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Erkennen der Topologie |
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PROFINET IO Systeme können mit fast beliebiger Topologie aufgebaut werden. Damit kommen auch schon erweiterte Anforderungen:
| 1. | Für Diagnose und Unterhalt ist es wichtig, die wirkliche Topologie einer Anlage zu kennen. Wo ist wer und mit wie langen Leitungen angeschlossen. |
| 2. | Für die genaue Zeitsynchronisation bei der Klasse C ist die Kenntnis der Topologie und der Kabellänge eine Voraussetzung für die korrekte Funktion. |
| 3. | Die Erkennung der Topologie ist auch die Voraussetzung für die Möglichkeit der automatischen Verteilung der Namen einer Station. Dies ist vor allem für die Unterstützung beim Gerätetausch wichtig. |
Die Erkennung der Topologie basiert auf den zwei Funktionen der Nachbarschaftserkennung mit LLDP (Link Layer Discovery Protocol) und dem Einsammeln dieser Informationen mit dem SNMP (Simple Network Management Protocol).
Diese beiden Protokolle sind für Geräte der Klassen B und C obligatorisch. Bei der Klasse A hat man bewusst darauf verzichtet, damit auch Infrastrukturkomponenten die nicht PROFINET Standards erfüllen mitgenutzt werden können. Damit ist aber eine Topologieerkennung nicht sichergestellt.
Nachbarschaftserkennung
Jedes Gerät sendet in regelmässigen Abständen ein LLDP Telegramm an alle seine Nachbarn und teil diesen seine eigenen Eigenschaften mit. LLDP Telegramme werden auch über Verbindungen gesendet, über die sonst kein Paketverkehr stattfindet, also z.B. geblockte Spanning Tree Ports, oder solche, die administrativ auf „down“ geschaltet wurden. Dadurch können mit LLDP auch „inaktive“ Verbindungen ermittelt werden; was für ein vollständiges Abbild der Netzwerk-Topologie erforderlich ist.
Jedes LLDP Telegramm hat Informationen über das sendende Gerät in TLV (Type Length Value) Blöcken angefügt. Der Standard IEEE 802.1AB erlaubt die Definition von organisations- und herstellerspezifischen TLV-Blöcken, er ist dadurch erweiterungsfähig. Für PROFINET hat man Erweiterungen für die genaue Zeitsynchronisation wie die gemessene Kabellänge oder Durchlaufzeiten in der Hardware festgelegt.
Informationssammlung
Jedes Gerät benötigt nun einen Agenten (ein Stück Software), der die Informationen aus den empfangenen LLDP Telegrammen systematisch ablegt. Diese systematische Datensammlung wird als MIB (Management Information Base) bezeichnet. Die Struktur dieser Daten ist in Richtlinien festgelegt. Für die Erweiterungen von PROFINET sind also für diese Datenstruktur auch Erweiterungen festgelegt worden.
Diese Informationen können nun von einem Netzwerkmanager mit der Hilfe des SNMP Protokolls abgefragt werden. Der Netzwerkmanager wird der Reihe nach die MIBs der einzelnen Geräte auslesen. Er braucht dazu einen Anfangspunkt und wird sich dann von einem zum anderen Teilnehmer durch das Netzwerk durchangeln.