СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА В ДЕЙСТВИЕ СЕТИ Российский патент 2016 года по МПК H04L12/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение описывает способ выполнения автоматического ввода в действие сети и систему ввода в действие для автоматического ввода в действие сети.

Уровень техники

Много коммерческих, общественных или производственных зданий с большим количеством этажей и большим количеством комнат пользуются системой управления для управления освещением, вентиляцией, кондиционированием воздуха и т.д. Устройства такие, как лампы или светильники, выключатели света, светочувствительные датчики, термостаты и т.д. с возможностью объединения в сеть, могут быть установлены как часть сети с устройствами, которая может управляться централизованно и автоматически. В типичном здании, таком как большой офисный комплекс или больница, сеть с устройствами может содержать сотни или даже тысячи устройств или узлов. Устройства могут быть беспроводными и сообщаться, используя соответствующий протокол беспроводной связи. В проводной сети, такой как сеть Ethernet, смежные устройства физически соединены вместе с помощью соответствующего соединителя, например, такого как витая пара или коаксиального кабеля. "Ветка" сети относится ко многим устройствам последовательно соединенным друг с другом.

Чтобы создать такую проводную сеть, устройства сначала соединяют друг с другом в соответствии с предопределенным планом. Например, некоторые группы светильников, например, все светильники в одной комнате, могут быть соединены со светочувствительным датчиком в конфигурации последовательного подключения. Каждый светильник и датчик может быть реализован как простые мосты, т.е. только с двумя портами. Один светильник из группы светильников, в свою очередь, может быть соединен с "коммутатором" или концентратором, расположенным, например, в коридоре за пределами этой комнаты, в соответствии с чем термин "коммутатор" не следует путать с "выключателем света" или другим ручным выключателем, но используется в контексте мульти-портового моста. Концентратор, в свою очередь, может быть соединен с другими концентраторами или мостами. Порядок, в котором устройства должны быть соединены, обычно указан на плане генерируемым с помощью такой программы, как AutoCAD, к которой, при выполнении проводки, может обратиться электрик. Проводная сеть содержит множество узлов (устройств), соединенных ветками (соединительными проводами), в соответствии с чем, узлы могут отправлять и принимать сообщения (пакеты данных) по ветвям сети.

Как правило, светильники, датчики и т.д. сети находятся под управлением соответствующей системы управления, работающей на сервере, в результате чего устройства могут индивидуально или коллективно управляться системой управления. Пример из уровня техники посвящается системе управления освещением, работающей по стандарту, такому как цифровой адресный интерфейс освещения (DALI) для управления лампами. Для того чтобы иметь возможность правильно управлять устройствами в соответствии с пожеланиями жильцов здания или менеджмента система управления должна быть проинформирована о том, какие устройства находятся в каком физическом месторасположении в здании. Например, для того, чтобы иметь возможность включать или выключать лампы в определенной комнате на определенном этаже, система управления должна знать, какие лампы находятся в этой комнате. Предоставление системе управления такой информации называется “ввод в действие”, который проводится после завершения электроустановки силовых кабелей и кабелей передачи данных. К сожалению, известные способы выполнения ввода в действие включают в себя много ручных операций ввода, и отнимают много времени, трудоемки и подвержены ошибкам. На самом деле, ввод в действие системы управления из уровня техники, такой как система DALI, может составлять до одной трети от общей стоимости системы.

WO 2008/029326 А2 описывает способ согласования действующего устройства в беспроводной сети с соответствующим устройством, указанном в плане таких устройств. Способ применим для инициирования процесса ввода в действие для сети управления освещением или автоматизированной домашней сети и позволяет программе управления системой устанавливать ряд опорных узлов, в отношении которых устанавливаются координаты остальных узлов в сети, без необходимости ручного ввода инженером идентификационных данных опорных узлов в вычислительной системе. Способ содержит этапы, на которых идентифицируют устройство в плане, имеющее уникальные характеристики по сравнению с другими устройствами в плане; принимают данные, содержащие характеристики действующего устройства по беспроводной сети; и в ответ на характеристики действующего устройства, включающие в себя уникальные характеристики, согласуют физическое устройство с идентифицированным устройством. Уникальные характеристики могут содержать уникальный тип или уникальное измерение расстояния до другого устройства. В процессе обнаружения, каждый узел посылает сообщение, чтобы оповестить о своем присутствии. Сообщение содержит тип, включая, например, функциональность и количество конечных точек, и идентификатор узла, создавшего сообщение. На основании измерений расстояния создается таблица расстояния. Кроме того, другая таблица, содержащая значения расстояний между узлами, вычисляется исходя из плана здания, а не на основе созданных измерений расстояния. Две таблицы сравниваются для согласования идентификаторами устройств в первой таблице с устройствами, указанными в плане здания и включенными во вторую таблицу.

Следовательно, задачей изобретения является обеспечение более надежного и экономически эффективного способа ввода в действие сети.

Сущность изобретения

Эта задача достигается с помощью способа по п.1, выполняющего автоматический ввод в действие сети, и посредством системы ввода в действие по п.10.

Согласно изобретению, способ выполнения автоматического ввода в действие сети, содержащей множество сетевых устройств, причем каждое устройство характеризуется идентификатором устройства и в которой устройства выполнены с возможностью обмена пакетами данных, причем способ содержит этапы, на которых получают машиночитаемый план установки для сети, причем план установки содержит дескриптор физического месторасположения для каждого устройства сети; выводят топологию сети из дескрипторной информации сети, обеспеченной устройствами; и сравнивают выведенную топологию сети с планом установки, чтобы вывести, какой идентификатор устройства связан с конкретным дескриптором физического месторасположения.

В контексте сетевых устройств, возможность «обмена пакетами данных" означает, что устройство сети может отправлять или широковещательно передавать пакеты данных, и может принимать пакеты данных. Отправленный пакет данных может быть отправлен к определенному устройству или может быть широковещательно передан ко всем устройствам, которые в состоянии принять его. Идентификатор устройства может быть любым подходящим средством идентификации устройства сети, например код, который уникален для этого устройства и который может быть включен в любую широковещательную передачу пакета данных или отправлен посредством этого устройства, чтобы отметить это устройство как создателя пакета данных. Точно так же идентификатор устройства целевого устройства может быть включен в пакет данных как “адрес” того целевого устройства. Машиночитаемый план установки может быть в любом подходящем машиночитаемом формате и может быть сгенерирован из любой подходящей компьютерной программы подготовки, например, AutoCAD. Дескриптор физического месторасположения для устройства может быть любым подходящим тегом или кодом, таким как буквенно-цифровая последовательность, задающая физическое месторасположение этого устройства, например, буквенно-цифровая последовательность, задающая этаж здания, номер комнаты и расположение в этой комнате для этого устройства. Преимущество способа в соответствии с изобретением состоит в том, что сетевая дескрипторная информация, предоставленная устройствами, может быть проанализирована полностью автоматически для выведения или определения топологии сети, и вместе с планом установки, дескриптор физического месторасположения каждого устройства может быть легко и быстро идентифицирован. Таким образом, каждое устройство сети может быть согласовано с его уникальным дескриптором физического месторасположения. Другими словами, используя способ, в соответствии с изобретением, ввод в действие может быть выполнен полностью автоматически без трудоемкого и дорогого ручного ввода. Эта информация, в свою очередь, может быть использована, например, системным контроллером, для управления конкретными устройствами сети, в соответствии с требованиями пользователя(ей).

В соответствии с изобретением, система ввода в действие для автоматического ввода в действие сети, содержащей множество устройств сети, где каждое устройство характеризуется идентификатором устройства, и где каждое устройство выполнено с возможностью передачи и приема пакетов данных, причем такая система ввода в действие содержит память для хранения машиночитаемого плана установки для сети, причем план установки содержит дескриптор физического месторасположения для каждого устройства сети; базу данных устройства для хранения идентификатора устройства для каждого устройства сети; блок ввода данных для ввода дескрипторной информации сети, обеспеченной устройствами; блок обнаружения топологии для извлечения топологии сети из обеспеченной дескрипторной информации сети; и блок ввода в действие для сравнения извлеченной топологии сети с планом установки для выведения того, какой идентификатор устройства связан с дескриптором физического месторасположения.

Поскольку система ввода в действие, согласно изобретению, не ограничивается использованием с любым конкретным стандартом сети или стандартом интерфейса устройства управления, заявляемая система ввода в действие может выгодно использовать возможности существующих технологий объединения в сеть компьютеров (COTS) для ввода в действие сети.

Зависимые пункты формулы изобретения и последующее описание изобретения раскрывают предпочтительные варианты воплощения и признаки изобретения. Признаки вариантов воплощения могут быть скомбинированы соответствующим образом, чтобы привести к другим вариантам воплощения.

Поскольку каждое устройство может и отправлять и принимать пакеты данных, в последующем и ради удобства, устройство, которое приняло пакет данных, может упоминаться как "принимающее устройство", в то время как устройство, которое отправило или передало пакет данных, может упоминаться как "передающее устройство". Пакеты данных могут быть отправлены или приняты таким устройством через сетевую интерфейсную карту (NIC), встроенную в устройство. Пакет данных, команда или сообщение, как правило, собираются или компилируются передающим устройством в предопределенной структуре кадра, так что принимающее устройство может определять начало и конец кадра и может извлечь определенные информационные области из кадра.

Предпочтительно, интерфейс устройства управления системы ввода в действие выполнен с возможностью управления устройствами проводной сети. Например, устройства предпочтительно соединены вместе в сеть Ethernet TCP/IP.

Устройства сети, такие как локальная вычислительная сеть на основе кадров, обычно может как отправлять, так и принимать пакеты данных или кадры. Поэтому в предпочтительном варианте воплощения изобретения дескрипторная информация сети накапливается устройствами сети, на основе пакетов данных, отправленных и принятых этими устройствами.

Поскольку устройства в сети, как правило, идентифицируются уникально, по меньшей мере, в сети посредством их идентификатора устройства, в предпочтительном варианте воплощения изобретения, дескрипторная информации сети, накопленная принимающим устройством, содержит список идентификаторов устройств, причем каждый идентификатор устройства, введенный в список, указывает устройство, которое широковещательно передает пакет данных, принятый принимающим устройством. Таким образом, каждое принимающее устройство может скомпилировать или составить список идентификаторов устройств, из которого он принял один или несколько пакетов данных. В сущности, такой список указывает устройства, к которым принимающее устройство также может направить пакеты данных, и может называться как "таблица направления". Идентификатор устройства может быть любым подходящим кодом, уникально идентифицирующим это устройство, по меньшей мере, в сети, как 128-битный адрес интернет-протокола (IP-адрес) или 48-битный аппаратный адрес устройства (MAC-адрес). Как известно специалистам в данной области техники, такой адрес может постоянно храниться в программно-аппаратном обеспечении устройства или в его сетевой интерфейсной карте, в постоянной памяти устройства и т.д.

Устройством сети может быть маршрутизатор или мост с двумя портами, так что устройство может передавать и принимать пакеты данных по каждому порту. Конечно, устройства сети также могут быть мультипортовыми мостами или концентраторами, с возможностью маршрутизации пакетов данных через определенный порт. Для такого маршрутизатора или коммутатора каждый порт также уникально идентифицируется по его номеру порта или идентификатору порта. Поэтому в особенно предпочтительном варианте воплощения изобретения дескрипторная информации сети, накопленная принимающим устройством, содержит список идентификаторов портов, причем каждый идентификатор порта скомпилированного списка указывает порт, из которого отправляющее устройство широковещательно передает пакет данных, принятый этим принимающим устройством. Другими словами, для каждого номера порта принимающего устройства, принимающее устройство вносит в список идентификатор устройства, которое отправило сообщение, принятое в этом порту, а также номер порта, из которого передающее устройство отправило сообщение. Этот список или таблица могут называться "таблицей возможности соединения". Устройство, способное накапливать и использовать такую информацию, называется "обучающимся мостом".

Устройство сети может обладать только возможностью IP-маршрутизатора. В дополнительном предпочтительном варианте воплощения изобретения, таким образом, дескрипторная информация сети, накопленная устройством, содержит информацию, которая может быть использована для вывода расстояний других IP-маршрутизаторов по отношению к этому устройству. Например, для того чтобы собрать дескрипторную информацию сети о других IP-маршрутизаторах, подключенных к устройству, это устройство может широковещательно передавать соответствующее сообщение к конкретному целевому устройству и отслеживать время, которое требуется, чтобы сообщение было возвращено от этого целевого устройства. Время, затрачиваемое на передачу сообщения от одного IP-маршрутизатора к другому на пути к целевому устройству, также предпочтительно отслеживается. Например, устройство может выдать команду сообщения "трассировка", указав конкретный идентификатор устройства в качестве цели. Сообщение направляется каждому IP-маршрутизатору, пока не достигнет своего целевого устройства. Каждое устройство по пути вставляет свою временную метку в тело сообщения. Когда целевое устройство будет достигнуто, оно также вставляет свою временную метку и возвращает команду трассировки обратно к исходному устройству, которое извлекает информацию временной метки. Если целевое устройство не будет достигнуто, происходит тайм-аут, и эта информация также возвращается отправителю. Дескрипторная информация сети может содержать "истекшее время" для каждого IP-маршрутизатора, достигнутого сообщением. Например, если команда трассировки к целевому устройству возвращается отправителю после успешной доставки и после прохождения двух других промежуточных устройств, время, необходимое сообщению, для достижения целевого устройства будет больше, чем время, необходимое для достижения промежуточных устройств. Равным образом, время, затрачиваемое для сообщения, чтобы достичь второго промежуточного устройства, будет большим, чем время, необходимое для достижения первых промежуточных устройств. Из дескрипторной информации сети, собранной создающим устройством, можно сделать вывод, что целевое устройство находится дальше от отправителя, чем промежуточные устройства, и второе промежуточное устройство дальше от отправителя, чем первое промежуточное устройство. Например, измерения или калибровки в предварительных наблюдениях могут предоставить информацию о времени, необходимом для передачи пакетов, направляемых от одного устройства к другому по проводной связи по сети Ethernet. Время задержки пересылки пакета данных может обычно содержать около 0,1 миллисекунд, то есть пакет может занять 0,1 мс для перехода от одного устройства к другому. Используя эту информацию, вместе со скомпилированными списками трассировки, обеспеченными устройствами сети, блок обнаружения топологии может делать обоснованные оценки физических расстояний между устройствами в сети и может использовать их для вывода топологию сети.

Устройства сети не обязательно обладают возможностями маршрутизации. Наоборот, устройство может просто быть оснащено одним портом для приема и отправки сообщений или пакетов данных. Такое устройство все еще может быть идентифицировано уникальным адресом в этой сети, например, IP-адресом. Сообщение, возвращенное этим устройством, может включать в себя его IP-адрес, таким образом, идентифицируя это устройство как имеющее принятое и возвращенное сообщение. В дополнительном предпочтительном варианте воплощения изобретения, таким образом, накопленная устройством дескрипторная информация сети содержит время, прошедшее между моментом или временной меткой, когда пакет данных был широковещательно передан маршрутизатором (любым мостом, коммутатором или концентратором сети) к целевому устройству и моментом, когда пакет данных - возвращенный IP-адресуемым целевым устройством - был принят создающим устройством. Например, маршрутизатор может выдавать команду переброски сообщения из одного из своих портов и может затем собирать возвращенные сообщения и извлекать любые IP-адреса и информацию о временных метках из возвращенного сообщения. Таким образом, коммутатор или концентратор может легко накапливать или собирать дескрипторную информацию сети из IP-адресуемых устройств, подключенных к одному из своих портов. Анализируя дескрипторную информацию сети, собранную создающим устройством, расстояния IP-адресуемых устройств относительно создающего устройства могут быть выведены на этапе открытия сети.

Пакет данных, который будет отправлен передающим устройством в целях сбора дескрипторной информации сети, предпочтительно компонуется в соответствии с возможностями принимающего устройства(в). В особенно предпочтительном варианте воплощения изобретения, для устройств с возможностью маршрутизации сообщений, широковещательная передача пакета данных посредством передающего устройства содержит номер порта этого передающего устройства, из которого пакет данных был широковещательно передан и/или идентификатор устройства этого передающего устройства.

В сети, выполненной с возможностью связи с использованием соответствующих локальных протоколов сети, таких как Ethernet TCP/IP, может быть возможен обмен сообщениями между конкретными устройствами. Таким образом, в наиболее предпочтительном варианте воплощения изобретения, пакет данных принимается и потребляется только одним принимающим устройством. Такой пакет данных может содержать Блок Протокола Преобразования Данных (BPDU) в сети на основе стандарта IEEE MAC стандартных мостов (IEEE 802.1D). BPDU передается от одного маршрутизатора к следующему маршрутизатору и содержит - среди прочего - идентификатор устройства передающего устройства, а также номер порта передающего устройства, из которого BPDU отправлен. Сообщение BPDU передается от одного устройства и "потребляется" непосредственно соседним устройством, то есть устройство, подключенное к порту передающего устройства, из которого сообщение BPDU было отправлено, принимает сообщение, но не пересылает его. Так как сообщение BPDU содержит идентификатор устройства передающего устройства, а также идентификатор порта, идентифицирующий порт, из которого было отправлено сообщение, принимающее устройство может легко составить таблицу с записью для каждого из своих собственных идентификаторов портов, причем каждая запись затем дополняется идентификатором устройства и идентификатором порта его ближайших соседей. В сети Ethernet, каждое устройство может иметь столько непосредственных соседей, сколько имеет портов. Например, маршрутизатор с двумя портами может иметь не более двух ближайших соседей. Таким образом, дескрипторная информация сети, собранная маршрутизатором в такой сети, предпочтительно содержит таблицы связности с номером порта и идентификатором устройства непосредственного соседа по каждому порту.

Дескрипторная информация сети, собранная с помощью устройств сети, - будь то мосты, IP-маршрутизаторы или IP-адресуемые устройства - может прямо или косвенно поставлять информацию о том, какие устройства соединены друг с другом. Таким образом, в предпочтительном варианте воплощения изобретения этап выведения топологии сети содержит анализ дескрипторной информации сети, обеспеченной устройствами для идентификации соседних устройств для каждого устройства сети. Например, один или несколько подходящих алгоритмов могут обрабатывать таблицы связности, и/или таблицы пересылки, и/или результаты трассировки, и/или результаты пингования и т.д. для вывода топологии сети. Такие алгоритмы могут выполняться на процессоре программируемой системы ввода в действие. Выбор алгоритма может зависеть от возможностей устройств сети и качества накопленной дескрипторной информации сети. Некоторые свойства сети могут помочь в определении топологии. Например, корневой мост может быть относительно быстро идентифицирован, поскольку его таблицы связности или таблицы пересылки будут включать в себя все идентификаторы устройств сети. Точно также мультипортовые мосты также могут быть быстро идентифицированы, так как они будут, как правило, иметь списки идентификаторов устройств для каждого из своих портов. Напротив, таблица связности или таблица пересылки последовательно подключенного конечного устройства будет иметь только список идентификаторов устройств для одного из своих портов. После того, как топология сети будет определена, ее можно сравнивать с планом установки, чтобы вывести, какой идентификатор устройства (и, следовательно, какое устройство) ассоциирован с конкретным дескриптором физического месторасположения.

Чтобы инициировать обмен пакетами данных с целью сбора дескрипторной информации сети, система ввода в действие, в соответствии с изобретением, предпочтительно содержит интерфейс управления устройством для управления устройствами сети для широковещательной передачи пакетов данных. Интерфейс управления устройством может быть тем же интерфейсом, используемым в конечном счете для управления устройствами сети в соответствии с пожеланиями пользователя. Этот интерфейс управления устройством может выдавать соответствующее количество команд в подходящее время, например, один раз, когда проводка завершена, заставляя устройства - в соответствии с их возможностями - обмениваться пакетами данных, такими как сообщения BPDU, сообщения трассировки и т.д. Интерфейс управления устройством может также управлять устройствами для обеспечения их накопленной или скомпилированной дескрипторной информацией сети (таблицы пересылки, таблицы связности, результаты времени трассировки, результаты времени переброса (пинга) и т.д.), в систему ввода в действие.

Так как сеть может содержать устройства с различной степенью возможностей, например, сеть может содержать некоторые старые устройства, а также более продвинутые устройства, интерфейс управления устройством предпочтительно выполнен с возможностью управления устройством, которое содержит маршрутизатор и/или управления устройством, которое не содержит маршрутизатор. Таким образом, обучающиеся мосты могут управляться так же, как более примитивные устройства, например, устройства, которые являются только IP-адресуемыми, но без возможности обучения.

Так как существуют различия в возможностях между маршрутизаторами, например, один тип маршрутизатора может быть обучающимся мостом, способным составлять таблицу пересылки или даже более продвинутые таблицы связности, в то время как другой тип маршрутизатора может быть только способен пересылать сообщения, интерфейс управления устройством системы ввода в действие согласно изобретению выполнен с возможностью управления устройством, содержащим мостовой маршрутизатор и/или управления устройством, содержащим маршрутизатор Интернет протокола.

Система ввода в действие, как только она собрала всю дескрипторную информацию сети, анализирует ее для определения топологии сети и сравнивает выводную топологию сети с планом установки, чтобы определить дескриптор физического месторасположения каждого идентификатора устройства, предпочтительно делает ее известной для системы управления сети, так что конкретные устройства сети могут управляться в соответствии с пожеланиями пользователя. Таким образом, система ввода в действие, в соответствии с изобретением, предпочтительно содержит подходящий интерфейс для подачи идентификатора устройства и дескриптора физического месторасположения ассоциированного устройства в систему управления. Например, система ввода в действие может составлять базу данных со списком идентификаторов устройств, причем каждый идентификатор устройства спарен с дескриптором физического месторасположения. Этот список может быть организован по-разному, например, физические месторасположения каждого из светильников в одной конкретной комнате могут быть сгруппированы в список (поскольку это обычно для активации такой группы коллективных светильников) с их ассоциированными идентификаторами устройств. Система управления освещением, например, может использовать информацию, предоставленную для активации или управления освещением, соответственно. Конечно, сеть может также содержать автономные мосты или маршрутизаторы, которые не находятся внутри какого-либо устройства, которое, в частности, управляется системой управления. Например, система управления освещением может рассматривать только устройства, которые непосредственно связаны с освещением, например, светильники и выключатели для управления светильниками. Другие маршрутизаторы в сети могут управляться другими системами управления, например, система управления отоплением может быть снабжена списком дескрипторов физического месторасположения и идентификаторов устройств термостатов здания. Система управления доступом может быть снабжена списком дескрипторов физического месторасположения и идентификаторов устройств транспондеров или считывателей отпечатков пальцев, управляющих дверями здания и т.д.

Другие аспекты и признаки настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания, рассмотренного в сочетании с прилагаемыми чертежами. Следует понимать, однако, что чертежи предназначены исключительно с целью иллюстрации, а не как ограничение объема изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает схематичное изображение плана этажа здания;

Фиг. 2 представляет собой схематичное изображение машиночитаемого плана установки;

Фиг. 3 представляет собой схематичное изображение сетевых устройств до обнаружения сети;

Фиг. 4 представляет собой блок-схему мостового маршрутизатора;

Фиг. 5 представляет собой схематичное изображение дескрипторной информации сети, накопленной сетевыми устройствами Фиг. 3;

Фиг. 6 представляет собой схематичное изображение сети Фиг. 3 после обнаружения сети;

Фиг. 7 представляет собой блок-схему системы ввода в действие в соответствии с вариантом воплощения изобретения.

На чертежах подобные ссылочные позиции относятся к подобным объектам по всему тексту. Элементы диаграмм необязательно даны в масштабе.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг. 1 показывает схематичное изображение плана 7 этажа здания с комнатами 70, расположенными вдоль коридора 71. Каждая комната 70 содержит некоторое количество светильников 80 и светочувствительный датчик 81, например, для считывания уровней освещенности в комнате 70. Дополнительно, светильники расположены в коридоре 71. Светильники 80 и светочувствительные датчики 81 являются управляемыми с помощью системы управления освещением для здания. Для этого каждый светильник 80 и датчик 81 включает в себя маршрутизатор, который может быть простым двухпортовым мостом 10 или мультипортовым мостом 11 или переключателем 11, соответственно. Например, светильник 80 в комнате 70 может включать в себя простой двухпортовый мост 10, а светильник в коридоре 71 может включать в себя переключатель 11 для передачи команд более чем в двух направлениях. Каждый мост 10, 11 может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на его светильник 80 или датчик 81, так что светильники 80 и датчики 81 здания могут индивидуально и/или совместно управляться системой управления освещением.

Мосты 10, 11 соединены друг с другом в Ethernet сеть в соответствии с планом 3 установки, показанным на Фиг. 2. План установки 3 указывает на проводные соединения 32, выполненные между некоторыми парами осветительных арматур, тем самым осветительная арматура, в данном примере, может быть светильником или датчиком. Осветительные арматуры указаны соответствующими символами 30, 33, 34, такими как символ 30, 33 светильника и символ 34 датчика. Каждое проводное соединение заканчивается на порту маршрутизатора, как указано символом 35 порта. Корневой мост может быть указан на плане 3 установки, соответствующим символом 36. Каждая осветительная арматура определяется дескриптором 31 физического месторасположения, который в данном случае содержит код, состоящий из номера для каждого этажа, комнаты и осветительной арматуры. Например, светильник в третьей комнате на втором этаже, справа и дальше от двери, может быть указан дескриптором 31 физического месторасположения, содержащим последовательность символов ASCII "2.3.8". Конечно, это всего лишь простой пример, и для простоты показано на чертеже лишь несколько таких дескрипторов физического месторасположения. В соответствии с планом 3, мосты 10 каждой комнаты 70 соединены способом последовательного подключения, и один из мостов 10 каждой комнаты соединен с переключателем 11 в коридоре 71. Переключатели 11 в коридоре 71 также соединены способом последовательного подключения. Таким образом, все устройства, которые будут управляться, могут быть соединены вместе, чтобы создать сеть, в которой корневой мост будет соединен с системой управления освещением. Когда подключение завершается, сеть включается и входит в стадию обнаружения топологии сети.

Сначала система ввода в действие не имеет информации об отдельных проводных соединениях между узлами или устройствами сети, как показано на Фиг. 3, которая дает схематичное представление некоторых устройств D1,...,D25 сети N до выполнения обнаружения сети.

Фиг. 4 показывает упрощенную блок-схему мостового маршрутизатора 10 с двумя портами 15. Мост 10 однозначно идентифицируется в этой сети посредством его идентификатора 14 моста, который может быть сохранен в памяти 101, например, памяти карты сетевого интерфейса. Подобным образом, каждый порт 15 моста 10, идентифицируется собственным идентификатором порта. Сообщение может быть принято от или отправлено в соседнее устройство по проводному соединению 72. Блок 100 обработки моста 10 выполнен с возможностью анализа принятого сообщения и сбора отправляемого сообщения. Блок 100 обработки может также управлять осветительной арматурой, в которую он вставлен в соответствии с содержанием принятого сообщения, например, подключать или отключать осветительную арматуру от источника питания (не показано) с помощью подходящего сигнала 102. Мост 10 может собирать дескрипторную информацию 40, 41, 42, 43 сети о его связности с другими устройствами на основе информации, извлеченной из принятых сообщений. Характер собранной дескрипторной информации 40, 41, 42, 43 сети может зависеть от возможностей или способности моста. Например, обучающийся мост 10 может составлять таблицу 40 связности и/или таблицу 41 пересылки. Обучающийся мост или IP-маршрутизатор может собирать список 42 трассировки. Мост 10 может также составлять таблицу пинга, дающую время на передачу и подтверждение приема для пинг-сообщений, отправленных с данного устройства 10 к другим устройствам в сети. Чтобы определить, как эти устройства соединены вместе, интерфейс устройства управления выдает соответствующие команды, которые распространяются через систему, начиная с корневого моста. Каждый мост может принимать сообщение и может отправлять сообщение. Например, в предпочтительном подходе, интерфейс управления устройством может заставить устройства обмениваться BPDU сообщениями с адресом назначения 01:80:C2:00:00:00, который является групповым адресом для мостового управления. Это сообщение принимается соседним устройством, которое записывает, на какой порт пришло сообщение. Принимающее устройство ожидает в течение заданного времени, а затем выдает BPDU сообщение с каждого из своих портов. В свое время, каждое устройство сети будет выдавать и принимать BPDU сообщения и будет составлять идентификатор устройства и информацию идентификатора порта от каждого из своих соседей. Конечно, могут быть применены другие раскрытые методики, в которых интерфейс управления устройством заставляет устройства составлять таблицы пересылки, или выдавать трассировку и пинг-сообщения.

Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение дескрипторной информации 40, 41, 42, 43 сети, накопленной устройствами сети с Фиг. 3. Например, устройство D2 составило таблицу 40 связности. Каждая строка таблицы 40 связности имеет поле 401 для идентификатора порта устройства D2, поле 402 для идентификатора 402 соседнего устройства и поле 403 для идентификатора порта, соответствующего порта соседнего устройства. Для простоты здесь и далее идентификатор устройства обозначен ссылочным номером устройства, используемым на диаграмме, тогда как в действительности идентификатор устройства будет содержать IP-адрес или MAC-адрес. В этом примере порт # 1 устройства D2 подключается к порту # 1 устройства D1; порт # 2 устройства D2 подключается к порту # 2 устройства D9 и порт # 3 устройства D2 подключается к порту # 2 устройства D3. По этой таблице 40 связности, блок обнаружения топологии сети может прийти к заключению, что устройство D2 должно быть мультипортовым мостом с соседними устройствами D1, D9, D3.

Устройство D10 составляет таблицу 41 пересылки. Каждая строка таблицы 41 пересылки имеет вход 411 для идентификатора порта устройства D10 и вход 412 для списка идентификаторов устройств, которые отправили сообщения, принятые на этом порту. В этом примере на порт # 2 устройство D10 приняло сообщения от устройств D11, D12, D13. На порт # 1 устройство D10 приняло сообщения от устройств D9, D1-D3, D4-D9, D11-D25. По этой таблице 40 связности блок обнаружения топологии сети может прийти к заключению, что устройство D10 должно быть двухпортовым мостом, и что только три устройства находятся вдали от первого порта двухпортового моста D10.

Устройство D1 составило таблицу 42 трассировки. Каждая строка таблицы 42 трассировки имеет вход 421 для идентификатора устройства, и вход 422 для времени, накапливаемого сообщением на своем пути прохождения через соседние устройства к целевому устройству. В этом примере устройство D1 отослало сообщение трассировки к устройству D7. Каждое промежуточное устройство вводит временную метку в это сообщение. Завершенное сообщение возвращается к D1, которое затем может составлять свою таблицу 42 трассировки. В этом примере сообщение трассировки затратило 0,3 мс для достижения устройства D4, 0,6 мс для достижения устройства D5, 0,9 мс для достижения устройства D6 и 1,2 мс для достижения устройства D7, прежде чем вернуться к устройству D1. По этой таблице 40 трассировки, блок обнаружения топологии сети может прийти к заключению, что устройство D4 находится ближе всего к устройству D1, устройство D5 является следующим ближайшим и т.д.

Устройство D8 составило таблицу 43 пинга. Каждая строка таблицы 43 пинга имеет вход 431 для идентификатора устройства, и вход 432 для времени, затраченного пинг-сообщением, чтобы вернуться к устройству D8. Для простоты, показаны только две завершенные строки. В этом примере, пинг-сообщение с устройством D5 в качестве цели затратило 0,9 мс для возврата из устройства D5. Пинг-сообщение с устройством D1 в качестве цели затратило 1,2 мс для возврата из устройств D1. Таблица 43 пинга, следовательно, может дать указание относительно «расстояний» между устройствами. Зная, что задержка пересылки составляет около 0,1 мс, блок обнаружения топологии сети может прийти к заключению, что, с точки зрения устройства D8, устройство D1 дальше по ветке сети, чем устройство D5. Конечно, таблица 43 пинга дает непосредственно менее полезную информацию, чем таблица 40 связности или таблица 41 пересылки, но все же может быть использована для определения положения устройства в сети, с только его IP-адресацией, и которая сама по себе не может составлять дескрипторную информацию сети.

Фиг. 6 показывает сеть с Фиг. 3 после выполнения обнаружения сети с использованием дескрипторной информации 40, 41, 42, 43 сети, собранной устройствами D1-D25. Такая обнаруженная топология может быть принята для использования системой 5 ввода действие, в соответствии с изобретением, как показано на блок-схеме Фиг. 7. Система 5 ввода в действие содержит память 50 для хранения машиночитаемого плана 3 установки, который включает в себя дескрипторы 31 физического месторасположения каждого подключенного устройства сети N. Конечно, план установки может быть предоставлен на любом подходящим источнике 50, например, он может быть сохранен на CD или DVD диске, вставленном в привод компьютера. Интерфейс 55 управления устройством выполнен с возможностью сбора сообщений или кадров для отправки через корневой мост сети N к другим устройствам 10, 11, 12, 13 по сети, так что любое сообщение 2 может быть направлено к конкретному целевому устройству 10, 11, 12, 13 или широковещательно передано на все устройства 10, 11, 12, 13 сети N. Для инициирования обнаружения сети, интерфейс 55 управления устройством может заставлять устройства 10, 11, 12, 13 сети N обмениваться сообщениями 2, например, BPDU сообщениями 2, сообщениями 2 трассировки, пинг-сообщениями 2 и т.д. После обмена устройств 10, 11, 12, 13 этими сообщениями 2, интерфейс 55 управления устройством может заставлять устройства 10, 11, 12, 13 возвращать их составленную дескрипторную информацию 40, 41, 42, 43, сети, которая извлекается из возвращенных сообщений 2 посредством блока ввода данных 51. Блок 53 обнаружения топологии анализирует дескрипторную информацию 40, 41, 42, 43 сети, чтобы определить топологию T сети. Блок 54 ввода в действие сравнивает обнаруженную топологию T сети с планом 3 установки и определяет, какой дескриптор 31 физического месторасположения связан с определенным идентификатором 14 устройства. Например, с использованием Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 6, блок 54 ввода в действие может прийти к заключению, что устройства D19-D24 являются шестью светильниками большой комнаты с Фиг. 1, и что устройство D24 является конечным устройством в цепи с дескриптором физического месторасположения "2.6.5". Подобным образом, он может легко прийти к выводу, что устройство D1 напрямую соединено с корневым мостом D25. Дескриптор физического месторасположения/пары идентификаторов устройств могут быть выведены по соответствующему интерфейсу 56 системы управления к системе 8 управления, например, системе 8 управления освещением, которая может использовать информацию для управления устройствами сети индивидуально, в группах или коллективно, в соответствии с требованиями пользователя.

Хотя изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в предшествующем описании, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать как иллюстративную или примерную и не ограничивающую; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами воплощения. Другие изменения раскрытых вариантов воплощения могут быть поняты и осуществлены специалистом в данной области техники при изучении чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. Например, если даже способ в соответствии с изобретением идеально подходит для выполнения ввода в действие для проводной сети, некоторые беспроводные устройства также могут быть рассмотрены, например ближнее беспроводное устройство, положение которого в сети может быть выведено из сообщений, обмениваемых между ним и другим проводным устройством.

Для ясности, следует понимать, что использование единственного числа в этой заявке не исключает множественности, и «содержащий» не исключает других этапов или элементов. Тот факт, что определенные свойства прописаны во взаимно различных зависимых пунктах, не означает, что сочетание этих свойств не может быть с выгодой использовано. Любые ссылочные знаки в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных. Способ содержит: множество устройств сети, в которой каждое устройство характеризуется идентификатором устройства и в которой устройства выполнены с возможностью обмена пакетами данных, при этом способ содержит: получение машиночитаемого плана установки для сети, причем план установки содержит дескриптор физического местоположения для устройств сети; выведение топологии сети из описательной информации сети, предоставленной устройствами, на основе пакетов данных, обмен которыми осуществляется между устройствами; и сравнение выведенной топологии сети с планом установки, чтобы выяснить, какой идентификатор устройства связан с конкретным дескриптором физического местоположения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ выполнения автоматического ввода в действие сети (N), содержащей множество устройств (10, 11, 12, 13) сети, в которой каждое устройство (10, 11, 12, 13) характеризуется идентификатором (14) устройства и в которой устройства (10, 11, 12, 13) выполнены с возможностью обмена пакетами (2) данных, при этом способ содержит:
получение машиночитаемого плана (3) установки для сети (N), причем план (3) установки содержит дескриптор (31) физического местоположения для устройств (10, 11, 12, 13) сети (N);
выведение топологии (Т) сети (N) из описательной информации (40, 41, 42, 43) сети, предоставленной устройствами (10, 11, 12, 13), на основе пакетов (2) данных, обмен которыми осуществляется между устройствами (10, 11, 12, 13); и
сравнение выведенной топологии (Т) сети с планом (3) установки, чтобы выяснить, какой идентификатор (14) устройства связан с конкретным дескриптором (31) физического местоположения.

2. Способ по п. 1, в котором описательная информация (40, 41, 42, 43) сети накапливается устройствами (10, 11, 12, 13) сети (N) на основе пакетов (2) данных, обмен которыми осуществляется устройствами (1).

3. Способ по п. 2, в котором описательная информация (40, 41, 42, 43) сети, накопленная принимающим устройством (10, 11), содержит список (40, 41) идентификаторов (14) устройств, причем каждый идентификатор (14) устройства из данного списка (40, 41) указывает устройство (10, 11, 12, 13), которое отправило пакет (2) данных, принятый принимающим устройством (10, 11, 12, 13).

4. Способ по п. 3, в котором описательная информация (40) сети, накопленная принимающим устройством (10), содержит список идентификаторов порта, причем каждый идентификатор (16) порта списка (40) указывает порт (15), из которого устройство (10) отправило пакет (2) данных, принятый принимающим устройством (10).

5. Способ по любому из пп. 2-4, в котором описательная информация (42, 43) сети, накопленная устройством (10, 11, 12), содержит время, прошедшее между моментом, когда пакет (2) данных был отправлен от передающего устройства (10, 11, 12, 13), и моментом, когда этот пакет (2) данных был принят упомянутым устройством (10, 11, 12).

6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором пакет (2) данных, отправленный передающим устройством (10, 11), содержит идентификатор (16) порта (15) этого передающего устройства (10, 11), из которого пакет (2) данных был отправлен, и/или идентификатор (14) устройства этого передающего устройства (10, 11).

7. Способ по любому из пп. 1-4, в котором пакет (2) данных принимается и потребляется только одним принимающим устройством (10).

8. Способ по п. 7, в котором принимающее устройство (10) является непосредственно ближайшим от передающего устройства (10).

9. Способ по любому из пп. 1-4, в котором этап выведения топологии (Т) сети содержит анализ описательной информации (40, 41, 42, 43) сети, предоставленной устройствами (10, 11, 12), для идентификации ближайших устройств (10, 11, 12, 13) для каждого устройства (10, 11, 12, 13) сети (N).

10. Система (1) ввода в действие для автоматического ввода в действие сети (N), содержащей множество устройств (10, 11, 12, 13) сети, в которой каждое устройство (10, 11, 12, 13) характеризуется идентификатором (14) устройства и в которой устройства (10, 11, 12, 13) выполнены с возможностью обмена пакетами (2) данных, при этом система (5) ввода в действие содержит:
источник (50), выполненный с возможностью обеспечения машиночитаемого плана (3) установки для сети (N), причем план (3) установки содержит дескриптор (31) физического местоположения для каждого устройства (10, 11, 12, 13) сети (N);
интерфейс (55) управления устройством, выполненный с возможностью сбора описательной информации (40, 41, 42, 43) сети, предоставленной устройствами (10, 11, 12, 13);
блок (53) обнаружения топологии, выполненный с возможностью выведения топологии (Т) сети (N) из предоставленной описательной информации (40, 41, 42, 43) сети; и
блок (54) ввода в действие, выполненный с возможностью сравнения выведенной топологии (Т) сети с планом (3) установки, чтобы выяснить, какой идентификатор (14) устройства связан с конкретным дескриптором (31) физического местоположения.

11. Система ввода в действие по п. 10, в которой интерфейс (55) управления устройством выполнен с возможностью управления устройствами (10, 11, 12, 13) сети (N) для обмена пакетами (2) данных.

12. Система ввода в действие по п. 11, в которой интерфейс (55) управления устройством выполнен с возможностью управления устройствами (10, 11, 12, 13) проводной сети (N), предпочтительно, сети (N) Ethernet.

13. Система ввода в действие по п. 10 или п. 12, в которой интерфейс (55) управления устройством выполнен с возможностью управления устройством (10, 11), содержащим мостовой маршрутизатор (10, 11), и/или управления устройством (12), содержащим маршрутизатор (12) протокола Internet.

14. Система ввода в действие по любому из пп. 10-12, содержащая интерфейс (56)управления системой для предоставления идентификатора (14) устройства и дескриптора (31) физического местоположения устройства (10, 11, 12, 13), связанного с этим идентификатором (14) устройства, системе (8) управления.

15. Машиночитаемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа для выполнения этапов способа по любому из пп. 1-9 при ее исполнении в процессоре программируемой системы (1) ввода в действие по любому из пп. 10-14.