用于在通信系统中持久冗余地传送数据电文的方法技术方案

利用本发明专利技术的方法可以在分离的路径上持久冗余地传送数据电文，其中可以可靠地识别并销毁循环的数据电文。此外，分离为两个数据电文是在对应的分支位置上透明进行的，并且通过接收两个相同的数据电文、例如通过将当前周期号分配给在周期性通信系统（２６）中接收的数据电文，在接收器处不形成附加的负载。在非周期性的通信系统中，这点可以通过软件技术的处理、例如通过数据电文的报头识别而同样得到保证。此外，尤其是不改变该通信系统（２６）的、涉及在各用户（１，２，３，４，５）中、特别是交换机中为整个剩余、非冗余数据交换“学习”地址的特性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于在通信系统中持久冗余地传送数据电文的方法
本专利技术涉及一种用于在通信系统中持久冗余地传送数据电文的方法。此外，本专利技术还涉及一种对应的通信系统和这种通信系统的用户。
技术介绍
通信系统被理解成具有多个用户的系统，这些用户为了相互交换数据或者相互传送数据而互相连接。其中，将待传送的数据作为数据电文发送，即，将数据组合成一个或多个分组并按照这种形式通过网络连接线发送到对应的接收器。因此也称其为数据分组。在此，“数据传送”的概念与上面提到的数据电文或数据分组传送同义。通信系统的用户例如有中央自动化设备，编程、规划和操作设备，例如输入/输出部件的外部设备，驱动器，执行器，传感器，存储可编程控制器(SPS)或其它的检查单元，计算机，或者与其它机器交换电子数据的机器，特别是处理其它机器数据的机器。用户也被称为网络节点或者节点。在下面将检查单元理解为各种类型的调节或控制单元，以及例如耦合节点(所谓的交换机)和/或交换控制器。作为通信系统以及数据网络例如使用可连接通信系统，如交换以太网络、工业以太网络，特别是还有等时实时以太网络。传送速率≥100MB/s的通信系统通常是可连接的高导电数据网络，并且由具有所谓主动节点或耦合节点(也称为交换机)的、单个点对点连接构成，这些耦合节点分别接在单个的用户之间。每个耦合节点通常具有多个端口，因此可以根据端口数量而与对应数量的用户连接。交换机本身也可以是用户。这些耦合节点或交换机目前是单独的设备，不过其强烈地被直接集成在所连接的设备或者用户中。通过所谓的VLST技术(超大规模集成)使得可以将交换机或者交换功能造价低廉地集成在单个用户或者自动化设备中。由此，在通信系统中由于更有利的布线实现了明显更大的扩张，因为总是仅仅从用户继续连接至用户。-->在这种具有非常多用户的通信系统中，特别是在线形结构中，主动节点或者交换机带来了问题。如果一个用户失灵，则整条线失灵。在添加一个附加用户时也存在同样的问题，其中必须暂时断开通信系统。值得希望的是用一条冗余的路径将该线路闭合成一个环。其中，在网络连接上出现故障，例如一个用户断开或者失灵的情况下，数据交换可以另外通过剩下的网络连接线进行。不过，这种冗余路径在独立寻找目标和/或在广播寻址/多点传送寻址时会造成循环的数据电文。由于这种原因，在通信系统启动时，对该通信系统检查可能的循环并将通信系统在适当的位置上逻辑断开。仅仅在备用模式下使用冗余的路径，也就是说，在干扰时在重新配置范围内转接到该替换路径上。不过，通过该再配置造成的运行停顿对于自动化技术中的许多应用来说是不能承受的。为了识别在通信系统中的循环，已知并且在标准IEEE 802.1Q中规定了一种方法。该方法也被称为“生成树”或“快速生成树”方法。通信系统的拓扑越简单或者通信系统越小，则可以越迅速地识别在通信系统中的故障并执行动态的再配置。该重新配置又包括了在通信网络内部检查循环，并且根据该拓扑和大小一直持续到两位数秒的范围。对于通信系统的环形结构，通过专门的方法有可能低于1秒。这种时间长度迄今为止在这种通信系统的应用领域是可以接受的。不过，利用目前的方法在出现故障时不能在时间上完全无冲突地或者透明地转接。为了保证无冲突和透明度，必须持久地在分离的网络路径上冗余地传送数据电文。这种冗余网络路径的持久利用，在将数据电文发送的路径信息完全提前存放在通信系统的所有参与用户中时是可能的。DE10058524.8公开了这种尤其是对于等时实时以太网络通信的方法。反之，在具有独立路径搜索的数据通信、即可以寻址的数据通信中，则没有对应的技术方案公开。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种方法、一种通信系统以及一种通信系统的用户，其使得可以持久冗余地传送数据电文。该技术问题是通过一种用于在尤其是用于实时通信的通信系统中提供和/或接收和/或传递数据电文的方法解决的，该通信系统具有借助于网络路-->径相互连接的多个用户，其中，每个用户配置为数据电文的发送器和/或接收器并且配备了唯一的地址，具有用于接收和/或传递的至少一个第一端口和一个第二端口，和至少一个用于提供和/或接收和/或传递设置用来冗余传递的数据电文的其它端口，以及用于存储所提供数据电文的至少一个发送地址的地址列表，并且其中，该通信系统具有至少一个带有逻辑中断的网络路径，所述方法具有如下步骤：-标记设置用来冗余传递的数据电文，-将设置用来冗余传递的数据电文在用户的一个其它端口上提供到通信系统中，-在通过第一端口或第二端口接收一个设置用来冗余传递的数据电文并且通过该用户的一个其它端口传递时，或者在通过一个其它端口接收该数据电文并且通过该用户的第一端口或第二端口传递时，在用户处复制该数据电文，-在通过用户的第二端口接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户的第一端口传递所复制的数据电文，-在通过用户的第一端口接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户的第二端口传递所复制的数据电文。作为本专利技术基础的技术问题，同样通过一种具有独立权利要求12的特征的、通信系统的用户，以及通过一种具有独立权利要求24特征的通信系统而得到解决。按照本专利技术的一个优选的实施方式，利用唯一的报头标识来标记设置用来冗余传递的数据电文。此外，根据本专利技术，在通信系统中带有逻辑中断的网络路径仅仅由被标记为设置用来冗余传递的数据电文的数据电文使用。这种通过数据电文的报头中的标记而引入的数据电文类型，忽略那些不能用于没有标记或者具有其它标记的数据电文的网络路径的逻辑分离。这种标记可以配置给所有包含重要的或者关键、特别是时间上关键的数据并因此无论如何必须到达其接收者的数据电文。对这种也被称为R数据电文的数据电文的识别，硬件技术软件技术上都可行。由此，将在这种所谓的冗余网络路径、即具有逻辑中断的网络路径上的数据交换，优选地仅仅保留给关键的或者重要的数据。按照本专利技术的另一个优选的实施方式，当在用户的一个其它端口上将-->被标记为设置用来冗余传递的数据电文提供到通信系统中时，在提供用户的地址表中记录将该数据电文提供到该通信系统的用户的发送地址以及一个附加标志。将数据电文提供到通信系统中总是通过用户的一个其它端口进行，即通过可能不传递冗余数据交换的端口之一进行。与此相反，用户的第一和第二端口原则上设计用来传递冗余的数据交换，并且针对交换机对应地标记。这意味着，每个用户知道两个设置来传递冗余数据交换的端口。用户所有其它的端口原则上不用来传递冗余的数据交换。这意味着，在通信系统中的带有逻辑中断的网络路径，按照本专利技术在该网络路径的两端分别连接在用户的一个设置用来传递冗余数据交换的端口上，因为只有被标记为设置用来冗余传递的数据电文才可以使用该网络路径。这还意味着，必要时可以在逻辑上断开连接两个设置用来传送冗余数据交换的端口的网络路径。除此之外，除了上面提到的限制条件，不是设置用来冗余传递的数据电文以及设置用来冗余传递的数据电文原则上都利用该用户的所有端口。特别地，通过用户的一个其它端口将任意的数据电文、即设置用来冗余传递的数据电文和不是设置用来冗余传递的数据电文提供到通信系统中。通过在提供用户的相应地址表中记录该提供用户的发送地址以及一个附加标志，保证了可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在尤其是用于实时通信的通信系统（２６）中提供和／或接收和／或传递数据电文的方法，该通信系统具有借助于网络路径（９，１３，１６，１８，２１，２４）相互连接的多个用户（１，２，３，４，５），其中，每个用户（１，２，３，４，５）配置为数据电文的发送器和／或接收器并且配备了唯一的地址，具有用于接收和／或传递的至少一个第一端口（１２，１５，１９）和一个第二端口（８，１１，１４），和至少一个用于提供和／或接收和／或传递设置用来冗余传递的数据电文的其它端口（６，７，１０，２０，２２，２３，２５），以及用于存储所提供的数据电文的至少一个发送地址的地址表，并且其中，该通信系统（２６）具有至少一个带有逻辑中断（１７）的网络路径（１８），所述方法具有如下步骤：－标记设置用来冗余传递的数据电文，－在用户（１，２ ，３，４，５）的一个其它端口（６，７，１０，２０，２２，２３，２５）上将设置用来冗余传递的数据电文提供到所述通信系统（２６）中，－在通过第一端口（１２，１５，１９）或第二端口（８，１１，１４）接收一个设置用来冗余传递的数据电文并且通 过用户（１，２，３，４，５）的一个其它端口（６，７，１０，２０，２２，２３，２５）传递时，或者在通过一个其它端口（６，７，１０，２０，２２，２３，２５）接收该数据电文并且通过用户（１，２，３，４，５）的第一端口（１２，１５，１９）或第二端口（８，１１，１４）传递时，在用户（１，２，３，４，５）处复制该数据电文，－在通过用户（１，２，３，４，５）的第二端口（８，１１，１４）接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户（１，２，３，４，５）的第一端口（１２，１５，１ ９）传递所复制的数据电文，－在通过用户（１，２，３，４，５）的第一端口（１２，１５，１９）接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户（１，２，３，４，５）的第二端口（８，１１，１４）传递所复制的数据电文。...

【技术特征摘要】
DE 2002-9-18 10243384.41.一种用于在尤其是用于实时通信的通信系统(26)中提供和/或接收和/或传递数据电文的方法，该通信系统具有借助于网络路径(9，13，16，18，21，24)相互连接的多个用户(1，2，3，4，5)，其中，每个用户(1，2，3，4，5)配置为数据电文的发送器和/或接收器并且配备了唯一的地址，具有用于接收和/或传递的至少一个第一端口(12，15，19)和一个第二端口(8，11，14)，和至少一个用于提供和/或接收和/或传递设置用来冗余传递的数据电文的其它端口(6，7，10，20，22，23，25)，以及用于存储所提供的数据电文的至少一个发送地址的地址表，并且其中，该通信系统(26)具有至少一个带有逻辑中断(17)的网络路径(18)，所述方法具有如下步骤：-标记设置用来冗余传递的数据电文，-在用户(1，2，3，4，5)的一个其它端口(6，7，10，20，22，23，25)上将设置用来冗余传递的数据电文提供到所述通信系统(26)中，-在通过第一端口(12，15，19)或第二端口(8，11，14)接收一个设置用来冗余传递的数据电文并且通过用户(1，2，3，4，5)的一个其它端口(6，7，10，20，22，23，25)传递时，或者在通过一个其它端口(6，7，10，20，22，23，25)接收该数据电文并且通过用户(1，2，3，4，5)的第一端口(12，15，19)或第二端口(8，11，14)传递时，在用户(1，2，3，4，5)处复制该数据电文，-在通过用户(1，2，3，4，5)的第二端口(8，11，14)接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户(1，2，3，4，5)的第一端口(12，15，19)传递所复制的数据电文，-在通过用户(1，2，3，4，5)的第一端口(12，15，19)接收或者传递设置用来冗余传递的数据电文时，通过用户(1，2，3，4，5)的第二端口(8，11，14)传递所复制的数据电文。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用唯一的报头标识来标记所述设置用来冗余传递的数据电文。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述带有逻辑中断(17)的网络路径(18)仅仅由被标记为设置用来冗余传递的数据电文使用。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在用户(1，2，3，4，5)的一个其它端口(6，7，10，20，22，23，25)上将被标记为设置用来冗余传递的数据电文提供到通信系统(26)中时，在提供用户(1，2，3，4，5)的地址表中记录将该数据电文提供到该通信系统(26)的用户(1，2，3，4，5)的发送地址以及一个附加标志。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述附加标志由可以取0或1的一个比特组成。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述用户(1，2，3，4，5)的一个其它端口(6，7，10，20，22，23，25)上接收被标记为设置用来冗余传递的数据电文时，检查接收用户的地址表是否具有将该数据电文提供到通信系统(26)的用户(1，2，3，4，5)的发送地址的记录以及一个附加标志，其中，如果不存在这种记录，则在接收用户(1，2，3，4，5)的地址表中记录将该数据电文提供到通信系统(26)的用户(1，2，3，4，5)的发送地址和/或一个附加标志，并且传递该数据电文，或者，其中，如果存在这种记录，则传递该数据电文。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在通过用户(1，2，3，4，5)的第一端口(12，15，19)或第二端口(8，11，14)接收被标记为设置用来冗余传递的数据电文和/或复制的数据电文时，检查接收用户的地址表是否具有将该数据电文提供到通信系统(26)的用户(1，2，3，4，5)的发送地址的记录以及一个附加标志，其中，如果存在这种记录，则将该数据电文和/或复制的数据电文销毁，或者，其中，如果不存在发送地址或存在发送地址而没有附加标志，则传递该数据电文和/或复制的数据电文。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信系统(26)周期地工作。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为被标记为设置用来冗余传递的数据电文在提供到所述通信系统(26)中时分配一个当前的周期号。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，被标记为设置用来冗余传递的数据电文的接收器存储所接收的数据电文的该当前周期号。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，被标记为设置用来冗余传递的数据电文的接收器在接收该数据电文时将所接收的数据电文的周期号与在该接收器中存储的当前周期号进行比较，其中，如果两个被比较的周期号不一致，则该接收器采用所接收的数据电文的数据，或者，如果两个被比较的周期号一致，则该接收器忽略所接收的数据电文的数据和/或销毁该数据电文。12.一种用于通信系统(26)、尤其是用于实时通信的通信系统的用户，其中，所述用户(1，2，3，4，5)配置为数据电文的发送器和/或接收器并且配备了唯一的地址，具有用于接收和/或传递的至少一个第一端口(12，15，19)和一个第二端口(8，11，14)，和至少一个用于提供和/或接收和...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔布吕克纳，迪特尔克洛茨，卡茨海因茨克劳斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]