RED CON PROPIEDADES DE REDUNDANCIA, CONMUTADOR DE ETHERNET PARA UNA RED DE ESTE TIPO ASI COMO PROCEDIMIENTO PARA LA CONFIGURACION DE UNA RED DE ESTE TIPO.

Red con propiedades de redundancia, que cumple una especificación de Ethernet y que contiene al menos dos segmentos de red (NS1,

NS2) formados con varios conmutadores de Ethernet (ES1...ES 12), que están conectados entre sí a través de una conexión redundante formada por al menos dos canales de acoplamiento (K1, K2), en la que el primer canal de acoplamiento (K1) está formado por una conexión de un primer puerto (P4) de un primer conmutador de Ethernet (ES5), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un segundo puerto (P2) de un segundo conmutador de Ethernet (ES7), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), y en la que el segundo canal de acoplamiento (K2) está formado por una conexión de un tercer puerto (P1) de un tercer conmutador de Ethernet (ES6), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un cuarto puerto (P3) de un cuarto conmutador de Ethernet (ES8), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), con un aparato de programación (PG1), a través del cual se puede depositar, durante la configuración de la red en el primero y en el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6), un nombre lógico para la conexión redundante y el primero o bien el tercer puerto (P4, P1) se pueden determinar como puerto de acoplamiento, en la que el primero y el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6) están configurados para calcular en una fase de arranque de la red a través de la distribución de telegramas especiales, en los que registran el nombre lógico de la conexión redundante, respectivamente, el otro tercero o bien primer conmutador de Ethernet (ES6, ES5) que pertenece a la misma conexión redundante y determinar con la ayuda de un criterio de orden qué canal de acoplamiento está activo en el modo libre de interferencias y qué canal de acoplamiento está desactivado

Red con propiedades de redundancia, conmutador de Ethernet para una red de este tipo así como procedimiento para la configuración de una red de este tipo.

La invención se refiere a una red con propiedades de redundancia, que cumple una especificación de Ethernet y que contiene al menos dos segmentos de red formados con varios conmutadores de Ethernet, que están conectados entre sí a través de una conexión redundante formada por al menos dos canales de acoplamiento, a un conmutador de Ethernet para una red de este tipo así como a un procedimiento para la configuración de una red de este tipo.

Ya se conocen a partir del documento EP 1 260 081 B1 diferentes redes con propiedades de redundancia. Entre otras cosas, se describe allí un llamado Módulo de Conmutador Óptico (OSM) con varios puertos para la conexión de otros componentes de la red. Para la formación de una red de Ethernet o de Fast-Ethernet se conectan, por ejemplo, terminales en los puertos y de esta manera están conectados entre sí a través del OSM. Varios OSM se pueden conectar en una estructura lineal para formar una serie. Se forma un anillo óptico, cuando los dos extremos de la línea están conectados en un Gestor de Redundancia Óptica (ORM). A través de telegramas de prueba, que el ORM introduce en los dos extremos de la línea, se verifica si está presente una interrupción dentro de la serie. En caso de ausencia de fallo, es decir, cuando la serie no está interrumpida, el ORM separa los dos extremos de la línea y en caso de fallo se conectan entre sí los dos extremos de la línea a través del ORM. En una red con varios anillos ópticos redundantes, se acoplan dos anillos ópticos entre sí a través de dos OSM. Los dos OSM conectados entre los anillos ópticos forman en cada caso un canal de comunicaciones, uno de los cuales está conectado activamente y el otro está conectado en el modo Standby. Los dos OSM intercambian sus informaciones de estado a través de puertos Standby especiales, que están conectados entre sí por medio de cables. Si falla la comunicación a través del OSM activo, entonces el OSM redundante libera su canal de comunicación, es decir, que se conmuta desde el modo Standby al modo activo. De esta manera, se consigue un tiempo de configuración comparativamente corto. De este modo se impide que defectos físicos, interferencias electromagnéticas transitorias, ampliaciones de la red o una sustitución de componentes perjudiquen la comunicación entre los componentes de la red durante un tiempo inadmisiblemente largo. En este caso es un inconveniente que son necesarios dos aparatos adicionales para la conexión redundante de dos anillos ópticos, que deben conectarse entre sí, además, por medio de cables. Para evitar este inconveniente, se propone en la publicación de patente mencionada anteriormente que un módulo de conmutación, que se encuentra en el canal de comunicación activo, emita los llamados Telegramas de Selección de Puerto cíclicamente, cuando el canal de comunicación está libre de interrupción, a los otros módulos de conmutación, que están dispuestos en la misma serie. El módulo de conmutador, que se encuentra en el modo Standby en el otro canal de comunicación, supervisa el primer canal de comunicación a través de la evaluación del telegrama de Selección de Puerto. En la red conocida, se consigue, en efecto, igualmente un tiempo de reconfiguración comparativamente corto, pero la configuración de los módulos de conmutador en la fase de arranque de la red se realiza, sin embargo, de manera desfavorable con un algoritmo costoso y requiere un tiempo prolongado debido a la pluralidad de los telegramas a emitir.

Otras redes con gestión de redundancia se conocen a partir de las publicaciones EP-A-0 403 763 y EP-A-0 560 122.

El Spanning-Tree-Protokoll y el Rapid-Spanning-Tree-Protokoll normalizados posibilitan igualmente una gestión de redundancia con una red de Ethernet. Sin embargo, estos procedimientos no siempre se pueden emplear en la comunicación industrial debido a los altos tiempos de reconfiguración, cuando no son admisibles intervalos de tiempo en la zona de segundos, en los que la comunicación de datos está perturbada.

Se conoce a partir del documento US-A-5 537 532 una red con propiedades de redundancia, que cumple una especificación de Ethernet. Se indica un procedimiento para la determinación de conexiones redundantes, en el que un nodo de la red para cada conexión, para la que es un nodo final, determina si actúa como maestro o subordinado para esta conexión. Esta determinación se realiza en función de un criterio predeterminado, a saber, el valor de la identidad de otro nodo extremo para la conexión. Se determinan conexiones redundantes a través de la emisión de mensajes de localización de trayectorias a través del maestro.

Se conoce a partir del documento CN-A-1 665 198 una red con varios conmutadores, en la que se selecciona un conmutador maestro con la ayuda de direcciones de Media Access Control (MAC) de los conmutadores utilizados.

La invención tiene el cometido de crear una red con propiedades de redundancia y un conmutador de Ethernet para una red de este tipo, que se pueden configurar fácilmente y con gasto reducido.

Para la solución de este cometido, la nueva red con propiedades de redundancia, el nuevo conmutador de Ethernet así como el nuevo procedimiento para la configuración de una red de este tipo presentan las características mencionadas en las reivindicaciones 1, 2 y 5, respectivamente.

La invención tiene la ventaja de que posibilita una configuración especialmente sencilla de conexiones redundantes entre segmentos de una red de Ethernet, en la que están dispuestos conmutadores de Ethernet. De manera especialmente ilustrativa, la configuración solamente requiere de un usuario la entrada o determinación de un nombre lógico de la conexión redundante. Este nombre se puede seleccionar libremente y se designa como nombre de conexión. En un segmento de la red se configuran dos conmutadores de Ethernet como pareja de aparatos. Esta pareja de aparatos se supervisan mutuamente en el modo de redundancia de acuerdo con la configuración con telegramas de Ethernet y conmuta el tráfico de datos en caso de fallo desde una conexión de Ethernet a la otra conexión de Ethernet redundante. Cuando adicionalmente por cada conexión redundante se configura un puerto de acoplamiento en el conmutador de Ethernet, es posible de manera ventajosa una conmutación selectiva de puerto entre los conmutadores de Ethernet implicados en una conexión redundante.

Un conmutador de Ethernet, en cuya memoria se puede depositar un nombre lógico para una segunda u otra conexión redundante, tiene la ventaja de que las otras conexiones redundantes se pueden configurar de manera similar a la configuración de la primera conexión redundante y de que cada conexión redundante dispone de una redundancia propia para eventos de enlace descendente. Cuando en un puerto de acoplamiento aparece un enlace descendente, es decir, cuando la redundancia se ha perdido en un canal de acoplamiento, es no tiene, en efecto, ninguna influencia sobre la redundancia de las restantes conexiones redundantes, puesto que la redundancia se puede conmutar de manera selectiva del puerto.

A través de una dirección Multicast establecida de forma especial, que encuentra aplicación en los telegramas especiales como dirección de destino, se puede limitar el alcance de los telegramas especiales en la red de Ethernet de manera ventajosa, por ejemplo a conmutadores, que están en condiciones de establecer una conexión redundante. En este caso, se crea un criterio de orden especialmente sencillo para la determinación del canal de acoplamiento que está activo en el modo libre de interferencia y del canal que está desactivado, cuando en los conmutadores de Ethernet, que están implicados en una conexión redundante, se evalúa la dirección fuente MAC recibida en los telegramas especiales y se compara con la dirección MAC propiamente dicha. Por ejemplo, el conmutador de Ethernet, que presenta la dirección MAC, se puede establecer para cada ajuste por defecto como maestro, que realiza de nuevo en el modo libre de interferencias el canal de acoplamiento activo. El criterio de orden puede estar configurado también de manera alternativa a ello, por ejemplo, a través de la asignación de valores numéricos a los conmutadores.

Con la ayuda de los dibujos, en los que se representa un ejemplo de realización de la invención, se explican en detalle a continuación la invención así como configuraciones y ventajas.

En este caso:

La figura 1 muestra...

1. Red con propiedades de redundancia, que cumple una especificación de Ethernet y que contiene al menos dos segmentos de red (NS1, NS2) formados con varios conmutadores de Ethernet (ES1...ES 12), que están conectados entre sí a través de una conexión redundante formada por al menos dos canales de acoplamiento (K1, K2), en la que el primer canal de acoplamiento (K1) está formado por una conexión de un primer puerto (P4) de un primer conmutador de Ethernet (ES5), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un segundo puerto (P2) de un segundo conmutador de Ethernet (ES7), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), y en la que el segundo canal de acoplamiento (K2) está formado por una conexión de un tercer puerto (P1) de un tercer conmutador de Ethernet (ES6), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un cuarto puerto (P3) de un cuarto conmutador de Ethernet (ES8), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), con un aparato de programación (PG1), a través del cual se puede depositar, durante la configuración de la red en el primero y en el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6), un nombre lógico para la conexión redundante y el primero o bien el tercer puerto (P4, P1) se pueden determinar como puerto de acoplamiento, en la que el primero y el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6) están configurados para calcular en una fase de arranque de la red a través de la distribución de telegramas especiales, en los que registran el nombre lógico de la conexión redundante, respectivamente, el otro tercero o bien primer conmutador de Ethernet (ES6, ES5) que pertenece a la misma conexión redundante y determinar con la ayuda de un criterio de orden qué canal de acoplamiento está activo en el modo libre de interferencias y qué canal de acoplamiento está desactivado.

2. Conmutador de Ethernet para la utilización como un primer conmutador de Ethernet (ES5) en una red con propiedades de redundancia, que cumple una especificación de Ethernet y que contiene al menos dos segmentos de red (NS1, NS2) formados con varios conmutadores de Ethernet (ES1...ES 12), que están conectados entre sí a través de una conexión redundante formada por al menos dos canales de acoplamiento (K1, K2), en el que el primer canal de acoplamiento (K1) está formado por una conexión de un primer puerto (P4) del primer conmutador de Ethernet (ES5), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un segundo puerto (P2) de un segundo conmutador de Ethernet (ES7), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), y en el que el segundo canal de acoplamiento (K2) está formado por una conexión de un tercer puerto (P1) de un tercer conmutador de Ethernet (ES6), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un cuarto puerto (P3) de un cuarto conmutador de Ethernet (ES8), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS22), en el que el primer conmutador de Ethernet (ES5) está configurado de tal forma que se puede depositar en su memoria un nombre lógico para la conexión redundante y se puede determinar un primer puerto (P4) como puerto de acoplamiento, y en el que el conmutador de Ethernet (E5) está configurado, además, para enviar en una fase de arranque de la red telegramas especiales, en los que registra el nombre lógico de la conexión redundante y cuando recibe un mensaje especial correspondiente desde el tercer conmutador de Ethernet (ES6) identificarlo como pertinente a la misma conexión redundante y, con la ayuda de un criterio de orden determinar qué canal de acoplamiento está activo en el modo libre de interferencias y qué canal de acoplamiento está desactivado.

3. Conmutador de Ethernet de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque en su memoria (M) se pueden depositar nombres lógicos para una segunda y/u otras conexiones redundantes.

4. Conmutador de Ethernet de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque los telegramas especiales están configurados como telegramas Multicast y porque el conmutador de Ethernet (ES5) está configurado, además, para comparar, a la recepción de un telegrama especial, el nombre lógico contenido en el mismo de una conexión redundante con un nombre propio memorizado y en el caso de igualdad, evaluar la dirección fuente MAC contenida en el telegrama y la dirección MAC propia como criterio de orden.

5. Procedimiento para la configuración de una red con propiedades de redundancia de acuerdo con la reivindicación 1, que cumple una especificación de Ethernet y que contiene al menos dos segmentos de red (NS1, NS2) formados con varios conmutadores de Ethernet (ES1...ES 12), que están conectados entre sí a través de una conexión redundante formada por al menos dos canales de acoplamiento (K1, K2), en el que el primer canal de acoplamiento (K1) está formado por una conexión de un primer puerto (P4) de un primer conmutador de Ethernet (ES5), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un segundo puerto (P2) de un segundo conmutador de Ethernet (ES7), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), y en el que el segundo canal de acoplamiento (K2) está formado por una conexión de un tercer puerto (P1) de un tercer conmutador de Ethernet (ES6), que está dispuesto en el primer segmento de la red (NS1), con un cuarto puerto (P3) de un cuarto conmutador de Ethernet (ES8), que está dispuesto en el segundo segmento de la red (NS2), en el que a través de un aparato de programación (PG1) se deposita, durante la configuración de la red en el primero y en el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6), un nombre lógico para la conexión redundante y en el que el primero y el tercer conmutador de Ethernet (ES5, ES6) calculan en una fase de arranque de la red a través de la distribución de telegramas especiales, en los que registran el nombre lógico de la conexión redundante, respectivamente, el otro tercero o bien primer conmutador de Ethernet (ES6, ES5) que pertenece a la misma conexión redundante y determinan con la ayuda de un criterio de orden qué canal de acoplamiento está activo en el modo libre de interferencias y qué canal de acoplamiento está desactivado.