Kopplung von PROFIBUS-Systemen über ATM

Die rechnergestützte Automatisierung von Produktionsprozessen hält zunehmend Einzug in Fabrikhallen. Dabei übernehmen untereinander vernetzte Komponenten Steuerungs- und Überwachungsaufgaben. Hõufig sind an das gesamte System, den Feldbus, Echtzeitanforderungen gestellt. Typischerweise ist die maximale Ausdehnung von Feldbussen auf wenige Hundert Meter beschränkt. Gerade in größeren Installationen führt dies zur Entstehung von Feldbus-Inseln, welches einen erhöhten Aufwand für Installation und Wartung nach sich zieht. Daraus leitet sich die Zielstellung der Arbeit ab, derartige Feldbusinseln unter Beibehaltung der Echtzeitfähigkeit des Datenaustauschs über ein Backbone-Netz zu verbinden. Unter der genannten Prämisse wurden zwei Modelle zur Kopplung von PROFIBUS-Segmenten über ATM entworfen. In beiden werden zur Verbindung Brücken eingesetzt, deren grundlegende Funktionalität mit der klassische Brücken vergleichbar ist. Auf der Basis des ersten Modells wird die transparente Zusammenschaltung mehrerer PROFIBUS-Segmente erreicht. Signifikantes Merkmal der Kopplungsvariante ist die systemweite Existenz nur eines Tokens. Mit diesem Ansatz wird in erster Linie eine Ausdehnungsverlängerung des PROFIBUS erreicht. Dem zweiten Modell liegt die Verbindung von unabhängig arbeitenden Segmenten mit jeweils einem Token zugrunde. Hauptcharakteristik hierbei ist die Lasttrennung durch die Filterfunktion der Brücken. Für beide Modelle werden Dienstqualitätsaspekte detailliert untersucht.In recent years, an increasing demand for automated support of production processes could be observed. A seperate group of communication systems - field-buses are especially designed as communication infrastructure. One of the most important characteristics of field buses is their ability to provide real-time data transfer of short data units. Typically such a field bus can only cover an area of a production hall, e.g. a maximum of several hundred meters. This leads especially in larger installations to field bus islands with no communication link between them However, interconnection an interworking of geographically distributed field-buses is desirable in order to ease configuration and diagnostics and the complete management task for such purposes. This work is dedicated to the development of two concepts in order to interconnect PROFIBUS segments through an ATM network using bridges as interworking units. The first concept concerns about PROFIBUS to cover longer distances by interconnecting physically distributed segments which share a single token. The second concept is intended to interconnect multiple independently operating PROFIBUSes, each circulating its own token. The main aspects of this approach are load sharing and enabling a centralized management

Netzwerk-Management und Hochleistungs-Kommunikation. Teil XXI. Seminar WS 1999/2000

Der vorliegende Interne Bericht enthält die Beiträge zum Seminar "Netzwerk-Management und Hochleistungs-Kommunikation", das im Wintersemester 1999/2000 zum einundzwanzigsten (!) Mal stattgefunden hat. Die Themenauswahl kann grob in folgende vier Blöcke gegliedert werden: Ein großer Block ist dieses Mal der Mobilkommunikation gewidmet, die auf fast allen Schichten des ISO-OSI- Referenzmodelles Änderungen erfordert. Betrachtet werden die Grundlagen für drahtlose lokale Netzwerke, Erweiterungen von TCP für die Mobilkommunikation und mobile Ad-hoc-Netzwerke. Die sogenannte dritte Generation des Mobilfunks ist ein weiteres Thema. Die Grundlagen für Mobilität und hohe Datenraten auf Seiten des Endsytems werden im zweiten Block betrachtet, in dem Betriebssysteme für kleine, insbesondere mobile Geräte beschrieben werden und neuartige Architekturen des Netzwerk- Subsytems klassischer Endsysteme oder Server vorgestellt werden. Der dritte Block ist dem Bereich Netzwerk-Management gewidmet, allerdings dieses Mal mit nur einem Beitrag über Netzwerküberwachung mit RMON. Die Frage der Dienstintegration und Konvergenz der Netze wird in den beiden Beiträgen des letzten Blocks beschrieben: Computer-Telefon- Integration vereint bisher noch sehr stark voneinander getrennte Netze, "Konvergenz oder Divergenz?" ist die Frage angesichts der Trends im Netzwerkbereich, die der letzte Beitrag stellt

Untersuchung des Einsatzes von Web Service-Technologien in Automationsnetzwerken

In letzter Zeit wurden viele spezifische Protokolle entwickelt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit es möglich ist, existierende proprietäre Protokolle auf Web Services abzubilden. Es wurde des Weiteren die Skalierbarkeit von Web Services untersucht. Es wurde gezeigt, dass Web Services in Netzwerken beliebiger Größen eingesetzt werden können. Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit war die Untersuchung der Web Services im Hinblick auf die Echtzeitfähigkeit. Es konnte gezeigt werden, dass die Verarbeitung der Nachrichten in die Hardware verlagert werden kann

Prädiktive Middleware-basierte Mobilitätsunterstützung für multikriterielle Handover

Diese Dissertation befasst sich mit Mobilitätsunterstützungen für moderne mobile Endgeräte, welche auf das Internet zugreifen sollen. Zuerst werden die zahlreichen existieren Lösungen klassifiziert, wofür Anforderungen definiert wurden, welche sich an "unbedarften Nutzern" orientieren. Es wird gezeigt, dass lediglich die Gruppe der Middleware-basierten Mobilitätsunterstützungen diese Anforderungen erfüllen kann. Da aber bislang keine Umsetzung verfügbar war, wurde die "Roaming-Enabled Architecture" (REACH) entwickelt. REACH setzt Proxyserver ein, welche als "Ankerpunkte" fungieren und die Server im Internet vor den negativen Auswirkungen von Mobilitätsereignissen abschotten. Es werden eine Vielzahl an Fragestellungen diskutiert, unter anderem "Dreiecks-Routing", die Nutzung nicht modifizierter Anwendungen, längerfristige Isolationssituationen sowie eine auf Prädiktion basierende Handoverentscheidung. Zudem beherrscht REACH "weichere vertikale Handover" sowie Kanalbündelungsszenarien.This doctoral thesis deals with mobility extensions for modern mobile devices that want to access resources of the Internet. At first, the existing approaches are classified, with requirements that were derived with focus on normal users. These users want to use their mobile devices in scenarios that involve mobility. It is shown that only the group of middleware-based solutions is able to fulfil these requirements. However, none of the existing solutions was suitable, thus the "Roaming-Enabled Architecture" (REACH) was created. REACH implements such a middleware-based approach and was designed to fulfil all requirements. It involves proxy servers that act as "anchor points" isolating the servers in the Internet from the negative effects of mobility. By connecting to multiple proxy servers at the same time, REACH is able to minimize the negative effects of "triangle routing". Furthermore, it was challenging to intercept the data streams of the unmodified applications, to apply the protection schemes of REACH. Multiple possibilities are discussed, and it is a special feature of REACH that they are all available and can be combined with each other. Long lasting isolation situations are not problematic, and REACH is the first mobility extension that is able to involve the users. Additionally, a predictive handover management scheme is presented. It is able to analyze signal strength measurements of wireless networks to predict link loss events before they actually happen. REACH is able to involve any network access technology, as long as it offers access to the Internet. "Softer handovers" are possible as well as channel bundling scenarios. The testbed already supports Ethernet, WIFI and is able to involve GPRS by accessing a cellphone that is connected via bluetooth. REACH offers a practical solution to allow Internet access in mobile environments. Tests were made in order to underline this. Therefore, REACH was already presented during multiple public demonstrations, where a diversified audience was present.Die vorliegende Dissertation befasst sich mit Mobilitätsunterstützungen für moderne mobile Endgeräte, welche auf das Internet zugreifen sollen. Um die Vielzahl der bereits verfügbaren Lösungen zu klassifizieren, werden Anforderungen definiert, welche sich an "unbedarften Nutzern" orientieren, die ihre Geräte wie gewohnt auch im mobilen Umfeld benutzen möchten. Es stellte sich heraus, dass lediglich die Gruppe der Middlewarebasierten Mobilitätsunterstützungen diese Anforderungen erfüllen kann. Da jedoch noch keine der gefundenen Lösungen dazu in der Lage war, wurde die "Roaming-Enabled Architecture" (REACH) entwickelt. REACH tritt mit der Maßgabe an, alle gestellten Anforderungen zu erfüllen. Dazu werden Proxyserver eingesetzt, welche als "Ankerpunkte" fungieren und die Server im Internet vor den negativen Auswirkungen von Mobilitätsereignissen abschotten. Werden mehrere Proxyserver gleichzeitig involviert, kann sogar den negativen Auswirkungen durch das "Dreiecks-Routing" entgegengewirkt werden. Eine große Herausforderung bestand jedoch darin, die Datenströme der nicht modifizierten Anwendungen abzufangen, damit die Sicherungsmechanismen von REACH greifen können. Dazu wird eine Vielzahl an Möglichkeiten diskutiert, wobei ein besonderes Leistungsmerkmal von REACH darin besteht, diese Mechanismen auch in Kombination anbieten zu können. So stellen beispielsweise längerfristige Isolationssituationen keine Probleme mehr für die Anwendungen dar, und es steht erstmalig eine Mobilitätsunterstützung zur Verfügung, welche in solchen Situationen auch die Benutzer mit einbeziehen kann. Weiterhin wird ein prädiktiv arbeitender Handoverentscheider vorgestellt, welcher durch Beobachtung von Signalstärkewerten drahtlos arbeitender Netzzugangstechnologien drohende Abrisse erkennen kann. REACH unterstützt prinzipiell beliebige Netzzugangstechnologien, solange diese einen Zugang zum Internet ermöglichen können, und erlaubt "weichere vertikale Handover" sowie Kanalbündelungsszenarien. So kommen im Demonstrator bereits drahtgebundenes Ethernet, drahtloses arbeitendes WLAN sowie GPRS mittels eines per Bluetooth angebundenen Mobiltelefons zum Einsatz. Der Demonstrator stellt eine praxistaugliche Mobilitätsunterstützung dar, was durch Tests belegt wird und bereits während zahlreicher praktischer Vorführungen einem breit gefächerten Publikum vorgestellt werden konnte