[发明专利]用于运行通信网络的方法和网络装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行通信网络的方法和一种网络装置，该网络装置用所建议的方法工作。该用于运行的方法尤其是可以在以太网环境中采用。

背景技术

通信网络越来越广泛地应用于测量、控制和调节复杂的技术系统。例如越来越多地在机动车中采用网络，以构造出车辆控制系统。在对应的复杂和安全性重要的技术系统中，对作为网络设备设置的控制元件的可用性提出了高的要求。在例如传感器或控制设备的各个部件失效的情况下，这不允许导致整个系统的失效。安全性特别重要的是电子线控系统，例如其中电动地经由传感器设备、控制设备和执行设备的网络耦合将转向轮位置转换为车轮位置的线控转向系统。

在过去采用对特别关键部件的冗余实施，从而在故障情况下相应的备份或冗余部件可以接管相应的任务。在多个冗余部件的情况下必须确保两个或更多个控制设备中仅有一个获得相应的控制权。此外不允许对相同的控制功能出现矛盾的控制指令。因此需要所有控制部件都拥有网络中的相同信息或数据。

因此必须识别不一致数据形式的故障，所述不一致数据例如可能在经由所使用的网络传输数据时败坏。广泛传播的标准网络环境基于以太网协议。以太网基础结构的使用具有以下优点：可以采用标准化的网络设备和方法。但是在过去也使用专用数据总线，以便将控制部件与内部冗余的、也就是双重设计的功能相互关联。

此外可能的是在网络中采用的节点是有错的。已知例如以下故障类型：一个网络设备以高频率将不包含对其它控制设备可用的数据发送到该网络中。人们也将此称为“胡说的白痴（Babbling Idiot）”。于是网络基础结构可能由于高的数据速率而加重负担，使得真正的控制或传感器数据不再能够在还能工作的网络设备之间交换。期望的是尤其是在安全性重要的网络中处置这样的故障行为并且适当地处理当前的数据，以保证网络中未被涉及的设备可靠地运行。

在过去建议其中在预先给定的通信伙伴之间的数据交换受带宽限制的方法。但是有缺陷的网络节点也可以产生具有不正确地址数据的数据分组，这在明确的带宽限制的范围中不能在每种网络拓扑结构中、尤其是不能在环形网络拓扑结构中得到令人满意的处置。

此外已知基于网络节点相互之间的同步通信的方法。在此定义用于在预先给定的通信伙伴之间进行数据交换的特定时隙。这样的时隙方法需要耗费的同步和特殊的硬件设备。

发明内容

因此本发明的任务是提供改进的方法和/或网络装置。

因此建议一种用于运行通信网络的方法，在该通信网络上耦合了网络设备。相应的网络设备包括至少一个交换设备和至少一个控制设备，该至少一个控制设备耦合到交换设备上。交换设备具有用于经由通信网络发送和接收数据的至少一个接收端口和至少一个发送端口，并且向接收端口分配用于限制数据传输速率的保险设备。该方法包括：

预先给定在发送数据时的最大数据传输速率，其中网络设备被设计为利用低于预先给定的最大数据传输速率的数据速率来发送数据；

在网络设备的接收端口处监视所接收的数据的数据传输速率；以及

如果到来的数据具有大于预先给定的最大数据传输速率的数据传输速率，则阻止在接收端口处的数据接收。

发送和接收端口的组合也可以被理解为相应设备的通信端口。

在该方法的一个变型方案中，相应的网络设备包括至少一个交换设备和第一和第二控制设备，所述第一和第二控制设备耦合到交换设备。用于第一和第二控制设备的交换设备分别具有用于经由通信网络发送和接收数据的接收端口和发送端口。向接收端口分配用于限制数据传输速率的保险设备。

于是该方法还包括：

通过第一控制设备产生第一数据并且通过第二控制设备产生第二数据，其中第一数据和第二数据通过预先给定的编码相互关联；

由第一控制设备经由（多个）交换设备将第一数据发送到第二控制设备，并且由第二控制设备经由（多个）交换设备将第二数据发送到第一控制设备；

经由从用于第一控制设备的交换设备的发送端口至用于第二控制设备的交换设备的接收端口的第一通信路径发送第一数据和第二数据；

经由从用于第二控制设备的交换设备的发送端口至用于第一控制设备的交换设备的接收端口的第二通信路径发送第一数据和第二数据。在此第一和第二通信路径的数据在相反的方向上穿越相同的网络设备。