[發明專利]通信網絡和用于運行通信網絡的方法

有效

• 申請號: 201380055148.9
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104718727B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: A.齊爾克勒;M.阿姆布魯斯特;L.菲格;J.里德爾;T.施密德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;劉春元

提出了一種具有多個網絡裝置的通信網絡。該通信網絡具有復數N個虛擬網，其被實現在通信網絡中，使得網絡裝置中的每個通過至少兩個虛擬網被耦合到通信網絡上。此外，通信網絡具有多個網絡段。在此，給網絡段中的每個分配網絡裝置的一個子集，其中在被布置在網絡段的邊緣區域上的每個網絡裝置具有N個限制單元，其中N個限制單元中的相應的限制單元被分配給N個虛擬網中的相應虛擬網并且被設立用于：將屬于相應虛擬網的數據的數據接收限制到為相應虛擬網所預先確定的數據傳輸速率的閾值內。由此，以簡單的方式保障在傳輸錯誤和硬件錯誤時、尤其是在胡說?白癡?錯誤時的改進的故障安全性和錯誤分析。此外，提出了用于運行通信網絡的方法和計算機程序產品。

技術領域

本發明涉及通信網絡和用于運行通信網絡的方法。通信網絡尤其是可以是以太網網絡。

背景技術

通信網絡越來越廣泛地應用于測量、控制和調節技術系統。例如網絡越來越多地使用在機動車中，以便構造車輛控制系統。在相應的復雜和安全性重要的技術系統中，對于被設置為網絡裝置的控制元件的可用性提出了高要求。在單個組件如傳感器或控制裝置故障的情況下， 這不允許導致整個系統的故障。安全性特別重要的是線控驅動系統、例如線控轉向系統，其中以電動方式通過傳感器裝置、控制裝置和執行裝置的網絡耦合將轉向輪調整轉換到輪位置。

在過去使用了特別關鍵的組件的冗余實施，使得在錯誤情況下相應的備份或冗余組件可以承擔相應的任務。在多個冗余組件的情況下，必須保證兩個或更多個控制裝置中的僅僅一個行使相應的管轄權。此外，不允許針對同樣的控制功能出現矛盾的控制指令。因此需要的是，所有的控制組件在網絡中擁有同樣的信息或數據。

就此而言，以不一致的數據形式的錯誤必須被識別，所述不一致的數據例如可以在數據傳輸時通過所使用的網絡被收買。廣泛傳播的標準網絡環境基于以太網協議。以太網基礎設施的使用具有以下優點：可以使用標準化的網絡裝置和方法。但是，在過去也會使用專有數據總線，以便將具有內部冗余、也即雙重設計的功能的控制組件相互連接。

此外，可能的是，在網絡中所使用的節點是有錯的。例如已知如下錯誤類型，其中網絡裝置以高的頻率將數據發送到網絡中，這些數據不包含可用于其他控制裝置的數據。也談及“胡說的白癡（Babbling Idiot）”。網絡基礎設施于是可能被高的數據速率負荷，使得真實的控制或傳感器數據不再能夠在還起作用的網絡裝置之間進行交換。值得期望的是，尤其是在安全性重要的網絡中處理這種錯誤行為并且合適地處理現有數據，以便保證在網絡中不受影響的裝置的可靠運行。

在過去提出了如下方法，其中在預先給定的通信伙伴之間的數據交換受帶寬限制。故障的網絡節點卻也可以產生具有不正確的地址數據的數據包，這在專用的帶寬限制的范圍中不能在每個網絡拓撲、尤其是不能在環狀網絡拓撲中令人滿意地被處理。

此外，已知了如下方法：其基于網絡節點的相互同步的通信。在此，針對在預先給定的通信伙伴之間的數據交換定義了確定的時隙。這種時隙方法要求昂貴的同步和專門的硬件裝置。

發明內容

因此本發明的任務是實現一種改進的通信網絡。

相應地，提出具有多個網絡裝置的通信網絡。該通信網絡具有復數N個虛擬網，其被實現在通信網絡中，使得安全性關鍵的網絡裝置中的每個通過至少兩個虛擬網被耦合到通信網絡上。此外，通信網絡具有多個網絡段。在此，給網絡段中的每個分配網絡裝置的一個子集，其中在被布置在網絡段的邊緣區域上的每個網絡裝置具有N個限制單元，其中N個限制單元中的相應的限制單元被分配給N個虛擬網中的相應虛擬網并且被設立用于：將屬于相應虛擬網的數據的數據接收限制到為相應虛擬網所預先確定的數據傳輸速率的閾值內。

在此，為相應的虛擬網預先確定閾值，也即尤其是專門關于虛擬網設定閾值。