PROCEDIMIENTO PARA OPERAR UNA RED DE COMUNICACIONES DESCENTRALIZADA.

Procedimiento para operar una red de comunicaciones descentralizada con un conjunto de nodos de red (1,

..., 128), estando asignado a cada nodo de red (1, ..., 128) un valor de identidad (P_ID) de una gama de valores de identidad (P_ID), así como una dirección (IP_ADDR) para la comunicación del correspondiente nodo de red (1, ..., 128) con otros nodos de red (1, ..., 128) y siendo competente cada nodo de red (1, ..., 128) para un intervalo de valores de identidad (P_ID) de la gama de valores, en el que: - cada nodo de red (1, ..., 128) operativo gestiona una tabla (T1, T56, T96, T112), que contiene para al menos los nodos de red (1, ..., 128) operativos en la red de comunicaciones respectivos registros, que incluyen al menos el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, ..., 128); - cada nodo de red (1, ..., 128) operativo envía regularmente mensajes de actividad (A1, A2) a los otros nodos de la red de comunicaciones, incluyendo los mensajes de actividad (A1, A2) en cada caso al menos el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, ..., 128) y sincronizando cada nodo de red (1, ..., 128) operativo al recibir un mensaje de actividad (A1, A2) su tabla (T1, T56, T96, T112) con el contenido del mensaje de actividad (A1, A2); - en la red de comunicaciones se detecta cuándo un nodo de red (1, ..., 128) operativo se vuelve inactivo, no enviando ya un nodo de red (1, ..., 128) inactivo ningún mensaje de actividad, realizándose la detección de que el correspondiente nodo de red (1, ..., 128) se ha vuelto inactivo mediante al menos un nodo de vigilancia asociado al correspondiente nodo de red (1, ..., 128), vigilando el nodo de vigilancia, de los que menos hay uno, si el correspondiente nodo de red (1, ..., 128) envía mensajes de actividad (A1, A2), caracterizado porque el nodo de red de vigilancia, de los que al menos hay uno, en el caso de que el correspondiente nodo de red (1, ..., 128) ya no envíe ningún mensaje de actividad (A1, A2), envía un mensaje de desactivación (F) a todos los otros nodos de red (1, ..., 128), incluyendo el mensaje de desactivación (F) al menos el valor de identidad (P_ID) del correspondiente nodo de red (1, ..., 128) y colocando cada nodo de red (1, ..., 128) operativo, al recibir un mensaje de desactivación (F), en su tabla un campo de estado (SB) del registro del nodo de red según el valor de identidad (P_ID) en el mensaje de desactivación (D) en inactivo

La invención se refiere a un procedimiento para operar una red de comunicaciones descentralizada con un conjunto de nodos de red, así como a una correspondiente red de comunicaciones.

Las redes de comunicaciones descentralizadas se utilizan por ejemplo como redes punto-a-punto (peer-topeer) para el intercambio de datos, gestionándose un conjunto de nodos de red descentralizadamente por sí mismos sin intercalar un servidor. Para operar tales redes descentralizadas se utilizan los correspondientes protocolos, con los que se logra una estructura lógica de nodos de red. Los protocolos peer-to-peer conocidos, como por ejemplo Gnutella, sirven para comunicar aparatos terminales de usuario, en particular PCs o aparatos de telefonía móvil, a través de Internet, para publicar y para buscar datos.

Es deseable utilizar redes de datos descentralizadas también en el ámbito de los sistemas técnicos industriales. Hoy en día se realizan sistemas técnicos a menudo como los llamados “Embedded Systems” (sistemas alojados), en los que los distintos componentes técnicos del sistema disponen de inteligencia en forma de un computador, así como de un módulo de comunicación para comunicar con otros componentes del sistema técnico. Para estos sistemas es adecuado utilizar las correspondientes redes de datos descentralizadas, ya que cada componente del sistema puede comunicar autónomamente con otros componentes. No obstante, la utilización de protocolos peer-topeer tradicionales en el campo de aplicación industrial presenta el inconveniente de que los mecanismos utilizados en los protocolos tradicionales para publicar y buscar recursos a menudo no cumplen las exigencias industriales en cuanto a la velocidad de comunicación entre los aparatos.

El documento US 2005/0117525 A1 describe un procedimiento para operar una red de datos descentralizada en la que cada nodo de red gestiona una tabla en la que están archivadas informaciones relativas a otros nodos de red. Los nodos de red tienen asignadas entonces las correspondientes identidades en forma de números de una lista. Además, los nodos de red envían periódicamente mensajes de actividad mientras están conectados con la red. Un nodo de red con número de lista asignado detecta entonces la inactividad de otro nodo de red cuando el mismo no recibe del otro nodo de red ningún mensaje de actividad a lo largo de un periodo de tiempo predeterminado.

En el documento DE 10 2006 021 591 B3 se da a conocer un procedimiento para la transmisión de datos entre redes peer-to-peer que posibilita el procesamiento por todo el conjunto de redes de consultas de búsqueda en distintas redes peer-to-peer.

Es tarea de la invención lograr un procedimiento para operar una red de comunicaciones descentralizada con el que quede asegurada una comunicación rápida y fiable entre los distintos nodos de red.

Esta tarea se resuelve mediante las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se definen perfeccionamientos de la invención.

Con el procedimiento correspondiente a la invención se opera una red de comunicaciones con un conjunto de nodos de red, estando asignado a cada nodo de red un valor de identidad de una gama de valores de identidad, así como una dirección para la comunicación del correspondiente nodo de red con otros nodos de red y siendo competente cada nodo de red para un intervalo de valores de identidad de la gama de valores.

En el procedimiento correspondiente a la invención gestiona cada nodo de red que se encuentre operativo una tabla que contiene un registro para cada uno de al menos los nodos de red operativos en la red de comunicaciones, que incluye al menos el valor de identidad y la dirección del correspondiente nodo de red. En una variante preferente, la tabla es una tabla Hash con los correspondientes valores hash de una gama de valores hash. La dirección de los distintos nodos de red en la tabla es preferiblemente una dirección de red como por ejemplo una dirección de IP o una dirección MAC (Media Access Control, control de acceso a medios).

En el procedimiento correspondiente a la invención envía cada nodo de red operativo regularmente mensajes de actividad a los otros nodos de red de la red de comunicaciones, incluyendo los mensajes de actividad en cada caso al menos el valor de identidad y la dirección del correspondiente nodo de red y sincronizando cada nodo de red operativo, al recibir un mensaje de actividad, su tabla con el contenido del mensaje de actividad. Bajo sincronización ha de entenderse en particular que el correspondiente registro se actualiza en la tabla al menos cuando el contenido del mensaje de actividad difiera del contenido actual del registro. Igualmente ha de entenderse bajo sincronización la generación de un nuevo registro o bien la ocupación inicial de un registro según el contenido del correspondiente mensaje de actividad.

En la red de comunicaciones se prevé además preferiblemente un mecanismo mediante el que se detecta cuándo un nodo de red operativo se vuelve inactivo, caracterizándose un nodo de red inactivo porque ya no envía ningún mensaje de actividad. Un nodo de red inactivo puede ser así un nodo de red que ha fallado o un nodo de red que se ha desconectado o que se ha llevado a la parada. El mecanismo para detectar que un determinado nodo de red se vuelve inactivo, transcurre en particular tal que mediante al menos un nodo de vigilancia asociado al correspondiente nodo de red se vigila si el correspondiente nodo de red envía mensajes de actividad, siendo el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, también uno de los nodos de red de la red de comunicaciones. En el caso de que el nodo de red vigilado ya no envíe ningún mensaje de actividad, envía el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, un mensaje de desactivación a todos los otros nodos de red, conteniendo el mensaje de desactivación al menos el valor de identidad del correspondiente nodo de red (vigilado). El mensaje de desactivación sirve entonces para que un nodo de red, al recibir este mensaje, actualice su tabla correspondientemente.

El procedimiento correspondiente a la invención se caracteriza porque mediante el envío de mensajes de actividad cada tabla de los distintos nodos de red contiene informaciones relativas a todos los otros nodos de red, con lo que cada nodo de red, con ayuda del valor de identidad y de la correspondiente dirección de la tabla, puede dirigirse directamente a otros nodos de red. Así en la red de comunicaciones descentralizada cada nodo de red conoce a todos los otros nodos de red, lo cual no es el caso en las redes de datos descentralizadas tradicionales. De esta manera se simplifica la búsqueda de recursos, ya que uno puede dirigirse directamente al correspondiente nodo de red y no tiene que realizarse la búsqueda de nodos de red mediante costosos procedimientos de lookup (búsqueda).

El procedimiento es especialmente adecuado para su utilización en aplicaciones industriales en las que la cantidad de nodos de red puede abarcarse más fácilmente que en aplicaciones de Internet, con lo que la gestión de tablas con informaciones relativas a todos los nodos de red de la red de datos descentralizada es posible sin problemas. Igualmente se cumplen exigencias industriales en cuanto a la velocidad de comunicación, ya que cada nodo de red contiene informaciones sobre todos los otros nodos de red y con ello pueden buscarse con bastante más rapidez recursos y los correspondientes nodos de red.

Tal como ya se ha expuesto antes, es adecuado el procedimiento correspondiente a la invención en particular para su utilización en una red de comunicaciones de un sistema técnico que dispone en un conjunto de componentes técnicos. En un tal sistema técnico están asignados al menos a una parte de los componentes técnicos respectivas identidades de aparato para el acceso al componente técnico y una identidad de aparato lleva asignado al menos un nodo de red de la red de comunicaciones. Con ayuda de la identidad del aparato puede uno dirigirse a un aparato en la red de comunicaciones directamente sin el direccionamiento mediante las direcciones del nodo de red. En aplicaciones industriales es a menudo una exigencia una comunicación directa mediante las identidades de los aparatos, para poder transmitir rápidamente, por ejemplo en situaciones de emergencia, órdenes a los correspondientes aparatos. Para garantizar según la invención también la comunicación mediante las identidades de los aparatos, incluye un registro de la tabla del correspondiente nodo de red preferiblemente además en cada caso... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para operar una red de comunicaciones descentralizada con un conjunto de nodos de red (1, …, 128), estando asignado a cada nodo de red (1, …, 128) un valor de identidad (P_ID) de una gama de valores de identidad (P_ID), así como una dirección (IP_ADDR) para la comunicación del correspondiente nodo de red (1, …, 128) con otros nodos de red (1, …, 128) y siendo competente cada nodo de red (1, …, 128) para un intervalo de valores de identidad (P_ID) de la gama de valores, en el que:

- cada nodo de red (1, …, 128) operativo gestiona una tabla (T1, T56, T96, T112), que contiene para al menos los nodos de red (1, …, 128) operativos en la red de comunicaciones respectivos registros, que incluyen al menos el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, …, 128);

- cada nodo de red (1, …, 128) operativo envía regularmente mensajes de actividad (A1, A2) a los otros nodos de la red de comunicaciones, incluyendo los mensajes de actividad (A1, A2) en cada caso al menos el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, …, 128) y sincronizando cada nodo de red (1, …, 128) operativo al recibir un mensaje de actividad (A1, A2) su tabla (T1, T56, T96, T112) con el contenido del mensaje de actividad (A1, A2);

- en la red de comunicaciones se detecta cuándo un nodo de red (1, …, 128) operativo se vuelve inactivo, no enviando ya un nodo de red (1, …, 128) inactivo ningún mensaje de actividad, realizándose la detección de que el correspondiente nodo de red (1, …, 128) se ha vuelto inactivo mediante al menos un nodo de vigilancia asociado al correspondiente nodo de red (1, …, 128), vigilando el nodo de vigilancia, de los que menos hay uno, si el correspondiente nodo de red (1, …, 128) envía mensajes de actividad (A1, A2),

caracterizado porque el nodo de red de vigilancia, de los que al menos hay uno, en el caso de que el correspondiente nodo de red (1, …, 128) ya no envíe ningún mensaje de actividad (A1, A2), envía un mensaje de desactivación (F) a todos los otros nodos de red (1, …, 128), incluyendo el mensaje de desactivación (F) al menos el valor de identidad (P_ID) del correspondiente nodo de red (1, …, 128) y colocando cada nodo de red (1, …, 128) operativo, al recibir un mensaje de desactivación (F), en su tabla un campo de estado (SB) del registro del nodo de red según el valor de identidad (P_ID) en el mensaje de desactivación (D) en inactivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

en el que el procedimiento se utiliza en una red de comunicaciones de un sistema técnico con un conjunto de componentes técnicos, estando asignada al menos a una parte de los componentes técnicos una respectiva identidad de aparato (IED_NAME) para el acceso al componente técnico y estando asignado a una identidad de aparato (IED_NAME) al menos un nodo de red (1, …, 128) de la red de comunicaciones, incluyendo un registro de la tabla (T1, T56, T96, T112) de los correspondientes nodos de red (1, …, 128) además la identidad de aparato (IED_NAME) que está asociada al nodo de red (1,…, 128) correspondiente al registro y transmitiéndose con el correspondiente mensaje de actividad (A1, A2) adicionalmente la identidad del aparato (IED_NAME) a la que está asignado el nodo de red (1, …, 128) que envía el correspondiente mensaje de actividad (A1, A2).

3. Procedimiento según la reivindicación 2,

en el que el sistema técnico incluye un sistema de distribución eléctrica, en particular una estación transformadora, incluyendo los componentes técnicos en particular unidades de conexión en un sistema de distribución eléctrica.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,

en el que el sistema técnico incluye un sistema de generación de energía, en particular una turbina.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4,

en el que el sistema técnico incluye una instalación de automatización, en particular una línea de fabricación.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que los mensajes de actividad (A1, A2) se emiten como mensajes de radio (broadcast) desde el correspondiente nodo de red a la red de comunicaciones.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que el mensaje de desactivación (F) se emite como mensaje de radio desde el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, a la red de comunicaciones.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, es un nodo de red que en la secuencia de los valores de identidad (P_ID) es contiguo al correspondiente nodo de red (1, …, 128) vigilado, siendo en particular dos nodos de red contiguos (1, …, 128) los nodos de vigilancia de un nodo de red (1, …, 128) vigilado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8,

en el que el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, en el caso de que no reciba un mensaje de actividad de un nodo de red (1, …, 128) que se añade como nuevo a la red de comunicaciones o que se activa, comprueba si el nuevo nodo de red (1, …, 128) es un nodo de red (1, …, 128) nuevo contiguo, comenzando el nodo de vigilancia en el caso de que el nuevo nodo de la red (1, …, 128) sea un nuevo nodo de red (1, …, 128) contiguo, la vigilancia de este nodo de red (1, …, 128).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que el correspondiente nodo de red (1, …, 128) emite un mensaje de desactivación (F) que contiene su valor de identidad (P_ID) a todos los otros nodos de red (1, …, 128) cuando se desconecta el correspondiente nodo de red (1, …, 128).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que la tabla (T1, T56, T96, T112) del respectivo nodo de red (1, …, 128) contiene registros para todos los valores de identidad (P_ID) de la gama de valores, indicándose para cada registro mediante un campo de estado (SB) si el nodo de red (1, …, 128) del registro existe en la red de comunicaciones o esta operativo o está inactivo.

12. Procedimiento según la reivindicación 11,

en el que en el caso de que en un nodo de red (1, …, 128) correspondiente se reciban mensajes de actividad (A1, A2) de un nodo de red (1, …, 128) que no existía previamente o estaba inactivo antes en la red de comunicaciones, se sincroniza el correspondiente registro del nodo de red (1, …, 128) que no existía previamente o estaba inactivo antes en la red de la tabla con el contenido del mensaje de actividad (A1, A2), colocándose en activo el campo de estado (SB) del correspondiente registro.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que cada nodo de red (1, …, 128) operativo es competente para el intervalo de valores de identidad (P_ID) entre su valor de identidad (P_ID) y el valor de identidad siguiente más alto o más bajo de su nodo vecino operativo.

14. Procedimiento según la reivindicación 13 en combinación con una de las reivindicaciones 11 a 12,

en el que, cuando tiene lugar una modificación del campo de estado (SB) de un registro de la tabla (T1, T56, T96, T112) de los nodos de red (1, …, 128) operativos, los intervalos de los valores de identidad (P_ID) para los que son competentes los nodos de red (1, …, 128) operativos se adaptan basándose en la cantidad que varía de nodos de red (1, …, 128) operativos.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que en la red de comunicaciones se publican recursos mediante al menos una parte de los nodos de red (1, …, 128), reproduciéndose una o varias palabras clave (K) asociadas a un recurso en un valor de identidad (P_ID), memorizándose el recurso o una referencia al recurso en un nodo de publicación, que es aquel nodo de red (1, …, 128) competente para el intervalo que contiene el valor de identidad (P_ID) en el que se reproducen la o las palabras clave (K).

16. Procedimiento según la reivindicación 15,

en el que los valores de identidad (P_ID) son valores hash, realizándose la reproducción de la o de las palabras clave

(K) en el valor de identidad (P_ID) con una función hash.

17. Procedimiento según la reivindicación 16,

en el que la función hash está elegida tal que se logra una distribución uniforme de los recursos entre los nodos de red (1, …, 128).

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 17,

en el que, cuando se publica un recurso, se realiza una replicación tal que el recurso o una referencia al recurso se memoriza, además de en el nodo de publicación, en otros nodos de red (1, …, 128).

19. Procedimiento según la reivindicación 18,

en el que los otros nodos de red (1, …, 128) se determinan mediante adición de números primos al valor de identidad (P_ID) del nodo de publicación.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 19,

en el que en el caso de que varíe la competencia de un nodo de red (1, …, 128) para un recurso en la red de comunicaciones, el recurso se publica de nuevo en la red de comunicaciones.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 20,

en el que se buscan recursos en la red de comunicaciones tal que un nodo de red (1, …, 128) que realiza la búsqueda reproduce la o las palabras clave (K) del recurso en el valor de identidad (P_ID) y averigua con ayuda de su tabla (T1, T56, T96, T112) el nodo de red competente para el recurso, dirigiéndose a este nodo de red mediante su dirección (IP_ADDR) en la tabla.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que el procedimiento se utiliza en una red peer-to-peer (punto-a-punto), en particular con una estructura lógica de anillo de los peers o interlocutores.

23. Sistema de comunicación descentralizado con un conjunto de nodos de red (1, …, 128), estando asignado a cada nodo de red (1, …, 128) un valor de identidad (P_ID) de una gama de valores de identidad (P_ID), así como una dirección (IP_ADDR) para la comunicación del correspondiente nodo de red (1, …, 128) con otros nodos de red (1, …, 128) y siendo competente cada nodo de red (1, …, 128) para un intervalo de valores de identidad (P_ID) de la gama de valores,

en el que la red de comunicaciones está configurada tal que en servicio:

- cada nodo de red (1, …, 128) operativo gestiona una tabla (T1, T56, T96, T112), que contiene para al menos los nodos de red (1, …, 128) operativos en la red de comunicaciones respectivos registros, que incluyen el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, …, 128);

- cada nodo de red (1, …, 128) operativo envía regularmente mensajes de actividad (A1, A2) a los otros nodos de red de la red de comunicaciones, incluyendo los mensajes de actividad (A1, A2) en cada caso al menos el valor de identidad (P_ID) y la dirección (IP_ADDR) del correspondiente nodo de red (1, …, 128) y sincronizando cada nodo de red (1, …, 128) operativo al recibir un mensaje de actividad (A1, A2) su tabla (T1, T56, T96, T112) con el contenido del mensaje de actividad (A1, A2);

- en la red de comunicaciones se detecta cuándo un nodo de red (1, …, 128) operativo se vuelve inactivo, no enviando ya un nodo de red (1, …, 128) inactivo ningún mensaje de actividad, realizándose la detección de que el correspondiente nodo de red (1, …, 128) se ha vuelto inactivo mediante al menos un nodo de vigilancia asociado al correspondiente nodo de red (1, …, 128), vigilando el nodo de vigilancia, de los que al menos hay uno, si el correspondiente nodo de red (1, …, 128) envía mensajes de actividad (A1, A2),

caracterizado porque el nodo de red (1, …, 128) de vigilancia, de los que al menos hay uno, ya no envía ningún mensaje de actividad (A1, A2) y envía un mensaje de desactivación (F) a todos los otros nodos de red (1, …, 128), incluyendo el mensaje de desactivación (F) al menos el valor de identidad (P_ID) del correspondiente nodo de red (1, …, 128) y colocando en inactivo cada nodo de red (1, …, 128) operativo, al recibir un mensaje de desactivación (F), en su tabla un campo de estado (SB) del registro del nodo de red según el valor de identidad (P_ID) en el mensaje de desactivación (D).

24. Procedimiento según la reivindicación 23,

en el que la red de comunicaciones está configurada tal que puede realizarse un procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 22.