP between the bridges of the first and second network which are directly connected to the master data link.
  • a handshake mechanism implemented in RSTP between the bridges of the first and second network which are directly connected to the master data link.
  • This can advantageously a particularly rapid reconfiguration of the logical topology in recovery of the master data links, in particular using routines implemented in RSTP.
  • the invention further extends to a search as described above sch ⁇ ebenes packet-switched communications network with egg ⁇ nem a first network protocol onset first network and a different from the first network protocol second network protocol onset of the second network, in which the two networks interconnected by at least three redundant data links are, of which only one is activated for user data exchange, wherein a master data link is activated by default and at least two slave data links are disabled by default.
  • the bridges in particular associated with a slave data link bridges, each turned so directed ⁇ that a process as described above is ausvigbar.
  • the invention extends to a master bridge of a packet-switched communication network as described above.
  • the OF INVENTION ⁇ extension extends to a slave bridge a pa ⁇ ketverstofften communication network as described above.
  • FIG. 1A-1D are schematic representations to illustrate an exemplary embodiment of the erfmdungsgeschreiben
  • Figs. 1A-1D schematically a Ausbowungs- example of the inventive communication network is open ⁇ shows.
  • the designated as a whole by reference numeral 1 comprises a communi ⁇ nikationsnetztechnik installed in a Buroum poverty, maschenformiges, office, switched by bridges LAN 2 and an industrial-environment-installed annular bridge-switched industrial LAN 3.
  • the physical topology of the office LAN 2 includes four bridges 4-7 which are meshed with each other in a meshed fashion via respective point-to-point links (data links).
  • data links are shown by solid lines and not otherwise denoted.
  • the IEEE standard 802. Iw standardized network protocol RSTP is executed.
  • RSTP network protocol
  • a logical topology in the form of a spanning tree is formed on the physical topology of the office LAN 2 given by the bridges and data links, which is used exclusively for the exchange of user data packets.
  • the spanning tree is not nearer marked.
  • the RSTP network protocol assigns unique identifiers (IDs) and path costs to all RSTP bridges and RSTP ports on the office LAN 2.
  • IDs unique identifiers
  • the bridges can change the state of their Change ports.
  • Each configuration frame contains a series of fields, such as a flag field for indicating or confirming a topology change, a rootbuck ID field for identifying the rootbruck indicating priority and ID, a path cost field for specifying the path cost of the root bridge sending the BPDU , a message age field (MessAge) for specifying the period since the BPDU was sent, a MaxAge field for specifying a time after which the message is to be deleted, a Hello time field for specifying the period between regular configuration messages (Hello signals) the root bridge, and a forward delay field that indicates the wait time after a topology change.
  • fields such as a flag field for indicating or confirming a topology change, a rootbuck ID field for identifying the rootbruck indicating priority and ID, a path cost field for specifying the path cost of the root bridge sending the BPDU , a message age field (MessAge) for specifying the period since the BPDU was sent, a MaxAge field for specifying
  • RSTP uses four criteria to determine the highest priorities of the bridges or their ports. These are: the smallest Rootbrucken-ID, the lowest path cost to the Rootbrucke, the smallest Sendebrucken-ID and the smallest Port-ID.
  • each bridge In order to determine a root bridge, in RSTP all ports of the bridges after initialization (for example, after a restart of the network) first in the state "Blockmg", each bridge assumes that it is itself a root bridge and a corresponding BPDU with their own Send ID as Rootbruck ID to the other bridges. Then the bridge with the lowest Rootbrucken-ID is used as rootbruck. If the rootbruck ID is identical, the lowest MAC address is used as a supplementary criterion.
  • the root bridge From the selected root bridge, all network paths of the spanning tree are then determined, via which a data exchange between the bridges in the communication network is to take place. For this purpose, the root bridge first sends BPDUs to the other bridges. Each bridge then determines as root Port a port that has the lowest path cost to Rootbrucke. In the case of equal path costs, the port ID is used as a supplementary criterion. Subsequently, designate ports are determined based on the path cost and the designated bridges of the spanning tree are determined.
  • the root bridge tells all bridges in the spanning tree at regular intervals via a corresponding BPDU (hello signal) that it is still there. If such a hello signal fails, for example because of the failure of a link or the root bridge itself, a reconfiguration of the communication network is required to determine a new spanning tree. Since at this time only BPDUs, i. H. Data packets are transmitted to determine a new spanning tree, the communication network for this period for a user data exchange is not usable.
  • BPDU i. H.
  • RSTP also identifies alternative ports that block BPDUs from other bridges and provide an alternative route to the root bridge if the root port goes down.
  • RSTP proposes / agreement handshake mechanism between directly connected bridges.
  • Proposal / Agreement handshake mechanism RSTP bridges automatically send BPDUs to the neighboring bridges at predeterminable intervals.
  • RSTP specifies that a bridge loses its link to a neighboring bridge if it can not receive BPDUs within a predefined time period. In this way, a failure of a link can be detected quickly.
  • the topology of the industry LAN 3 includes six bridges 8-13 which are annularly connected to each other via respective point-to-point data links.
  • the data links between the bridges are shown by a solid line and not otherwise denoted.
  • the office LAN 2 and the industrial LAN 3 are connected to each other via three redundant data links 14-16 in terms of data technology. These are a default activated for the user data exchange Master lmk 14 and two for the user data exchange preset inactivated slave data links 15, 16.
  • FIG. 1A shows an initial situation for carrying out the method according to the invention, in which the master data log 14 is activated and the two slave data links 15, 16 are inactivated.
  • the activated master data log 14 is therefore represented by a solid line, while the two inactivated slave data links 15, 16 are shown by broken lines.
  • the two slave data links 15, 16 serve as activatable redundant connections (back-up lmks) between the two networks 2, 3rd
  • the master data link 14 is connected to an RSTP port of the RSTP bridge 6 of the office LAN 2 and a proprietary port of the proprietary bridge 8 ("master bridge") of the industrial LAN 3 which uses the proprietary network protocol.
  • Em first slave data link 15 is connected to an RSTP-executing RSTP port of the RSTP bridge 7 of the office LAN 2 and a proprietary port of the proprietary bridge 9 of the industrial LAN 3.
  • the second slave data link 16 is connected to an RSTP port of the RSTP bridge 5 of the office LAN 2 and to a proprietary port of the proprietary bridge 13 of the industrial LAN 3.
  • each data link between the two networks 2, 3 connects a bridge of one network to a separate bridge of the other network.
  • Both ports connected to the master data interface 14 are activated, in particular the RSTP port of the RSTP bridge 6 of the office LAN 2 being in its "forwardmg" state.
  • the RSTP port of the RSTP bridge 7 of the office LAN 2 connected to the first slave data link 15 is set in its "Blockmg” state.
  • the RSTP port of the RSTP bridge 5 of the office LAN 2 connected to the second slave data link 16 is set to its "Blockmg" state.
  • the RSTP bridges of the office LAN 2 and the bridges 8, 9, 13 of the industrial LAN 3 directly connected to the office LAN 2 via the data links 14-16 are RSTP path costs assigned.
  • the master bridge 8 of the industrial LAN 3 connected to the master data link 14 the path costs of all bridges of the industrial LAN 3 directly connected to the office LAN 2 are stored in a data storage device.
  • the path costs of the slave bridges of the industrial LAN 3 directly connected to the office LAN 2 can be sent to the master bridge 8 via messages (data packets) generated by the slave bridges, in particular based on the proprietary network protocol of the industrial LAN 3 become.
  • FIG. 1B shows a situation in which, starting from the situation illustrated in FIG. 1A, with activated master data memory 14, this has fallen out for the payload data transmission.
  • the failed master data file 14 is shown by a broken line.
  • the failure of the activated master data link 14 is detected by the two bridges connected by the master data link 14 by a missing signal reception ("loss of signal") by a corresponding device for detecting a missing signal reception (hardware detector).
  • this triggers a hardware alarm, as a result of which a first data packet N 1 from the master station Bridge 8 is generated.
  • the master bridge 8 among the two slave bridges 9, 13 selects those to which the smaller RSTP path costs are assigned.
  • this is the slave bridge 9 of the first slave data link 15.
  • the master bridge 8 sends the first data packet N1 via the corresponding data link of the ring-shaped industrial LAN 3 to the slave bridge 9 connected to the first slave data link 15.
  • the first data packet N1 contains logical information by which the slave bridge 9 is informed that the master link 14 for the user data exchange has failed.
  • a flag "Fallen-Master-Datenlmk" is set in the first data packet N1.
  • the slave bridge 9 of the industrial LAN 3 is in this case a highest bridge ID, ie the lowest priority assigned to all RSTP bridges of the office LAN 2, whereby it can be ensured that the slave bridge 9 is in formation a spanning tree of the office LAN 2 is not undesirably chosen as the new root bridge.
  • the slave bridge 9 of the industrial LAN 3 which is now provided with an RSTP port, generates a first RSTP signal.
  • the RSTP configuration frame RSTP-BPDUl is a suggestion message (pro posal) for activating the link to the first slave data link 15 (blocked) within the framework of the handshake mechanism implemented in RSTP ) RSTP ports of the RSTP bridge 7 of the office LAN 2.
  • the RSTP bridge 7 Upon receiving and processing the first RSTP congestion frame through the RSTP bridge 7 of the office LAN 2, the RSTP bridge 7 generates a second RSTP congestion frame
  • RSTP-BPDU2 sends the second RSTP-Conflgurationsrahmen to the slave bridge 9 of the Indust ⁇ e-LAN 3.
  • the second RSTP-Schwiergurationsrahmen is another suggestion message (Proposal).
  • the slave bridge 9 Upon receipt and processing of the second RSTP configuration frame by the slave bridge 9, it generates a third RSTP Conflicting Frame (RSTP-BPDU3) and sends the third RSTP Confluration Frame to the RSTP Bridge 7 of the Industrial LAN 3.
  • the third one RSTP Conflict Framework is an agreement (Agreement).
  • the RSTP port of the RSTP bridge 7 of the first slave data link 15 is set in its "Forwardmg" state, which places the blocked first slave data link 15 in its active state, which exchanges useful data between the two both networks. This is illustrated in FIG. 1B by a solid line for the first slave data link 15.
  • the handshake mechanism for activating the blocked RSTP port connected to the first slave data link 15 corresponds to the routines standardized according to IEEE standard 802. Iw.
  • FIG. 1C shows a further situation in which the first slave data link 15 activated for user data transmission has failed.
  • the failure of the first slave data link 15 is detected by the slave bridge 9 connected to the first slave data link 15, for example by a hardware detector detecting the lack of reception of configuration BPDUs, which can be transmitted from the bridge 7 of the office LAN 2, can capture.
  • this triggers a hardware alarm, as a result of which a second data packet N2 is generated by the slave bridge 9.
  • the slave bridge 9 sends the second data packet N2 via the corresponding data link of the ring-shaped industrial LAN 3 to the master bridge 8 connected to the master data link 14.
  • the second data packet N2 contains logical information by which the master bridge 8 is informed that the first slave data link 15 has failed for the user data exchange. For this purpose, for example, a flag "Fold-out slave data link" is set in the second data packet N2.
  • the detection of the failure of the first slave data link 15 by means of the second data packet triggers a hardware alarm, as a result of which a first data packet N 1 is again generated by the master bridge 8 ,
  • the master bridge 8 selects the next slave bridge 13 for transmission of the generated first data packet Nl.
  • the master bridge 8 selects such a slave bridge, which are assigned the next lowest RSTP path costs with respect to the slave bridge 9 connected to the failed first slave data link 15, in this case the slave bridge 13.
  • the master bridge 8 sends the first data packet N1 via the corresponding data link of the ring-shaped industrial LAN 3 to the slave bridge 13 connected to the second slave data link 16.
  • the first data packet N1 ent - Holds logical information by which the slave bridge 13 is informed that the master data link 14 has failed for the user data exchange.
  • a flag "Failed" Master data link for example, a flag "Failed" Master data link ".
  • the slave bridge 13 of the second slave data link 16 By receiving and processing of the first data packet Nl by the slave bridge 13 of the second slave data link 16, a partial or complete execution of the network protocol RSTP according to IEEE standard 802. Iw is triggered on that port of the slave bridge 13, with the second Slave data link 16 is connected. As a result, the slave bridge 13 of the industrial LAN 3 appears opposite the office LAN 2 as an RSTP bridge.
  • RSTP-BPDUl Conflagration frame
  • RSTP-BPDU1 a proposal message (pro posal) for activating the (blocked) RSTP port of bridge 5 of the office LAN 2 connected to the second slave data link 16.
  • the RSTP bridge 5 Upon receiving and processing the first RSTP congestion frame through the RSTP bridge 5 of the office LAN 2, the RSTP bridge 5 generates a second RSTP congestion frame (RSTP-BPDU2) and sends the second RSTP congestion frame to the slave bridge 13 of the Industrial LAN 3.
  • the second RSTP Conflicting Frame is another Proposal Message (Proposal).
  • the slave bridge 13 Upon receipt and processing of the second RSTP configuration frame by the slave bridge 13, it generates a third RSTP Conflict Frame (RSTP-BPDU3) and sends the third RSTP Confluration Frame to the bridge 5 of the Industrial LAN 3.
  • the third RSTP Conflict frame is an understanding message (Agreement).
  • the RSTP port of bridge 5 of the second Slave data links 16 Upon receipt of the acknowledge message, the RSTP port of bridge 5 of the second Slave data links 16 in its "Forwardmg" state, whereby the blocked second slave data link 16 is set to its active state, in which a user data exchange between the two networks is enabled. This is shown in Fig. IC by a solid line for the second
  • the handshake mechanism for activating the blocked RSTP port connected to the second slave data link 16 corresponds to the routines standardized according to IEEE standard 802. Iw.
  • Fig. ID another situation is shown in which the master lmk 14 is restored after its failure.
  • the master bridge 8 of the industrial LAN 3, which is connected to the master data link 14, recognizes via incoming signals which are connected to the master data link 14
  • the third data packet N3 is then sent by means of the proprietary network protocol of the Indust ⁇ e LAN 3 via the corresponding data links of the Indust ⁇ e LAN 3 to the slave bridges 9, 13.
  • the third data packet N3 informs the slave bridges 9, 13 that the master data memory 14 has been restored.
  • a flag "failed master data file" has been deleted.
  • the detection of the restored master data link 14 by the master bridge 8 further t ⁇ gggert the partial or complete execution of the network protocol RSTP according to IEEE standard 802. Iw (only) on that port of the master bridge 8, with the blocked master lmk 14 is connected.
  • the master bridge 8 appears opposite the office LAN 2 as RSTP bridge.
  • RSTP-BPDUl Conflagration Frame
  • RSTP-BPDU1 The configuration frame RSTP-BPDU1 is a proposal (proposal) within the framework of the handshake mechanism implemented in RSTP.
  • the RSTP bridge 6 Upon receiving and processing the first RSTP congestion frame through the RSTP bridge 6 of the office LAN 2, the RSTP bridge 6 generates a second RSTP congestion frame (RSTP-BPDU2) and sends the second RSTP congestion frame to the master bridge 8. This is also illustrated by an arrow in Fig. ID.
  • the second RSTP Conflicting Framework is a proposal to activate the blocked RSTP port of the Office LAN 2 bridge 6 connected to the Master Data Link 14.
  • master bridge 8 of industry LAN 3 Upon receipt and processing of the second RSTP configuration frame, master bridge 8 of industry LAN 3 generates a third RSTP congestion frame (RSTP-BPDU3) and transmits the third RSTP congestion frame through its RSTP frame connected to master data library 14. Port to the RSTP bridge 6 of the office LAN 2 connected to the master data interface 14. This is illustrated by an arrow in FIG.
  • the third RSTP configuration frame is an agreement to activate the blocked RSTP port of the bridge 6 of the office LAN 2 connected to the master data link 14.
  • the blocked RSTP port of the RSTP bridge 6 of the office LAN 2 connected to the master data link 14 is then set to its "forwarding" state.
  • the blocked master data link 14 is set to its active state, so that a user data exchange between the two
  • Networks 2, 3 on the master data link 14 is enabled.
  • the above-mentioned handshake mechanism for activating the blocked RSTP port of the RSTP bridge 6 of the office LAN 2 connected to the master data link 14 is performed by routines standardized in the IEEE 802. Iw standard.
  • the second RSTP configuration frame (RSTP-BPDU2) received from master bridge 8 of industrial LAN 3 is forwarded unchanged to slave bridge 13 connected to second slave data link 16. Forwarding takes place here by the proprietary network protocol of the industrial LAN 3.
  • the slave bridge 13 connected to the second slave data link 16 forwards the second RSTP configuration frame (RSTP-BPDU2) unchanged to the second slave data link 16 connected RSTP bridge 5 of the office LAN 2 on.
  • the RSTP port in the "Forwarding" state of the RSTP bridge 5 of the office LAN 2 connected to the second slave data link 16 is set to its "blocking" state, so that the second slave data link 16 is deactivated.
  • Networks are connected to another network in ring topology multi-redundant, with the Rekonflgurations- times for reconfiguring a data link connecting the two networks are very short.
  • a restriction to a single redundant backup data is not necessary. In this way, a data connection between the two networks can be maintained even in the event of multiple failures of data links connecting the two networks.
  • the complexity for configuring such a communication network is low.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks mit einem ein erstes Netzwerkprotokoll einsetzenden ersten Netzwerk und einem ein von dem ersten Netzwerkprotokoll verschiedenes zweites Netzwerkprotokoll einsetzenden zweiten Netzwerk, in welchem die beiden Netzwerke durch wenigstens drei redundante Datenlinks miteinander verbunden sind, von denen jeweils nur einer zum Nutzdatenaustausch aktiviert ist, wobei ein Master-Datenlink voreingestellt aktiviert ist und wenigstens zwei Slave-Datenlinks voreingestellt inaktiviert sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erfassen eines Ausfalls des Master-Datenlinks oder eines Ausfalls eines Slave-Datenlinks durch eine mit dem Master-Datenlink verbundene Master-Brücke des zweiten Netzwerks; Generieren eines ersten Datenpakets durch die Master-Brücke und Übertragen des ersten Datenpakets an eine mit einem Slave-Datenlink verbundene Slave-Brücke des zweiten Netzwerks, wobei die Slave-Brücke gemäss einer vorgebbaren Auswahlregel von der Master-Brücke gewählt wird; Empfangen und Verarbeiten des ersten Datenpakets durch die gewählte Slave-Brücke, wobei das erste Datenpaket logische Informationen enthält, durch welche die wenigstens teilweise Ausführung des ersten Netzwerkprotokolls auf einem mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave-Brücke und eine Aktivierung des Slave-Datenlinks durch das auf dem Port der Slave-Brücke ausgeführte erste Netzwerkprotokoll ausgelöst wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Rekonfigurieren eines Kommunikationsnetzwerks
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der paketvermittelten Kommunikationsnetzwerke und betrifft ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines Kommunikationsnetzwerks, in dem LANs, die verschiedene Netzwerkprotokolle einsetzen, miteinander verbunden sind.
Paketvermittelte Ethernet-Netzwerke (LAN = Local Area Network) werden sowohl im industriellen Umfeld als auch in Büroumgebung eingesetzt, wobei die hierbei an die Netzwerke gestellten Anforderungen sehr verschieden sind. Im Unterschied zur Büroumgebung müssen LANs im industriellen Alltag unter extremen Bedingungen, wie elektromagnetischen Störfeldern, hohen Betriebstemperaturen und mechanischen Beanspruchungen zuverlässig arbeiten. Da der Ausfall einer Produktionsanlage und die damit verbundenen Stillstandszeiten in der Regel mit hohen Kosten verbunden sind, kommt hinzu, dass in der industriellen Anwendung die Anforderungen an die Ausfallsicherheit höher sind als in Büroumgebung.
Für industrielle LANs werden aus diesem Grund robuste Kompo- nenten eingesetzt, die schnelle Redundanzmechanismen ermöglichen, um so die Kosten im Fehlerfall möglichst gering zu halten. Zudem wird meist eine Ringtopologie für das Netzwerk gewählt, da diese bei einem Ausfall eines Datenlinks oder einer Brücke eine schnelle Rekonfigurationszeit von weniger als 500 ms ermöglicht. Als Netzwerkprotokolle werden für industrielle LANs gewöhnlich auf dem Ethernet-Standard basierende Standard- oder proprietäre Netzwerkprotokolle eingesetzt.
Demgegenüber sind LANs in Büroumgebung meist in Stern- oder Maschentopologie aufgebaut und setzen als Netzwerkprotokoll heutzutage in der Regel RSTP (RSTP = Rapid Spanning Tree Pro- tocol) gemäß IEEE-Norm 802. Iw ein. In der praktischen Anwendung werden ringförmige Industπe- LANs mit maschenformigen Office-LANs über Datenlinks miteinander verbunden. Um die Ausfallsicherheit derart verbundener Netzwerke zu erhohen, ist es bekannt, zwei redundante Daten- links zwischen den beiden Netzwerken einzurichten, von denen lediglich ein erster redundanter Datenlink zum Datenaustausch zwischen den beiden Netzwerken aktiviert ist, wahrend der zweite redundante Datenlink blockiert ist und als Backup- Datenlink lediglich im Versagensfall anstelle des aktivierten ersten Datenlinks aktiviert wird. Nachteilig hierbei ist die Tatsache, dass der Umschaltvorgang zur Aktivierung des blockierten zweiten Datenlinks vergleichsweise viel Zeit in Anspruch nimmt und bei Einsatz der standardisierten Routinen von RSTP im Office-LAN ca. 30 Sekunden dauert.
Aus diesem Grund wäre es wünschenswert über ein Verfahren zur Rekonfiguration eines zwei LANs verbindenden Kommunikationsnetzwerks zu verfugen, das gegenüber den herkömmlichen Verfahren eine schnellere Rekonfiguration bei Ausfall eines die beiden LANs verbindenden Datenlinks ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß durch ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelost. Vorteil- hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteranspruche angegeben.
Zur Losung der Aufgabe ist erfmdungsgemaß ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines paketvermittelten Kommunikationsnetz- werks gezeigt, welches ein (durch Brücken geswitchtes) erstes Netzwerk und ein (durch Brücken geswitchtes) zweites Netzwerk umfasst, die über wenigstens drei redundante Datenlinks miteinander verbunden sind, von denen jeweils nur einer für den Nutzdatenaustausch aktiviert ist. Hier und im Weiteren werden als "redundante Datenlinks" lediglich die die beiden Netzwerke des Kommunikationsnetzwerks verbindenden Datenlinks bezeichnet. Die Netzknoten des Kommunikationsnetzwerks werden hier als "Brücken" bezeichnet. Gleichwohl kann es sich im Sinne der Erfindung auch um Schalter (Switches = Multiport- Brucken) oder andere zur Vermittlung geeignete Netzknoten handeln .
Bei den wenigstens drei redundanten Datenlinks handelt es sich um einen voreinstellbar aktivierbaren bzw. aktivierten und für den Nutzdatenaustausch eingesetzten Master-Datenlink und um wenigstens zwei voreinstellbar inaktivierbare bzw. inaktivierte Slave-Datenlinks, die bei Ausfall des Master- Datenlinks für den Nutzdatenaustausch eingesetzt werden können .
Die redundanten Datenlinks verbinden jeweils eine Brücke des ersten Netzwerks und eine Brücke des zweiten Netzwerks daten- technisch miteinander. Jede Brücke des zweiten Netzwerks kann hierbei jeweils mit einer separaten Brücke des ersten Netzwerks verbunden sein. Gleichermaßen ist es möglich, dass mehrere Brücken des zweiten Netzwerks mit verschiedenen Ports einer selben Brücke des ersten Netzwerks verbunden sind.
Die mit dem Master-Datenlink verbundene Brücke des zweiten Netzwerks wird hier und im Weiteren als Master-Brucke bezeichnet. Die jeweils mit einem Slave-Datenlink verbundenen Brücken des zweiten Netzwerks werden hier und im Weiteren als Slave-Brucken bezeichnet. Master- und Slave-Brucken des zweiten Netzwerks können jeweils individuelle Pfadkosten zugewiesen sein, wobei der Master-Brucke die niedrigsten Pfadkosten aller mit einem redundanten Datenlink des zweiten Netzwerks verbundenen Brücken zugewiesen sind. Die den Master- und SIa- ve-Brucken des zweiten Netzwerks zugewiesenen Pfadkosten können in der Master-Brucke in einer entsprechenden Datenspeichereinrichtung abgelegt sein. Die den Master- und Slave- Brucken des zweiten Netzwerks zugewiesenen Pfadkosten können insbesondere mittels Signale von den Slave-Brucken an die Master-Brucke insbesondere auf Basis des zweiten Netzwerkprotokolls übertragen werden.
Das erste Netzwerk des Kommunikationsnetzwerks kann msbeson- dere als Office-LAN in einer Buroumgebung installiert sein. Für das erste Netzwerk ist ein erstes Netzwerkprotokoll für den Datenaustausch eingerichtet. Als erstes Netzwerkprotokoll wird im ersten Netzwerk vorzugsweise RSTP gemäß IEEE-Norm 802. Iw eingesetzt, welches eine logische Topologie in Form eines Spannbaums auf der physischen Topologie des ersten Netzwerks ausbildet. Das erste Netzwerk weist vorzugsweise eine vermaschte oder sternförmige physische Topologie auf.
Das zweite Netzwerk des Kommunikationsnetzwerks kann insbesondere als Industπe-LAN in einer industriellen Umgebung installiert sein und setzt für den Datenaustausch ein insbesondere auf dem Ethernet-Standard basierendes zweites Netzwerkprotokoll ein, welches ein Standard- oder proprietäres Netz- werkprotokoll sein kann. Das Netzwerkprotokoll des zweiten
Netzwerks ist von dem ersten Netzwerkprotokoll, insbesondere RSTP, verschieden. Das zweite Netzwerk weist vorzugsweise eine ringförmige Topologie auf.
Das erfmdungsgemaße Verfahren zur Rekonfiguration des Kommunikationsnetzwerks umfasst die folgenden Schritte:
Erfassen eines Ausfalls des (voreingestellt) aktivierten Master-Datenlinks durch die mit dem Masten-Datenlmk verbundene Master-Brucke des zweiten Netzwerks. Der Ausfall des Master- Datenlinks kann beispielsweise durch einen fehlenden Empfang eines von der mit dem Master-Datenlink verbundenen Brücke des ersten Netzwerks gesendeten Signals durch die Master-Brucke erfasst werden ( "Loss-of-Signal") . Die Master-Brucke ist zu diesem Zweck mit einer Einrichtung zur Erfassung eines Signalausfalls (Hardware-Detektor) des Datenlinks versehen. Hierdurch kann insbesondere ein so genannter Hardware-Alarm der Master-Brucke ausgelost werden.
Nach Erfassen des Ausfalls des Master-Datenlinks durch die
Master-Brucke: Generieren eines ersten Datenpakets (Nl) durch die Master-Brucke und Übertragen des ersten Datenpakets (Nl) an eine mit einem Slave-Datenlmk verbundene Slave-Brucke des zweiten Netzwerks. Die Master-Brucke wählt die Slave-Brucke des zweiten Netzwerks zur Übertragung des ersten Datenpakets gemäß einer vorgebbaren Auswahlregel aus. Vorteilhaft wird das erste Datenpaket (Nl) mittels des zweiten Netzwerkproto- kolls von der Master-Brucke des zweiten Netzwerks an die Slave-Brucke des zweiten Netzwerks übertragen.
Nach Aussenden des ersten Datenpakets durch die Master- Brucke: Empfangen und Verarbeiten des ersten Datenpakets durch die Slave-Brucke, wobei das erste Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche die wenigstens teilweise Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf einem mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave- Brucke ausgelost wird.
Nach Aktivierung des ersten Netzwerkprotokolls für den mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave-Brucke: Aktivierung des Slave-Datenlinks durch das auf dem Port der Slave-Brucke ausgeführte erste Netwerkprotokoll. Eine Aktivie- rung des Slave-Datenlinks erfolgt vorzugsweise durch Ausfuhren eines in RSTP festgelegten Handshake-Mechanismus zwischen dem RSTP-Port der mit dem inaktivierten Slave-Datenlink verbundenen Slave-Brucke des zweiten Netzwerks und einer mit dem inaktivierten Slave-Datenlink verbundenen Brücke des ersten Netzwerks. Eine Aktivierung des inaktivierten Slave- Datenlinks erfolgt hierbei mittels in RSTP standardisierter Routinen .
Durch das erfmdungsgemaße Verfahren kann in vorteilhafter Weise eine schnelle Rekonfiguration der logischen Topologie bei Ausfall eines die beiden LANs verbindenden Datenlinks (Master-Datenlmk) erreicht werden.
Bei einem Ausfall eines nach Ausfall des Master-Datenlinks aktivierten Slave-Datenlinks umfasst das erfmdungsgemaße Verfahren vorteilhaft die weiteren Schritte:
Erfassen des Ausfalls des aktivierten Slave-Datenlinks durch eine mit dem Slave-Datenlink verbundene Slave-Brucke des zweiten Netzwerks. Der Ausfall des aktivierten Slave- Datenlinks kann beispielsweise auf Basis eines fehlenden Empfangs eines von der mit dem Slave-Datenlink verbundenen Brücke des ersten Netzwerks gesendeten Signals durch die
Slave-Brucke des zweiten Netzwerks erfasst werden. Die Slave-Brucke ist zu diesem Zweck mit einer Einrichtung zur Erfassung eines fehlenden Signalempfangs (Hardware-Detektor) ausgerüstet. Hierdurch kann insbesondere ein Hardware-Alarm der Slave-Brucke ausgelost werden.
Nach Erfassen des Ausfalls des Slave-Datenlmks durch die Slave-Brucke: Generieren eines zweiten Datenpakets (N2) durch die Slave-Brucke und Übertragen des zweiten Datenpa- kets (N2) an die Master-Brucke . Vorteilhaft erfolgt eine U- bertragung des zweiten Datenpakets von der Slave-Brucke des zweiten Netzwerks zur Master-Brucke des zweiten Netzwerks mittels des zweiten Netzwerkprotokolls.
Nach Aussenden des zweiten Datenpakets durch die Slave- Brucke: Empfangen und Verarbeiten des zweiten Datenpakets (N2) durch die Master-Brucke, wobei das zweite Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche die Master-Brucke über den Ausfall des Slave-Datenlmks informiert wird.
Nach Erfassen des Ausfalls des Slave-Datenlmks durch die Master-Brucke werden vorzugsweise die folgenden Schritte durchgeführt :
Erneutes Generieren eines ersten Datenpakets (Nl) durch die Master-Brucke und Übertragen des ersten Datenpakets (Nl) an eine mit einem (nicht ausgefallenen) Slave-Datenlink verbundene Slave-Brucke des zweiten Netzwerks. Die Master-Brucke wählt hierbei die Slave-Brucke des zweiten Netzwerks zur U- bertragung des ersten Datenpakets gemäß der vorgebbaren Auswahlregel aus. Vorteilhaft wird das erste Datenpaket (Nl) mittels des zweiten Netzwerkprotokolls von der Master-Brucke des zweiten Netzwerks an die Slave-Brucke des zweiten Netz- werks übertragen.
Empfangen und Verarbeiten des ersten Datenpakets durch die gewählte Slave-Brucke, wobei das erste Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche die wenigstens teilweise Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf einem mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave- Brucke ausgelost wird.
Nach Aktivierung des ersten Netzwerkprotokolls auf dem mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave-Brucke: Aktivierung des Slave-Datenlinks durch das auf dem Port der Slave-Brucke ausgeführte erste Netwerkprotokoll. Eine Aktivierung des Slave-Datenlinks erfolgt vorzugsweise durch Ausfuh- ren eines in RSTP festgelegten Handshake-Mechanismus zwischen dem RSTP-Port der mit dem inaktivierten Slave-Datenlink verbundenen Slave-Brucke des zweiten Netzwerks und einer mit dem inaktivierten Slave-Datenlink verbundenen Brücke des ersten Netzwerks. Eine Aktivierung des inaktivierten Slave- Datenlinks erfolgt hierbei mittels in RSTP standardisierter Routinen .
Das Verfahren zur Aktivierung eines weiteren inaktivierten Slave-Datenlinks bei Ausfall eines nach Ausfall des Master- Datenlinks aktivierten Slave-Datenlinks kann für alle Slave- Datenlinks des Kommunikationsnetzwerks wiederholt werden.
Durch obiges Verfahren kann in vorteilhafter Weise eine schnelle Rekonfiguration der logischen Topologie bei Ausfall eines die beiden LANs verbindenden Datenlinks (Slave- Datenlink) erreicht werden.
In besonders vorteilhafter Weise erfolgt eine Auswahl der Slave-Brucken zur Aktivierung der mit den Slave-Brucken ver- bundenen Slave-Datenlinks gemäß den Slave-Brucken jeweils zugewiesenen Pfadkosten. Zu diesem Zweck sind der Master-Brucke und den Slave-Brucken des zweiten Netzwerks jeweils Pfadkosten, insbesondere RSTP-Pfadkosten, beispielsweise durch das Netzwerkprotokoll zugewiesen. Besonders vorteilhaft sind der Master-Brucke hierbei die niedrigsten Pfadkosten zugewiesen.
Nach Ausfall des Master-Datenlinks wählt die Master-Brucke zur Aktivierung eines Slave-Datenlinks vorteilhaft jene SIa- ve-Brucke, der in Bezug auf die Master-Brucke die nachstmed- πgen Pfadkosten zugewiesen sind. Bei einem Ausfall eines aktivierten Slave-Datenlinks wählt die Master-Brucke vorteilhaft jene Slave-Brucke die bezüglich der Slave-Brucke des ausgefalllenen Slave-Datenlinks die nachstmedrigen Pfadkosten aufweist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Datenverbindung zwischen den beiden Netzwerken stets die niedrigst möglichen Pfadkosten hat.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin- dungsgemaßen Verfahrens umfasst dieses die folgenden weiteren Schritte :
Erfassen der Wiederherstellung des ausgefallenen Master- Datenlinks durch die Master-Brucke des zweiten Netzwerks. Die Erfassung erfolgt beispielsweise durch ein wiedereinsetzendes Empfangen von Signalen, wie RSTP-Konflgurationsrahmen, durch die Master-Brucke des zweiten Netzwerks.
Nach Erfassen der Wiederherstellung des Master-Datenlinks durch die Master-Brucke: Generieren eines dritten Datenpakets (N3) durch die Master-Brucke und Übertragen des dritten Datenpakets an die Slave-Brucke des aktivierten Slave- Datenlinks. Vorteilhaft wird das dritte Datenpaket an alle Slave-Brucken übertragen. Hierdurch werden die Slave-Brucken der aktivierten und inaktivierten Slave-Datenlinks über die Wiederherstellung des Master-Datenlinks informiert.
Nach Aussenden des dritten Datenpakets: Empfangen und Verar- beiten des dritten Datenpakets durch die Slave-Brucke (n) , wobei das dritte Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche eine Beendigung der Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf der Slave-Brucke oder eine Beendigung des Aussendens von RSTP-Konfigurationsrahmen durch die Slave-Brucke bewirkt wird.
Anschließend: Aktivierung des Master-Datenlinks und Inakti- vierung des aktivierten Slave-Datenlinks .
Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine schnelle Rekonfi- guration der logischen Topologie bei Wiederherstellung des Master-Datenlinks erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens werden zur Aktivierung des wiederhergestellten Master-Datenlinks und zur Inaktivierung des zweiten Slave- Datenlinks nach Erfassen der Wiederherstellung des Master- Datenlinks durch die Master-Brucke die folgenden Schritte durchgeführt :
Wenigstens teilweise Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf einem mit dem Master-Datenlink verbundenen Port der Master-Brucke.
Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung des Master-Datenlinks durch Ausfuhren eines in RSTP implementierten Handshake- Mechanismus zwischen den mit dem Master-Datenlmk direkt ver- bundenen Brücken des ersten und zweiten Netzwerks. Zudem erfolgt ein Weiterleiten eines wahrend des Handshake- Mechanismus zur Aktivierung des Master-Datenlinks erzeugten RSTP-Konflgurationsrahmens durch die Master-Brucke an die mit dem aktivierten Slave-Datenlink verbundene Brücke des ersten Netzwerks, wodurch der aktivierte Slave-Datenlink inaktiviert wird.
Beendigung der Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf dem mit dem Master-Datenlmk verbundenen Port der Master-Brucke.
Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine besonders schnelle Rekonfiguration der logischen Topologie bei Wiederherstellung des Master-Datenlinks insbesondere unter Nutzung von in RSTP implementierter Routinen erreicht werden.
Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein wie oben be- schπebenes paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk mit ei¬ nem ein erstes Netzwerkprotokoll einsetzenden ersten Netzwerk und einem ein von dem ersten Netzwerkprotokoll verschiedenes zweites Netzwerkprotokoll einsetzenden zweiten Netzwerk, in welchem die beiden Netzwerke durch wenigstens drei redundante Datenlinks miteinander verbunden sind, von denen jeweils nur einer zum Nutzdatenaustausch aktiviert ist, wobei ein Master- Datenlink voreingestellt aktiviert ist und wenigstens zwei Slave-Datenlinks voreingestellt inaktiviert sind. In dem Kom¬ munikationsnetzwerk sind die Brücken, insbesondere die mit einem Slave-Datenlink verbundenen Brücken, jeweils so einge¬ richtet, dass ein wie oben beschriebenes Verfahren ausfuhrbar ist .
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf eine Master- Brücke eines wie oben beschriebenen paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks. Darüber hinaus erstreckt sich die Erfin¬ dung auf eine Slave-Brucke eines wie oben beschriebenen pa¬ ketvermittelten Kommunikationsnetzwerks .
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausfuhrungsbeispiels na¬ her erläutert, wobei Bezug auf die beigefugten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
Fig. 1A-1D schematische Darstellungen zur Veranschaulichung eines Ausfuhrungsbeispiels des erfmdungsgemaßen
Verfahrens zur Rekonfiguration eines Kommunikati¬ onsnetzwerks .
In den Fig. 1A-1D ist in schematischer Weise ein Ausfuhrungs- beispiel des erfmdungsgemaßen Kommunikationsnetzwerks ge¬ zeigt. Das insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Kommu¬ nikationsnetzwerk umfasst ein in einer Buroumgebung installiertes, maschenformiges, durch Brücken geswitchtes Office- LAN 2 und ein in einer industriellen Umgebung installiertes, ringförmiges, durch Brücken geswitchtes Industπe-LAN 3.
Die physische Topologie des Office-LAN 2 umfasst vier Brücken 4-7, die über jeweilige Punkt-zu-Punkt Verbmdungsleitungen (Datenlinks) in maschiger Form miteinander vernetzt sind. In den Figuren sind die Datenlinks mittels durchgezogener Linien dargestellt und ansonsten nicht naher bezeichnet.
In dem Office-LAN 2 wird das gemäß IEEE-Norm 802. Iw standardisierte Netzwerkprotokoll RSTP ausgeführt. Mittels des in dem Office-LAN 2 eingesetzten Netzwerkprotokolls RSTP ist auf der durch die Brücken und Datenlinks vorgegebenen physischen Topologie des Office-LAN 2 eine logische Topologie in Form eines Spannbaums ausgebildet, welche ausschließlich für den Austausch von Nutzdatenpaketen eingesetzt wird. In den Figuren ist der Spannbaum nicht naher gekennzeichnet.
Das Netzwerkprotokoll RSTP weist allen RSTP-Brucken und RSTP- Ports des Office-LAN 2 eindeutige Kennungen (IDs) und Pfadkosten zu. In RSTP umfassen die Brücken die logische Topologie des Netzwerks mittels der durch sie hindurchgehenden Datenpakete (Datenrahmen) selbsttätig, indem sie die Schichte- Adressen des Netzwerks (MAC-Adressen, MAC = Medium Access Control) der Brücken nutzen.
In RSTP können die Ports der Brücken verschiedene Zustande annehmen, insbesondere einen Zustand "Blockmg", in dem nur Konfigurationsrahmen, sogenannte BPDUs (BPDU = Bridge Proto- col Data Umt) , von den Brücken akzeptiert werden, einen Zustand "Listenmg", wahrend dem die aktive logische Topologie in Form eines Spannbaums gebildet wird, einen Zustand "Lear- ning", wahrend dessen eine Bridgmg-Tabelle aus den gelesenen MAC-Adressen zusammengestellt wird, einen Zustand "Forwar- ding", in dem die Ports Nutzdaten weiterleiten, und einen Zustand "Disabled", in dem Ports weder Nutzdaten noch BPDUs empfangen oder weiterleiten. Mit Hilfe der in den BPDUs enthaltenen Informationen können die Brücken die Zustande ihrer Ports andern.
Jeder Konfigurationsrahmen (BPDU) enthalt eine Reihe Felder, wie ein Flagfeld zum Anzeigen oder Bestätigen einer Topolo- gieanderung, ein Rootbrucken-ID-Feld zur Identifizierung der Rootbrucke mit Angabe von Priorität und ID, ein Pfadkostenfeld zur Angabe der Pfadkosten der die BPDU sendenden Rootbrucke, ein Meldungsalterfeld (MessAge) zur Angabe des Zeitraums seit Aussenden der BPDU, ein MaxAge-Feld zur Angabe einer Zeitspanne nach deren Ablauf die Meldung geloscht werden soll, ein Hello-Zeit-Feld zur Angabe der Zeitspanne zwischen regelmäßigen Konfigurationsmeldungen (Hello-Signale) der Rootbrucke, und ein Vorwartsverzogerungsfeld, das die Wartezeit nach einer Änderung der Topologie angibt.
Um eine schleifenfreie logische Topologie zu bilden, werden in RSTP vier Kriterien zur Bestimmung der höchsten Prioritäten der Brücken beziehungsweise deren Ports verwendet. Dies sind: die kleinste Rootbrucken-ID, die geringsten Pfadkosten zur Rootbrucke, die kleinste Sendebrucken-ID und die kleinste Port-ID.
Um eine Rootbrucke zu ermitteln, gehen in RSTP alle Ports der Brücken nach der Initialisierung (beispielsweise nach einem Neustart des Netzwerks) zunächst in den Zustand "Blockmg", wobei jede Brücke annimmt, dass sie selbst eine Rootbrucke ist und eine entsprechende BPDU mit ihrer eigenen ID als Rootbrucken-ID an die anderen Brücken sendet. Anschließend wird die Brücke mit der niedrigsten Rootbrucken-ID zur Rootbrucke gewählt. Bei identischer Rootbrucken-ID wird als ergänzendes Kriterium die niedrigste MAC-Adresse heran gezogen .
Von der gewählten Rootbrucke aus werden anschließend alle Netzwerkpfade des Spannbaums festgelegt, über den ein Datenaustausch zwischen den Brücken im Kommunikationsnetzwerk erfolgen soll. Hierzu sendet die Rootbrucke zunächst BPDUs an die anderen Brücken. Jede Brücke bestimmt daraufhin als Root- Port einen Port, der die geringsten Pfadkosten zur Rootbrucke hat. Im Falle gleicher Pfadkosten wird als ergänzendes Kriterium die Port-ID heran gezogen. Anschließend werden auf Basis der Pfadkosten Designate-Ports bestimmt und die designierten Brücken des Spannbaums bestimmt.
In RSTP teilt die Rootbrucke allen Brücken im Spannbaum in regelmäßigen Abstanden über eine entsprechende BPDU (Hello- Signal) mit, dass sie noch da ist. Falls ein solches Hello- Signal ausbleibt, etwa aufgrund des Ausfalls eines Links oder der Rootbrucke selbst, ist eine Neukonfiguration (Rekonver- genz) des Kommunikationsnetzwerks zur Ermittlung eines neuen Spannbaums erforderlich. Da in dieser Zeit lediglich BPDUs, d. h. Datenpakete zur Ermittlung eines neuen Spannbaums uber- mittelt werden, ist das Kommunikationsnetzwerk für diese Zeitspanne für einen Nutzdatenaustausch nicht verwendbar.
In RSTP werden zudem alternative Ports ermittelt, welche BPDUs von anderen Brücken blockieren und einen alternativen Weg zur Rootbrucke bieten, falls der Root-Port ausfallt.
Ferner ist in RSTP ein Proposal/Agreement Handshake- Mechanismus zwischen direkt verbundenen Brücken implementiert. Über den Proposal/Agreement Handshake-Mechanismus sen- den RSTP-Brucken von sich aus in vorgebbaren zeitlichen Abstanden BPDUs an die benachbarten Brücken. In RSTP ist festgelegt, dass eine Brücke ihren Link zu einer Nachbarbrucke verliert, wenn sie innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne BPDUs nicht empfangen kann. Auf diese Weise kann ein Ausfall eines Links schnell erkannt werden.
Die Topologie des Industπe-LAN 3 umfasst sechs Brücken 8-13, die über jeweilige Punkt-zu-Punkt Datenlinks ringförmig miteinander verbunden sind. In den Figuren sind die Datenlinks zwischen den Brücken mittels einer durchgezogenen Linie dargestellt und ansonsten nicht naher bezeichnet.
In dem Industπe-LAN 3 wird ein auf dem Ethernet-Standard ba- sierendes proprietäres Netzwerkprotokoll ausgeführt, welches von dem Netzwerkprotokoll RSTP des Office-LAN 2 verschieden ist. Die Brücken 8-13 werden deshalb im Unterschied zu den RSTP-Brucken des Office-LAN 2 hier und im Weiteren als "prop- πetare Brücken" des Industπe-LAN 3 bezeichnet.
Das Office-LAN 2 und das Industπe-LAN 3 sind über drei redundante Datenlinks 14-16 datentechnisch miteinander verbunden. Dies sind ein für den Nutzdatenaustausch voreingestellt aktivierter Master-Datenlmk 14 und zwei für den Nutzdatenaustausch voreingestellt inaktivierte Slave-Datenlinks 15, 16.
In Fig. IA ist eine Ausgangssituation zur Ausfuhrung des er- fmdungsgemaßen Verfahrens dargestellt, in dem der Master- Datenlmk 14 aktiviert und die beiden Slave-Datenlinks 15, 16 inaktiviert sind. In Fig. IA ist der aktivierte Master- Datenlmk 14 deshalb mittels einer durchgezogenen Linie dargestellt, wahrend die beiden inaktivierten Slave-Datenlinks 15, 16 mittels unterbrochener Linien dargestellt sind. Die beiden Slave-Datenlinks 15, 16 dienen als aktivierbare redundante Verbindungen (Back-up-Datenlmks) zwischen den beiden Netzwerken 2, 3.
Der Master-Datenlmk 14 ist mit einem RSTP ausfuhrenden RSTP- Port der RSTP-Brucke 6 des Office-LAN 2 und einem das proprietäre Netzwerkprotokoll einsetzenden proprietären Port der proprietären Brücke 8 ( "Master-Brucke") des Industπe-LAN 3 verbunden. Em erster Slave-Datenlmk 15 ist mit einem RSTP ausfuhrenden RSTP-Port der RSTP-Brucke 7 des Office-LAN 2 und einem proprietären Port der proprietären Brücke 9 des Indust- πe-LAN 3 verbunden. Em zweiter Slave-Datenlmk 16 ist mit einem RSTP ausfuhrenden RSTP-Port der RSTP-Brucke 5 des Of- fice-LAN 2 und einem proprietären Port der proprietären Bru- cke 13 des Industπe-LAN 3 verbunden. Insofern verbindet jeder Datenlink zwischen den beiden Netzwerken 2, 3 eine Brücke des einen Netzwerks mit einer separaten Brücke des anderen Netzwerks . Beide mit dem Master-Datenlmk 14 verbundene Ports sind aktiviert, wobei sich insbesondere der RSTP-Port der RSTP-Brucke 6 des Office-LAN 2 in seinem Zustand "Forwardmg" befindet. Zur Blockierung des ersten Slave-Datenlinks 15 ist der mit dem ersten Slave-Datenlink 15 verbundene RSTP-Port der RSTP- Brucke 7 des Office-LAN 2 in seinen Zustand "Blockmg" versetzt. Zur Blockierung des zweiten Slave-Datenlinks 16 ist der mit dem zweiten Slave-Datenlink 16 verbundene RSTP-Port der RSTP-Brucke 5 des Office-LAN 2 in seinen Zustand "Blockmg" versetzt.
In dem in den Figuren dargestellten Kommunikationsnetzwerk 1 sind den RSTP-Brucken des Office-LAN 2 und den mit dem Of- fice-LAN 2 über die Datenlinks 14-16 unmittelbar verbundenen Brücken 8, 9, 13 des Industπe-LAN 3 RSTP-Pfadkosten zugewiesen. In der mit dem Master-Datenlmk 14 verbundenen Master- Brücke 8 des Industπe-LAN 3 sind die Pfadkosten aller mit dem Office-LAN 2 direkt verbundenen Brücken des Industπe-LAN 3 in einer Datenspeichereinrichtung abgelegt. Alternativ können die Pfadkosten der mit dem Office-LAN 2 direkt verbundenen Slave-Brucken des Industπe-LAN 3 über von den Slave- Brucken generierte Meldungen (Datenpakete) insbesondere auf Basis des proprietären Netzwerkprotokolls des Industπe-LAN 3 an die Master-Brucke 8 gesendet werden.
In Fig. IB ist eine Situation dargestellt, in der, ausgehend von der in Fig. IA dargestellten Situation mit aktiviertem Master-Datenlmk 14 dieser für die Nutzdatenubertragung aus- gefallen ist. In Fig. IB ist der ausgefallene Master- Datenlmk 14 mittels eine unterbrochenen Linie dargestellt. Der Ausfall des aktivierten Master-Datenlinks 14 wird von den beiden durch den Master-Datenlmk 14 verbundenen Brücken durch einen fehlenden Signalempfang ("Loss of Signal") durch eine entsprechende Einrichtung zur Erfassung eines fehlenden Signalempfangs (Hardware-Detektor) erfasst. In der Master- Brucke 8 des Industπe-LAN 3 lost dies einen Hardware-Alarm aus, in dessen Folge ein erstes Datenpaket Nl von der Master- Brücke 8 generiert wird.
Dann wählt die Master-Brucke 8 unter den beiden Slave-Brucken 9, 13, jene aus, welcher die kleineren RSTP-Pfadkosten zuge- wiesen sind. In dem Ausfuhrungsbeispiel von Fig. IB ist dies die Slave-Brucke 9 des ersten Slave-Datenlmks 15.
Anschließend sendet die Master-Brucke 8 unter Nutzung des proprietären Netzwerkprotokolls des Industπe-LAN das erste Datenpaket Nl über den entsprechenden Datenlink des ringförmigen Industπe-LAN 3 an die mit dem ersten Slave-Datenlmk 15 verbundene Slave-Brucke 9. Das erste Datenpaket Nl enthalt logische Informationen, durch welche die Slave-Brucke 9 informiert wird, dass der Master-Link 14 für den Nutzdatenaus- tausch ausgefallen ist. Zu diesem Zweck ist in dem ersten Datenpaket Nl beispielsweise ein Flag "Ausgefallener-Master- Datenlmk" gesetzt.
Durch Empfang und Verarbeitung des ersten Datenpakets Nl durch die Slave-Brucke 9 wird eine teilweise oder vollständige Ausfuhrung des Netzwerkprotokolls RSTP gemäß IEEE-Norm 802. Iw auf jenem Port der Slave-Brucke 9 ausgelost, der mit dem ersten Slave-Datenlmk 15 verbunden ist. Hierdurch erscheint die Slave-Brucke 9 des Industπe-LAN 3 dem Office-LAN 2 gegenüber als RSTP-Brucke.
Der Slave-Brucke 9 des Industπe-LAN 3 ist hierbei eine höchste Brucken-ID, das heißt niedrigste Priorität, aller RSTP-Brucken des Office-LAN 2 zugewiesen, wodurch sicherge- stellt werden kann, dass die Slave-Brucke 9 bei der Bildung eines Spannbaums des Office-LAN 2 nicht in unerwünschter Weise als neue Root-Brucke gewählt wird.
Anschließend generiert die nun mit einem RSTP-Port versehene Slave-Brucke 9 des Industπe-LAN 3 einen ersten RSTP-
Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDUl) und sendet den ersten RSTP- Konflgurationsrahmen durch ihren RSTP-Port über den ersten Slave-Datenlmk 15 an die mit dem ersten Slave-Datenlmk ver- bundene RSTP-Brucke 7 des Office-LAN 2. Der RSTP-Kon- figurationsrahmen RSTP-BPDUl ist im Rahmen des in RSTP implementierten Handshake-Mechanismus eine Vorschlagsmeldung (Pro- posal) zur Aktivierung des mit dem ersten Slave-Datenlink 15 verbundenen (blockierten) RSTP-Ports der RSTP-Brucke 7 des Office-LAN 2.
Nach Empfang und Verarbeitung des ersten RSTP-Konflgurations- rahmens durch die RSTP-Brucke 7 des Office-LAN 2 generiert die RSTP-Brucke 7 einen zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen
(RSTP-BPDU2) und sendet den zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen an die Slave-Brucke 9 des Industπe-LAN 3. Der zweite RSTP- Konflgurationsrahmen ist eine weitere Vorschlagsmeldung (Pro- posal) .
Nach Empfang und Verarbeitung des zweiten RSTP-Konfigu- rationsrahmens durch die Slave-Brucke 9 generiert diese einen dritten RSTP-Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDU3) und sendet den dritten RSTP-Konflgurationsrahmen an die RSTP-Brucke 7 des Industπe-LAN 3. Der dritte RSTP-Konflgurationsrahmen ist eine Emverstandnismeldung (Agreement) . Nach Empfang der Em- verstandmsmeldung wird der RSTP-Port der RSTP-Brucke 7 des ersten Slave-Datenlmks 15 in seinen Zustand "Forwardmg" versetzt, wodurch der blockierte erste Slave-Datenlink 15 in seinen aktiven Zustand versetzt wird, der einen Nutzdatenaustausch zwischen den beiden Netzwerken ermöglicht. Dies ist in Fig. IB mittels einer durchgezogenen Linie für den ersten Slave-Datenlink 15 veranschaulicht. Der Handshake-Mechanismus zur Aktivierung des mit dem ersten Slave-Datenlink 15 verbun- denen blockierten RSTP-Ports entspricht den gemäß IEEE-Norm 802. Iw standardisierten Routinen.
In Fig. IC ist eine weitere Situation dargestellt, in der der zur Nutzdatenubertragung aktivierte erste Slave-Datenlink 15 ausgefallen ist. Der Ausfall des ersten Slave-Datenlmks 15 wird durch die mit dem ersten Slave-Datenlink 15 verbundene Slave-Brucke 9 erfasst, beispielsweise durch einen Hardware- Detektor, der den fehlenden Empfang von Konfigurations-BPDUs, die von der Brücke 7 des Office-LAN 2 ausgesendet werden, erfassen kann. In der Slave-Brücke 9 des Industrie-LAN 3 löst dies einen Hardware-Alarm aus, in dessen Folge ein zweites Datenpaket N2 von der Slave-Brücke 9 generiert wird.
Anschließend sendet die Slave-Brücke 9 unter Nutzung des proprietären Netzwerkprotokolls des Industrie-LAN 3 das zweite Datenpaket N2 über den entsprechenden Datenlink des ringförmigen Industrie-LAN 3 an die mit dem Master-Datenlink 14 verbundene Master-Brücke 8. Das zweite Datenpaket N2 enthält logische Informationen, durch welche die Master-Brücke 8 informiert wird, dass der erste Slave-Datenlink 15 für den Nutzdatenaustausch ausgefallen ist. Zu diesem Zweck ist in dem zweiten Datenpaket N2 beispielsweise ein Flag "Ausgefal- lener-Slave-Datenlink" gesetzt.
In der Master-Brücke 8 des Industrie-LAN 3 löst die Erfassung des Ausfalls des ersten Slave-Datenlinks 15 mittels des zweiten Datenpakets einen Hardware-Alarm aus, in dessen Folge er- neut ein erstes Datenpaket Nl von der Master-Brücke 8 generiert wird.
Dann wählt die Master-Brücke 8 die nächste Slave-Brücke 13 zur Übertragung des generierten ersten Datenpakets Nl aus. Die Master-Brücke 8 wählt eine solche Slave-Brücke, der bezüglich der mit dem ausgefallenen ersten Slave-Datenlink 15 verbundenen Slave-Brücke 9 die nächstniedrigen RSTP- Pfadkosten zugewiesen sind, hier die Slave-Brücke 13.
Anschließend sendet die Master-Brücke 8 unter Nutzung des proprietären Netzwerkprotokolls des Industrie-LAN das erste Datenpaket Nl über den entsprechenden Datenlink des ringförmigen Industrie-LAN 3 an die mit dem zweiten Slave-Datenlink 16 verbundene Slave-Brücke 13. Das erste Datenpaket Nl ent- hält logische Informationen, durch welche die Slave-Brücke 13 informiert wird, dass der Master-Datenlink 14 für den Nutzdatenaustausch ausgefallen ist. Zu diesem Zweck ist in dem ersten Datenpaket Nl beispielsweise ein Flag "Ausgefallener- Master-Datenlink" gesetzt.
Durch Empfang und Verarbeitung des ersten Datenpakets Nl durch die Slave-Brucke 13 des zweiten Slave-Datenlinks 16 wird eine teilweise oder vollständige Ausfuhrung des Netzwerkprotokolls RSTP gemäß IEEE-Norm 802. Iw auf jenem Port der Slave-Brucke 13 ausgelost, der mit dem zweiten Slave- Datenlmk 16 verbunden ist. Hierdurch erscheint die Slave- Brucke 13 des Industπe-LAN 3 dem Office-LAN 2 gegenüber als RSTP-Brucke.
Anschließend generiert die nun mit einem RSTP-Port versehene
Slave-Brucke 13 des Industπe-LAN 3 einen ersten RSTP-
Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDUl) und sendet den ersten RSTP- Konfigurationsrahmen durch ihren RSTP-Port über den zweiten Slave-Datenlink 16 an die mit dem zweiten Slave-Datenlmk verbundene RSTP-Brucke 5 des Office-LAN 2. Der RSTP-Kon- figurationsrahmen RSTP-BPDUl ist im Rahmen des in RSTP implementierten Handshake-Mechanismus eine Vorschlagsmeldung (Pro- posal) zur Aktivierung des mit dem zweiten Slave-Datenlmk 16 verbundenen (blockierten) RSTP-Ports der Brücke 5 des Office- LAN 2.
Nach Empfang und Verarbeitung des ersten RSTP-Konflgurations- rahmens durch die RSTP-Brucke 5 des Office-LAN 2 generiert die RSTP-Brucke 5 einen zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDU2) und sendet den zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen an die Slave-Brucke 13 des Industπe-LAN 3. Der zweite RSTP- Konflgurationsrahmen ist eine weitere Vorschlagsmeldung (Pro- posal) .
Nach Empfang und Verarbeitung des zweiten RSTP-Konfigu- rationsrahmens durch die Slave-Brucke 13 generiert diese einen dritten RSTP-Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDU3) und sendet den dritten RSTP-Konflgurationsrahmen an die Brücke 5 des Industrie-LAN 3. Der dritte RSTP-Konflgurationsrahmen ist eine Emverstandnismeldung (Agreement) . Nach Empfang der Einver- standmsmeldung wird der RSTP-Port der Brücke 5 des zweiten Slave-Datenlinks 16 in seinen Zustand "Forwardmg" versetzt, wodurch der blockierte zweite Slave-Datenlink 16 in seinen aktiven Zustand versetzt wird, in dem ein Nutzdatenaustausch zwischen den beiden Netzwerken ermöglicht ist. Dies ist in Fig. IC mittels einer durchgezogenen Linie für den zweiten
Slave-Datenlink 16 veranschaulicht. Der Handshake-Mechanismus zur Aktivierung des mit dem zweiten Slave-Datenlink 16 verbundenen blockierten RSTP-Ports entspricht den gemäß IEEE- Norm 802. Iw standardisierten Routinen.
In Fig. ID ist eine weitere Situation dargestellt, in der der Master-Datenlmk 14 nach seinem Ausfall wiederhergestellt ist. Die mit dem Master-Datenlmk 14 verbundene Master-Brucke 8 des Industπe-LAN 3 erkennt über wieder eintreffende Signa- Ie, welche von der mit dem Master-Datenlmk 14 verbundenen
Brücke 6 des Office-LAN 2 ausgesendet werden, den wiederherstellten Master-Datenlmk 14. Die Erfassung der Signale erfolgt durch den Hardware-Detektor, welcher auch das Fehlen von Signalen erfasst hat. Dies tπggert die Generierung eines dritten Datenpakets N3 durch die Master-Brucke 8.
Das dritte Datenpaket N3 wird anschließend mittels des proprietären Netzwerkprotokolls des Industπe-LAN 3 über die entsprechenden Datenlinks des Industπe-LAN 3 an die Slave- Brücken 9, 13 gesendet. Durch das dritte Datenpaket N3 werden die Slave-Brucken 9, 13 darüber informiert, dass der Master- Datenlmk 14 wiederhergestellt ist. Zu diesem Zwecke ist in dem dritten Datenpaket N3 beispielsweise ein Flag "Ausgefal- lener-Master-Datenlmk" geloscht .
Durch den Empfang und die Verarbeitung des dritten Datenpakets N3 durch die Slave-Brucken 9, 13 wird jeweils eine Beendigung der Ausfuhrung des Netzwerkprotokolls RSTP für den jeweils mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave- Brücken ausgelost. Die mit den Slave-Datenlinks verbundenen Ports der Slave-Brucken 9, 13 werden somit jeweils von einem RSTP-Port wieder zu einem von dem proprietären Netzwerkprotokoll des Industπe-LAN 3 gesteuerten Port geändert. Die SIa- ve-Brucken 9, 13 erscheinen dem Office-LAN 2 gegenüber nicht mehr als RSTP-Brucken .
Die Erfassung des wiederhergestellten Master-Datenlinks 14 durch die Master-Brucke 8 tπggert weiterhin die teilweise oder vollständige Ausfuhrung des Netzwerkprotokolls RSTP gemäß IEEE-Norm 802. Iw (nur) auf jenem Port der Master-Brucke 8, der mit dem blockierten Master-Datenlmk 14 verbunden ist. Hierdurch erscheint die Master-Brucke 8 dem Office-LAN 2 ge- genuber als RSTP-Brucke.
Daraufhin generiert die nun mit einem RSTP-Port versehene
Master-Brucke 8 des Industπe-LAN 3 einen ersten RSTP-
Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDUl) und sendet den ersten RSTP- Konfigurationsrahmen durch ihren mit dem Master-Datenlmk 14 verbundenen RSTP-Port an die mit dem Master-Datenlmk 14 verbundene RSTP-Brucke 6 des Office-LAN 2. Dies ist in Fig. ID durch einen Pfeil veranschaulicht. Der Konfigurationsrahmen RSTP-BPDUl ist im Rahmen des in RSTP implementierten Handsha- ke-Mechamsmus eine Vorschlagsmeldung (Proposal) .
Nach Empfang und Verarbeitung des ersten RSTP-Konflgurations- rahmens durch die RSTP-Brucke 6 des Office-LAN 2 generiert die RSTP-Brucke 6 einen zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDU2) und sendet den zweiten RSTP-Konflgurationsrahmen an die Master-Brucke 8. Dies ist in Fig. ID ebenso durch einen Pfeil veranschaulicht. Der zweite RSTP-Konflgurationsrahmen ist eine Vorschlagsmeldung (Proposal) zur Aktivierung des mit dem Master-Datenlmk 14 verbundenen, blockierten RSTP-Ports der Brücke 6 des Office-LAN 2.
Nach Empfang und Verarbeitung des zweiten RSTP-Konfigu- rationsrahmens generiert die Master-Brucke 8 des Industπe- LAN 3 einen dritten RSTP-Konflgurationsrahmen (RSTP-BPDU3) und sendet den dritten RSTP-Konflgurationsrahmen durch ihren mit dem Master-Datenlmk 14 verbundenen RSTP-Port an die mit dem Master-Datenlmk 14 verbundene RSTP-Brucke 6 des Office- LAN 2. Dies ist in Fig. ID durch einen Pfeil veranschaulicht. Der dritte RSTP-Konfigurationsrahmen ist eine Einverständnismeldung (Agreement) zur Aktivierung des mit dem Master- Datenlink 14 verbundenen, blockierten RSTP-Ports der Brücke 6 des Office-LAN 2.
Daraufhin wird der blockierte RSTP-Port der mit dem Master- Datenlink 14 verbundenen RSTP-Brücke 6 des Office-LAN 2 in seinen Zustand "Forwarding" versetzt. Hierdurch wird der blockierte Master-Datenlink 14 in seinen aktiven Zustand ver- setzt, so dass ein Nutzdatenaustausch zwischen den beiden
Netzwerken 2, 3 über den Master-Datenlink 14 ermöglicht ist.
Der oben aufgezeigte Handshake-Mechanismus zur Aktivierung des mit dem Master-Datenlink 14 verbundenen, blockierten RSTP-Ports der RSTP-Brücke 6 des Office-LAN 2 erfolgt durch Routinen, die in der IEEE-Norm 802. Iw standardisiert sind.
Weiterhin wird der von Master-Brücke 8 des Industrie-LAN 3 empfangene zweite RSTP-Konfigurationsrahmen (RSTP-BPDU2) un- verändert an die mit dem zweiten Slave-Datenlink 16 verbundene Slave-Brücke 13 weitergeleitet. Eine Weiterleitung erfolgt hierbei durch das proprietäre Netzwerkprotokoll des Industrie-LAN 3. Nach Empfang leitet die mit dem zweiten Slave- Datenlink 16 verbundene Slave-Brücke 13 den zweiten RSTP- Konfigurationsrahmen (RSTP-BPDU2) unverändert an die mit dem zweiten Slave-Datenlink 16 verbundene RSTP-Brücke 5 des Office-LAN 2 weiter. Daraufhin wird der sich im Zustand "Forwarding" befindliche RSTP-Port der mit dem zweiten Slave- Datenlink 16 verbundenen RSTP-Brücke 5 des Office-LAN 2 in seinen Zustand "Blocking" versetzt, so dass der zweite Slave- Datenlink 16 inaktiviert wird.
Anschließend, nach Aktivierung des Master-Datenlinks 14 und nach Weiterleitung des zweiten RSTP-Konfigurationsrahmens (RSTP-BPDU2) durch die Master-Brücke 8 des Industrie-LAN 3, wird eine Beendigung der Ausführung des Netzwerkprotokolls RSTP für den mit dem Master-Datenlink 14 verbundenen Port der Master-Brücke 8 ausgelöst. Der mit dem Master-Datenlink 14 verbundene Port der Master-Brucke 8 wird somit von einem RSTP-Port wieder zu einem von dem proprietären Netzwerkprotokoll des Industπe-LAN 3 gesteuerten Port geändert. Die Master-Brucke 8 erscheint dann dem Office-LAN 2 gegenüber nicht mehr als eine RSTP-Brucke.
Durch das erfmdungsgemaße Verfahren kann in einfacher Weise eine Rekonfiguration einer mehrfach-redundanten Datenverbindung zweier verschiedene Netzwerkprotokolle einsetzender Netzwerke erreicht werden. Insbesondere kann ein RSTP-
Netzwerk mit einem weiteren Netzwerk in Ringtopologie mehrfach-redundant verbunden werden, wobei die Rekonflgurations- zeiten zur Rekonfiguration eines die beiden Netzwerke verbindenden Datenlinks sehr kurz sind. Eine Einschränkung auf ei- nen einzigen redundanten Backup-Datenlmk ist nicht notwendig. Auf diese Weise kann eine Datenverbindung zwischen den beiden Netzwerken sogar bei Mehrfach-Ausfallen von die beiden Netzwerke verbindenden Datenlinks aufrechterhalten werden. Der Aufwand zur Konfiguration eines solchen Kommunikations- netzwerks ist niedrig.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Rekonfigurieren eines paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks (1) mit einem ein erstes Netzwerk- protokoll einsetzenden ersten Netzwerk (2) und einem ein von dem ersten Netzwerkprotokoll verschiedenes zweites Netzwerkprotokoll einsetzenden zweiten Netzwerk (3) , in welchem die beiden Netzwerke durch wenigstens drei redundante Datenlinks (14, 15, 16) miteinander verbunden sind, von denen jeweils nur einer zum Nutzdatenaustausch aktiviert ist, wobei ein Master-Datenlink (14) voreingestellt aktiviert ist und wenigstens zwei Slave-Datenlinks (15, 16) voreingestellt inaktiviert sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erfassen eines Ausfalls des Master-Datenlinks (14) oder eines Ausfalls eines aktivierten Slave-Datenlinks (15, 16) durch eine mit dem Master-Datenlmk (14) verbundene Master-Brucke (8) des zweiten Netzwerks (3) ; Generieren eines ersten Datenpakets (Nl) durch die Master-Brucke (8) und Übertragen des ersten Datenpakets (Nl) an eine mit einem Slave-Datenlink verbundene Slave- Brucke des zweiten Netzwerks, wobei die Slave-Brucke gemäß einer vorgebbaren Auswahlregel von der Master-Brucke gewählt wird;
Empfangen und Verarbeiten des ersten Datenpakets (Nl) durch die gewählte Slave-Brucke, wobei das erste Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche die wenigstens teilweise Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls auf einem mit dem Slave-Datenlink verbundenen Port der Slave-Brucke und eine Aktivierung des Slave- Datenlinks durch das auf dem Port der Slave-Brucke ausgeführte erste Netzwerkprotokoll ausgelost wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das erste Datenpaket (Nl) mittels des zweiten Netzwerkprotokolls von der Master-Brucke (8) des zweiten Netzwerks (3) zu einer Slave- Brucke des zweiten Netzwerks übertragen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem eine Erfassung des Ausfalls des Master-Datenlinks (14) durch die mit dem Master-Datenlmk verbundene Master-Brucke (8) aufgrund eines von der Master-Brucke (8) nicht mehr empfangenen Signals von der mit der Master-Datenlmk (14) verbundenen Brücke (6) des ersten Netzwerks (2) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Schritte:
Erfassen eines Ausfalls eines aktivierten Slave- Datenlinks durch eine mit dem Slave-Datenlmk verbundene Slave-Brucke des zweiten Netzwerks;
Generieren eines zweiten Datenpakets (N2) durch die Slave-Brucke und Übertragen des zweiten Datenpakets (N2) an die Master-Brucke; - Empfangen und Verarbeiten des zweiten Datenpakets (N2) durch die Master-Brucke, wobei das zweite Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche die Master- Brucke über den Ausfall des aktivierten Slave-Datenlmks (15) informiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das zweite Datenpaket (N2) mittels des zweiten Netzwerkprotokolls von der Slave-Brucke des zweiten Netzwerks zur Master-Brucke des zweiten Netzwerks übertragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die von der Master-Brucke (8) gewählte Slave-Brucke zur Übertragung des ersten Datenpakets (Nl) gemäß den Slave-Brucken jeweils zugewiesenen Pfadkosten gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem von der Master- Brucke (8) bei Ausfall des Master-Datenlinks (14) zur Aktivierung eines Slave-Datenlmks Slave-Brucken mit den jeweils niedrigsten Pfadkosten gewählt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das erste Netzwerkprotokoll RSTP gemäß IEEE-Norm 802. Iw ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Aktivierung eines Slave-Datenlmks durch Ausfuhren eines in RSTP implementierten Handshake-Mechanismus zwischen den mit dem Slave- Datenlmk unmittelbar verbundenen Brücken erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erfassen der Wiederherstellung des ausgefallenen Master- Datenlinks (14) durch die Master-Brucke (8); - Generieren eines dritten Datenpakets (N3) durch die Master-Brucke (8) und Übertragen des dritten Datenpakets (N3) wenigstens an die mit einem aktivierten Slave- Datenlink verbundene Slave-Brucke; Empfangen und Verarbeiten des dritten Datenpakets (N3) durch die Slave-Brucke (13), wobei das dritte Datenpaket logische Informationen enthalt, durch welche eine wenigstens teilweise Beendigung der Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf der Slave-Brucke oder eine Beendigung des Aussendens von RSTP- Konfigurationsrahmen durch die Slave-Brucke bewirkt wird, Aktivierung des Master-Datenlinks (14), Inaktivierung des aktivierten Slave-Datenlmks.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das dritte Da- tenpaket (N3) mittels des zweiten Netzwerkprotokolls von der
Master-Brucke des zweiten Netzwerks zu einer Slave-Brucke (8) des zweiten Netzwerks (3) übertragen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, bei wel- chem das dritte Datenpaket (N3) an alle jeweils mit einem
Slave-Datenlmk verbundenen Slave-Brucken übertragen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welchem nach Erfassen der Wiederherstellung des Master- Datenlinks (16) eine wenigstens teilweise Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf einem mit dem Master-Datenlink (14) verbundenen Port der Master-Brucke (8) erfolgt .
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem eine Aktivierung des Master-Datenlinks (14) durch Ausfuhren eines in RSTP implementierten Handshake-Mechanismus zwischen den mit dem Mas- ter-Datenlink (14) direkt verbundenen Brücken (6, 8) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem zur Inaktivie- rung des Slave-Datenlinks (16) eine Weiterleitung eines wahrend des Handshake-Mechanismus erzeugten Konflgurationsrah- mens durch die Master-Brucke (8) an die mit dem aktivierten Slave-Datenlink (16) verbundene Brücke (5) des ersten Netzwerks (2) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei wel- ehern nach Aktivierung des Master-Datenlinks (14) eine Beendigung der Ausfuhrung des ersten Netzwerkprotokolls, insbesondere RSTP, auf dem mit dem Master-Datenlink (14) verbundenen Port der Master-Brucke (8) erfolgt.
17. Paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk (1), mit einem ein erstes Netzwerkprotokoll einsetzenden ersten Netzwerk (2) und einem ein von dem ersten Netzwerkprotokoll verschiedenes zweites Netzwerkprotokoll einsetzenden zweiten Netzwerk (3) , in welchem die beiden Netzwerke durch wenigstens drei redun- dante Datenlinks miteinander verbunden sind, von denen jeweils nur einer zum Nutzdatenaustausch aktiviert ist, wobei ein Master-Datenlink (14) voreingestellt aktiviert ist und wenigstens zwei Slave-Datenlinks (15, 16) voreingestellt inaktiviert sind, in dem die Brücken des jeweils so emgeπch- tet sind, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausfuhrbar ist.
18. Master-Brucke eines paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks gemäß Anspruch 17.
19. Slave-Brucke eines paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerks gemäß Anspruch 17.
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