為網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)地址的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為具有多個(gè)子網(wǎng)的分段的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)地址的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行該方法的路由器組件。
[0002]本發(fā)明尤其涉及為具有不同的子網(wǎng)的分段的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)地址，這些子網(wǎng)分別通過路由與匯集網(wǎng)絡(luò)連接。具有這樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常用于機(jī)器安裝，從而使具有與之連接的傳感器和執(zhí)行器的機(jī)器內(nèi)部的子網(wǎng)進(jìn)一步由匯集網(wǎng)絡(luò)屏蔽并且由此不僅實(shí)現(xiàn)盡可能安全的而且無干擾的運(yùn)行。利用該匯集網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器彼此之間并且與另外的設(shè)備，如用于觀察和操作機(jī)器的工程系統(tǒng)和/用戶接口(HMI=人機(jī)界面)。在這種類型的分段網(wǎng)絡(luò)中也經(jīng)常要求例如為了診斷目的而能夠直接對在分離的子網(wǎng)中的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備進(jìn)行訪問。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，出于運(yùn)行的期望，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成島式網(wǎng)絡(luò)(Inselnetz)。由此，尤其是在最上層中缺乏一個(gè)默認(rèn)路由器。在可替換的情況中，在該種情況中存在默認(rèn)路由器，要求網(wǎng)絡(luò)本身在默認(rèn)路由器故障時(shí)能夠不間斷地繼續(xù)運(yùn)行。在這兩種情況中，即使在沒有預(yù)先的計(jì)劃和/或手動(dòng)的配置時(shí)也期望一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部地址層。
[0004]因?yàn)榭偩W(wǎng)絡(luò)不是扁平的，而是在分成子網(wǎng)，因此在匯集網(wǎng)絡(luò)的層面上在此在每個(gè)與之連接的網(wǎng)絡(luò)用戶中要求了解在子網(wǎng)中的所有路由。與之相關(guān)的尤其是機(jī)器的存儲(chǔ)器可編程控制裝置、工程系統(tǒng)和/或使用者界面以及另外的與之直接組網(wǎng)的設(shè)備。
[0005]此外，值得期待的是，所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌虮M可能在沒有特別的IT(IT =信息技術(shù))和網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)的情況下無問題的運(yùn)行并且在之后能夠簡單地?cái)U(kuò)展或者改變，例如當(dāng)安裝另外的機(jī)器時(shí)。最后，值得期待的是，未來能夠在較大的網(wǎng)絡(luò)的部分的內(nèi)部進(jìn)行這種類型的無配置網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，例如在作為較大的生產(chǎn)設(shè)備的部分的生產(chǎn)單元的內(nèi)部。
[0006]在所有的網(wǎng)絡(luò)用戶的同時(shí)的可達(dá)到性的情況下來轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)分離的已知的手段是可適用的路由和IP路由(IP =互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)。
[0007]在可適用的路由中，通過可能在不同類型的技術(shù)中實(shí)施的子網(wǎng)構(gòu)件具有自身的網(wǎng)絡(luò)尋址的共同的(新的)網(wǎng)絡(luò)層。在此，這樣的可適用的網(wǎng)絡(luò)利用工程工具來預(yù)先規(guī)劃，進(jìn)而由此計(jì)算出可用路由并且能夠加載到各個(gè)應(yīng)用中?？蛇m用的路由的概念在此在一些應(yīng)用中是靜態(tài)的。在安裝機(jī)器或者擴(kuò)展存在的機(jī)器裝置是的現(xiàn)場匹配是未計(jì)劃的并且總是需要總映射，在該總映射中變化時(shí)預(yù)先計(jì)劃的并且從總映射中必須將變化的路由數(shù)據(jù)裝載到網(wǎng)絡(luò)用戶中。然而，出于實(shí)踐的考慮，在所有的情況中并不能馬上提供總映射，并且人員通常不具有工程工具和對其進(jìn)行操縱的必要的專業(yè)知識(shí)。
[0008]使用者期待IP路由有更大的靈活性和連貫的并且開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的通信。但是，IP的架構(gòu)在常規(guī)的IT的要求的以及互聯(lián)網(wǎng)提供商(ISP)的拓寬的部分中生成。然而，在該應(yīng)用情況中，實(shí)際上并不存在分段的島式網(wǎng)絡(luò)的上述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，總是缺少分布廣泛的IPv4(=互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本4)的自動(dòng)作用，從而使得該特定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠盡可能無配置地并且無網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)地運(yùn)行并且在之后擴(kuò)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種用于為具有多個(gè)子網(wǎng)的分段的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)地址的方法。此外，本發(fā)明的目的在于提出一種用于執(zhí)行該方法的路由器組件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法方面的目的通過權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)并且路由器組件方面的目的通過權(quán)利要求12的特征實(shí)現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，為具有多個(gè)子網(wǎng)的分段的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)地址，其中，子網(wǎng)分別通過子網(wǎng)路由器連接至將其連接的匯集網(wǎng)絡(luò)。在此，由子網(wǎng)路由器通過交換由匯集網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的路由器消息來分散地測定共同的地址范圍并且在地址范圍內(nèi)確定用于網(wǎng)絡(luò)用戶的網(wǎng)絡(luò)地址。
[0013]借此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過在分段的網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)路由器分散地分派網(wǎng)絡(luò)地址。由此無配置地產(chǎn)生了地址層，其中為此既不需要中央路由器(根路由器或者默認(rèn)路由器)也不需要進(jìn)行手動(dòng)配置。由此，一方面節(jié)省了用于中央路由器和對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行映射的費(fèi)用，并且另一方面也避免了由于手動(dòng)配置導(dǎo)致的故障。此外，有利地避免了中央路由器的故障對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的干擾。此外，使用者不需要關(guān)于網(wǎng)絡(luò)和地址配置的專業(yè)知識(shí)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)自己進(jìn)行配置。因?yàn)槁酚傻氖謩?dòng)配置被放棄，因此就沒有了對給予特權(quán)的匹配的需求，使用者處于組織上的原因不應(yīng)執(zhí)行該匹配。
[0014]本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)方案在于，由子網(wǎng)路由器彼此之間通過交換路由器消息來分散地確定網(wǎng)絡(luò)地址的表征匯集網(wǎng)絡(luò)的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴。
[0015]前綴在此通常理解為網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)部分，其對于網(wǎng)絡(luò)(或者次網(wǎng))的所有網(wǎng)絡(luò)地址都是相同的。該定義根據(jù)IPv6 (互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6)選擇，但是在此不限于IPv6。
[0016]分散地確定用于匯集網(wǎng)絡(luò)的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴有利地允許將子網(wǎng)無配置地對應(yīng)于匯集網(wǎng)絡(luò)，而不需要中央的路由器或者網(wǎng)絡(luò)的映射。匯集網(wǎng)絡(luò)本身尤其可以是較大的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)并且本身通過其匯集網(wǎng)絡(luò)前綴表征。
[0017]為了確定匯集網(wǎng)絡(luò)前綴，預(yù)定一個(gè)選擇準(zhǔn)則，用于從大量的候選前綴中選擇匯集網(wǎng)絡(luò)前綴，由每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)路由器首先不取決于另外的子網(wǎng)路路由器地產(chǎn)生候選前綴，并且由子網(wǎng)路由器接下來通過交換借助于匯集網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的路由器消息從大量的由子網(wǎng)路由器生成的候選前綴中根據(jù)預(yù)定的選擇準(zhǔn)則測定匯集網(wǎng)絡(luò)前綴。根據(jù)選擇準(zhǔn)則從大量的候選前綴中選出數(shù)字最小的候選前綴作為匯集網(wǎng)絡(luò)前綴。
[0018]本發(fā)明的該設(shè)計(jì)方案有利地允許通過子網(wǎng)路由器實(shí)現(xiàn)簡單可執(zhí)行地確定匯集網(wǎng)絡(luò)如綴。
[0019]優(yōu)選的是，由每個(gè)子網(wǎng)路由器將由每個(gè)子網(wǎng)路由器產(chǎn)生的候選前綴通過路由器消息通知給另外的子網(wǎng)路由器，直至子網(wǎng)路由器由另外的子網(wǎng)路由器通知一個(gè)候選前綴，該候選前綴的數(shù)字小于由子網(wǎng)路由器生成的候選前綴。此外，由每個(gè)子網(wǎng)路由器將由每個(gè)子網(wǎng)路由器產(chǎn)生的候選前綴或者替換產(chǎn)生的候選前綴的候選前綴通過由另外的子網(wǎng)路由器通知給子網(wǎng)路由器的候選前綴代替，一旦通知給子網(wǎng)路由器的候選前綴的數(shù)字小于由子網(wǎng)路由器產(chǎn)生的候選前綴或者小于替代產(chǎn)生的候選前綴的候選前綴。
[0020]該設(shè)計(jì)方案導(dǎo)致，最后僅僅在所有的子網(wǎng)路由器中產(chǎn)生最小的候選前綴的子網(wǎng)路由器通過匯集網(wǎng)絡(luò)通知其候選前綴并且所有其他的子網(wǎng)路由器將尤其分別原始生成的獲選前綴通過該最小的候選前綴代替。由此，子網(wǎng)路由器選擇生成的最小的候選前綴作為匯集網(wǎng)絡(luò)前綴。通過適當(dāng)?shù)乜刂坡酚善飨⒌陌l(fā)送，候選前綴在該消息中通知，子網(wǎng)路由器選擇匯集網(wǎng)絡(luò)前綴能夠很快地實(shí)現(xiàn)。在取得一致之后，僅僅一個(gè)子網(wǎng)路由器保持“活躍”，即其將選出的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴進(jìn)一步通過匯集網(wǎng)絡(luò)通知。
[0021]此外優(yōu)選的是，每個(gè)子網(wǎng)路由器識(shí)別將選擇出的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴通過路由器消息通知給另外的子網(wǎng)路由器的子網(wǎng)路由器的注銷(Abmelden)或者故障，選出的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴通過路由器消息通知給另外的子網(wǎng)路由器，直至每個(gè)子網(wǎng)路由器由另外的子網(wǎng)路由器通知一個(gè)選擇出的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴，該另外的子網(wǎng)路由器具有比其更小的鏈接本地網(wǎng)絡(luò)地址。
[0022]本發(fā)明的設(shè)想的設(shè)計(jì)方案用于，即將選擇出的匯集網(wǎng)絡(luò)前綴通過匯集網(wǎng)絡(luò)通知的“活躍的”子網(wǎng)路由器的角色在相應(yīng)地活躍的子網(wǎng)路由器故障或者注銷時(shí)通過另外的子網(wǎng)路由器接管。如果活躍的子網(wǎng)路由器的故障或者注銷由多個(gè)子網(wǎng)路由器幾乎同時(shí)識(shí)別到，那么這些子網(wǎng)路由器就是新的活躍的子網(wǎng)路由器，其具有最小的鏈接