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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerkes, das mehrere Endgeräte sowie mehrere Switche aufweist, die über Datenleitungen miteinander verbunden sind, wobei ein Multicast-Datenpaket nach dem MMRP von einer Datenquelle über zumindest einen Switch über die Datenleitungen zu einem Endgerät, das das Multicast-Datenpaket empfangen soll, übertragen wird, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Unicast-Pakete sind Datenpakete, die an ein einzelnes Endgerät adressiert sind und von Switches an dieses gezielt weitergeleitet werden.
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Multicast-Pakete sind Datenpakete, die an mehrere Empfänger innerhalb eines Netzwerkes weitergeleitet werden können. Ein Switch nach Standard IEEE 802.10 in Grundeinstellung leitet Multicasts immer an alle Ports der übrigen Switche weiter, außer an den, an dem das Paket empfangen wurde. Damit werden solche Pakete auch in Bereiche eines Netzwerkes weitergeleitet, wo sie nur die verfügbare Bandbreite sinnlos aufbrauchen.
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Das Multiple MAC Registration Protocol MMRP sowie sein Vorgänger GMRP (GARP Multicast Registration Protocol) werden eingesetzt, um Multicast-Pakete gezielt nur an diejenigen Endgeräte weiterzuleiten, die sich für diesen Datenstrom interessieren beziehungsweise für die sie bestimmt sind, um somit nicht in anderen Bereichen des Netzwerkes Bandbreite zu verschwenden. Dies ist so lange optimal, wie alle Endgeräte das MMRP- beziehungsweise das GMRP-Protokoll unterstützen.
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Im Folgenden wird nur „MMRP” als Begriff benutzt, die Stellen gelten sinngemäß auch für GMRP (oder umgekehrt, auch bezüglich der figürlichen Darstellungen).
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In industriellen Netzen sind und werden allerdings oftmals auch Endgeräte eingesetzt, die MMRP nicht unterstützen. Als Effekt können diese sich nicht bei MMRP-aktivierten Switches für einen bestimmten Multicast-Strom registrieren und erhalten folglich auch nicht den Multicast-Strom weitergeleitet.
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Ist kein Endgerät für einen Multicast registriert, verhält sich der Switch so, als ob MMRP deaktiviert oder nicht vorhanden wäre. Er leitet also eintreffende Multicasts an alle anderen Ports weiter. Dieser Zustand ist allerdings nicht weiter interessant und sei hier nur der zur Vollständigkeit erwähnt.
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Wenn also ein Endgerät in einer MMRP-Umgebung nicht den Standard MMRP unterstützt (in 1 sei dies beispielhaft der Rechner 2), dann gibt es zwei Möglichkeiten, damit dieses Endgerät einen bestimmten Multicast-Strom empfangen kann:
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Möglichkeit 1:
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Der Port des Switches, an dem das nicht MMRP-fähige Endgerät angeschlossen ist, muss einen statischen Eintrag für diesen Multicast erhalten. Ebenso der Port des nachfolgenden Switches, an dem der erste Switch angeschlossen ist. Und so weiter bis hin zur Quelle des Multicasts.
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Das bedeutet bei Betrachtung der 2, dass der Port 3 von Switch A statisch konfiguriert werden muss, und auch dass der Port 1 von Switch B statisch konfiguriert muss werden.
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Nachteile:
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- • Jeder Switch zwischen Absender und Empfänger muss konfiguriert werden. Auch nachträglich eingefügte Switche (die zum Beispiel neu oder nach einem Austausch ins Netz gestellt wurden) dürfen nicht vergessen werden. Das ist sehr fehlerträchtig.
- • Diese Konfigurationen sind statisch. Wird der Multicast nicht mehr gebraucht, müssen die betroffenen Switches wieder umkonfiguriert werden.
- • Je mehr unterschiedliche Multicasts benötigt werden, desto komplexer die Konfigurationen.
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Möglichkeit 2:
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An dem Port, an dem das Endgerät angeschlossen ist, und an allen weiteren „Eingang-Ports” kann „Forward All” eingestellt werden. Dann werden alle Multicasts an das Endgerät weitergeleitet. Das würde die Multicast-Kontrolle ad-absurdum führen.
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Nachteile:
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- • Es werden nicht-benötigte Multicasts weitergeleitet, die die Bandbreite des Anschlusses unnütz verbrauchen und die Endgerät-CPU unnötig belasten.
- • Der Eintrag ist wie bei Möglichkeit 1 statisch auf allen Geräten zwischen Absender und Empfänger. Änderungen sorgen entsprechend für größeren Aufwand bei der Konfiguration.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden und dementsprechend ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerkes, das das MMRP zur Datenübertragung anwendet, zu verbessern.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einem Port eines Switches ein Endgerät angeschlossen ist, das nicht MMRP-fähig ist, wobei an diesem Port dieses Switches die Multicast-Adresse als statischer Eintrag dieses Endgerätes eingetragen wird und dieser Switch diese Multicast-Adresse an den zumindest einen an ihn angeschlossenen Switch überträgt. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass nicht MMRP-fähige Endgeräte in einem Netzwerk betrieben werden können, das für die Datenverarbeitung und Datenweiterleitung das MMRP benutzt. Der Aufwand, um nicht-MMRP-fähige Endgeräte in eine MMRP-Umgebung einzufügen, ist somit minimal und frei von Fehlkonfigurationen. Es muss nämlich nur noch derjenige eine Port des Switches, an dem dieses nicht MMRP-fähige Endgerät angeschlossen ist, konfiguriert werden. Dies reduziert zum einen den Aufwand für die Konfiguration ganz erheblich und sorgt zum anderen dafür, dass auch spätere Erweiterungen im Netzwerk zwischen Absender (Datenquelle) und Empfänger (Endgerät) kein Problem darstellen. Somit können in vorteilhafter Weise Konfigurationen, insbesondere neu eingerichtete Konfigurationen, geänderte Konfigurationen oder Löschungen von Konfigurationen, nicht mehr vergessen werden. Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Lösung also die Möglichkeit, nicht MMRP-fähige Endgeräte beliebiger Art in ein Netzwerk einzubinden und in diesem Netzwerk zu betreiben, welches das MMRP für die Datenweiterleitung und Datenverarbeitung verwendet.
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Am Port, an dem das Endgerät angeschlossen ist, wird die Multicast-Adresse eingetragen und der Switch meldet dann dynamisch, also stellvertretend für das Endgerät, diesen Multicast am nachfolgenden Switch an (sendet ein Join-Paket), der wiederum – und das ist das normale MMRP-Verhalten – die Registrierung weitergibt an den nächsten Switch. Das heißt, nur an dem Switch, an dem das Endgerät angeschlossen ist, existiert ein statischer Eintrag.
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Wird der Multicast am Endgerät nicht mehr benötigt, dann wird der statische Eintrag an dem ersten Switch gelöscht, woraufhin der Switch ein Leave-Paket an den nachfolgenden Switch sendet, der damit den dynamischen Eintrag löscht und seinerseits ein Leave in Richtung Absender schickt.
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Der Aufwand, um nicht-MMRP-fähige Endgeräte in eine MMRP-Umgebung einzufügen, ist minimal. Es muss nur noch der eine Port konfiguriert werden, an dem das Endgerät angeschlossen ist. Das reduziert den Aufwand erheblich und sorgt dafür, dass auch spätere Erweiterungen im Netz zwischen Absender und Empfänger kein Problem darstellen. Damit können also Konfigurationen nicht vergessen werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieser Switch, an dem das nicht MMRP-fähige Endgerät angeschlossen ist, diese Multicast-Adresse stellvertretend für das Endgerät an die übrigen Switche bis hin zu der Datenquelle überträgt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dann, wenn der statische Eintrag nicht mehr benötigt wird, dieser statische Eintrag an dem Switch, an dem das nicht MMRP-fähige Endgerät angeschlossen ist, gelöscht wird, und dieser Switch ein die Löschung darstellendes Datenpaket an den zumindest einen an ihn angeschlossenen Switch überträgt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieser Switch, an dem das nicht MMRP-fähige Endgerät angeschlossen ist, dieses die Löschung darstellende Datenpaket stellvertretend für das Endgerät an die übrigen Switche bis hin zu der Datenquelle überträgt.
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Eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den beiden 1 und 2 dargestellt und im Folgenden näher erläutert.
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In den 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, ein Netzwerk gezeigt, in dem Endgeräte 1 bis 4 angeordnet sind. Diese Endgeräte 1 bis 4 sind über Datenleitungen 5 an Switchen A, B und C angeschlossen. Die Switche A, B und C sind ihrerseits untereinander auch über Datenleitungen 5 miteinander verbunden.
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Außerdem ist mit der Bezugsziffer 6 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Datenquelle bezeichnet. Die Datenquelle 6 kann ein Endgerät, ein Switch oder eine sonstig geartete Datenquelle sein. Von der Datenquelle 6 wird über die Datenleitungen 5 und die Switche A, B und/oder C ein Datenpaket, hier ein Multicast-Datenpaket MC in das Netzwerk eingeleitet. Während zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Pfeilen die Übertragungsrichtung der Multicast-Datenpakete MC angegeben ist, können über die Datenleitungen 5 selbstverständlich diese Datenpakete auch in die andere Richtung, zum Beispiel also von einem Endgerät in Richtung der Datenquelle 6, übertragen werden.
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In 1 ist bei Switch C MMRP (GMRP) ausgeschaltet oder nicht vorhanden. Endgerät 4 erhält den Multicast-Strom, obwohl es diesen nicht benötigt. Deshalb muss dieses Endgerät die Multicasts löschen. Dies kann CPU-Leistung unnütz verbrauchen, in jedem Fall werden andere, an Endgerät 4 gerichtete, Datenpakete aufgehalten.
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JOIN ist die Anmeldung für die Multicast-Pakete. Ein MMRP-Switch, der keine Anmeldung an einem beliebigen Port erhalten hat, leitet Multicast-Pakete an alle Ports weiter, außer an dem, an dem der Multicast empfangen wurde. Empfängt der MMRP-Switch an einem Port ein Anmeldepaket (oder auch Registrierungspaket, als JOIN bezeichnet), dann leitet der Switch die entsprechenden Multicast-Pakete, für die sich das JOIN-sendende Gerät registriert hat, nur an dem Port weiter, an dem der JOIN empfangen wurde. Hat sich bereits ein MMRP-fähiges Endgerät an einem Switch registriert, dann empfängt ein nicht-MMRP-fähiges Gerät nicht mehr die Multicast-Pakete, für die sich das andere Gerät registriert hat.
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Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass die Art des dargestellten Netzwerkes N in den 1 und 2 nur beispielhaft ist. Es kann sich bei der Topologie des Netzwerkes N auch um eine Ringtopologie, weiter vermaschte Netzwerke sowie Kombinationen von Ring- und Linientopologien handeln. Außerdem ist die Zahl der Endgeräte sowie die Zahl der Switche lediglich beispielhaft, so dass auch weniger oder mehr als vier Endgeräte (im Regelfall mehr als vier Endgeräte) sowie mehr oder weniger als drei Switche (im Regelfall mehr als drei Switche) in dem Netzwerk N vorhanden sein können. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass die Switche eine beliebige Anzahl von Ports aufweisen können, an denen wiederum weitere Switche und/oder weitere Endgeräte angeschlossen sein können. Während in den 1 und 2 die Endgeräte 1 bis 4 als Personal Computer dargestellt sind, kann es sich bei diesen Endgeräten auch um andere Arten von Endgeräten, insbesondere auch unterschiedlichen Endgeräten, handeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endgerät
- 2
- Endgerät
- 3
- Endgerät
- 4
- Endgerät
- 5
- Datenleitung
- 6
- Datenquelle
- A
- Switch
- B
- Switch
- C
- Switch
- N
- Netzwerk
- MC
- Multicast-Datenpaket
- JOIN
- Anmeldepaket
- 1, 2, 3
- Port der Switche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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