WO2018141357A1 - Verfahren zum betrieb eines mehrere kommunikationsgeräte umfassenden kommunikationsnetzes für ein industrielles automatisierungssystem und steuerungseinheit - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines mehrere kommunikationsgeräte umfassenden kommunikationsnetzes für ein industrielles automatisierungssystem und steuerungseinheit Download PDF

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WO2018141357A1
WO2018141357A1 PCT/EP2017/052010 EP2017052010W WO2018141357A1 WO 2018141357 A1 WO2018141357 A1 WO 2018141357A1 EP 2017052010 W EP2017052010 W EP 2017052010W WO 2018141357 A1 WO2018141357 A1 WO 2018141357A1
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WO
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control unit
user
communication devices
reservation
requirements
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PCT/EP2017/052010
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Hans-Peter Huth
Axel Gruner
Amine Mohamed Houyou
Johannes Riedl
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/78—Architectures of resource allocation
    • H04L47/781—Centralised allocation of resources
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    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/83—Admission control; Resource allocation based on usage prediction

Definitions

  • Industrial automation systems are used to monitor, control and regulate technical processes, in particular in the area of production, process and building automation, and enable the operation of control devices, sensors, machines and industrial plants, which should be as independent as possible and independent of human intervention .
  • a particular problem arises in industrial automation systems regularly from a message traffic with relatively many, but relatively short messages, whereby the above problems are amplified.
  • Software Defined Networking aims to virtualize communications network capabilities by subdividing communication devices such as routers or switches into functional components associated with the control plane and data plane.
  • the data plane includes functions or components for forwarding data packets or frames.
  • the control plane includes management functions for controlling the forwarding or the components of the data plane.
  • OpenFlow for example, is a standard for software-implemented contrac- rol Planes defined. An abstraction of hardware as virtual services eliminates manual configuration of the hardware, particularly by providing programmable centralized control of network traffic. OpenFlow supports partitioning of system resources into network slices, which ensures deployment of defined system resources independent of other existing network slices.
  • DE 10 138 363 A1 discloses a method for ensuring the quality of service of Internet applications, in which Internet applications are automatically adapted and optimized by utilizing the resources of the IP access network and the end system available at the start time of the Internet application.
  • Internet applications capture the QoS (Quality of Service) communication requirements to the IP access network and store them as application profiles.
  • QoS Quality of Service
  • the existing network resources of the IP access network are compared with the stored application profiles, and control data is determined. Based on the determined control data, the provision of network resources for the relevant Internet application is optimized. Optimization refers to an adapted chronological order and the determination of the most favorable constellation under cost aspects (transmission costs).
  • US 2004/010592 A1 discloses a system for providing a shared resource to a plurality of devices that are set up for use of this resource.
  • the system includes a control unit that is responsible for controlling access to the collaborative resource by each of the devices and accepting bids for use by one or more of the devices. device is set up.
  • Each bid includes a requested portion of the resource and a price offered for each requested portion.
  • the system includes an allocation unit that processes received bids and determines a suitable allocation of the resource. Based on the determined division, the control unit grants access to the shared resource.
  • US 2006/209891 AI a control system for a communication network is described in which a user for a
  • Streaming service requests a QoS guarantee along with network access.
  • a corresponding request is received by a QoS control server dedicated to an allocation of resources available to the user.
  • the request for the QoS guarantee can also be made separately from the request for network access.
  • US 2013/268686 A1 relates to a method of sending a call setup request in which an OpenFlow switch sends a message with a parameter request to a configuration server to obtain connection parameters from an OpenFlow controller.
  • the OpenFlow switch receives a message on the parameter request message
  • the OpenFlow switch sends a message requesting a connection to the first OpenFlow controller based on the IP address and set of OpenFlow connection parameters of the first OpenFlow controller. In this way, an au- automatic connection between an OpenFlow switch and an OpenFlow controller.
  • a control unit for the provision of communication services within a physical communication network is known. These communication services are used by several applications running on communication devices, for each of which requirements for the communication services are specified.
  • the control unit generates a communication network model which reproduces a topology of the physical communication network and comprises a network node model for each communication device.
  • the network node model describes functions and resources of the respective communication device.
  • the control unit calculates a virtual communication network by mapping the requirements of the respective application to the communication services on the communication network model.
  • the computed virtual communication networks each comprise at least 2 network nodes described by a network node model and a partition or network slice of selected communication network resources provided by the communication devices.
  • the present invention has for its object to provide a method for operating a communication network comprising a plurality of communication devices for an industrial automation system, which allows an efficient and needs-based user reservation of system resources and a corresponding control of the communication devices, as well as a control unit for performing the method create.
  • At least one control unit controls functions of a plurality of associated communication devices.
  • a predeterminable proportion of system resources of the assigned communication devices is made available for a predefinable resource utilization period.
  • the control unit provides at least one estimation function for the user-side determination of a system resource requirement for a reservation request.
  • Reservation requirements include quality of service Conditions. Quality of service requirements may include in particular specifications for guaranteed latencies, jitter, availability, redundancy, bandwidth, data rate or processing power of data.
  • the estimator makes
  • the control unit receives user-side reservation requests for data streams between selected communication devices.
  • the reservation request control unit respectively determines communication network paths between the selected communication devices via communication devices associated with the control unit, taking into account the respective quality of service requirements, and checks whether sufficient system resources are available during the resource usage period.
  • the control unit preferably determines the communication network paths on the basis of path costs.
  • the reservation request control unit reserves the system resources required for a positive check result and controls routing or switching functions of the associated communication devices according to the determined communication network paths.
  • the communication devices are software
  • Network which has a communication control level referred to as a control plane and a communication control level
  • Plane designated data transmission level comprises.
  • the control unit is assigned to the control plane in this case, while the communication devices are assigned to the data plane.
  • the communication devices include, for example, routers Switches, and by the control unit advantageously flow tables are given, from which routing tables or forwarding tables for the control unit associated communication devices are derived.
  • partitions can be network slices and can be defined manually by a system administrator or automatically by means of an engineering system.
  • control units are preferably each assigned to at least one tenant, one user or one application. In a corresponding manner, the reservation requests are initiated, for example, by a respective tenant, a user or an application.
  • the estimator maps quality of service requests to metrics that are proportional to the estimated system resource demand.
  • the key figures are only released on a user-side confirmation for a user-determined determination of a system resource requirement required for a reservation request.
  • a user-specific upper limit is determined on the basis of a system resource requirement determined by the user on the basis of the estimation function. Reservation requests exceeding the user-specific upper limit are rejected.
  • a user-specific upper level limit is determined on the basis of a system resource requirement determined by the user on the basis of the estimation function. Also in this case, reservation requests in excess of the user-specific upper limit are rejected.
  • system resources reserved for a user-side reservation request are preferably billed on the basis of the characteristic numbers mapped by the estimation functions.
  • the control unit according to the invention is provided for carrying out a method according to the preceding embodiments and designed and set up for this, in particular by configuration, to control functions of a plurality of assigned communication devices.
  • a specifiable proportion of system resources of the assigned communication devices is available for the control unit for a predefinable resource utilization period.
  • the control unit is configured and arranged to provide at least one estimator for user-side determination of a system resource demand for a reservation request. Reservation requirements include quality of service requirements.
  • the estimator maps quality-of-service requirements to measures proportional to the estimated system resource demand. Based on the key figures is user side
  • Control unit can be fulfilled.
  • control unit is configured and adapted to receive user reservation requests for data streams between selected communication devices.
  • control unit is designed and set up for the purpose of determining and, in each case, to determine communication network paths between the selected communication devices via the communication devices assigned to the control unit, taking into account the respective quality of service requirements. Check if sufficient system resources are available during the resource usage period.
  • Control unit configured and set up to reserve for the reservation requirements in each case with a positive examination result required system resources and to control routing or switching functions of the associated communication devices according to the determined communication network paths.
  • FIG. 1 shows a communication network of an industrial automation system comprising a plurality of communication devices and control units assigned to them.
  • Figure 2 is a schematic representation of a reservation of system resources by the control units of the communication system shown in Figure 1.
  • the communication network of an industrial automation system illustrated in FIG. 1 comprises a plurality of communication devices 200 and a plurality of control units 101, 102.
  • the communication devices 200 may be switches, routers or firewalls, for example, and serve for the connection of programmable logic controllers 300 or input / output units of the industrial automation system.
  • Programmable logic controllers 300 typically each comprise a communication module, a central unit and at least one input / output unit (I / O module) and thus also constitute communication devices.
  • Input / output units can in principle also be implemented as decentralized peripheral modules be configured, which are arranged away from a programmable logic controller.
  • a programmable controller 300 is connected, for example, to a switch or router or additionally to a field bus via the communication module.
  • the input / output unit is used to exchange control and measured variables between the programmable logic controller 300 and a machine or device 400 controlled by the programmable logic controller 300.
  • the central unit is provided in particular for determining suitable control variables from acquired measured variables.
  • the above components of the programmable logic controller 300 are interconnected in the present embodiment via a backplane bus system.
  • the communication devices 200 are assigned to a software defined network (SDN), which comprises a communication control level 1 designated as a control plane and a data transmission level 2 designated as a data plane.
  • SDN software defined network
  • the control units 101, 102 as SDN controllers are assigned to the control plane, while the communication devices are assigned to the data plane.
  • flow tables for switches or routers are predetermined by the control units 101, 102, from which routing tables or forwarding tables for the respective control unit 101, 102 associated communication devices 200 are derived.
  • the control units 101, 102 are generally configured and configured to control functions of a plurality of associated communication devices 200, and may be associated with, for example, a tenant, a user, or an application.
  • control units 101, 102 is in each case a predeterminable share of system resources of the associated communication devices made available for a predetermined resource life, in particular by partitioning and assignment of partitions to the control units 101, 102.
  • the partitions Network Slices which are determined manually by means of an engineering system by a system administrator or automated become.
  • a separate resource view 111, 121 with the shares of system resources is provided in each case.
  • At least one control unit 101 provides at least one estimation function 112 for the user-side determination of a system resource requirement for a reservation request 401.
  • Reservation requests 401 include, in particular, quality of service requests, and may be initiated, for example, by a tenant 4, a user, or an application.
  • Quality of service requirements may include guaranteed latency, jitter, availability, redundancy, bandwidth, and data rate specifications.
  • the estimator 112 maps quality of service requirements to measures proportional to the estimated system resource demand.
  • the user can determine whether a reservation request 401 can be fulfilled by the control unit.
  • the control unit 101 is configured and arranged to receive user reservation requests 401 for data streams between selected communication devices 200.
  • the reservation requesting unit 101 determines each communication network path between the selected communication devices 200 via the communication devices 200 assigned via the control unit 101 taking into account the respective reservation conditions 401. quality of service requirements.
  • the control unit 101 takes into account configuration information 301 and system rules 302 (policies) given by a network operator 3.
  • the control unit 101 determines the communication network paths based on path costs.
  • the control unit 101 in determining communication network paths, checks whether sufficient system resources are available during the resource usage period. If the result of the check is positive, the
  • Control unit 101 for the reservation requests 401 respectively required system resources and controls routing or switching functions of the associated communication devices 200 according to the determined communication network paths.
  • the control unit 401 transmits a confirmation 113 about a successful resource reservation to the respective user who initiated the resource reservation.
  • system resources reserved for a user reservation request may be billed based on the metrics mapped by the estimators 112.
  • the estimator 112 maps quality of service requirements to metrics that are proportional to the estimated system resource demand. Only when a user-side confirmation 402, the key figures for a user-side determination of a system resource requirement required for a reservation request are released.
  • a user-specific upper limit can be set on the basis of a system resource requirement determined by the estimator on the user side. Reservation requests in excess of the user-specified upper limit are then rejected.
  • a user-individual upper limit in the case of a reservation request based on a user-determined system resource requirement based on the estimation function, can also be set without user-affirmative confirmation so that reservation requests exceeding the user-specific upper limit are rejected.
  • a cost function can be used on several hierarchy levels. For example, a tenant may apply to a network operator for a network slice that requires resources. This network slice can in turn be subdivided or given to other tenants. In this case, a first tenant acts as a network provider for second or subordinate tenants or applications.
  • the cost function also supports and enables the administration, optimization and regulation of resources, since a second or subordinate tenant does not know the details of a physical communication network.
  • the cost function may be calculated by monetizing an absolute communication network overhead.
  • a reservation request for a network slice is evaluated, for example, in terms of relative bandwidth or relative number of necessary time slots and converted into a relative cost share in relation to the overall network.
  • Such an embodiment may be used in particular in a communication network implementing network slices according to EP 2 795 842 B1.
  • the present invention can be used, for example, in a QoS-capable Ethernet-based communication network.
  • a user controls a motor M by means of cyclic communication from a control unit P.
  • P and M are connected in a real installation at different points in the communication network.
  • An exemplary application requires transport of N messages per second bi-directionally with a maximum delay of T milliseconds. Within narrow limits, N and T can be varied by adjusting a scheme. During operation, however, once selected parameters must be adhered to.
  • a communication with a fixed cycle and guaranteed delays or guaranteed minimum delay variation and the exact required bandwidth can be requested (variant a).
  • the communication can be requested with high Ethernet priority with a slightly higher bandwidth (variant v) or with a much higher bandwidth without prioritization (variant c).
  • Mathematical algorithms for the cost function are not the subject of the present invention and are assumed to be known. In the simplest case, for example, an algorithm may be used which multiplies a mean bandwidth by a factor obtained from the QoS requirements and calculates an equivalent bandwidth.

Landscapes

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikationsnetzes für ein industrielles Automatisierungssystem und Steuerungseinheit Zum Betrieb eines mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikationsnetzes für ein industrielles Automatisierungssystem steuert zumindest eine Steuerungseinheit Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte. Für die Steuerungseinheit wird ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zugeordneten Kommunikationsgeräte für eine vorgebbare Ressourcennutzungsdauer verfügbar gemacht. Die Steuerungsein- heit stellt zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen-Bedarfs für eine Reservierungsanforderung zumindest eine Schätzfunktion bereit. Die Schätzfunktion bildet Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen ab. Anhand der Kennzahlen ist nutzerseitig ermittelbar, ob eine Reservierungsanforderung durch die Steuerungseinheit erfüllbar ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb eines mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikationsnetzes für ein industrielles
Automatisierungssystem und Steuerungseinheit
Industrielle Automatisierungssysteme dienen zur Überwachung, Steuerung und Regelung von technischen Prozessen, insbesonde- re im Bereich Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung, und ermöglichen einen Betrieb von Steuerungseinrichtungen, Sensoren, Maschinen und industriellen Anlagen, der möglichst selbständig und unabhängig von menschlichen Eingriffen erfolgen soll. Aufgrund einer ständig steigenden Bedeutung von Informationstechnik für Automatisierungssysteme, die zahlreiche vernetzte Steuerungs- bzw. Rechnereinheiten umfassen, gewinnen Verfahren zur zuverlässigen Bereitstellung von über ein Automatisierungssystem verteilten Funktionen für eine Bereitstellung von Überwachungs- , Steuerungs- und Rege- lungsfunktionen verstärkt an Bedeutung. Eine besondere Problematik resultiert in industriellen Automatisierungssystemen regelmäßig aus einem Meldungsverkehr mit verhältnismäßig vielen, aber relativ kurzen Nachrichten, wodurch obige Probleme verstärkt werden.
Software Defined Networking zielt auf eine Virtualisierung von Kommunikationsnetzfunktionen ab, indem Kommunikationsgeräte wie Router oder Switche funktionell in Control Plane und Data Plane zugeordnete Komponenten unterteilt werden. Die Da- ta Plane umfasst Funktionen bzw. Komponenten zur Weiterleitung von Datenpaketen bzw. -rahmen. Die Control Plane umfasst hingegen Management-Funktionen zur Steuerung der Weiterleitung bzw. der Komponenten der Data Plane. Mit OpenFlow ist beispielsweise ein Standard für Software- implementierte Cont- rol Planes definiert. Eine Abstraktion von Hardware als virtuelle Services ermöglicht einen Verzicht auf eine manuelle Konfiguration der Hardware, insbesondere indem eine programmierbare, zentrale Steuerung von Netzverkehr geschaffen wird. OpenFlow unterstützt eine Partitionierung von System- Ressourcen in Network Slices, durch die unabhängig von anderen bestehenden Network Slices eine Bereitstellung definierter System-Ressourcen gewährleistet wird. DE 10 138 363 AI offenbart ein Verfahren zur Gewährleistung der Dienstgüte von Internet-Anwendungen, bei dem Internet- Anwendungen unter Ausnutzung der zum Startzeitpunkt der Internet-Anwendung vorhandenen Ressourcen des IP-Zugangsnetzes und des Endsystems automatisch angepasst und optimiert wer- den. Von Internet-Anwendungen werden die QoS-Kommunikations- anforderungen (Quality of Service) an das IP-Zugangsnetz er- fasst und als Anwendungsprofile gespeichert. Bei Aktivierung einer Internet-Anwendung werden die aktuell vorhandenen Netzressourcen des IP-Zugangsnetzes mit den gespeicherten Anwen- dungsprofilen verglichen, und es werden Steuerdaten ermittelt. Anhand der ermittelten Steuerdaten wird die Bereitstellung der Netzressourcen für die betreffende Internet- Anwendung optimiert. Die Optimierung bezieht sich dabei auf einen angepassten zeitlichen Ablauf und die Ermittlung der unter Kostenaspekten (Übertragungskosten) günstigsten Konstellation .
Aus US 2004/010592 AI ist ein System zur Bereitstellung einer gemeinschaftlich nutzbaren Ressource an eine Vielzahl von Ge- räten bekannt, die für eine Nutzung dieser Ressource eingerichtet sind. Das System umfasst eine Steuerungseinheit, die für eine Steuerung eines Zugriffs auf die gemeinschaftlich nutzbare Ressource durch jedes der Geräte und zur Entgegennahme von Geboten für eine Nutzung seitens eines oder mehre- rer Geräte eingerichtet ist. Dabei umfasst jedes Gebot einen angeforderten Anteil der Ressource und einen Preis, der für den jeweils angeforderten Anteil angeboten wird. Darüber hinaus umfasst das System eine Zuteilungseinheit, welche entge- gengenommene Gebote verarbeitet und eine geeignete Aufteilung der Ressource ermittelt. Auf Basis der ermittelten Aufteilung räumt die Steuerungseinheit einen Zugriff auf die gemeinschaftlich nutzbare Ressource ein. In US 2006/209891 AI ist ein Steuerungssystem für ein Kommunikationsnetz beschrieben, bei dem ein Nutzer für einen
Streaming-Dienst eine QoS-Garantie zusammen mit einem Netzzugriff anfordert. Eine entsprechende Anforderung wird durch einen QoS-Steuerungsserver entgegen genommen, der für eine Zuteilung von Ressourcen vorgesehen ist, die für den Nutzer verfügbar sind. Die Anforderung der QoS-Garantie kann grundsätzlich auch separat von der Anforderung des Netzzugriffs erfolgen . US 2013/268686 AI betrifft ein Verfahren zum Senden einer Anforderung eines Verbindungsaufbaus , bei dem ein OpenFlow- Switch eine Nachricht mit einer Parameteranforderung an einen Konfigurationsserver sendet, um Verbindungsparameter von einem OpenFlow-Controller zu erhalten. Auf die Nachricht mit der Parameteranforderung empfängt der OpenFlow-Switch eine
IP-Adresse und einen Satz von OpenFlow-Verbindungsparametern vom Konfigurationsserver, wobei der Satz von OpenFlow- Verbindungsparametern zumindest Verbindungsparameter eines ersten OpenFlow-Controllers umfasst. Der OpenFlow-Switch sen- det entsprechend der IP-Adresse und dem Satz von OpenFlow- Verbindungsparametern des ersten OpenFlow-Controllers eine Nachricht mit einer Anforderung eines Verbindungsaufbaus an den ersten OpenFlow-Controller. Auf diese Weise kann ein au- tomatischer Verbindungsauf au zwischen einem OpenFlow-Switch und einem OpenFlow-Controller realisiert werden.
Aus EP 2 795 842 Bl ist eine Steuerungseinheit zur Bereit- Stellung von Kommunikationsdiensten innerhalb eines physikalischen Kommunikationsnetzes bekannt. Diese Kommunikations- dienste werden durch mehrere auf Kommunikationsgeräten ablaufende Anwendungen genutzt, für die jeweils Anforderungen an die Kommunikationsdienste spezifiziert sind. Durch die Steue- rungseinheit wird ein Kommunikationsnetzmodell erzeugt, das eine Topologie des physikalischen Kommunikationsnetzes wiedergibt und für jedes Kommunikationsgerät ein Netzknotenmodell umfasst. Das Netzknotenmodell beschreibt Funktionen und Ressourcen des jeweiligen Kommunikationsgeräts. Außerdem be- rechnet die Steuerungseinheit für jede auf den Kommunikationsgeräten ablaufende Anwendung ein virtuelles Kommunikationsnetz, indem die Anforderungen der jeweiligen Anwendung an die Kommunikationsdienste auf das Kommunikationsnetzmodell abgebildet werden. Die berechneten virtuellen Kommunikations- netze umfassen jeweils zumindest 2 durch ein Netzknotenmodell beschriebene Netzknoten und eine Partition bzw. Network Slice ausgewählter Kommunikationsnetzressourcen, die durch die Kommunikationsgeräte bereitgestellt werden. In Kommunikationsnetzen mit QoS-Unterstützung ist problematisch, dass weitere Reservierungsanforderungen bei einem Aufbrauch zuvor reservierter Ressourcen häufig nicht mehr erfüllt werden können. Netzbetreiber sind zwar bestrebt, Ressourcenzuteilungen dahingehend zu optimieren, dass möglichst viele Reservierungsanforderungen erfüllt werden können. Jedoch sind Auswirkungen von Ressourcen-Reservierungen stark unterschiedlich. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang zu verhindern, dass Nutzer deutlich mehr Ressourcen anfordern als sie tatsächlich benötigen. Allerdings haben Nutzer übli- cherweise keine Informationen darüber, in welchem Umfang ihre Reservierungsanforderungen einen Ressourcenverbrauch verursachen, und können daher oft nicht in geeignetem Umfang Reservierungen anfordern. Erschwerend kommt hinzu, dass eine ge- naue Ermittlung eines aktuellen Ressourcenbedarfs Wissen über eine gegenwärtige oder absehbare Netzauslastung, beispielsweise durch anderweitig verbrauchte Ressourcen, erfordert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikationsnetzes für ein industrielles Automatisierungssystem anzugeben, das eine effiziente und bedarfsgerechte nutzerindividuelle Reservierung von Systemressourcen und eine entsprechende Steuerung der Kommunikationsgeräte er- möglicht, sowie eine Steuerungseinheit zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen und durch eine Steue- rungseinheit mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb ei- nes mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikations- netzes für ein industrielles Automatisierungssystem steuert zumindest eine Steuerungseinheit Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte. Für die Steuerungseinheit wird ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zugeordneten Kommunikationsgeräte für eine vorgebbare Ressourcennutzungsdauer verfügbar gemacht. Die Steuerungseinheit stellt zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen-Bedarfs für eine Reservierungsanforderung zumindest eine Schätzfunktion bereit. Dabei umfassen Reservierungsanforderungen Dienstgüte- Anforderungen. Dienstgüte-Anforderungen können insbesondere Spezifikationen zu garantierten Latenzzeiten, Jitter, Verfügbarkeit, Redundanz, Bandbreite, Datenrate bzw. Verarbeitungs- leistung von Daten umfassen. Die Schätzfunktion bildet
Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen ab. Anhand der Kennzahlen ist nutzerseitig ermittelbar, ob eine Reservierungsanforderung durch die Steuerungseinheit erfüllbar ist. Erfindungsgemäß nimmt die Steuerungseinheit nutzerseitige Reservierungsanforderungen für Datenströme zwischen ausgewählten Kommunikationsgeräten entgegen. Außerdem ermittelt die Steuerungseinheit für die Reservierungsanforderungen jeweils Kommunikationsnetzpfade zwischen den ausgewählten Kommunika- tionsgeräten über der Steuerungseinheit zugeordnete Kommunikationsgeräte unter Berücksichtigung der jeweiligen Dienstgüte-Anforderungen und überprüft, ob während der Ressourcennutzungsdauer ausreichende Systemressourcen verfügbar sind. Die Steuerungseinheit ermittelt die Kommunikationsnetzpfade vor- zugsweise anhand von Pfadkosten. Darüber hinaus reserviert die Steuerungseinheit für die Reservierungsanforderungen jeweils bei einem positiven Überprüfungsergebnis erforderliche Systemressourcen und steuert Routing- oder Switching-Funktio- nen der zugeordneten Kommunikationsgeräte entsprechend den ermittelten Kommunikationsnetzpfaden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Kommunikationsgeräte einem Software
Defined Network zugeordnet, das eine als Control Plane be- zeichnete Kommunikationssteuerungsebene und eine als Data
Plane bezeichnete Datenübermittlungsebene umfasst. Die Steuerungseinheit ist in diesem Fall der Control Plane zugeordnet, während die Kommunikationsgeräte der Data Plane zugeordnet sind. Die Kommunikationsgeräte umfassen beispielsweise Router bzw. Switches, und durch die Steuerungseinheit werden vorteilhafterweise Flow-Tabellen vorgegeben, aus denen Routing- Tabellen bzw. Forwarding-Tabellen für die der Steuerungseinheit zugeordneten Kommunikationsgeräte abgeleitet werden.
Die Anteile an Systemressourcen der Kommunikationsgeräte werden entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch Partitionierung und Zuordnung zumindest einer Partition für die Steuerungseinheit verfügbar gemacht. Partitionen können insbesondere Network Slices sein und mittels eines Engineering-Systems manuell durch einen Systemadministrator oder automatisiert festgelegt werden. Darüber hinaus sind Steuerungseinheiten vorzugsweise jeweils zumindest einem Tenant, einem Benutzer bzw. einer Anwendung zuge- ordnet. In entsprechender Weise sind die Reservierungsanforderungen beispielsweise durch jeweils einen Tenant, einen Benutzer bzw. eine Anwendung initiiert.
Vorteilhafterweise bildet die Schätzfunktion Dienstgüte- Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale nutzerseitig zu bestätigende Kennzahlen ab. In diesem Fall werden die Kennzahlen erst bei einer nutzerseiti- gen Bestätigung für eine nutzerseitige Ermittlung eines für eine Reservierungsanforderung erforderlichen Systemressour- cen-Bedarfs freigegeben. Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs eine nutzerindividuelle Obergrenze festgelegt. Dabei werden über die nutzerindividuelle Ober- grenze hinausgehende Reservierungsanforderungen abgewiesen. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform wird bei einer Reservierungsanforderung auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs ohne nutzerseitige Bestätigung eine nutzerindividuelle Ober- grenze festgelegt. Auch in diesem Fall werden über die nutzerindividuelle Obergrenze hinausgehende Reservierungsanforderungen abgewiesen. Darüber hinaus werden auf eine nutzer- seitige Reservierungsanforderung reservierte Systemressourcen vorzugsweise anhand der durch die Schätzfunktionen abgebildeten Kennzahlen vergebührt .
Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist zur Durchführung eines Verfahrens entsprechend vorangehenden Ausführungen vor- gesehen und dafür ausgestaltet und eingerichtet, insbesondere durch Konfiguration, Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte zu steuern. Dabei ist für die Steuerungseinheit ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zugeordneten Kommunikationsgeräte für eine vorgebbare Ressourcennut- zungsdauer verfügbar. Außerdem ist die Steuerungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, zumindest eine Schätzfunktion zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen- Bedarfs für eine Reservierungsanforderung bereitzustellen. Dabei umfassen Reservierungsanforderungen Dienstgüte-Anforde- rungen. Die Schätzfunktion bildet Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen ab. Anhand der Kennzahlen ist nutzerseitig
ermittelbar, ob eine Reservierungsanforderung durch die
Steuerungseinheit erfüllbar ist.
Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, nutzerseitige Reservierungsanforderungen für Datenströme zwischen ausgewählten Kommunikationsgeräten entgegenzunehmen. Außerdem ist die Steuerungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, für die Reservierungsanforderungen jeweils Kommunikationsnetzpfade zwischen den ausgewählten Kommunikationsgeräten über der Steuerungseinheit zugeordnete Kommunikationsgeräte unter Berücksichtigung der jeweiligen Dienstgüte-Anforderungen zu ermitteln und zu über- prüfen, ob während der Ressourcennutzungsdauer ausreichende Systemressourcen verfügbar sind. Darüber hinaus ist die
Steuerungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, für die Reservierungsanforderungen jeweils bei einem positiven Überprüfungsergebnis erforderliche Systemressourcen zu reservieren und Routing- oder Switching-Funktionen der zugeordneten Kommunikationsgeräte entsprechend den ermittelten Kommunikationsnetzpfaden zu steuern. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein mehrere Kommunikationsgeräte und diesen zugeordnete Steuerungseinheiten umfassendes Kommuni - kationsnetz eines industriellen Automatisierungssystems ,
Figur 2 eine schematische Darstellung für eine Reservierung von Systemressourcen durch die Steuerungseinheiten des in Figur 1 dargestellten Kommunikationssystems.
Das in Figur 1 dargestellte Kommunikationsnetz eines industriellen Automatisierungssystems umfasst mehrere Kommunikationsgeräte 200 und mehrere Steuerungseinheiten 101, 102. Die Kommunikationsgeräte 200 können beispielsweise Switche, Router oder Firewalls sein und zum Anschluss von speicherprogrammierbaren Steuerungen 300 oder Ein-/Ausgabeeinheiten des industriellen Automatisierungssystems dienen. Speicherprogrammierbare Steuerungen 300 umfassen typischerweise jeweils ein Kommunikationsmodul, eine Zentraleinheit sowie zumindest eine Eingabe/Ausgabe-Einheit (I/O-Modul) und stellen somit ebenfalls Kommunikationsgeräte dar. Eingabe/Ausgabe-Einheiten können grundsätzlich auch als dezentrale Peripheriemodule ausgestaltet sein, die entfernt von einer speicherprogrammierbaren Steuerung angeordnet sind.
Über das Kommunikationsmodul ist eine speicherprogrammierbare Steuerung 300 beispielsweise mit einem Switch oder Router oder zusätzlich mit einem Feldbus verbunden. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit dient einem Austausch von Steuerungs- und Messgrößen zwischen der speicherprogrammierbaren Steuerung 300 und einer durch die speicherprogrammierbare Steuerung 300 gesteuerten Maschine oder Vorrichtung 400. Die Zentraleinheit ist insbesondere für eine Ermittlung geeigneter Steuerungsgrößen aus erfassten Messgrößen vorgesehen. Obige Komponenten der speicherprogrammierbaren Steuerung 300 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel über ein Rückwandbus-System miteinan- der verbunden.
Die Kommunikationsgeräte 200 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Software Defined Network (SDN) zugeordnet, das eine als Control Plane bezeichnete Kommunikations- steuerungsebene 1 und eine als Data Plane bezeichnete Datenübermittlungsebene 2 umfasst. Die Steuerungseinheiten 101, 102 als SDN-Controller sind der Control Plane zugeordnet, während die Kommunikationsgeräte der Data Plane zugeordnet sind. Durch die Steuerungseinheiten 101, 102 werden bei- spielsweise Flow-Tabellen für Switche oder Router vorgegeben, aus denen Routing-Tabellen bzw. Forwarding-Tabellen für der jeweiligen Steuerungseinheit 101, 102 zugeordnete Kommunikationsgeräte 200 abgeleitet werden. Die Steuerungseinheiten 101, 102 sind allgemein dafür ausgestaltet und eingerichtet, Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte 200 zu steuern und können beispielsweise einem Tenant, einem Benutzer bzw. einer Anwendung zugeordnet sein. Für die Steuerungseinheiten 101, 102 wird jeweils ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zugeordneten Kommunikationsgeräte für eine vorgebbare Ressourcennutzungsdauer verfügbar gemacht, insbesondere durch Partitionierung und Zuordnung von Partitionen zu den Steuerungseinheiten 101, 102. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Partitionen Network Slices, die mittels eines Engineering-Systems manuell durch einen Systemadministrator oder automatisiert festgelegt werden. Für jede Steuerungseinheit 101, 102 ist jeweils eine separate Ressourcensicht 111, 121 mit den Anteilen an System- ressourcen vorgesehen.
Entsprechend Figur 2 stellt zumindest eine Steuerungseinheit 101 zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen- Bedarfs für eine Reservierungsanforderung 401 zumindest eine Schätzfunktion 112 bereit. Reservierungsanforderungen 401 umfassen insbesondere Dienstgüte-Anforderungen und können beispielsweise durch einen Tenant 4, einen Benutzer bzw. eine Anwendung initiiert werden. Die Dienstgüte-Anforderungen können Spezifikationen zu garantierten Latenzzeiten, Jitter, Verfügbarkeit, Redundanz, Bandbreite bzw. Datenrate umfassen. Die Schätzfunktion 112 bildet Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen ab. Anhand der Kennzahlen ist nutzerseitig ermittelbar, ob eine Reservierungsanforderung 401 durch die Steue- rungseinheit erfüllbar ist.
Die Steuerungseinheit 101 ist dafür ausgestaltet und eingerichtet, nutzerseitige Reservierungsanforderungen 401 für Datenströme zwischen ausgewählten Kommunikationsgeräten 200 entgegenzunehmen. Darüber hinaus ermittelt die Steuerungseinheit 101 für die Reservierungsanforderungen 401 jeweils Kommunikationsnetzpfade zwischen den ausgewählten Kommunikationsgeräten 200 über der Steuerungseinheit 101 zugeordnete Kommunikationsgeräte 200 unter Berücksichtigung der jeweili- gen Dienstgüte-Anforderungen. Zusätzlich berücksichtigt die Steuerungseinheit 101 hierbei im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Netzbetreiber 3 vorgegebene Konfigurationsinformationen 301 und Systemregeln 302 (Policies) . Vorzugs- weise ermittelt die Steuerungseinheit 101 die Kommunikations- netzpfade anhand von Pfadkosten. Insbesondere anhand von Informationen 201 über einen aktuellen oder geplanten Netzzustand überprüft die Steuerungseinheit 101 bei einer Ermittlung von Kommunikationsnetzpfaden, ob während der Ressourcen- nutzungsdauer ausreichende Systemressourcen verfügbar sind. Bei einem positiven Überprüfungsergebnis reserviert die
Steuerungseinheit 101 für die Reservierungsanforderungen 401 jeweils erforderliche Systemressourcen und steuert Routingoder Switching-Funktionen der zugeordneten Kommunikationsge- räte 200 entsprechend den ermittelten Kommunikationsnetzpfaden. Darüber hinaus übermittelt die Steuerungseinheit 401 eine Bestätigung 113 über eine erfolgreiche Ressourcenreservierung an den jeweiligen Nutzer, der die Ressourcenreservierung initiiert hat.
Grundsätzlich können auf eine nutzerseitige Reservierungsanforderung reservierte Systemressourcen anhand der durch die Schätzfunktionen 112 abgebildeten Kennzahlen vergebührt werden. Vorzugsweise bildet die Schätzfunktion 112 Dienstgüte- Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale nutzerseitig zu bestätigende Kennzahlen ab. Erst bei einer nutzerseitigen Bestätigung 402 werden die Kennzahlen für eine nutzerseitige Ermittlung eines für eine Reservierungsanforderung erforderlichen Systemressourcen- Bedarfs freigegeben. Darüber hinaus kann auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs eine nutzerindividuelle Obergrenze festgelegt werden. Über die nutzerindividuelle Obergrenze hinausgehende Reservierungsanforderungen werden dann abgewiesen. Entspre- chend einer alternativen Ausführungsform kann bei einer Reservierungsanforderung auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs auch ohne nutzerseitige Bestätigung eine nutzerindividuelle Ober- grenze festgelegt werden, so dass über die nutzerindividuelle Obergrenze hinausgehende Reservierungsanforderungen abgewiesen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann eine Kostenfunktion auf mehreren Hierarchieebenen eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Anfragender bzw. Tenant bei einem Netzwerkbetreiber eine Network Slice beantragen, die Ressourcen erfordert. Diese Network Slice kann wiederum weiter unterteilt werden oder an weitere Tenants vergeben werden. In diesem Fall agiert ein erster Tenant in einer Rolle als Netzanbieter für zweite oder nachgeordneten Tenants bzw. Anwendungen. Die Kostenfunktion unterstützt und ermöglicht auch hier Verwaltung, Optimierung und Reglementierung von Ressourcen, da ein zweiter oder nachgeordneter Tenant keine Details eines physischen Kommunikati - onsnetzes kennt.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann die Kostenfunktion berechnet werden, indem ein absoluter Kommunikationsnetzgesamtaufwand monetär geschätzt wird. Eine Reservie- rungsanforderung für eine Network Slice wird beispielsweise hinsichtlich relativer Bandbreite oder relativer Anzahl an nötigen Zeitschlitzen bewertet und in Relation zum Gesamtnetz in einen relativen Kostenanteil umgerechnet. Eine derartige Ausführungsform kann insbesondere in einem Kommunikationsnetz verwendet werden, das Network Slices entsprechend EP 2 795 842 Bl implementiert.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise in einem QoS- fähigen Ethernet-basierten Kommunikationsnetz verwendet wer- den. In einem möglichen industriellen Anwendungsszenario steuert beispielsweise ein Anwender mittels zyklischer Kommunikation von einer Steuereinheit P einen Motor M. P und M sind in einer realen Installation an unterschiedlichen Punk- ten im Kommunikationsnetz angeschlossen. Eine beispielhafte Anwendung erfordert einen Transport von N Nachrichten pro Sekunde bi -direktional mit einer maximalen Verzögerung von T Millisekunden. In engen Grenzen können N und T durch Anpassung einer Regelung zu variieren. Bei laufendem Betrieb müs- sen jedoch einmal gewählte Parameter eingehalten werden.
Grundsätzlich kann in diesem Fall eine Kommunikation mit festem Zyklus und garantierten Delays bzw. garantiertem minimalen Delayvariation und der exakt benötigten Bandbreite angefordert werden (Variante a) . Alternativ dazu kann die Kommu- nikation mit hoher Ethernet-Priorität mit einer etwas höheren Bandbreite (Variante v) oder mit einer sehr viel höheren Bandbreite ohne Priorisierung angefordert werden (Variante c) . Mathematische Algorithmen für die Kostenfunktion sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und werden als bekannt vorausgesetzt. Im einfachsten Fall kann beispielsweise ein Algorithmus verwendet werden, der eine mittlere Bandbreite mit einem aus den QoS-Anforderungen gewonnenen Faktor multipliziert und eine äquivalente Bandbreite berechnet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines mehrere Kommunikationsgeräte umfassenden Kommunikationsnetzes für ein industrielles Auto- matisierungssystem, bei dem
- zumindest eine Steuerungseinheit (101, 102) Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte (200) steuert, wobei für die Steuerungseinheit (101, 102) ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zugeordneten Kommunikationsgeräte (200) für eine vorgebbare Ressourcennutzungsdauer verfügbar gemacht wird,
- die Steuerungseinheit (101, 102) zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen-Bedarfs für eine Reservierungsanforderung zumindest eine Schätzfunktion be- reitstellt, wobei Reservierungsanforderungen Dienstgüte-
Anforderungen umfassen,
- die Schätzfunktion Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen abbildet,
- anhand der Kennzahlen nutzerseitig ermittelbar ist, ob eine Reservierungsanforderung durch die Steuerungseinheit erfüllbar ist,
- die Steuerungseinheit (101, 102) nutzerseitige Reservierungsanforderungen für Datenströme zwischen ausgewählten Kommunikationsgeräten (200) entgegen nimmt,
- die Steuerungseinheit (101, 102) für die Reservierungs- anforderungen jeweils Kommunikationsnetzpfade zwischen den ausgewählten Kommunikationsgeräten (200) über der Steuerungseinheit (101, 102) zugeordnete Kommunikations- geräte (200) unter Berücksichtigung der jeweiligen
Dienstgüte-Anforderungen ermittelt und überprüft, ob während der Ressourcennutzungsdauer ausreichende Systemressourcen verfügbar sind, - die Steuerungseinheit (101, 102) für die Reservierungs- anforderungen jeweils bei einem positiven Überprüfungsergebnis erforderliche Systemressourcen reserviert und Routing- oder Switching-Funktionen der zugeordneten Kom- munikationsgeräte (200) entsprechend den ermittelten
Kommunikationsnetzpfaden steuert .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kommunikationsgeräte (200) einem Software Defined Network zugeordnet sind, das eine als Control Plane bezeichnete Kommunikationssteuerungsebene (1) und eine als Data Plane bezeichnete Datenübermittlungsebene (2) umfasst, bei dem die Steuerungseinheit (101, 102) der Control Plane zugeordnet ist und bei dem die Kommunikationsgeräte (200) der Data Plane zugeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2 ,
bei dem die Kommunikationsgeräte (200) Router und/oder Switches umfassen und bei dem durch die Steuerungseinheit (101, 102) Flow-Tabellen vorgebbar sind, aus denen Routing-Tabellen und/oder Forwarding-Tabellen für die der Steuerungseinheit (101, 102) zugeordneten Kommunikationsgeräte (200) abgeleitet werden .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem die Anteile an Systemressourcen der Kommunikationsgeräte (200) durch Partitionierung und Zuordnung zumindest einer Partition für die Steuerungseinheit (101, 102) verfügbar gemacht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4 ,
bei dem Partitionen Network Slices sind und mittels eines Engineering-Systems manuell durch einen Systemadministrator oder automatisiert festgelegt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem Steuerungseinheiten (101, 102) jeweils zumindest einem Tenant, einem Benutzer und/oder einer Anwendung zugeord- net sind und/oder bei dem die Reservierungsanforderungen durch jeweils einen Tenant, einen Benutzer und/oder eine Anwendung initiiert sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem Dienstgüte-Anforderungen Spezifikationen zu garantierten Latenzzeiten, Jitter, Verfügbarkeit, Redundanz, Bandbreite und/oder Datenrate umfassen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem die Steuerungseinheit (101, 102) die Kommunikations- netzpfade anhand von Pfadkosten ermittelt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
bei dem die Schätzfunktion Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale nutzerseitig zu bestätigende Kennzahlen abbildet und bei dem die Kennzahlen bei einer nutzerseitigen Bestätigung für eine nutzer- seitige Ermittlung eines für eine Reservierungsanforderung erforderlichen Systemressourcen-Bedarfs freigegeben werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
bei dem auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs eine nutzerindividuelle Obergrenze festgelegt wird und bei dem über die nutzer- individuelle Obergrenze hinausgehende Reservierungsanforderungen abgewiesen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
bei dem bei einer Reservierungsanforderung auf Basis eines nutzerseitig anhand der Schätzfunktion ermittelten Systemressourcen-Bedarfs ohne nutzerseitige Bestätigung eine nutzerin- dividuelle Obergrenze festgelegt wird und bei dem über die nutzerindividuelle Obergrenze hinausgehende Reservierungsanforderungen abgewiesen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
bei dem auf eine nutzerseitige Reservierungsanforderung reservierte Systemressourcen anhand der durch die Schätzfunktionen abgebildeten Kennzahlen vergebührt werden.
13. Steuerungseinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die dafür ausgestaltet und eingerichtet ist,
- Funktionen mehrerer zugeordneter Kommunikationsgeräte (200) zu steuern, wobei für die Steuerungseinheit (101, 102) ein vorgebbarer Anteil an Systemressourcen der zu- geordneten Kommunikationsgeräte (200) für eine vorgebbare Ressourcennutzungsdauer verfügbar ist,
- zumindest eine Schätzfunktion zur nutzerseitigen Ermittlung eines Systemressourcen-Bedarfs für eine Reservierungsanforderung bereitzustellen, wobei Reservierungsan- forderungen Dienstgüte-Anforderungen umfassen, wobei die
Schätzfunktion Dienstgüte-Anforderungen auf zum geschätzten Systemressourcen-Bedarf proportionale Kennzahlen abbildet und wobei anhand der Kennzahlen nutzerseitig ermittelbar ist, ob eine Reservierungsanforderung durch die Steuerungseinheit erfüllbar ist,
- nutzerseitige Reservierungsanforderungen für Datenströme zwischen ausgewählten Kommunikationsgeräten (200) entgegenzunehmen, - für die Reservierungsanforderungen jeweils Kommunikationsnetzpfade zwischen den ausgewählten Kommunikationsgeräten (200) über der Steuerungseinheit (101, 102) zugeordnete Kommunikationsgeräte (200) unter Berücksichti - gung der jeweiligen Dienstgüte-Anforderungen zu ermitteln und zu überprüfen, ob während der Ressourcennutzungsdauer ausreichende Systemressourcen verfügbar sind,
- für die Reservierungsanforderungen jeweils bei einem positiven Überprüfungsergebnis erforderliche Systemres- sourcen zu reservieren und Routing- oder Switching-
Funktionen der zugeordneten Kommunikationsgeräte (200) entsprechend den ermittelten Kommunikationsnetzpfaden zu steuern .
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