為網絡用戶分配網絡地址的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為具有多個子網的分段的網絡的網絡用戶分配網絡地址的方法。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的分段的網絡的網絡用戶分配網絡地址，這些子網分別通過路由與匯集網絡連接。具有這樣的網絡拓撲結構的網絡經常用于機器安裝，從而使具有與之連接的傳感器和執(zhí)行器的機器內部的子網進一步由匯集網絡屏蔽并且由此不僅實現盡可能安全的而且無干擾的運行。利用該匯集網絡，機器彼此之間并且與另外的設備，如用于觀察和操作機器的工程系統(tǒng)和/用戶接口(HMI=人機界面)。在這種類型的分段網絡中也經常要求例如為了診斷目的而能夠直接對在分離的子網中的自動化技術設備進行訪問。
【背景技術】
[0003]通常，出于運行的期望，整個網絡被設計成島式網絡(Inselnetz)。由此，尤其是在最上層中缺乏一個默認路由器。在可替換的情況中，在該種情況中存在默認路由器，要求網絡本身在默認路由器故障時能夠不間斷地繼續(xù)運行。在這兩種情況中，即使在沒有預先的計劃和/或手動的配置時也期望一個穩(wěn)定的內部地址層。
[0004]因為總網絡不是扁平的，而是在分成子網，因此在匯集網絡的層面上在此在每個與之連接的網絡用戶中要求了解在子網中的所有路由。與之相關的尤其是機器的存儲器可編程控制裝置、工程系統(tǒng)和/或使用者界面以及另外的與之直接組網的設備。
[0005]此外，值得期待的是，所述的網絡拓撲能夠盡可能在沒有特別的IT(IT =信息技術)和網絡專業(yè)知識的情況下無問題的運行并且在之后能夠簡單地擴展或者改變，例如當安裝另外的機器時。最后，值得期待的是，未來能夠在較大的網絡的部分的內部進行這種類型的無配置網絡運行，例如在作為較大的生產設備的部分的生產單元的內部。
[0006]在所有的網絡用戶的同時的可達到性的情況下來轉換網絡分離的已知的手段是可適用的路由和IP路由(IP =互聯網協(xié)議)。
[0007]在可適用的路由中，通過可能在不同類型的技術中實施的子網構件具有自身的網絡尋址的共同的(新的)網絡層。在此，這樣的可適用的網絡利用工程工具來預先規(guī)劃，進而由此計算出可用路由并且能夠加載到各個應用中?？蛇m用的路由的概念在此在一些應用中是靜態(tài)的。在安裝機器或者擴展存在的機器裝置是的現場匹配是未計劃的并且總是需要總映射，在該總映射中變化時預先計劃的并且從總映射中必須將變化的路由數據裝載到網絡用戶中。然而，出于實踐的考慮，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行操縱的必要的專業(yè)知識。
[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、標準化的通信。但是，IP的架構在常規(guī)的IT的要求的以及互聯網提供商(ISP)的拓寬的部分中生成。然而，在該應用情況中，實際上并不存在分段的島式網絡的上述網絡拓撲結構。相應地，總是缺少分布廣泛的IPv4(=互聯網協(xié)議版本4)的自動作用，從而使得該特定的網絡拓撲結構能夠盡可能無配置地并且無網絡專業(yè)知識地運行并且在之后擴展。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種用于為具有多個子網的分段的網絡的網絡用戶分配網絡地址的方法。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]根據本發(fā)明的方法方面的目的通過權利要求1的特征實現并且路由器組件方面的目的通過權利要求12的特征實現。
[0011]本發(fā)明有利的設計方案是從屬權利要求的內容。
[0012]在根據本發(fā)明的方法中，為具有多個子網的分段的網絡的網絡用戶分配網絡地址，其中，子網分別通過子網路由器連接至將其連接的匯集網絡。在此，由子網路由器通過交換由匯集網絡分發(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確定用于網絡用戶的網絡地址。
[0013]借此，本發(fā)明實現了通過在分段的網絡中的子網路由器分散地分派網絡地址。由此無配置地產生了地址層，其中為此既不需要中央路由器(根路由器或者默認路由器)也不需要進行手動配置。由此，一方面節(jié)省了用于中央路由器和對網絡進行映射的費用，并且另一方面也避免了由于手動配置導致的故障。此外，有利地避免了中央路由器的故障對整個網絡的干擾。此外，使用者不需要關于網絡和地址配置的專業(yè)知識，因為網絡自己進行配置。因為路由的手動配置被放棄，因此就沒有了對給予特權的匹配的需求，使用者處于組織上的原因不應執(zhí)行該匹配。
[0014]本發(fā)明的一個設計方案在于，由子網路由器彼此之間通過交換路由器消息來分散地確定網絡地址的表征匯集網絡的匯集網絡前綴。
[0015]前綴在此通常理解為網絡地址的網絡部分，其對于網絡(或者次網)的所有網絡地址都是相同的。該定義根據IPv6 (互聯網協(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絡的匯集網絡前綴有利地允許將子網無配置地對應于匯集網絡，而不需要中央的路由器或者網絡的映射。匯集網絡本身尤其可以是較大的網絡的子網并且本身通過其匯集網絡前綴表征。
[0017]為了確定匯集網絡前綴，預定一個選擇準則，用于從大量的候選前綴中選擇匯集網絡前綴，由每個子網絡路由器首先不取決于另外的子網路路由器地產生候選前綴，并且由子網路由器接下來通過交換借助于匯集網絡分發(fā)的路由器消息從大量的由子網路由器生成的候選前綴中根據預定的選擇準則測定匯集網絡前綴。根據選擇準則從大量的候選前綴中選出數字最小的候選前綴作為匯集網絡前綴。
[0018]本發(fā)明的該設計方案有利地允許通過子網路由器實現簡單可執(zhí)行地確定匯集網絡如綴。
[0019]優(yōu)選的是，由每個子網路由器將由每個子網路由器產生的候選前綴通過路由器消息通知給另外的子網路由器，直至子網路由器由另外的子網路由器通知一個候選前綴，該候選前綴的數字小于由子網路由器生成的候選前綴。此外，由每個子網路由器將由每個子網路由器產生的候選前綴或者替換產生的候選前綴的候選前綴通過由另外的子網路由器通知給子網路由器的候選前綴代替，一旦通知給子網路由器的候選前綴的數字小于由子網路由器產生的候選前綴或者小于替代產生的候選前綴的候選前綴。
[0020]該設計方案導致，最后僅僅在所有的子網路由器中產生最小的候選前綴的子網路由器通過匯集網絡通知其候選前綴并且所有其他的子網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，子網路由器選擇生成的最小的候選前綴作為匯集網絡前綴。通過適當地控制路由器消息的發(fā)送，候選前綴在該消息中通知，子網路由器選擇匯集網絡前綴能夠很快地實現。在取得一致之后，僅僅一個子網路由器保持“活躍”，即其將選出的匯集網絡前綴進一步通過匯集網絡通知。
[0021]此外優(yōu)選的是，每個子網路由器識別將選擇出的匯集網絡前綴通過路由器消息通知給另外的子網路由器的子網路由器的注銷(Abmelden)或者故障，選出的匯集網絡前綴通過路由器消息通知給另外的子網路由器，直至每個子網路由器由另外的子網路由器通知一個選擇出的匯集網絡前綴，該另外的子網路由器具有比其更小的鏈接本地網絡地址。
[0022]本發(fā)明的設想的設計方案用于，即將選擇出的匯集網絡前綴通過匯集網絡通知的“活躍的”子網路由器的角色在相應地活躍的子網路由器故障或者注銷時通過另外的子網路由器接管。如果活躍的子網路由器的故障或者注銷由多個子網路由器幾乎同時識別到，那么這些子網路由器就是新的活躍的子網路由器，其具有最小的鏈接