用于指派網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交換設(shè)備，其包括-配置成用于信號傳輸和接收的終端對(110,170)，-電路(195)，其適配成產(chǎn)生激勵信號給形成菊花鏈的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(299,399)并接收對該激勵信號的響應(yīng)信號，所述電路(195)進(jìn)一步配置成至少從響應(yīng)信號推導(dǎo)出多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否運(yùn)行的指示，-處理裝置(190)，配置成指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址給考慮到所推導(dǎo)出的指示的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
【專利說明】用于指派網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)備和方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于交通工具中可靠的分組路由的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及到在交通工具中所提供的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中指派網(wǎng)絡(luò)地址的解決方案。
[0002]發(fā)明背景
[0003]規(guī)模經(jīng)濟(jì)使以太網(wǎng)(IEEE 802.3)和IP (因特網(wǎng)協(xié)議)技術(shù)(如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會和互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)委員會所定義的，作為RFC 791的基本的IP協(xié)議)是針對所有數(shù)字通信、有線和無線的、大帶寬和有限帶寬的、實(shí)時業(yè)務(wù)、可靠傳輸?shù)鹊挠腥そ鉀Q方案。
[0004]數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的基本要素就是尋址，其遵循如在OSI (ISO的開放系統(tǒng)互連標(biāo)準(zhǔn))網(wǎng)絡(luò)分層中的分層方法。
[0005]在數(shù)據(jù)鏈路層使用以太網(wǎng)MAC(媒體訪問控制)地址。它們用于相同局域網(wǎng)中的計算機(jī)之間。在網(wǎng)絡(luò)層使用IP地址。它們被互聯(lián)網(wǎng)上的連接的端點(diǎn)知道并使用?；诼酚尚畔ⅲW(wǎng)絡(luò)上的路由器節(jié)點(diǎn)連接局域網(wǎng)以路由IP數(shù)據(jù)報至它們的目的地。
[0006]雖然初衷是讓網(wǎng)絡(luò)中的每個端節(jié)點(diǎn)具有唯一的IP地址，但I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(RFC1631)已經(jīng)被引入，以便允許有具有不被全局知道或者唯一 IP地址的端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接到全球互聯(lián)網(wǎng)，通過將其在IP數(shù)據(jù)報中的IP地址重寫為全局指派的唯一 IP地址。這定義了IP尋址中的層次結(jié)構(gòu)。該層次結(jié)構(gòu)限于兩個層次:全局地址和本地地址。沒有規(guī)定用于進(jìn)一步劃分本地地址。
[0007]基于具有暫停(time-out)的對學(xué)習(xí)信息的自動學(xué)習(xí)機(jī)制，該IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對于配置變化是魯棒的。對于該本地局域網(wǎng)，這是ARP協(xié)議(地址解析協(xié)議RFC 826)，而對于全局網(wǎng)絡(luò)是路由協(xié)議(如該OSPF協(xié)議RFC 1247)。這些協(xié)議對配置變化作出反應(yīng)的時間量度范圍從幾分鐘到幾小時。在這些時期可能有不一致性?？s短這些時間會危及該網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，或者涉及大的消息收發(fā)開銷。
[0008]該域名系統(tǒng)(DNS RFC 1034和1035)在該IP地址上面添加邏輯尋址層。除了文本尋址方便之外，它增加了靈活性(尤其增加了多個疊加的尋址層次結(jié)構(gòu)可能指向相同的IP地址)。DNS尋址機(jī)制一直是用以呈現(xiàn)配置更改的優(yōu)選尋址層。在DNS中(RFC 2136)動態(tài)更新允許同步，而不是在該DNS數(shù)據(jù)庫中定期更新該尋址信息。此處該較少的暫停也包括額外的消息收發(fā)開銷。更具體地說，去除高速緩存的DNS信息增加到連接設(shè)置的額外延遲的可能性。這種方法更嚴(yán)重的局限在于所有的客戶端軟件不得不服從這個無高速緩存的策略，并且該配置更改只傳播到新的連接。同樣，可以在客戶端應(yīng)用中其，但這會需要增加特定的軟件，并且還會涉及額外的消息收發(fā)。
[0009]在該論文“IP addressing playing the numbers.1P addresses are in shortsupply (IP尋址操縱數(shù)字。IP地址供應(yīng)短缺)” (ff.Dutcher，數(shù)據(jù)通信，1997年3月21日，第26卷，第4期)中，該作者討論了 IP地址的短缺。當(dāng)專用地址被發(fā)送給互聯(lián)網(wǎng)時將其轉(zhuǎn)換成公用地址的一種方法是使用路由器或防火墻中的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)。使用NAT，所有出站話務(wù)(傳向互聯(lián)網(wǎng))采用專用地址，且源地址被轉(zhuǎn)換。對于入站話務(wù)(傳向內(nèi)部網(wǎng)絡(luò))，處理相反的工作。
[0010]現(xiàn)在，越來越多的列車配備100兆比特/秒(或更快)的以太網(wǎng)骨干。車載設(shè)備通過使用以太網(wǎng)骨干的不同的協(xié)議(UDP、TCP/IP協(xié)議等)相互通信。IP地址被用于尋址不同的設(shè)備。由于與網(wǎng)絡(luò)可用性相關(guān)的原因，勸阻使用多余(trainwide)(冗余)動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器。現(xiàn)在，市場需要有可靠的具有確定性的、邏輯的和基于IP地址指派定位的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，而且要實(shí)際可用。
[0011]文獻(xiàn)EP1694035-A1公開了一種用于層次結(jié)構(gòu)可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的可靠分組路由的解決方案。交通工具(例如火車)被認(rèn)為包括多個“車”。每輛車包括稱為子網(wǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。單獨(dú)的車可以結(jié)合成子組合(單元)中，藉此使子網(wǎng)絡(luò)被連在一起。此類子組合中車的數(shù)量和這些車輛的安排都是可變的。因此，該可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)本性。幾個子組合可以變化的結(jié)合，并且相互連接以形成更大的組合。整車組合被安排有在層次結(jié)構(gòu)中較低層次上定義的子網(wǎng)絡(luò)組成的網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用分層尋址方案，其中該地址適配成基于該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)。EP1694035中提出的解決方案允許以邏輯的方式指派IP地址，無需人工干預(yù)。
[0012]然而，用于菊花鏈節(jié)點(diǎn)的動態(tài)主機(jī)配置仍有相關(guān)問題未解決。使用菊花鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹饕獌?yōu)勢顯然是與其他拓?fù)湎啾葴p少了所需布線的數(shù)量。因此會減少成本和重量。節(jié)點(diǎn)應(yīng)被理解為一種具有一個以太網(wǎng)輸入和一個以太網(wǎng)輸出的裝置，藉此在發(fā)生故障的情況下提供短路輸入和/或輸出的開關(guān)裝置。這個問題如圖1所示。此圖描繪了兩個以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(299,399)。這些節(jié)點(diǎn)中的每一個的組成如下所述。節(jié)點(diǎn)包括或通過以太網(wǎng)交換機(jī)(210)連接到應(yīng)用(200)，以太網(wǎng)交換機(jī)(210)適配成與應(yīng)用(200)和以太網(wǎng)(400)交換通信數(shù)據(jù)。此交換機(jī)允許話務(wù)從該應(yīng)用傳達(dá)到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(400)，并且接收尋址到該應(yīng)用的數(shù)據(jù)并把它相應(yīng)地轉(zhuǎn)發(fā)。此外，如果該數(shù)據(jù)分組不是唯一的尋址到該應(yīng)用，這個裝置在該輸入端口和輸出端口之間轉(zhuǎn)發(fā)分組。如果由于某種原因(電源故障、軟件崩潰)該應(yīng)用不能運(yùn)行(或自啟動后不能運(yùn)行)開關(guān)裝置(220)將自動閉合以確保在該局部骨干交換機(jī)或者路由器(100)上從火車骨干(900)到仍然運(yùn)行的菊花鏈中的設(shè)備的通信仍然是可能的。在圖1所示的示例中，這就是節(jié)點(diǎn)399。請注意連接兩個開關(guān)裝置(220)的虛線意味著那些開關(guān)裝置是互聯(lián)的，且在任何時候都同時斷開和閉合。該開關(guān)裝置典型實(shí)現(xiàn)為中繼，如圖1所示。也可以應(yīng)用其它電路將該以太網(wǎng)交換機(jī)與該菊花鏈連接或斷開(例如固態(tài)開關(guān)的使用)。
[0013]按照EP1694035中所述的尋址機(jī)制，節(jié)點(diǎn)接收IP地址，該地址是火車單元號、車號、節(jié)點(diǎn)類型和交換機(jī)端口號的函數(shù)。注意，據(jù)此具有分層結(jié)構(gòu)配置的交通工具被視為如在上述文獻(xiàn)EP1694035中。這允許按照邏輯方式尋址以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，取決于一列火車如何被組裝(即取決于拓?fù)?，而無需人工干預(yù)。在位置(1)處的正常情況下的節(jié)點(diǎn)(299)應(yīng)指派地址IP(1)，而在位置⑵處的節(jié)點(diǎn)(399)應(yīng)接收地址IP(2)。在圖1中，這已被描繪為情況A。由于以太網(wǎng)交換機(jī)(210、310)的本性，沒有規(guī)定該骨干交換機(jī)/路由器(100)將不能檢索節(jié)點(diǎn)在菊花鏈中的位置。當(dāng)在初始狀態(tài)中一個或多個菊花鏈?zhǔn)焦?jié)點(diǎn)在IP地址指派到不同節(jié)點(diǎn)時出現(xiàn)故障，即使專業(yè)的軟件解決方案或基于動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)選項(xiàng)82的解決方案也不能解決該問題。在圖1的情況下，該交換機(jī)只看到一個節(jié)點(diǎn)(399)，并把為端口(110)處的鏈預(yù)留的第一個IP地址IP⑴指派給該鏈中的第二個節(jié)點(diǎn)(399)(如圖1中的情況B所表示的)。然而，其目的是按照圖1中情況A所描繪那樣指派地址。因此，在節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的情況下，作為基于位置的IP地址被立即破壞。
[0014]在現(xiàn)有技術(shù)中，在路由器中使用MAC/IP表是已知的，但這種解決方案存在如果該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蚓W(wǎng)絡(luò)設(shè)備被替換需要手動進(jìn)行配置的缺點(diǎn)。
[0015]基于動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)選項(xiàng)82的解決方案，藉此已考慮拓?fù)?，需要特殊的硬件。如所述的，此方法不解決在指派過程中的鏈中的故障設(shè)備的問題。也涉及明確的指派和IP地址指派的申請US2009/279454提供了一個示例。
[0016]專利文獻(xiàn)EP 0983905 BI公開了一種從機(jī)動車輛中的數(shù)據(jù)線(在其上交換數(shù)據(jù))解耦電子設(shè)備的電路裝置。
發(fā)明概要
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例的目標(biāo)是提供一種解決方案，其能夠以可靠的方法基于IP地址指派位置。
[0018]通過依據(jù)本發(fā)明的裝置與方法完成上面的目標(biāo)。
[0019]一方面，本發(fā)明涉及一種用交換設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指派邏輯的、基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，該網(wǎng)絡(luò)包括形成菊花鏈的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括:用于與應(yīng)用交換通信數(shù)據(jù)的裝置，配置成在第一位置連接第一終端對與該用于交換通信數(shù)據(jù)的裝置的第一連接裝置，配置成在第一位置連接第二終端對與該用于交換通信數(shù)據(jù)的裝置的第二連接裝置，和提供與至少該第一和第二連接至裝置連接的電路，以便當(dāng)該第一或者第二連接裝置處于第二位置時，可以在該電路和該第一或者第二終端對的至少一個端口之間建立連接。該方法包括以下步驟:
[0020]-基于從該網(wǎng)絡(luò)接收到的響應(yīng)信號，檢測包括大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞淖兓?br> [0021]-傳送指導(dǎo)所述大量沒有基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的至少一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備斷開該第二連接裝置的命令，
[0022]-從至少一個還沒有基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處接收指派網(wǎng)絡(luò)地址的請求，
[0023]-考慮被所述交換設(shè)備檢測到的電路數(shù)量，向從其收到請求的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址所述數(shù)量從所述響應(yīng)信號推導(dǎo)出。
[0024]在交換設(shè)備(路由器)處接收到來自包括大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)信號。根據(jù)該響應(yīng)信號，可以檢測到包括大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涫欠癜l(fā)生變化。根據(jù)該響應(yīng)信號，還可能推導(dǎo)出該交換設(shè)備中檢測電路所看到的所述電路的數(shù)量。接下來，該交換設(shè)備廣播指導(dǎo)至少一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備斷開該第二連接裝置的命令。該交換設(shè)備接著在應(yīng)答中從還沒有基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一(即從離該菊花鏈中交換設(shè)備最近的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)接收指派網(wǎng)絡(luò)地址的請求。然后可以向從其收到請求的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址，由此該交換設(shè)備看到的電路的數(shù)量被考慮，所述數(shù)量從該響應(yīng)信號推導(dǎo)出。以這種方式在分發(fā)網(wǎng)絡(luò)地址的同時負(fù)責(zé)菊花鏈中的故障節(jié)點(diǎn)是可能的。由于在形成菊花鏈的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中存在該電路，可靠的網(wǎng)絡(luò)地址指派解決方案是可用的。
[0025]在優(yōu)選的實(shí)施例中，該第一和第二連接裝置彼此獨(dú)立運(yùn)作。如下詳細(xì)描述的，這與現(xiàn)有技術(shù)解決方案中已知的方法不同，并且在執(zhí)行指派網(wǎng)絡(luò)地址過程時特別有優(yōu)勢。
[0026]在優(yōu)選的實(shí)施例中，該第一和第二連接裝置被應(yīng)用控制。
[0027]在原理上，不是由“本地系統(tǒng)”(即由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身)供電的任何電路都適合。本質(zhì)是，在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由于電源故障或者其它硬件或者軟件故障導(dǎo)致無序時，該電路對于該交換設(shè)備保持可見。該電路是無源電路或有外部電源的電路。在一個實(shí)施例中，該電路是簡單的電路組件，如電阻器或電容器。在那種情況下，該電路組件通過連接裝置連接到該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)任一側(cè)處的終端對。在替換實(shí)施例中，該電路是有源電路(例如由輸入端口供電的串行閃存)。
[0028]在第二個方面，本發(fā)明涉及到交換/路由設(shè)備，其包括:
[0029]-配置用于信號傳輸和接收的終端對，
[0030]-適配成產(chǎn)生激勵信號給形成菊花鏈的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并接收對該激勵信號的響應(yīng)信號的電路，藉此所述電路進(jìn)一步配置成成至少從該響應(yīng)信號推導(dǎo)出多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否運(yùn)行的指示，
[0031]-處理裝置,配置成指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址給考慮到(takinginto account)所推導(dǎo)出的指示的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0032]上述交換設(shè)備的確允許指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址。這種骨干交換/路由設(shè)備能夠產(chǎn)生要被傳送到菊花鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信號，并接收對應(yīng)的響應(yīng)信號。從該接收到的信號可以檢測出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否運(yùn)行。基于這一信息，該處理裝置中執(zhí)行的算法可以確定該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置，并且反映那個位置的網(wǎng)絡(luò)地址被指派給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0033]在一有利的實(shí)施例中，該檢測電路包括電源并且適配成執(zhí)行電流測量。
[0034]在優(yōu)選實(shí)施例中，在處理裝置中運(yùn)行的算法能夠確定菊花鏈中故障設(shè)備的數(shù)量。
[0035]在另一個方面，該發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其包括:
[0036]-第一終端對，用于連接第一傳送/接收引線對，
[0037]-第二終端對，用于連接第二傳送/接收引線對，
[0038]-用于與應(yīng)用交換通信數(shù)據(jù)的裝置，所述通信數(shù)據(jù)包括獲取網(wǎng)絡(luò)地址的請求，
[0039]-第一連接裝置，配置成在所述第一終端對和所述用于交換通訊數(shù)據(jù)的裝置之間建立第一位置連接，
[0040]-第二連接裝置，配置成在所述第二終端對和所述用于交換通訊數(shù)據(jù)的裝置之間建立第一位置連接，
[0041]該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)一步包括:至少與該第一或者第二連接裝置連接的電路，以便當(dāng)該第一或者第二中繼裝置處于第二個位置時，可以在該電路和第一或者第二終端對的至少一個端口之間建立連接。最優(yōu)選地，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。
[0042]此類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的菊花鏈確實(shí)允許以可靠的方式指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址。由于該電路在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有任何電源的情況下仍然“可見”，故而負(fù)責(zé)(account for)該鏈中故障的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)是可能的。在故障節(jié)點(diǎn)的情況連接裝置切換到電路連接到該網(wǎng)絡(luò)的位置。由于該連接裝置的切換(典型的但不是必須的是中繼器)，輸入端口被立刻連接至輸出端口，同時避免該鏈的中斷。此外，該電路的存在允許確定故障發(fā)生的位置。知道哪個電路被實(shí)際使用的骨干交換/路由器設(shè)備能夠從測出的電路數(shù)量知道在該骨干交換/路由器設(shè)備和向其指派網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn))之間的路徑中有多少故障節(jié)點(diǎn)。從這個信息可以確定有問題的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置，并且因此可以指派與該位置相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址和邏輯子網(wǎng)。
[0043]本發(fā)明還涉及一種交通工具包括如前所述的交換設(shè)備和如上所述的眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。該交通工具最好是火車。
[0044]出于對本發(fā)明以及所實(shí)現(xiàn)的相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢加以總結(jié)的目的，以上描述了本發(fā)明的某些目的和優(yōu)勢。當(dāng)然，應(yīng)理解，不一定所有此類目的或優(yōu)勢都可根據(jù)本發(fā)明的任何特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明可按實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文所教導(dǎo)的一個優(yōu)勢或一組優(yōu)勢的方式來具體化或執(zhí)行，而不一定要同時實(shí)現(xiàn)本文可能教導(dǎo)或提出的其他目的或優(yōu)勢。
[0045]參考以下描述的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方法將是顯而易見的和闡明的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]現(xiàn)將參照附圖通過示例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中:
[0047]圖1表示如現(xiàn)有技術(shù)中已知的菊花鏈中的兩個標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
[0048]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)施例。
[0049]圖3表示根據(jù)本發(fā)明使用電阻器作為電路的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)施例。
[0050]圖4表不根據(jù)本發(fā)明的交換設(shè)備的一般方案。
[0051]圖5表示根據(jù)本發(fā)明的交換設(shè)備的一個實(shí)施例。
[0052]圖6表示具有三個故障節(jié)點(diǎn)和兩個工作節(jié)點(diǎn)的例子。

【具體實(shí)施方式】
[0053]將針對具體實(shí)施例且參考特定附圖來描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此而僅由權(quán)利要求書定義。
[0054]此外，在說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”等用于在類似元素之間進(jìn)行區(qū)分，而并不一定用于描述時間順序、空間順序、等級排序、或者任何其他方式的順序。應(yīng)理解，如此使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下是可互換的，且本文中所描述的本發(fā)明的實(shí)施例能以不同于本文所描述或示出的其它順序操作。
[0055]應(yīng)注意，在權(quán)利要求中使用的術(shù)語“包括”不應(yīng)當(dāng)被解釋為受限于其后所列出的裝置/手段；它不排除其它元件或步驟。因此它應(yīng)當(dāng)被解讀為指定所述特征、整數(shù)、步驟或部件如所述及的存在，但不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟或部件或其群組的存在或添力口。因此，措詞“一種包括裝置A和B的設(shè)備”的范圍不應(yīng)當(dāng)被限定于僅由組件A和B構(gòu)成的設(shè)備。這意味著該設(shè)備與本發(fā)明有關(guān)的唯一相關(guān)組件是A和B。
[0056]在本說明書通篇中對“一個實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個實(shí)施例中。因此，在本說明書通篇中的各個位置中短語“在一個實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定全都指的是同一實(shí)施例，但是可以是指同一實(shí)施例。此外，在一個或多個實(shí)施例中，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容顯而易見的是，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。
[0057]類似地，應(yīng)當(dāng)理解的是，在本發(fā)明的示例實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時在單個實(shí)施例、附圖及其描述中被組合到一起，以將本公開內(nèi)容連成整體，并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個方面。然而，本公開的方法不應(yīng)被解讀為反映所要求保護(hù)的發(fā)明需要比在每一權(quán)利要求中明確表述的特征更多的特征的意圖。相反，如所附權(quán)利要求書所反映的，各發(fā)明性方面在于比以上公開的單個實(shí)施例的所有特征要少的特征。因此，隨詳細(xì)描述所附的權(quán)利要求在此明確地被納入到此詳細(xì)描述中，其中每個權(quán)利要求自行作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。
[0058]此外，盡管此處描述的一些實(shí)施例包括其他實(shí)施例中所包括的一些特征但沒有其他實(shí)施例中包括的其他特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意圖落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且形成如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的不同實(shí)施例。例如，在所附的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例中的任何實(shí)施例均可以任何組合來使用。
[0059]應(yīng)當(dāng)注意的是，在描述本發(fā)明的某些特征或方面時，特定術(shù)語的使用不應(yīng)當(dāng)用來暗示術(shù)語在本文中被重定義以受限于包括與所述術(shù)語相關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的特征或方面的任何特定特性。
[0060]在本文提供的描述中，陳述了眾多具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以在不具有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明的各實(shí)施例。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)示出眾所周知的方法、結(jié)構(gòu)以及技術(shù)，以免混淆對本描述的理解。在此處提供的說明，闡述許多具體細(xì)節(jié)。
[0061]所提出的解決方案包括形成菊花鏈的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn))的體系結(jié)構(gòu)的適配。骨干交換設(shè)備(路由器)也經(jīng)過修正。使用該適配的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和交換設(shè)備，提出把基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址指派給菊花鏈中節(jié)點(diǎn)的過程。
[0062]圖2解說了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(299)處，第一中繼裝置(M)和第二(N)中繼裝置形成由應(yīng)用(200)處理的四中繼器(二乘二)。在第一位置處，該第一中繼裝置(M)(如圖2所示)經(jīng)由配置成用于與應(yīng)用交換通信的設(shè)備(210)在該傳輸/接收引線對輸入(IN)端口 (201,202)和應(yīng)用200之間建立連接。該裝置(210)例如是以太網(wǎng)交換機(jī)。該應(yīng)用(200)可以是，但不限于，閉路電視攝像機(jī)、(音頻)報警面板、數(shù)字信息屏幕等。通常情況下，應(yīng)用(200)可以看作是包括一些硬件抽象，系統(tǒng)軟件(其中有一個或多個操作系統(tǒng)，或包括軟件處理網(wǎng)絡(luò)通信的低端“調(diào)度器”)和負(fù)責(zé)正確執(zhí)行所需功能(該’實(shí)際’的應(yīng)用)的軟件。類似地，在第一位置處，該第二中繼裝置(N)通過所述設(shè)備(210)在傳輸/接收引線對輸出(OUT)端口(260,270)和應(yīng)用200之間建立連接。該中繼器Μ和N可以彼此獨(dú)立的閉合和斷開，以便該輸入和輸出處的端口可以分別被連接或者斷開。需要注意，圖2中顯示的中繼器Μ和Ν只是舉例，在替換的實(shí)施例中，其他開關(guān)裝置(例如，固態(tài)開關(guān))也可以用于終端對和210設(shè)備之間的連接。另外提供了電路280 (在圖3特定示例中為電阻器)。當(dāng)該第一中繼裝置(Μ)被移至第二位置時，通過電子組件創(chuàng)建終端對的兩個端口之間的連接。這同樣適用于第二中繼裝置Ν:當(dāng)帶入第二位置，中繼器通過該電路在該輸出終端對的兩個端口之間建立連接。
[0063]然而，使用可以連接到終端對兩個端口的電路不是必須的。事實(shí)上，在替換實(shí)施例中可以采用有源器件。此電路不由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身供電，而由外部供電。在一個實(shí)施例中，該電路是通過該輸入端口終端對方式供電。
[0064]一般來說，可以使用任何不由該以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)本地供電的電路。重要的是，在沒有任何電源的情況下該電路對指派網(wǎng)絡(luò)地址的骨干交換/路由設(shè)備保持“可見”。只有那樣，邏輯和基于位置的IP地址可以按照可靠的方法指派。
[0065]圖4顯示具有根據(jù)本發(fā)明提出的附加電路的骨干交換機(jī)/路由器(100)的通用方案。這是負(fù)責(zé)給形成菊花鏈的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)備。通過終端對(110，170)，可以建立與以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(299)的輸入對的連接。從交通工具的該骨干通過連接900通信是可能的。該處理器(190)是負(fù)責(zé)指派(邏輯的和基于位置的)IP地址。通過其輸出(191)，其可能訪問連接到該骨干交換/路由設(shè)備(100)的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的菊花鏈。該開關(guān)設(shè)備(100)包括用于向連接到菊花鏈的每個發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)中的電路(280)生成激勵的電路(195)。此外，它配置成來檢測鏈中每個故障節(jié)點(diǎn)的該電路(280)。該檢測電路將這次測量的結(jié)果傳達(dá)給該處理器(190)。激勵和檢測都不能以任何方式影響功能操作，即節(jié)點(diǎn)(299、399)和骨干(900)之間的通信。
[0066]在圖5中所示的特定實(shí)施例中，電源(120)在端口 110和170之間提供。在這個實(shí)施例中，電路(280)可以只是一個電阻器(如圖3所示)。感應(yīng)電阻器RM(130)被用來測量該鏈中流過的直流電流。處理器(190)已知電阻器280和130的電阻值，并且可以用于處理器中正運(yùn)行的尋址算法。所測量的電流值通過圖5中電壓受控的電壓源(140)的數(shù)字化輸出的方式被處理器采用。該電流是對路由設(shè)備(100)和將被指派IP地址的下一個以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的已連接的故障以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的度量。
[0067]可以設(shè)想許多替換的解決辦法。在使用電容器作為電路(280)的實(shí)施例中，可以通過充電時間而非電流作為對已連接的故障網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的度量。
[0068]現(xiàn)在解釋網(wǎng)絡(luò)地址指派實(shí)際上如何進(jìn)行。正如已經(jīng)提到的，所描述的算法正在處理器(190)中運(yùn)行。
[0069]該算法包括若干連續(xù)的步驟，當(dāng)本地骨干交換機(jī)/路由器(100)檢測到菊花鏈的拓?fù)渲械淖兓腿绻枰匦轮概蓵r，執(zhí)行該算法。拓?fù)涞淖兓梢酝ㄟ^檢測電路(195)看到的電路(280)的數(shù)量相比先前檢測到的拓?fù)涞淖兓粰z測。此外，如果在那個時候沒有有效IP地址的新設(shè)備被添加到該鏈中，它會在該鏈上廣播其存在。有效地址是邏輯地址(例如使用EP1694035中所述的機(jī)制獲取)，其中菊花鏈中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置已經(jīng)被考慮至IJ。該廣播信號被該交換機(jī)/路由器(100)中的處理器(190)檢測到。然后，處理器啟動該算法。
[0070]在該算法的第一步，骨干交換機(jī)/路由器處理器(190)向菊花鏈中還沒有被指派有效IP地址的所有節(jié)點(diǎn)(299、399)廣播命令，以斷開它們各自的開關(guān)裝置N。在這個行動之后，該應(yīng)用(200)從該處理器請求地址。在那一刻，該交換機(jī)/路由器(100)只接收來自最接近骨干網(wǎng)交換機(jī)的還沒有有效的地址的功能以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的一個有效請求。如果該交換機(jī)/路由器沒有收到指派地址的請求，已經(jīng)到達(dá)了鏈的末端，并且地址指派操作到此結(jié)束。
[0071]如果以前指派到最接近該骨干網(wǎng)交換機(jī)的所述節(jié)點(diǎn)的IP地址是IP(f(p))，其中f(p)是該鏈中物理位置(P)的函數(shù)，該處理器現(xiàn)在指派等于IP(f(P+q+l))的地址。新指派的IP地址是以前指派的IP地址IP(f (P))、檢測到的故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與如果地址IP(f (P))加一時被指派檢測到的故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)量之差(q)的函數(shù)。這個過程一直重復(fù)，直到所有功能節(jié)點(diǎn)都收到它們的IP地址。
[0072]說明性的示例如圖6所示。假設(shè)“冷”啟動，即沒有地址已指派到菊花鏈中的不同節(jié)點(diǎn)，由圖6中被組裝的五個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(131到135)代表。在該示例中，節(jié)點(diǎn)131、132和134出了故障。節(jié)點(diǎn)133和135都可運(yùn)行。冷啟動之后，該交換機(jī)(路由器)100請求所有設(shè)備斷開它們的N開關(guān)裝置。在該示例中，只有節(jié)點(diǎn)133和節(jié)點(diǎn)135響應(yīng)此請求。由于節(jié)點(diǎn)133所采取的行動，這導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)134和135從該鏈上斷開連接。
[0073]此刻，該交換機(jī)/路由器測量該鏈中故障設(shè)備的數(shù)量(數(shù)量是2個)，意味著節(jié)點(diǎn)133在該菊花鏈中的位置3處，之前還有兩個故障節(jié)點(diǎn)，根據(jù)該地址指派請求，節(jié)點(diǎn)133將接收地址IP (3)。此后，該路由器(交換機(jī))再次請求斷開還沒有收到IP地址的所有設(shè)備的開關(guān)裝置N。在這種情況下，只有設(shè)備135將斷開該鏈中位于135之后的設(shè)備。在此示例中，什么都沒有。在該IP地址指派后，節(jié)點(diǎn)133再次閉合開關(guān)裝置N。該節(jié)點(diǎn)135隨后請求地址。該路由器/交換機(jī)指派IP(5)給135的，因?yàn)樵诖诉^程中檢測到一個額外的缺陷節(jié)點(diǎn)134。因?yàn)闆]有其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)出新的IP地址請求，這個過程在這里結(jié)束。只有兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收到地址，其是鏈中位置的函數(shù)。
[0074]雖然在附圖和以上描述中已示出并描述了本發(fā)明，但此類例示和描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性的或示例性的而不是限制性的。以上描述詳細(xì)說明了本發(fā)明的某些實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，不管以上在文本中顯得如何詳細(xì)，本發(fā)明可以其他方式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。
[0075]通過對附圖、公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求的研究，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在實(shí)施所要求保護(hù)的發(fā)明時可理解和實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他要素或者步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除復(fù)數(shù)形式。單個處理器或其他單元可履行權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)目的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中描述了特定措施的事實(shí)并不意味著這些措施的組合不能用于產(chǎn)生良好效果。計算機(jī)可在合適的介質(zhì)上存儲/分發(fā)，如與其他硬件一起或者作為其他硬件的一部分提供的光學(xué)存儲介質(zhì)或者固態(tài)介質(zhì)等，但也可以以其他形式分發(fā)，如通過因特網(wǎng)或者其他有線或者無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)解釋為范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.用于給網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(299，399)指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括形成菊花鏈的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(299，399)，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括:用于與應(yīng)用(200)交換通信數(shù)據(jù)的裝置(210)，配置成在第一位置連接第一終端對與所述用于交換通信數(shù)據(jù)的裝置(210)的第一連接裝置(M)，配置成在第一位置連接第二終端對與所述用于交換通信數(shù)據(jù)的裝置(210)的第二連接裝置(N)，和提供與至少所述第一連接裝置和第二連接裝置連接的電路(280)，以便當(dāng)所述第一連接裝置或者第二連接裝置處于第二位置時，在所述電路和所述第一終端對或者第二終端對中至少一個端口之間建立連接，所述方法包括步驟: -基于從所述網(wǎng)絡(luò)接收到的響應(yīng)信號，檢測包括大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞淖兓? -發(fā)送指導(dǎo)所述大量沒有基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的至少一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備斷開所述第二連接裝置的命令， -從至少一個還沒有基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處接收指派網(wǎng)絡(luò)地址的請求， -考慮被檢測到的所述電路(280)的數(shù)量，向從其收到所述請求的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址，所述數(shù)量從所述響應(yīng)信號推導(dǎo)出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，其中所述第一和第二連接裝置彼此獨(dú)立運(yùn)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的，用于指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，其中所述應(yīng)用(200)控制所述第一連接裝置和第二連接裝置。
4.如權(quán)利要求1到3任意一個所述的用于指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，其中所述電路是電阻器或者電容器。
5.如權(quán)利要求1到3任意一個所述的用于指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，其中所述電路是單線閃存設(shè)備。
6.交換設(shè)備(100)，包括: -配置成用于信號傳輸和接收的終端對(110，170)， -適配成產(chǎn)生激勵信號給形成菊花鏈的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(299，399)并接收對所述激勵信號的響應(yīng)信號的電路(195)，所述電路(195)進(jìn)一步配置成從至少所述響應(yīng)信號推導(dǎo)出所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否運(yùn)行的指示， -處理裝置(190)，配置成指派基于位置的網(wǎng)絡(luò)地址給考慮到所述推導(dǎo)出的指示的所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的交換設(shè)備，其中所述電路(195)包括電源(120)且適配成執(zhí)行電流測量。
8.如權(quán)利要求6或7所述的交換設(shè)備，其中所述處理裝置配置成用于確定所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的故障網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量。
9.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(299，399)，包括: -第一終端對(201，202)，用于連接第一傳送/接收引線對， -第二終端對(260，270)，用于連接第二傳送/接收引線對， -用于與應(yīng)用(200)交換通信數(shù)據(jù)裝置(210)，所述通信包括獲取網(wǎng)絡(luò)地址的請求， -第一連接裝置(M)，配置成在所述第一終端對和所述用于交換通訊數(shù)據(jù)的裝置(210)之間建立第一位置連接， -第二連接裝置(N)，配置成在所述第二終端對和所述用于交換通訊數(shù)據(jù)的裝置(210)之間建立第一位置連接， 所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)一步包括:提供至少與所述第一連接裝置或者第二連接裝置連接的電路(280)，以便當(dāng)所述第一連接裝置或者第二連接裝置處于第二位置時，在所述電路和第一終端對或者第二終端對中至少一個端口之間建立連接。
10.包括如權(quán)利要求6到8中任意一個所述的交換設(shè)備以及如權(quán)利要求9所述的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交通工具。
【文檔編號】H04L29/12GK104272276SQ201280072546
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】D·范登沃威爾 申請人:泰勒維克有限公司