WO2015014662A1 - Method for data communication between devices in a network, and network - Google Patents

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WO2015014662A1
WO2015014662A1 PCT/EP2014/065689 EP2014065689W WO2015014662A1 WO 2015014662 A1 WO2015014662 A1 WO 2015014662A1 EP 2014065689 W EP2014065689 W EP 2014065689W WO 2015014662 A1 WO2015014662 A1 WO 2015014662A1
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network
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data communication
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devices
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PCT/EP2014/065689
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Inventor
Thomas Fleischmann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Definitions

  • the invention relates to a method for data communication between devices in a network according to the preamble of claim 1 and a network according to the preamble of Pa ⁇ tent compressions 7. If the network is re insbesonde- it is a closed network such as a rail network.
  • Modern trains have a variety of different systems for controlling the train, the drive, the brakes, the doors, the lighting, the passenger information, etc.
  • the individual devices or components of such a system communicate with each other here, but also with devices or components of other systems to optimize the interaction of all systems under different Radio ⁇ conditions and configurations of the train and a comprehensive diagnosis for high availability of train to made ⁇ union.
  • train network For this communication, the train has a network, hereinafter also referred to as a "train network.”
  • IP Internet Protocol
  • train network An IP (Internet Protocol) -based train network will be used in particular.Such a network has already been the subject of various standardization efforts at the IEC (see, for example, draft standards for IEC 61375.
  • a train network is a "closed" network, while with an open network such as the Internet, the number of network subscribers and the extent of the network is virtually unlimited and the number of IP addresses is scarce Degrees of freedom, in a closed network is the maximum number of
  • Network subscribers limited, the network is usually limited in its extent and there are more degrees of freedom in the notation of IP addresses.
  • closed Networks can be found next trains in other vehicles (vehicles, ships, aircraft and spacecraft) or typi ⁇ cally closed in itself large equipment industry, power generation and distribution, the infrastructure, hospitals or in large authorities.
  • the network for data communication between devices in this case comprises a higher-level subnet and a plurality of subnets subordinate to the superordinate subnet, which are coupled to the first subnet.
  • the devices are then connected via ei ⁇ nes subordinate subnets to the parent sub ⁇ network.
  • a train usually consists of several non-divisible vehicle units. This vehicle units are sometimes referred to as "Consist.”
  • the parent sub-network is then typically a train wide sub-network and a subordinate network is a part of a single vehicle ⁇ unit (or "Consist") limited subnet.
  • a train for each vehicle unit may each have a drive control system comprising a plurality of arranged in the respective vehicle unit devices that can communicate with each other over a limited on the respective vehicle unit un ⁇ ter facedes subnet.
  • the drive control systems of different vehicle units can communicate with one another via the train-wide higher-level subnet or else with other systems, such as brake systems or a higher-level train control system.
  • Each device is in the subordinate subnet, via which it is attached to the parent subnet, each assigned a uniquely for this subnet first network address ⁇ .
  • each device in the parent part network assigned a uniquely for this subnet second network ⁇ address.
  • address translation facilities are provided in which implementation instructions for a conversion of the first to the second network address and / or vice versa are stored. If this is a TCP / IP-based network, such an address translation is usually referred to as "Network Address Translation” (NAT).
  • NAT Network Address Translation
  • the address translation usually takes place on so-called “NAT routers”.
  • the ad ⁇ ressuma can act on the IP address of the sender and / or on the IP address of the recipient of data.
  • Network Address Translation is based on implementation tables in which the various IP addresses are assigned implementation rules .
  • Network Address Translation usually runs through at least two phases. In ei ⁇ ner first phase of the correct table entry must be identified by the (original) IP address to get the to ⁇ tacking implementation legislation. In a second phase, the found conversion rule can then be applied to the (original) IP address (s).
  • NAT upstream search process thus arise temporal Ver ⁇ delays in packet flow through the NAT, which may have different sizes and thus also result in non-deterministic behavior.
  • NAT routers are therefore condition-based, ie for each connection that a NAT router establishes, it must start a so-called NAT session.
  • the associated connection information (IP addresses, ports and timeouts) is stored in a NAT table.
  • a NAT session is dyna ⁇ mixing created and dismantled per connection.
  • Based on criteria (For example, original IP address of the receiver and / or the Sen ⁇ ders) this NAT search table of the NAT router is searched for a matching NAT entry. The found implementation rule of the NAT entry is applied to the original IP address (s) of the recipient and / or sender.
  • the NAT router can thus correctly assign the respective response data packet to the respective client.
  • a NAT session After a NAT session has expired, its entry is deleted from the NAT table.
  • the number of sessions that can hold a NAT router open simultaneously is limited by the capacity of each is in NAT router ⁇ implemented hardware and software. More powerful hardware and software, on the other hand, are at the expense of the development effort, the components used and thus usually at the expense of the NAT router.
  • the solution of the object directed to the method can be achieved by a method having the features of the patent.
  • tent lacs 1 and the solution of the network dishes ⁇ th object is achieved according to the invention through a network with the features of claim 7.
  • a particularly advantageous ⁇ exemplary use of the method according to the invention is subject-matter of claim 13.
  • a train with a erfindungsge ⁇ MAESSEN network is the subject of claim 14.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • each of the conversion instructions is assigned a one-to-one identifier (i.e., an index) consisting of a
  • a network address used for data communication between two of the devices contains the identifier associated with the translation policy to be used for this data communication.
  • Adressumset ⁇ wetting is then accessed using the identifier to the associated imple ⁇ wetting regulations.
  • the invention is based on the consideration that in some networks - especially in closed networks - the address area from and to an address conversion should take place, can be strongly limited. By restricting the range of addresses can be a part of the address then, first, that is, a part of the bits that form the ad ⁇ ress, uniquely determined identifier to be used for each applied conversion ⁇ regulations.
  • the search in a translation table can be replaced based on network addresses by an indexed access based on the identifiers.
  • Tables with the conversion Tongue requirements must then no longer be searched for a suitable entry based on a network address, but the required entry can be indexed using the identifier stored in a network address.
  • Subnets identified (or the bit sequence in the Netztechnikad ⁇ resse that identifies one of the subnets), used for Ken ⁇ tion.
  • the identifier then automatically results in the network address on the transmitter side by the selection of the network address of the receiver and does not have to be managed separately at the transmitter (and receiver).
  • a network address assigned to the device receiving the data before the address translation contains the identifier.
  • a receiver can then also be correspondingly assigned a plurality of network addresses and implementation instructions, e.g. in the case of multiple parent subnets (e.g., one physical and multiple virtual parent subnets).
  • the implementation rule acts both on the network address of the recipient and on the network address of the sender, then in the case of a subsequent data flow from the superordinate subnetwork to one of the subordinate subnetworks one for all Network addresses are the same, that are applied by the network address and a contained in this or formed by this identifier independent, implementation rule (eg overwriting the network address of the receiver with a fixed pattern, network address of the transmitter remains un ⁇ changed).
  • implementation rule eg overwriting the network address of the receiver with a fixed pattern, network address of the transmitter remains un ⁇ changed.
  • IP address range By restricting the IP address range can also exist permanently or be used during operation of the network, all data communications ⁇ connections between devices. It then eliminates the need for the dynamic construction and removal of address translation sessions, as required in the prior art searches in translation tables based on the full network addresses. Would have if all communication links exist permanently and must therefore not be reduced up yet, no timeout must be taken into account, according to the "forced disconnected" a communication link ⁇ be. In contrast to a stateful address translation session, no additional memory is required for managing the "state" of a session. This has a positive effect on both the hardware cost as well as the canceled cost of the software, which should be ge ⁇ written to manage the sessions from.
  • the network is preferably an IP (Internet Protocol) based network.
  • IP Internet Protocol
  • a particularly advantageous use of the above erläu ⁇ screened method lies in the data communication in a train, wherein the train of a plurality, preferably not divisible vehicle units, and wherein the übergeord ⁇ designated sub-network a train wide sub-network and the subordinate Subnets are limited to only a single vehicle unit ⁇ limited subnets.
  • a respective unambiguous identifier which consists of a bit sequence whose bit number is smaller than the number of bits of the network addresses, is stored in the address conversion device for each conversion instruction.
  • a network address used for data communication between two of the devices contains the identifier that is assigned to the implementation rule to be used for this data communication.
  • the Adressum ⁇ setting device is in this case designed such that it accesses the associated implementation rule based on the identifier.
  • part of the network address identifying one of the subnets contains or forms the identifier.
  • a network address assigned to the data receiving device before the address translation contains the identifier.
  • the address conversion device is designed such an advantage that the implementation of rule acts in a data flow from one of the underweight body ⁇ arranged subnets to the parent sub-network both on the network address of the recipient as well as the network address of the transmitter.
  • the address conversion device is preferably designed such that it keeps all data communication connections between the devices permanently usable.
  • the network is preferably designed as an IP (Internet Protocol) based network.
  • An inventive train consists of several, preferably not further divisible, vehicle units and a network explained above, wherein the parent subnet are a zugweites subnet and subordinate subnets limited to only a single vehicle unit Operanet ⁇ ze.
  • Figure 1 shows a known from the prior art network with a parent subnet and four subordinate sub-networks
  • Figure 2 for the network of Figure 1 is a schematic Dar ⁇ position of communication relationships between devices and associated network addresses
  • FIG. 6 for the network of FIG. 5 a table with translated access rules with indicated access
  • 7 shows a train unit with a higher-level subnet and two subordinate subnets
  • 8 shows a train with a higher-level subnet and four subordinate subnets.
  • DIP Destination IP IP network address of the recipient
  • DIPn new DIP (DIP into which the DIPo is to be implemented by DNAT)
  • SIPn new SIP SIP in which the SIPo should be implemented by SNAT
  • the network 1 shows an example of a network 1 based on the IP network protocol according to the prior art.
  • the network 1 comprises at the physical and logical level a higher-level subnetwork 2 and several (here four) subordinate subnetworks 3, which are each coupled to the higher-level subnetwork 2 via an address conversion device in the form of a NAT router 4.
  • Various devices 5 are connected to one of the subordinate subnets 3 and thus connected via the respective subordinate subnetwork 3 to the überge ⁇ ordered subnet 2.
  • the network addresses assigned to the devices 5 in the different subnets 2, 3 will be illustrated by way of example with reference to FIG.
  • Each device 5 is in the respective subordinate, local subnetwork 3a, 3b, 3c, 3d, to which it is connected, each associated with a network address.
  • This network address must be ei ⁇ provisiondeutig only at the level of each sub-network 3a, 3b, 3c, 3d, ie it can be reflected in each of the sub-networks 3a, 3b, 3c, 3d.
  • the address space 10.0.0.0/18 ie IP addresses from 10.0.0.0 to 10.0.0.18 is thus used, for example, in each of the subnetworks 3a, 3b, 3c, 3d.
  • the network addresses and the 10.64.0.0/18 Gerä ⁇ th 5 of the subnetwork 3b the network addresses 10.64.128.0/18 one correspondence, for example, in the sub-network 6 the devices.
  • the network addresses 10.127.128.0/18 and the devices 5 of the subnet 3d are the network addresses in the subnet 6b of the devices 5 of the subnetwork 3c
  • the devices 5 of the sub-network 3 the network addresses 10.128.0.0/18, 3b the Ge ⁇ boards 5 of the subnetwork, the network addresses
  • the original destination IP (DIPo) in the column of the same name must be searched in the NAT conversion table, as exemplified by the conversion table 7a shown in detail in FIG. If then a NAT entry with matching match is found, the entry is used for the new destination IP (DIPn) and the new one
  • the NAT upstream search process therefore causes time delays in the packet flow through the NAT, which can also be of different sizes and thus lead to non-deterministic behavior.
  • the individual communication links must be tracked using appropriate mechanisms.
  • the NAT router 4 are therefore stateful, ie for each Verbin ⁇ -making building a NAT router, it must dynamically create a so-called NAT session.
  • the number of sessions that can hold a NAT router open simultaneously is limited by the capacity of each is in NAT router ⁇ implemented hardware and software. More powerful hardware and software turn comes at the expense of Excellencesauf ⁇ wands, the components used and usually at the cost of the NAT router.
  • each conversion rule is assigned a one-time identifier (ie an index) which consists of a bit sequence whose number of bits is less than the number of bits of the network addresses.
  • a network address used for the kommunikati ⁇ on between two of the devices 5 ent ⁇ holds the identifier that is associated with the applicable for this data communication implementation rule.
  • the address conversion device 4 is designed for this purpose in such a way that it accesses the assigned conversion rule on the basis of the identifier.
  • the reacted IP addresses 8 characterized preferably characterized in that they consist of two main components ⁇ : Two transparent portions 8-1 and 8-3, which does not undergo any change by the NAT, and a share 8-2, which must be implemented by the NAT.
  • the IP addresses to be converted can basically be both DIP and SIP.
  • the ten bits [23:14] of the share 8-2 are used as the identifier to reference one of 1024 NAT entries.
  • the content of the referenced NAT entry is then used to form the DIPn and / or the SIPn.
  • the required entry in the NAT tables is therefore indexed.
  • the ten bits [23:14] identify the particular case parent sub-network 2, 6a, 6b, so that the portion of the IP address 8, identifying the sub-networks, the identifier bil ⁇ det.
  • FIG. 6 shows, by way of example, a NAT table with the index running from 0 to 1023 and DIPs and SIPns assigned in each case.
  • an IP address i.e., the DIPo
  • the receiving device 5 can then be assigned a corresponding number of network addresses and implementation instructions, such as e.g. here in the case of several higher-level subnets 2, 6a, 6b.
  • the transposition rule applies both to the IP address of the receiving device 5 (ie the DIPo) and to the IP address.
  • Address of the sending device 5 acts, in a subsequent data flow from the parent subnet 2, 6a, 6b to one of the subordinate subnets 3a, 3b, 3c, 3d a same for all IP addresses, that is, the implementation of the IP address and an independent, contained in this or formed by this identifier implementation rule (eg overwriting the IP address of the recipient with a fixed pattern, whereas the IP address of the sender remains unchanged).
  • a preferred use of the invention is in the area of the trains or the train networks used therein, since these are closed networks in which the IP address range can be significantly restricted.
  • the subordinate sub-networks 3 is then - as schematically illustrated in FIG 7 - preferably part ⁇ networks, only over a not further teilba ⁇ re operating traction unit 21 (sometimes referred to as "Consist") extend at..
  • the higher-level subnetwork 2 is a subnetwork that extends at least over the traction unit 21 or even beyond.
  • FIG 8 shows an example of a train 22, which consists of several ⁇ ren coupled train units 21a, 21b.
  • the superordinate subnetwork 2 extends over the entire train 22, while the subordinate subnetworks 3 are limited in their extent to only one single traction unit 21a, 21b.
  • Due to the parent sub-network 2 may or may at a logical level, one or more further superordinate subnets be additionally formed, for example, each represent a lo ⁇ gical subnet per traction unit 21a, 21b (similar to the logi ⁇ rule subnets 6a, 6b in FIG 4).
  • networks 3 it is in the subordinate part ⁇ networks 3 to networks for the vehicle control, the drive, brake, or the doors for passenger information.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

For data communication between devices (5) in a network (1), particularly a closed network such as a train network, wherein the network (1) comprises at least one superordinate subnetwork (2) and a plurality of subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) that are coupled to the superordinate subnetwork (2), with data communication between devices (5) that are connected to different subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) taking place via the superordinate network (2), this data communication involves network addresses (8) in the subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) being converted by means of different conversion specifications into network addresses (8) in the superordinate subnetwork (2), and/or vice versa. According to the invention, each of the conversion specifications has an associated explicit identifier (8-2) that consists of a bit string whose number of bits is smaller than the number of bits in the network addresses (8), and a network address (8) that is used for the data communication between two of the devices (5) contains the identifier (8-2) that is associated with the conversion specification that is to be applied for this data communication. For the address conversion, the identifier (8-2) is used to access the associated conversion specification. This type of indexed access to the respective conversion specification allows temporal delays in the flow of data for the address conversion to be avoided.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Datenkommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk sowie Netzwerk Method for data communication between devices in a network and network
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenkommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Netzwerk gemäß Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 7. Bei dem Netzwerk handelt es sich insbesonde- re um ein geschlossenes Netzwerk wie z.B. ein Zugnetzwerk. The invention relates to a method for data communication between devices in a network according to the preamble of claim 1 and a network according to the preamble of Pa ¬ tentanspruchs 7. If the network is re insbesonde- it is a closed network such as a rail network.
Moderne Züge weisen eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme zur Steuerung des Zuges, des Antriebes, der Bremsen, der Türen, der Beleuchtung, der Fahrgastinformation etc. auf. Die einzelnen Geräte bzw. Komponenten eines derartigen Systems kommunizieren hierbei jeweils untereinander, aber auch mit Geräten bzw. Komponenten anderer Systeme, um ein optimales Zusammenspiel aller Systeme bei unterschiedlichen Betriebsbe¬ dingungen und Konfigurationen des Zuges sowie eine umfangrei- che Diagnose für eine hohe Verfügbarkeit des Zuges zu ermög¬ lichen . Modern trains have a variety of different systems for controlling the train, the drive, the brakes, the doors, the lighting, the passenger information, etc. The individual devices or components of such a system communicate with each other here, but also with devices or components of other systems to optimize the interaction of all systems under different Betriebsbe ¬ conditions and configurations of the train and a comprehensive diagnosis for high availability of train to made ¬ union.
Für diese Kommunikation weist der Zug ein Netzwerk auf, im Folgenden auch als „Zugnetzwerk" bezeichnet. In der Zukunft wird hierbei vor allem ein IP (Internet Protocol) basierendes Zugnetzwerk zum Einsatz kommen. Ein derartiges Netzwerk ist bereits Gegenstand verschiedenster Standardisierungsbemühungen bei der IEC (siehe z.B. Normentwürfe zur IEC 61375. Bei einem Zugnetzwerk handelt es sich um ein „geschlossenes" Netzwerk. Während bei einem offenen Netzwerk wie z.B. dem Internet die Zahl der Netzwerkteilnehmer und die Ausdehnung des Netzwerkes praktisch unbeschränkt ist und hinsichtlich der Notation der IP-Adressen kaum Freiheitsgrade bestehen, ist bei einem geschlossenen Netzwerk die maximale Anzahl derFor this communication, the train has a network, hereinafter also referred to as a "train network." In the future, an IP (Internet Protocol) -based train network will be used in particular.Such a network has already been the subject of various standardization efforts at the IEC ( see, for example, draft standards for IEC 61375. A train network is a "closed" network, while with an open network such as the Internet, the number of network subscribers and the extent of the network is virtually unlimited and the number of IP addresses is scarce Degrees of freedom, in a closed network is the maximum number of
Netzwerkteilnehmer beschränkt, das Netzwerk ist üblicherweise hinsichtlich seiner Ausdehnung begrenzt und es bestehen mehr Freiheitsgrade bei der Notation der IP-Adressen. Geschlossene Netzwerke finden sich neben Zügen auch in anderen Fahrzeugen (Land-, Wasser-, Luft- und Raumfahrzeuge) oder aber typi¬ scherweise auch in sich abgeschlossenen großen Anlagen der Industrie, der Energieerzeugung und -Verteilung, der Infra- struktur, Krankenhäuser oder in großen Behörden. Network subscribers limited, the network is usually limited in its extent and there are more degrees of freedom in the notation of IP addresses. closed Networks can be found next trains in other vehicles (vehicles, ships, aircraft and spacecraft) or typi ¬ cally closed in itself large equipment industry, power generation and distribution, the infrastructure, hospitals or in large authorities.
Oftmals umfasst das Netzwerk zur Datenkommunikation zwischen Geräten dabei ein übergeordnetes Teilnetz und mehrere dem übergeordneten Teilnetz untergeordnete Teilnetze, die mit dem ersten Teilnetz gekoppelt sind. Die Geräte sind dann über ei¬ nes der untergeordneten Teilnetze an das übergeordnete Teil¬ netz angebunden. Eine Datenkommunikation zwischen Geräten, die an unterschiedliche untergeordnete Teilnetze angeschlos¬ sen sind, erfolgt über das übergeordnete Netzwerk. Often, the network for data communication between devices in this case comprises a higher-level subnet and a plurality of subnets subordinate to the superordinate subnet, which are coupled to the first subnet. The devices are then connected via ei ¬ nes subordinate subnets to the parent sub ¬ network. A data communication between devices that are in different sub-subnets attached Schlos ¬ sen, via the higher-level network.
So besteht ein Zug üblicherweise aus mehreren nicht weiter teilbaren Fahrzeugeinheiten. Diese Fahrzeugeinheiten werden manchmal auch als „Consist" bezeichnet. Das übergeordnete Teilnetz ist dann typischerweise ein zugweites Teilnetz und ein untergeordnetes Teilnetz ein auf eine einzige Fahrzeug¬ einheit (bzw. „Consist") beschränktes Teilnetz. Thus, a train usually consists of several non-divisible vehicle units. This vehicle units are sometimes referred to as "Consist." The parent sub-network is then typically a train wide sub-network and a subordinate network is a part of a single vehicle ¬ unit (or "Consist") limited subnet.
Beispielsweise kann ein Zug für jede Fahrzeugeinheit jeweils ein Antriebssteuerungssystem aufweisen, das mehrere in der jeweiligen Fahrzeugeinheit angeordnete Geräte umfasst, die über ein auf die jeweilige Fahrzeugeinheit beschränktes un¬ tergeordnetes Teilnetz miteinander kommunizieren können. Die Antriebssteuerungssysteme unterschiedlicher Fahrzeugeinheiten können wiederum über das zugweite übergeordnete Teilnetz mit- einander oder aber auch mit anderen Systemen wie z.B. Bremssystemen oder einem übergeordneten Zugsteuerungssystem kommunizieren . For example, a train, for each vehicle unit may each have a drive control system comprising a plurality of arranged in the respective vehicle unit devices that can communicate with each other over a limited on the respective vehicle unit un ¬ tergeordnetes subnet. In turn, the drive control systems of different vehicle units can communicate with one another via the train-wide higher-level subnet or else with other systems, such as brake systems or a higher-level train control system.
Jedem Gerät ist in dem untergeordneten Teilnetz, über das es an das übergeordnete Teilnetz angebunden ist, jeweils eine für dieses Teilnetz eineindeutige erste Netzwerkadresse zuge¬ ordnet. Außerdem ist jedem Gerät in dem übergeordneten Teil- netz eine für dieses Teilnetz eineindeutige zweite Netzwerk¬ adresse zugeordnet. Each device is in the subordinate subnet, via which it is attached to the parent subnet, each assigned a uniquely for this subnet first network address ¬ . In addition, each device in the parent part network assigned a uniquely for this subnet second network ¬ adresse.
Um eine Kommunikation zwischen den beiden Teilnetzen und da- mit zwischen Endgeräten unterschiedlicher Teilnetze zu ermöglichen, sind AdressumsetZungseinrichtungen vorhanden, in der Umsetzungsvorschriften für eine Umsetzung der ersten in die zweite Netzwerkadresse und/oder umgekehrt gespeichert sind. Wenn es sich um ein TCP/IP basierendes Netzwerk handelt, wird eine derartige Adressumsetzung üblicherweise als „Network Ad- ress Translation" (NAT) bezeichnet. Die Adressumsetzung findet dabei i.d.R. auf sogenannten „NAT-Routern" statt. Die Ad¬ ressumsetzung kann dabei auf die IP-Adresse des Senders und/oder auf die IP-Adresse des Empfängers von Daten wirken. In order to enable communication between the two subnets and thus between terminals of different subnets, address translation facilities are provided in which implementation instructions for a conversion of the first to the second network address and / or vice versa are stored. If this is a TCP / IP-based network, such an address translation is usually referred to as "Network Address Translation" (NAT). The address translation usually takes place on so-called "NAT routers". The ad ¬ ressumsetzung can act on the IP address of the sender and / or on the IP address of the recipient of data.
Network Address Translation (NAT) basiert auf Umsetzungsta¬ bellen, in denen den verschiedenen IP-Adressen Umsetzungsvorschriften zugeordnet sind. Die Network Address Translation (NAT) durchläuft dabei i.d.R. mindestens zwei Phasen. In ei¬ ner ersten Phase muss anhand der (originalen) IP-Adresse der richtige Tabelleneintrag identifiziert werden, um die anzu¬ wendende Umsetzungsvorschrift zu erhalten. In einer zweiten Phase kann dann die gefundene Umsetzungsvorschrift auf die (originalen) IP-Adresse (n) angewandt werden. Durch den derNetwork Address Translation (NAT) is based on implementation tables in which the various IP addresses are assigned implementation rules . Network Address Translation (NAT) usually runs through at least two phases. In ei ¬ ner first phase of the correct table entry must be identified by the (original) IP address to get the to ¬ tacking implementation legislation. In a second phase, the found conversion rule can then be applied to the (original) IP address (s). By the
NAT vorgeschaltete Suchvorgang entstehen somit zeitliche Ver¬ zögerungen im Paketfluss durch die NAT, die zudem unterschiedlich groß sein können und somit zu einem nicht deterministischen Verhalten führen. NAT upstream search process thus arise temporal Ver ¬ delays in packet flow through the NAT, which may have different sizes and thus also result in non-deterministic behavior.
Für eine korrekte Adressumsetzung müssen die einzelnen Kommunikationsverbindungen mit entsprechenden Mechanismen verfolgt werden. NAT-Router sind deshalb zustandsbehaftet , d.h. für jede Verbindung, die ein NAT-Router aufbaut, muss er eine so- genannte NAT-Session starten. Die zugehörigen Verbindungsinformationen (IP-Adressen, Ports und Timeouts) speichert er in einer NAT-Tabelle. Pro Verbindung wird eine NAT-Session dyna¬ misch erstellt und auch wieder abgebaut. Anhand von Kriterien (z.B. originale IP-Adresse des Empfängers und/oder des Sen¬ ders) wird hierzu die NAT-Umsetzungstabelle des NAT-Routers nach einem passenden NAT-Eintrag durchsucht. Die gefundene Umsetzungsvorschrift des NAT Eintrags wird auf die originalen IP Adresse (n) des Empfängers und/oder des Senders angewandt. For correct address conversion, the individual communication connections must be tracked with appropriate mechanisms. NAT routers are therefore condition-based, ie for each connection that a NAT router establishes, it must start a so-called NAT session. The associated connection information (IP addresses, ports and timeouts) is stored in a NAT table. A NAT session is dyna ¬ mixing created and dismantled per connection. Based on criteria (For example, original IP address of the receiver and / or the Sen ¬ ders) this NAT search table of the NAT router is searched for a matching NAT entry. The found implementation rule of the NAT entry is applied to the original IP address (s) of the recipient and / or sender.
Anhand der gespeicherten Informationen kann der NAT-Router somit das jeweilige Antwort-Datenpaket dem jeweiligen Client korrekt zuordnen. Nach Ablauf einer NAT-Session wird ihr Ein- trag aus der NAT-Tabelle gelöscht. Die Anzahl der Sessions, die ein NAT-Router gleichzeitig offen halten kann, ist jedoch durch die Leistungsfähigkeit der jeweils im NAT-Router einge¬ setzten Hard- und Software begrenzt. Leistungsfähigere Hard- und Software wiederum geht zu Lasten des Entwicklungsauf- wands, der eingesetzten Bauteile und damit i.d.R. auf die Kosten des NAT-Routers. Based on the stored information, the NAT router can thus correctly assign the respective response data packet to the respective client. After a NAT session has expired, its entry is deleted from the NAT table. The number of sessions that can hold a NAT router open simultaneously is limited by the capacity of each is in NAT router ¬ implemented hardware and software. More powerful hardware and software, on the other hand, are at the expense of the development effort, the components used and thus usually at the expense of the NAT router.
Da die Anzahl der gleichzeitig offengehaltenen Verbindungen begrenzt ist, müssen Mechanismen zu Zwangstrennung (z.B. über ein Timeout) für nicht weiter genutzte Verbindungen implementiert werden. Since the number of concurrent open connections is limited, forced disconnect mechanisms (e.g., via a timeout) must be implemented for unused connections.
Für die zustandsbehaftete NAT-Sessions wird außerdem ein zu¬ sätzlicher Speicher für die Verwaltung des "Zustandes" einer NAT-Session benötigt. Dies wirkt sich sowohl negativ auf die Hardware-Kosten als auch auf Kosten aus, die auf die Software entfallen, die zur Verwaltung der NAT-Sessions geschrieben werden muss. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren und ein Netzwerk zur Datenkommunikation anzugeben, mit denen zeitliche Verzögerungen durch die Adressumsetzung vermieden werden können. Außerdem ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine besonders vorteilhafte Verwendung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und Netzwerkes anzugeben. Also too ¬ sätzlicher memory for managing the "state" of a NAT session is required for stateful NAT sessions. This negatively impacts hardware costs as well as costs associated with the software that needs to be written to manage NAT sessions. Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide a method and a network for data communication with which time delays can be avoided by the address translation. Moreover, it is an object of the present invention to provide a particularly advantageous use of the method and network according to the invention.
Die Lösung der auf das Verfahren gerichteten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 1 und die Lösung der auf das Netzwerk gerichte¬ ten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Netzwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Eine besonders vorteil¬ hafte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegen- stand des Patentanspruchs 13. Ein Zug mit einem erfindungsge¬ mäßen Netzwerk ist Gegenstand des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. According to the invention, the solution of the object directed to the method can be achieved by a method having the features of the patent. tentanspruchs 1 and the solution of the network dishes ¬ th object is achieved according to the invention through a network with the features of claim 7. A particularly advantageous ¬ exemplary use of the method according to the invention is subject-matter of claim 13. A train with a erfindungsge ¬ MAESSEN network is the subject of claim 14. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Datenkommunikation ist jeder der Umsetzungsvorschriften jeweils eine eineindeutige Kennung (d.h. ein Index) zugeordnet, die aus einer In the data communication method according to the invention, each of the conversion instructions is assigned a one-to-one identifier (i.e., an index) consisting of a
Bitfolge besteht, deren Bitanzahl kleiner als die Bitanzahl der Netzwerkadressen ist. Eine für die Datenkommunikation zwischen zwei der Geräte verwendete Netzwerkadresse enthält die Kennung, die der für diese Datenkommunikation anzuwendenden Umsetzungsvorschrift zugeordnet ist. Bei der Adressumset¬ zung wird dann anhand der Kennung auf die zugeordnete Umset¬ zungsvorschrift zugegriffen. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass in manchen Netzwerken - vor allem in geschlossenen Netzwerken - der Adressbereich von und zu der einen Adressumsetzung stattfinden soll, stark eingegrenzt werden kann. Durch die Einschränkung des Adressbereichs kann dann zum einen ein Teil der Adresse, d.h. ein Teil der Bits, die die Ad¬ resse bilden, für eine die jeweils anzuwendende Umsetzungs¬ vorschrift eineindeutig bestimmende Kennung genutzt werden. Außerdem kann durch die Einschränkung des Adressbereichs die Menge an möglichen Umsetzungsvorschriften und somit die Anzahl der Kennungen so stark reduziert werden kann, dass alle möglichen Kombinationen (egal ob zu einem bestimmten Zeitpunkt für Datenkommunikationsverbindungen genutzt oder nicht genutzt) gleichzeitig Platz in einer Umsetzungstabelle fin¬ den. Somit kann die Suche in einer Umsetzungs-Tabelle auf Ba¬ sis von Netzwerkadressen durch einen indizierten Zugriff auf Basis der Kennungen ersetzt werden. Tabellen mit den Umset- Zungsvorschriften müssen dann nicht mehr anhand einer Netzwerkadresse nach einem passenden Eintrag durchsucht werden, sondern auf den benötigten Eintrag kann indiziert anhand der in einer Netzwerkadresse hinterlegten Kennung zugegriffen werden. Bit sequence whose number of bits is less than the number of bits of the network addresses. A network address used for data communication between two of the devices contains the identifier associated with the translation policy to be used for this data communication. In the Adressumset ¬ wetting is then accessed using the identifier to the associated imple ¬ wetting regulations. The invention is based on the consideration that in some networks - especially in closed networks - the address area from and to an address conversion should take place, can be strongly limited. By restricting the range of addresses can be a part of the address then, first, that is, a part of the bits that form the ad ¬ ress, uniquely determined identifier to be used for each applied conversion ¬ regulations. In addition, by restricting the address range, the amount of possible conversion instructions and thus the number of identifiers can be reduced so much that all possible combinations (whether used at a particular time for data communication connections or not used) at the same place in a translation table fin ¬ the , Thus, the search in a translation table can be replaced based on network addresses by an indexed access based on the identifiers. Tables with the conversion Tongue requirements must then no longer be searched for a suitable entry based on a network address, but the required entry can be indexed using the identifier stored in a network address.
Durch den unmittelbar erfolgenden indizierten Zugriff entsteht im Vergleich zu einer suchenden Lösung folglich nahezu keine zeitliche Verzögerung im Datenfluss durch die Adressum- setzungseinrichtung . Darüber hinaus ist die Verzögerung immer gleich, d.h. man erhält ein reproduzierbares deterministi¬ sches Verhalten. As a result of the immediate indexed access, there is thus virtually no time delay in the data flow through the address translation device compared to a searching solution. In addition, the delay is always the same, that gives a reproducible deterministi ¬ MOORISH behavior.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Teil der Netzwerkadresse, der eines derAccording to an advantageous embodiment of the method according to the invention is a part of the network address, one of the
Teilnetze identifiziert (bzw. die Bitfolge in der Netzwerkad¬ resse, die eines der Teilnetze identifiziert) , für die Ken¬ nung verwendet. Die Kennung ergibt sich in der Netzwerkadres¬ se auf Seite des Senders dann automatisch durch die Auswahl der Netzwerkadresse des Empfängers und muss nicht separat beim Sender (und Empfänger) verwaltet werden. Subnets identified (or the bit sequence in the Netzwerkad ¬ resse that identifies one of the subnets), used for Ken ¬ tion. The identifier then automatically results in the network address on the transmitter side by the selection of the network address of the receiver and does not have to be managed separately at the transmitter (and receiver).
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält bei einem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze zu dem übergeordneten Teilnetz jedoch eine vor der Adressumsetzung dem Daten empfangenden Gerät zugeordnete Netzwerkadresse die Kennung. Einem Empfänger können dann auch entsprechend mehrere Netzwerkadressen und Umsetzungsvorschriften zugeordnet sein, z.B. im Fall mehrerer übergeordneter Teilnetze (z.B. einem physikalischen und mehreren virtuellen übergeordneten Teilnetzen) . According to a further advantageous embodiment, however, in the case of a data flow from one of the subordinate subnetworks to the superordinate subnetwork, a network address assigned to the device receiving the data before the address translation contains the identifier. A receiver can then also be correspondingly assigned a plurality of network addresses and implementation instructions, e.g. in the case of multiple parent subnets (e.g., one physical and multiple virtual parent subnets).
Wenn bei einem derartigen Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze zu dem übergeordneten Teilnetz die Umset- zungsvorschrift sowohl auf die Netzwerkadresse des Empfängers als auch auf die Netzwerkadresse des Senders wirkt, kann bei einem nachfolgenden Datenfluss von dem übergeordneten Teilnetz zu einem der untergeordneten Teilnetze eine für alle Netzwerkadressen gleiche, d.h. von der Netzwerkadresse und einer in dieser enthaltenen oder durch diese gebildeten Kennung unabhängige, Umsetzungsvorschrift angewendet werden (z.B. Überschreiben der Netzwerkadresse des Empfängers mit einem festen Muster, Netzwerkadresse des Senders bleibt un¬ verändert) . Es sind grundsätzlich aber auch andere Vorgehens¬ weisen möglich, solange sichergestellt ist, dass in Bezug auf die Netzwerkadressen die Symmetrie und Eindeutigkeit gewähr¬ leistet ist. If, in such a data flow from one of the subordinate subnetworks to the superordinate subnetwork, the implementation rule acts both on the network address of the recipient and on the network address of the sender, then in the case of a subsequent data flow from the superordinate subnetwork to one of the subordinate subnetworks one for all Network addresses are the same, that are applied by the network address and a contained in this or formed by this identifier independent, implementation rule (eg overwriting the network address of the receiver with a fixed pattern, network address of the transmitter remains un ¬ changed). There are also basically different approach ¬ have possible as long as it is ensured that the ¬ is guaranteed in terms of network addresses symmetry and uniqueness guaranteed.
Durch die Einschränkung des IP Adressbereichs können zudem während des Betriebs des Netzwerkes alle Datenkommunikations¬ verbindungen zwischen den Geräten dauerhaft existieren bzw. nutzbar sein. Es entfällt dann die Notwendigkeit des dynami- sehen Auf- und Abbaus von Adressumsetzungs-Sessions , wie sie im Stand der Technik bei Suchen in Umsetzungstabellen auf Basis der vollständigen Netzwerkadressen notwendig sind. Wenn alle Kommunikationsverbindungen permanent existieren und somit weder auf- noch abgebaut werden müssen, muss auch kein Timeout berücksichtigt werden, nach dem eine Kommunikations¬ verbindung "zwangsgetrennt" werden müsste. Im Gegensatz zu einer zustandsbehafteten Adressumsetzungs-Session wird dann auch kein zusätzlicher Speicher für die Verwaltung des "Zu- standes" einer Session benötigt. Dies wirkt sich sowohl posi- tiv auf die Hardware-Kosten als auch auf die entfallenen Kosten für die Software, die zur Verwaltung der Sessions ge¬ schrieben werden müsste, aus. By restricting the IP address range can also exist permanently or be used during operation of the network, all data communications ¬ connections between devices. It then eliminates the need for the dynamic construction and removal of address translation sessions, as required in the prior art searches in translation tables based on the full network addresses. Would have if all communication links exist permanently and must therefore not be reduced up yet, no timeout must be taken into account, according to the "forced disconnected" a communication link ¬ be. In contrast to a stateful address translation session, no additional memory is required for managing the "state" of a session. This has a positive effect on both the hardware cost as well as the canceled cost of the software, which should be ge ¬ written to manage the sessions from.
Aufgrund seiner weiten Verbreitung und der Verfügbarkeit standardisierter Komponenten ist das Netzwerk bevorzugt ein IP (Internet Protocol) basierendes Netzwerk. Due to its wide distribution and the availability of standardized components, the network is preferably an IP (Internet Protocol) based network.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung des vorstehend erläu¬ terten Verfahrens liegt in der Datenkommunikation in einem Zug, wobei der Zug aus mehreren, vorzugsweise nicht weiter teilbaren, Fahrzeugeinheiten besteht und wobei das übergeord¬ nete Teilnetz ein zugweites Teilnetz und die untergeordneten Teilnetze auf jeweils nur eine einzige Fahrzeugeinheit be¬ schränkte Teilnetze sind. A particularly advantageous use of the above erläu ¬ screened method lies in the data communication in a train, wherein the train of a plurality, preferably not divisible vehicle units, and wherein the übergeord ¬ designated sub-network a train wide sub-network and the subordinate Subnets are limited to only a single vehicle unit ¬ limited subnets.
Bei einem erfindungsgemäßen Netzwerk ist in der Adressumset- zungseinrichtung zu jeder Umsetzungsvorschrift eine jeweils zugeordnete eineindeutige Kennung gespeichert, die aus einer Bitfolge besteht, deren Bitanzahl kleiner als die Bitanzahl der Netzwerkadressen ist. Eine für die Datenkommunikation zwischen zwei der Geräte verwendete Netzwerkadresse enthält dabei die Kennung, die der für diese Datenkommunikation anzuwendenden Umsetzungsvorschrift zugeordnet ist. Die Adressum¬ setzungseinrichtung ist hierbei derart ausgebildet, dass sie anhand der Kennung auf die zugeordnete Umsetzungsvorschrift zugreift . In the case of a network according to the invention, in each case a respective unambiguous identifier, which consists of a bit sequence whose bit number is smaller than the number of bits of the network addresses, is stored in the address conversion device for each conversion instruction. A network address used for data communication between two of the devices contains the identifier that is assigned to the implementation rule to be used for this data communication. The Adressum ¬ setting device is in this case designed such that it accesses the associated implementation rule based on the identifier.
Von Vorteil enthält oder bildet ein Teil der Netzwerkadresse, der eines der Teilnetze identifiziert, die Kennung. Advantageously, part of the network address identifying one of the subnets contains or forms the identifier.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Netzwerks enthält bei einem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze zu dem übergeordneten Teilnetz eine vor der Adressumsetzung dem Daten empfangenden Gerät zugeordnete Netzwerkadresse die Kennung. Die Adressumsetzungseinrichtung ist dabei von Vorteil derart ausgebildet, dass bei einem Datenfluss von einem der unterge¬ ordneten Teilnetze zu dem übergeordneten Teilnetz die Umsetzungsvorschrift sowohl auf die Netzwerkadresse des Empfängers als auch auf die Netzwerkadresse des Senders wirkt. In accordance with a further advantageous embodiment of the network according to the invention, in the case of a data flow from one of the subordinate subnetworks to the superordinate subnetwork, a network address assigned to the data receiving device before the address translation contains the identifier. The address conversion device is designed such an advantage that the implementation of rule acts in a data flow from one of the underweight body ¬ arranged subnets to the parent sub-network both on the network address of the recipient as well as the network address of the transmitter.
Weiterhin ist die Adressumsetzungseinrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass sie alle Datenkommunikationsverbindungen zwischen den Geräten dauerhaft nutzbar hält. Furthermore, the address conversion device is preferably designed such that it keeps all data communication connections between the devices permanently usable.
Das Netzwerk ist bevorzugt als ein IP (Internet Protocol) ba- sierendes Netzwerk ausgebildet. The network is preferably designed as an IP (Internet Protocol) based network.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine vorteilhaf¬ ten Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Netzwerk und dessen jeweils korres¬ pondierenden vorteilhaften Ausgestaltungen. Benefits mentioned the process of the invention for the and his vorteilhaf ¬ th embodiments apply accordingly for the network according to the invention and its respective corres ¬ ponding advantageous embodiments.
Ein erfindungsgemäßer Zug besteht aus mehreren, vorzugsweise nicht weiter teilbaren, Fahrzeugeinheiten und einem vorstehend erläuterten Netzwerk, wobei das übergeordnete Teilnetz ein zugweites Teilnetz und die untergeordneten Teilnetze auf jeweils nur eine einzige Fahrzeugeinheit beschränkte Teilnet¬ ze sind. An inventive train consists of several, preferably not further divisible, vehicle units and a network explained above, wherein the parent subnet are a zugweites subnet and subordinate subnets limited to only a single vehicle unit Teilnet ¬ ze.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren näher erläutert; darin zeigen: The invention and further advantageous embodiments of the invention according to features of the subclaims are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in the figures; show in it:
FIG 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Netzwerk mit einem übergeordneten Teilnetz und vier untergeordneten Teilnetzen, FIG 2 für das Netzwerk von FIG 1 eine schematische Dar¬ stellung von Kommunikationsbeziehungen zwischen Geräten und zugehörige Netzwerkadressen, 1 shows a known from the prior art network with a parent subnet and four subordinate sub-networks, Figure 2 for the network of Figure 1 is a schematic Dar ¬ position of communication relationships between devices and associated network addresses,
FIG 3 für das Netzwerk von FIG 1 eine Tabelle mit Umset- Zungsvorschriften für Netzwerkadressen auf Basis von Adresssuchen, 3 for the network of FIG. 1 a table with implementation instructions for network addresses based on address searches,
FIG 4 ein erfindungsgemäßes Netzwerk mit einem übergeord¬ neten Teilnetz und vier untergeordneten Teilnetzen, 4 shows an inventive network with a übergeord ¬ Neten subnet and four subordinate subnetworks
FIG 5 ein Beispiel für eine IP-Adresse mit einer Kennung für eine Umsetzungsvorschrift, 5 shows an example of an IP address with an identifier for a conversion rule,
FIG 6 für das Netzwerk von FIG 5 eine Tabelle mit Umset- Zungsvorschriften mit indiziertem Zugriff, 6 for the network of FIG. 5 a table with translated access rules with indicated access, FIG.
FIG 7 eine Zugeinheit mit einem übergeordneten Teilnetz und zwei untergeordneten Teilnetzen, FIG 8 einen Zug mit einem übergeordneten Teilnetz und vier untergeordneten Teilnetzen. Es werden dabei folgende Abkürzungen verwendet: 7 shows a train unit with a higher-level subnet and two subordinate subnets, 8 shows a train with a higher-level subnet and four subordinate subnets. The following abbreviations are used:
IP Internet Protocol IP Internet Protocol
NAT Network Address Translation (Netzwerk-Adressumset- zung)  NAT Network Address Translation
DIP Destination IP (IP Netzwerkadresse des Empfängers) DIP Destination IP (IP network address of the recipient)
SIP Source IP (IP Netzwerkadresse des Senders) SIP Source IP (IP network address of the sender)
DIPo originale DIP (DIP vor einer NAT Umsetzung)  DIPo original DIP (DIP before a NAT implementation)
SIPo originale SIP (SIP vor einer NAT Umsetzung)  SIPo original SIP (SIP before a NAT implementation)
DIPn neue DIP (DIP in welche die DIPo durch DNAT umgesetzt werden soll)  DIPn new DIP (DIP into which the DIPo is to be implemented by DNAT)
SIPn neue SIP (SIP in welche die SIPo durch SNAT umgesetzt werden soll)  SIPn new SIP (SIP in which the SIPo should be implemented by SNAT)
FIG 1 zeigt beispielhaft ein Netzwerk 1 auf Basis des IP- Netzwerkprotokolls gemäß dem Stand der Technik. Das Netzwerk 1 umfasst auf physikalischer und logischer Ebene ein übergeordnetes Teilnetz 2 und mehrere (hier vier) untergeordnete Teilnetze 3, die über jeweils eine Adressumsetzungseinrich- tung in Form eines NAT-Routers 4 mit dem übergeordneten Teil- netz 2 gekoppelt sind. Verschiedene Geräte 5 sind an jeweils eines der untergeordneten Teilnetze 3 angeschlossen und somit über das jeweilige untergeordnete Teilnetz 3 an das überge¬ ordnete Teilnetz 2 angebunden. Die den Geräten 5 in den unterschiedlichen Teilnetzen 2, 3 zugeordneten Netzwerkadressen sollen anhand FIG 2 beispielhaft veranschaulicht werden. 1 shows an example of a network 1 based on the IP network protocol according to the prior art. The network 1 comprises at the physical and logical level a higher-level subnetwork 2 and several (here four) subordinate subnetworks 3, which are each coupled to the higher-level subnetwork 2 via an address conversion device in the form of a NAT router 4. Various devices 5 are connected to one of the subordinate subnets 3 and thus connected via the respective subordinate subnetwork 3 to the überge ¬ ordered subnet 2. The network addresses assigned to the devices 5 in the different subnets 2, 3 will be illustrated by way of example with reference to FIG.
FIG 2 zeigt hierzu das in FIG 1 gezeigte Netzwerk 1 mit dem übergeordneten Teilnetz 2 und vier Teilnetzen 3, hier zur besseren Unterscheidbarkeit mit 3a, 3b, 3c, 3d bezeichnet. Zusätzlich wird angenommen, dass durch das übergeordnete Teilnetz 2 auf rein logischer Ebene noch zwei weitere überge¬ ordnete Teilnetze 6a, 6b ausgebildet sind. 2 shows the network 1 shown in FIG. 1 with the higher-order subnetwork 2 and four subnetworks 3, here designated 3a, 3b, 3c, 3d for better distinctness. In addition, it is assumed that by the parent Subnet 2 on a purely logical level two more überge ¬ ordered subnets 6a, 6b are formed.
Jedem Gerät 5 ist in dem jeweiligen untergeordneten, lokalen Teilnetz 3a, 3b, 3c, 3d, an das es angeschlossen ist, jeweils eine Netzwerkadresse zugeordnet. Diese Netzwerkadresse muss nur auf Ebene des jeweiligen Teilnetzes 3a, 3b, 3c, 3d ei¬ neindeutig sein, d.h. sie kann sich in jedem der Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d wiederfinden. Für die Geräte 5 wird somit bei- spielsweise in jedem der Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d jeweils der Adressraum 10.0.0.0/18 (d.h. IP-Adressen von 10.0.0.0 bis 10.0.0.18) benutzt. Each device 5 is in the respective subordinate, local subnetwork 3a, 3b, 3c, 3d, to which it is connected, each associated with a network address. This network address must be ei ¬ neindeutig only at the level of each sub-network 3a, 3b, 3c, 3d, ie it can be reflected in each of the sub-networks 3a, 3b, 3c, 3d. For the devices 5, the address space 10.0.0.0/18 (ie IP addresses from 10.0.0.0 to 10.0.0.18) is thus used, for example, in each of the subnetworks 3a, 3b, 3c, 3d.
Auf Ebene der übergeordneten Teilnetze 2, 6a, 6b sind diese Netzwerkadressen dann aber nicht mehr eineindeutig. Deshalb sind diesen Geräten 5 in den übergeordneten Teilnetzen 2, 6a, 6b jeweils andere, eineindeutige Netzwerkadressen zugeordnet. At the level of the higher-level subnetworks 2, 6a, 6b, however, these network addresses are no longer unanimous. Therefore, these devices 5 in the higher-level subnets 2, 6a, 6b are each assigned other, one-to-one network addresses.
So sind beispielsweise in dem Teilnetz 6a den Geräten 5 des Teilnetzes 3a die Netzwerkadressen 10.64.0.0/18 und den Gerä¬ ten 5 des Teilnetzes 3b die Netzwerkadressen 10.64.128.0/18 eineindeutig zugeordnet. Thus, 5 of the network part 3a, the network addresses and the 10.64.0.0/18 Gerä ¬ th 5 of the subnetwork 3b, the network addresses 10.64.128.0/18 one correspondence, for example, in the sub-network 6 the devices.
Weiterhin sind beispielsweise in dem Teilnetz 6b den Geräten 5 des Teilnetzes 3c die Netzwerkadressen 10.127.128.0/18 und den Geräten 5 des Teilnetzes 3d die Netzwerkadressen Furthermore, the network addresses 10.127.128.0/18 and the devices 5 of the subnet 3d, for example, are the network addresses in the subnet 6b of the devices 5 of the subnetwork 3c
10.127.192.0/18 eineindeutig zugeordnet. 10,127,192.0/18 assigned one-to-one.
Außerdem sind beispielsweise in dem Teilnetz 2 den Geräten 5 des Teilnetzes 3a die Netzwerkadressen 10.128.0.0/18, den Ge¬ räten 5 des Teilnetzes 3b die Netzwerkadressen In addition, for example, in the sub-network 2 the devices 5 of the sub-network 3 the network addresses 10.128.0.0/18, 3b the Ge ¬ boards 5 of the subnetwork, the network addresses
10.128.128.0/18, den Geräten 5 des Teilnetzes 3c die Netz¬ werkadressen 10.255.128.0/18 und den Geräten 5 des Teilnetzes 3d die Netzwerkadressen 10.255.192.0/18 eineindeutig zugeord- net. 10.128.128.0/18, the devices 5 of the subnetwork, the network 3c ¬ network addresses 10.255.128.0/18 and the devices 5 of the subnetwork 3d the network addresses assigned uniquely 10.255.192.0/18 net.
Eine Datenkommunikation zwischen Geräten 5, die an unterschiedliche untergeordnete Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d ange- schlössen sind, muss folglich über eines der übergeordneten Teilnetze 2, 6a, 6b erfolgen. Hierzu müssen die Netzwerkad¬ ressen, die den Geräten 5 in dem untergeordneten Teilnetz zugeordnet sind, in Netzwerkadressen des übergeordneten Teil- netzes 2, 6a, 6b umgesetzt werden und/oder umgekehrt. Diese Umsetzung erfolgt mittels einer Netzwerkadressumsetzung (NAT) anhand von Umsetzungsvorschriften in den NAT-Routern 4. Die Umsetzungsvorschriften sind in den NAT-Routern in Form von Umsetzungstabellen hinterlegt. Hierzu sind in FIG 2 beispiel- haft mit 7a, 7b, 7c, 7d die Umsetzungstabellen für den Auf- wärts-Datenpfad von einem untergeordneten Teilnetz zu den übergeordneten Teilnetzen bezeichnet. Data communication between devices 5, which are connected to different subordinate subnetworks 3 a, 3 b, 3 c, 3 d. Consequently, it must be done via one of the parent subnets 2, 6a, 6b. For this purpose must Netzwerkad ¬ ests that are assigned to the subordinate sub-network the devices 5, are converted into network addresses of the parent sub- network 2, 6a, 6b and / or vice versa. This conversion takes place by means of a network address conversion (NAT) on the basis of implementation rules in the NAT routers 4. The implementation rules are stored in the NAT routers in the form of conversion tables. 7a, 7b, 7c, 7d, the conversion tables for the uplink data path from a subordinate subnetwork to the superordinated subnetworks are designated by way of example in FIG.
Bei einer Lösung gemäß dem Stand der Technik muss - wie bei- spielhaft anhand der in FIG 3 im Detail verkürzt gezeigten Umsetzungstabelle 7a veranschaulicht - in der NAT- Umsetzungstabelle die originale Destination IP (DIPo) in der gleichnamigen Spalte gesucht werden. Wird dann ein NAT- Eintrag mit passender Übereinstimmung gefunden, wird der Ein- trag genutzt um die neue Destination IP (DIPn) und die neueIn a solution according to the state of the art, the original destination IP (DIPo) in the column of the same name must be searched in the NAT conversion table, as exemplified by the conversion table 7a shown in detail in FIG. If then a NAT entry with matching match is found, the entry is used for the new destination IP (DIPn) and the new one
Source IP (SIPn) zu bilden. Durch den der NAT vorgeschalteten Suchvorgang entstehen somit zeitliche Verzögerungen im Paket- fluss durch die NAT, die zudem unterschiedlich groß sein können und somit zu einem nicht deterministischen Verhalten füh- ren. Außerdem müssen die einzelnen Kommunikationsverbindungen mit entsprechenden Mechanismen verfolgt werden. Die NAT- Router 4 sind deshalb zustandsbehaftet , d.h. für jede Verbin¬ dung, die ein NAT-Router aufbaut, muss er dynamisch eine sogenannte NAT-Session erstellen. Die Anzahl der Sessions, die ein NAT-Router gleichzeitig offen halten kann, ist jedoch durch die Leistungsfähigkeit der jeweils im NAT-Router einge¬ setzten Hard- und Software begrenzt. Leistungsfähigere Hard- und Software wiederum geht zu Lasten des Entwicklungsauf¬ wands, der eingesetzten Bauteile und damit i.d.R. auf die Kosten des NAT-Routers. Da die Anzahl der gleichzeitig offen¬ gehaltenen Verbindungen begrenzt ist, müssen Mechanismen zu Zwangstrennung (z.B. über ein Timeout) für nicht weiter genutzte Verbindungen implementiert werden. Für die zustandsbe- haftete NAT-Session wird ein zusätzlicher Speicher für die Verwaltung des "Zustandes" einer NAT-Session benötigt. Dies wirkt sich sowohl negativ auf die Hardware-Kosten als auch auf Kosten aus, die auf die Software entfallen, die zur Ver- waltung der NAT-Sessions geschrieben werden muss. Source IP (SIPn) form. The NAT upstream search process therefore causes time delays in the packet flow through the NAT, which can also be of different sizes and thus lead to non-deterministic behavior. In addition, the individual communication links must be tracked using appropriate mechanisms. The NAT router 4 are therefore stateful, ie for each Verbin ¬-making building a NAT router, it must dynamically create a so-called NAT session. The number of sessions that can hold a NAT router open simultaneously is limited by the capacity of each is in NAT router ¬ implemented hardware and software. More powerful hardware and software turn comes at the expense of Entwicklungsauf ¬ wands, the components used and usually at the cost of the NAT router. As the number of connections simultaneously open ¬ held is limited mechanisms to forced separation (eg via a timeout) for not used connections must be implemented. For the state liable NAT session, additional memory is needed to manage the "state" of a NAT session. This negatively impacts hardware costs as well as costs associated with the software that needs to be written to manage NAT sessions.
Um dies zu vermeiden, ist bei einer in FIG 4 dargestellten erfindungsgemäßen Lösung jeder Umsetzungsvorschrift eine eineindeutige Kennung (d.h. ein Index) zugeordnet, die aus ei- ner Bitfolge besteht, deren Bitanzahl kleiner als die Bitanzahl der Netzwerkadressen ist. Eine für die Datenkommunikati¬ on zwischen zwei der Geräte 5 verwendete Netzwerkadresse ent¬ hält die Kennung, die der für diese Datenkommunikation anzuwendenden Umsetzungsvorschrift zugeordnet ist. Die Adressum- setzungseinrichtung 4 ist hierzu derart ausgebildet, dass sie anhand der Kennung auf die zugeordnete Umsetzungsvorschrift zugreift . In order to avoid this, in a solution according to the invention shown in FIG. 4, each conversion rule is assigned a one-time identifier (ie an index) which consists of a bit sequence whose number of bits is less than the number of bits of the network addresses. A network address used for the Datenkommunikati ¬ on between two of the devices 5 ent ¬ holds the identifier that is associated with the applicable for this data communication implementation rule. The address conversion device 4 is designed for this purpose in such a way that it accesses the assigned conversion rule on the basis of the identifier.
Die Suche in der in dem NAT-Router 4 abgespeicherten Umset- zungstabelle auf Basis der vollständigen Netzwerkadresssen wird somit durch einen indizierten Zugriff ersetzt. Durch den unmittelbar erfolgenden indizierten Zugriff entsteht im Vergleich zu einer suchenden Lösung nahezu keine zeitliche Verzögerung im Datenfluss durch den NAT-Router 4. Darüber hinaus ist die Verzögerung immer gleich, d.h. man erhält ein reproduzierbares deterministisches Verhalten. Durch die Beschrän¬ kung der Menge an möglichen Adressen können von Vorteil während des Betriebs des Netzwerkes 1 gleichzeitig alle Daten¬ kommunikationsverbindungen zwischen den Geräten 5 dauerhaft existieren bzw. sind dauerhaft nutzbar, d.h. es entfällt die Notwendigkeit des dynamischen Auf- und Abbaus von Adressum- setzungs-Sessions . Es muss dann auch kein Timeout berücksich¬ tigt werden, nach dem eine Kommunikationsverbindung "zwangsgetrennt" werden müsste. The search in the conversion table stored in the NAT router 4 on the basis of the complete network addresses is thus replaced by an indexed access. Due to the immediate indexed access, there is almost no time delay in the data flow through the NAT router 4 compared to a searching solution. In addition, the delay is always the same, ie a reproducible deterministic behavior is obtained. By restric ¬ effect of the amount of possible addresses all data ¬ communication links between the devices 5 may be of advantage during operation of the network 1 at the same time permanently exist and can be used permanently, that is it eliminates the need for dynamic assembly and disassembly of Adressum- settlement sessions. It then has to be into account Untitled ¬ no timeout, after a communication link would have to be "forced disconnected".
Wie in FIG 5 dargestellt, zeichnen sich die umzusetzenden IP Adressen 8 vorzugsweise dadurch aus, dass sie aus zwei Haupt¬ bestandteilen bestehen: Zwei transparenten Anteilen 8-1 und 8-3, die keine Änderung durch die NAT erfahren, und einem Anteil 8-2, der von der NAT umgesetzt werden muss. Bei den umzusetzenden IP-Adressen kann es sich grundsätzlich sowohl um DIP als auch um SIP handeln. As shown in FIG 5, the reacted IP addresses 8 characterized preferably characterized in that they consist of two main components ¬: Two transparent portions 8-1 and 8-3, which does not undergo any change by the NAT, and a share 8-2, which must be implemented by the NAT. The IP addresses to be converted can basically be both DIP and SIP.
Beispielsweise werden gemäß FIG 5 aus der IP-Adresse 8 die zehn Bits [23:14] des Anteils 8-2 als Kennung verwendet, um einen von 1024 NAT-Einträgen zu referenzieren . Die Kennung For example, as shown in FIG. 5, from the IP address 8, the ten bits [23:14] of the share 8-2 are used as the identifier to reference one of 1024 NAT entries. The identifier
1 0  1 0
kann hierbei Werte von 0 bis 1023 (1023 = 2 -1) annehmen. Der Inhalt des referenzierten NAT-Eintrags wird dann genutzt um die DIPn und/oder die SIPn zu bilden. Auf den benötigten Eintrag in den NAT-Tabellen wird folglich indiziert zugegriffen. Die zehn Bits [23:14] identifizieren dabei das jeweilige übergeordnete Teilnetz 2, 6a, 6b, so dass der Teil der IP- Adresse 8, der die Teilnetze identifiziert, die Kennung bil¬ det . can assume values from 0 to 1023 (1023 = 2 -1). The content of the referenced NAT entry is then used to form the DIPn and / or the SIPn. The required entry in the NAT tables is therefore indexed. The ten bits [23:14] identify the particular case parent sub-network 2, 6a, 6b, so that the portion of the IP address 8, identifying the sub-networks, the identifier bil ¬ det.
FIG 6 zeigt hierzu beispielhaft eine NAT-Tabelle mit dem von 0 bis 1023 laufenden Index und jeweils zugeordneten DIPn und SIPn. FIG. 6 shows, by way of example, a NAT table with the index running from 0 to 1023 and DIPs and SIPns assigned in each case.
Bei einem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d zu einem der übergeordneten Teilnetze 2, 6a, 6b enthält von Vorteil eine vor der Adressumsetzung dem Daten empfangenden Gerät 5 zugeordnete IP-Adresse (d.h. die DIPo) die Kennung. Dem empfangenden Gerät 5 können dann entsprechend mehrere Netzwerkadressen und Umsetzungsvorschriften zugeordnet sein, wie z.B. hier im Fall mehrerer übergeordneter Teilnetze 2, 6a, 6b. In a data flow from one of the child subnets 3a, 3b, 3c, 3d to one of the parent subnets 2, 6a, 6b, an IP address (i.e., the DIPo) associated with the data receiving device 5 prior to address translation advantageously contains the identifier. The receiving device 5 can then be assigned a corresponding number of network addresses and implementation instructions, such as e.g. here in the case of several higher-level subnets 2, 6a, 6b.
Wenn bei einem derartigen Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d zu einem der übergeordneten Teilnetze 2, 6a, 6b die Umsetzungsvorschrift sowohl auf die IP-Adresse des empfangenden Geräts 5 (d.h. die DIPo) als auch auf die IP-Adresse des sendenden Geräts 5 (d.h. die SIPo) wirkt, kann bei einem nachfolgenden Datenfluss von dem übergeordneten Teilnetz 2, 6a, 6b zu einem der untergeordneten Teilnetze 3a, 3b, 3c, 3d eine für alle IP-Adressen gleiche, d.h. von der IP-Adresse und einer in dieser enthaltenen oder durch diese gebildeten Kennung unabhängige, Umsetzungsvorschrift angewendet werden (z.B. Überschreiben der IP-Adresse des Empfängers mit einem festen Muster, wohingegen IP-Adresse des Senders unverändert bleibt) . Es sind grundsätzlich aber auch andere Vorgehensweisen möglich, solange sichergestellt ist, dass in Bezug auf die IP-Adressen die Symmetrie und Ein¬ deutigkeit gewährleistet ist. Eine bevorzugte Verwendung der Erfindung liegt im Bereich der Züge bzw. der darin verwendeten Zugnetzwerke, da es sich hierbei um geschlossene Netzwerke handelt, bei denen der IP- Adressbereich deutlich eingeschränkt werden kann. Bei den untergeordneten Teilnetzen 3 handelt es sich dann - wie vereinfacht in FIG 7 dargestellt - vorzugsweise um Teil¬ netze, die sich nur über eine im Betrieb nicht weiter teilba¬ re Zugeinheit 21 (manchmal auch als „Consist" bezeichnet) . erstrecken. Bei dem übergeordneten Teilnetz 2 handelt es sich dagegen um ein Teilnetz, das sich zumindest über die Zugeinheit 21, oder aber auch darüber hinaus erstreckt. In such a data flow from one of the subordinate subnets 3a, 3b, 3c, 3d to one of the superordinate subnetworks 2, 6a, 6b, the transposition rule applies both to the IP address of the receiving device 5 (ie the DIPo) and to the IP address. Address of the sending device 5 (ie, the SIPo) acts, in a subsequent data flow from the parent subnet 2, 6a, 6b to one of the subordinate subnets 3a, 3b, 3c, 3d a same for all IP addresses, that is, the implementation of the IP address and an independent, contained in this or formed by this identifier implementation rule (eg overwriting the IP address of the recipient with a fixed pattern, whereas the IP address of the sender remains unchanged). There are also basically proceed differently, as long as it is ensured that with regard to the IP addresses of the symmetry and A ¬ ambiguity ensured. A preferred use of the invention is in the area of the trains or the train networks used therein, since these are closed networks in which the IP address range can be significantly restricted. In the subordinate sub-networks 3 is then - as schematically illustrated in FIG 7 - preferably part ¬ networks, only over a not further teilba ¬ re operating traction unit 21 (sometimes referred to as "Consist") extend at.. The higher-level subnetwork 2, on the other hand, is a subnetwork that extends at least over the traction unit 21 or even beyond.
FIG 8 zeigt hierzu beispielhaft einen Zug 22, der aus mehre¬ ren miteinander gekoppelten Zugeinheiten 21a, 21b besteht. In diesem Fall erstreckt sich das übergeordnete Teilnetz 2 über den gesamten Zug 22, während die untergeordneten Teilnetze 3 in ihrer Ausdehnung auf nur jeweils eine einzige Zugeinheit 21a, 21b beschränkt sind. Durch das übergeordnete Teilnetz 2 kann bzw. können zusätzlich auf logischer Ebene noch ein oder mehrere weitere übergeordnete Teilnetze ausgebildet werden, z.B. jeweils ein lo¬ gisches Teilnetz pro Zugeinheit 21a, 21b (analog der logi¬ schen Teilnetze 6a, 6b in FIG 4) . 8 shows an example of a train 22, which consists of several ¬ ren coupled train units 21a, 21b. In this case, the superordinate subnetwork 2 extends over the entire train 22, while the subordinate subnetworks 3 are limited in their extent to only one single traction unit 21a, 21b. Due to the parent sub-network 2 may or may at a logical level, one or more further superordinate subnets be additionally formed, for example, each represent a lo ¬ gical subnet per traction unit 21a, 21b (similar to the logi ¬ rule subnets 6a, 6b in FIG 4).
Beispielsweise handelt es sich bei den untergeordneten Teil¬ netzen 3 um Netze für die Fahrzeugsteuerung, den Antrieb, die Bremsen, die Türen oder für die Fahrgastinformation. For example, it is in the subordinate part ¬ networks 3 to networks for the vehicle control, the drive, brake, or the doors for passenger information.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Datenkommunikation zwischen Geräten (5) in einem Netzwerk (1), insbesondere einem geschlossenen Netzwerk wie einem Zugnetzwerk, wobei A method for data communication between devices (5) in a network (1), in particular a closed network such as a train network, wherein
- das Netzwerk (1) zumindest ein übergeordnetes Teilnetz (2) und mehrere untergeordnete Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) um- fasst, die mit dem übergeordneten Teilnetz (2) gekoppelt sind,  the network (1) comprises at least one higher-level subnetwork (2) and a plurality of subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) which are coupled to the higher-level subnetwork (2),
- eine Datenkommunikation zwischen Geräten 5) , die an unterschiedliche untergeordnete Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) ange¬ schlossen sind, über das übergeordnete Netzwerk (2) erfolgt, - bei dieser Datenkommunikation Netzwerkadressen (8) der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) mittels un¬ terschiedlicher Umsetzungsvorschriften in Netzwerkadressen (8) des übergeordneten Teilnetzes (2) umgesetzt werden und/oder umgekehrt, Takes place, data communication between devices 5) (to different sub-sub-networks 3a, 3b, 3c, 3d are) attached ¬ joined (via the superordinate network 2), - - in this data communication network addresses (8) of the child sub-networks (3a, 3b, 3d) (in network addresses (8) of the parent sub-network by means of un ¬ terschiedlicher conversion rules 2) 3c are implemented and / or vice versa,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- jeder der Umsetzungsvorschriften jeweils eine eineindeutige Kennung (8-2) zugeordnet ist, die aus einer Bitfolge be¬ steht, deren Bitanzahl kleiner als die Bitanzahl der Netzwerkadressen (8) ist, - each of the conversion rules are each assigned a one-one identifier (8-2) which is be ¬ of a bit string whose number of bits is smaller than the bit number of the network addresses (8),
- eine für die Datenkommunikation zwischen zwei der Geräte verwendete Netzwerkadresse (8) die Kennung (8-2) enthält, die der für diese Datenkommunikation anzuwendenden Umsetzungsvorschrift zugeordnet ist,  a network address (8) used for data communication between two of the devices contains the identifier (8-2) associated with the implementation rule to be used for this data communication,
- bei der Adressumsetzung anhand der Kennung (8-2) auf die zugeordnete Umsetzungsvorschrift zugegriffen wird.  - In the address translation based on the identifier (8-2) is accessed on the associated implementation rule.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Teil der Netzwerkadresse (8), der eines der Teilnetze (2, 3a, 3b, 3c, 3d) identifiziert, die Kennung (8-2) enthält oder die Kennung (8-2) bildet. That is, a portion of the network address (8) identifying one of the subnets (2, 3a, 3b, 3c, 3d) contains the identifier (8-2) or forms the identifier (8-2).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei ei¬ nem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) zu dem übergeordneten Teilnetz (2) eine vor der Adressumsetzung dem Daten empfangenden Gerät (5) zugeordnete Netzwerkadresse (8) die Kennung (8-2) enthält. characterized in that at ei ¬ nem data flow from one of the subordinate subnets (3a, 3b, 3c, 3d) to the higher-level subnetwork (2) a network address (8) assigned to the data receiving device (5) before the address translation is implemented contains the identifier (8-2).
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei ei¬ nem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) zu dem übergeordneten Teilnetz (2) die Umsetzungsvorschrift sowohl auf die Netzwerkadresse (8) des Emp- fängers als auch auf die Netzwerkadresse (8) des Senders wirkt . characterized in that in ei ¬ nem data flow from one of the subordinate subnets (3a, 3b, 3c, 3d) to the parent subnet (2) the implementation rule both on the network address (8) of the receiver and on the network address (8) the transmitter works.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass während des Betriebs des Netzwerkes (1) alle Datenkommunikationsver¬ bindungen zwischen den Geräten (5) dauerhaft existieren. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the operation of the network (1) all Datenkommunikationsver ¬ bonds between the devices (5) exist permanently.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Netzwerk (1) ein IP (Internet Protocol) basierendes Netzwerk ist . 6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the network (1) is a network based on IP (Internet Protocol).
7. Netzwerk (1) zur Datenkommunikation zwischen Geräten (5), insbesondere geschlossenes Datenkommunikations-Netzwerk wie ein Zugnetzwerk, wobei 7. Network (1) for data communication between devices (5), in particular closed data communication network like a train network, wherein
- das Netzwerk (1) zumindest ein übergeordnetes Teilnetz (2) und mehrere untergeordnete Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) um- fasst, die mit dem übergeordneten Teilnetz (2) gekoppelt sind,  the network (1) comprises at least one higher-level subnetwork (2) and a plurality of subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) which are coupled to the higher-level subnetwork (2),
- eine Datenkommunikation zwischen Geräten (5) , die an unterschiedliche untergeordnete Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) ange¬ schlossen sind, über das übergeordnete Netzwerk (2) erfolgt, - a data communication between devices (5) provided at different sub-sub-networks (3a, 3b, 3c, 3d) is closed ¬ are, via the superordinate network (2) takes place,
- eine Adressumsetzungseinrichtung (4) vorhanden ist, in der unterschiedliche Umsetzungsvorschriften für eine Umsetzung von für diese Datenkommunikation verwendeten Netzwerkadressen (8) der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) in Netzwerkadressen des übergeordneten Teilnetzes (2) und/oder umgekehrt gespeichert sind, an address conversion device (4) is present, in which different conversion rules for a conversion of network addresses (8) of the subordinate subnetworks (3a, 3b, 3c, 3d) used for this data communication into Network addresses of the parent subnetwork (2) and / or stored vice versa,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- in der Adressumsetzungseinrichtung (4) zu jeder der Umset- Zungsvorschriften jeweils eine zugeordnete eineindeutige - in the address translation device (4) for each of the implementation of a respective one-to-one
Kennung (8-2) gespeichert ist, die aus einer Bitfolge be¬ steht, deren Bitanzahl kleiner als die Bitanzahl der Netzwerkadressen (8) ist, ID (8-2) is stored, be ¬ is of a bit string whose number of bits is smaller than the bit number of the network addresses (8),
- eine für die Datenkommunikation zwischen zwei der Geräte (5) verwendete Netzwerkadresse (8) die Kennung (8-2) ent¬ hält, die der für diese Datenkommunikation anzuwendenden Umsetzungsvorschrift zugeordnet ist, a network address (8) used for the data communication between two of the devices (5) contains the identifier (8-2) which is assigned to the implementation rule to be used for this data communication,
- die Adressumsetzungseinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass sie anhand der Kennung (8-2) auf die zugeordnete Um- Setzungsvorschrift zugreift.  - The address conversion device (4) is designed such that it accesses the assigned conversion rule on the basis of the identifier (8-2).
8. Netzwerk (1) nach Anspruch 7, 8. network (1) according to claim 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Teil der Netzwerkadresse (8), der eines der Teilnetze (2, 3a, 3b, 3c, 3d) identifiziert, die Kennung (8-2) enthält oder die Kennung (8-2) bildet That is, a portion of the network address (8) identifying one of the subnets (2, 3a, 3b, 3c, 3d) contains the identifier (8-2) or forms the identifier (8-2)
9. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, 9. Network (1) according to one of claims 7 to 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei ei- nem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) zu dem übergeordneten Teilnetz (2) eine vor der Adressumsetzung dem Daten empfangenden Gerät (5) zugeordnete Netzwerkadresse (8) die Kennung (8-2) enthält. characterized in that, in the case of a data flow from one of the subordinate subnets (3a, 3b, 3c, 3d) to the superordinate subnetwork (2), a network address (8) assigned to the data receiving device (5) before the address translation is performed identifies the identifier (8). 2) contains.
10. Netzwerk (1) nach Anspruch 9, 10. network (1) according to claim 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ad¬ ressumsetzungseinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass bei einem Datenfluss von einem der untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) zu dem übergeordneten Teilnetz (2) die Um- Setzungsvorschrift sowohl auf die Netzwerkadresse (8) descharacterized in that the ad ¬ ressumsetzungseinrichtung (4) is designed such that in a data flow from one of the subordinate subnets (3a, 3b, 3c, 3d) to the parent subnet (2) the transposition rule both on the network address (8) of
Empfängers als auch auf die Netzwerkadresse (8) des Senders wirkt . Receiver as well as the network address (8) of the transmitter acts.
11. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 11. network (1) according to any one of claims 7 to 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ad- ressumsetzungseinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass sie alle Datenkommunikationsverbindungen zwischen den Geräten (5) dauerhaft nutzbar hält. That is, the address translation device (4) is designed in such a way that it keeps all data communication connections between the devices (5) permanently usable.
12. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, 12. network (1) according to any one of claims 7 to 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass es als ein IP (Internet Protocol) basierendes Netzwerk ausgebildet ist. That is, it is designed as an IP (Internet Protocol) based network.
13. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Datenkommunikation in einem Zug (22), wobei der Zug (22) aus mehreren, vorzugsweise nicht weiter teilbaren, Fahr- zeugeinheiten (21a, 21b) besteht und wobei das übergeordnete Teilnetz (2) ein zugweites Teilnetz und die untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) auf jeweils nur eine einzige Fahr¬ zeugeinheit (21a, 21b) beschränkte Teilnetze sind. 13. Use of the method according to one of claims 1 to 6 for data communication in a train (22), wherein the train (22) consists of several, preferably not further divisible, vehicle units (21a, 21b) and wherein the higher-level subnet ( 2) a train wide sub-network and the subordinate sub-networks (3a, 3b, 3c, 3d) in each case only a single driving ¬ generating unit (21a, 21b) are limited subnets.
14. Zug (22) aus mehreren, vorzugsweise nicht weiter teilba¬ ren, Fahrzeugeinheiten (21a, 21b) und mit einem Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das übergeordnete Teilnetz (2) ein zugweites Teilnetz und die untergeordneten Teilnetze (3a, 3b, 3c, 3d) auf jeweils nur eine einzige Fahr- zeugeinheit (21a, 21b) beschränkte Teilnetze sind 14. Train (22) from a plurality, preferably not further teilba ¬ ren, vehicle units (21a, 21b) and with a network (1) according to one of claims 7 to 12, wherein the parent subnet (2) a zugweites subnet and the subordinate Subnets (3a, 3b, 3c, 3d) are each limited to a single vehicle unit (21a, 21b) subnets
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