DE102019207579A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Datenaustausch in einem Kommunikationssystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Datenaustausch in einem Kommunikationssystem Download PDF

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Marco Andreas Wagner
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Überwachen des Datenaustausches in wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem (100), das wenigstens eine Software Defined Networking (SDN)-Infrastrukturkomponente (120, 121) zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel aufweist; wobei Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponente (120, 121) in einem Kommunikationsplan hinterlegt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Detektieren (330) von wenigstens einem über das Kommunikationssystem (100) übertragenen Datenstrom, und Ermitteln (340), ob der Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist; wobei in Abhängigkeit des Ermittelns (340), dass der Datenstrom nicht in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist, darauf geschlossen wird, dass der Datenstrom von einer weiteren Kommunikationskomponente (132, 133) gesendet und/oder weitergeleitet wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Datenaustausches in wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem .
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Überwachen des Datenaustausches in wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem, das wenigstens eine Software Defined Networking (SDN)-Infrastrukturkomponente zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel aufweist, wobei Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponente in einem Kommunikationsplan hinterlegt sind.
  • Unter Software Defined Networking wird ein Ansatz für eine Netzwerkarchitektur oder Kommunikationsarchitektur verstanden, in dem zwei wesentliche Funktionalitäten, eine control plane und eine data plane, voneinander getrennt und abstrahiert sind.
  • In einer derartigen Kommunikationsinfrastruktur legt eine Weiterleitungsregel eine Weiterleitung von Daten von Eingangsports zu bestimmten Ausgangsports einer SDN-Infrastrukturkomponente, insbesondere eines Forwarding Device, des CAN-basierten Kommunikationssystems eindeutig fest.
  • Software Defined Networking Architekturen ermöglichen unterschiedliche Behandlung einzelner Datenströme und damit eine dynamische Anpassung und Steuerung des Datenaustausches, sowie einen globalen Blick auf das Kommunikationssystem und damit systemglobal optimierte Entscheidungen.
  • In Software Defined Networking Architekturen überwacht und analysiert eine Kontrollinstanz, insbesondere ein logisch zentralisierter Software Defined Networking Controller, den Datenaustausch des Kommunikationssystems. Der logisch zentralisierte Software Defined Networking Controller kann eine Planung und/oder Neuplanung des Datenaustausches vornehmen und diese Planung beziehungsweise Neuplanung an die beteiligten SDN-Infrastrukturkomponenten in Form der Weiterleitungsregeln verteilen und so den Datenaustausch anpassen und/oder steuern.
  • Bei den SDN-Infrastrukturkomponenten handelt es sich im Kontext des CAN-basierten Kommunikationssystems vorteilhafterweise um sogenannte Forwarding Devices (FD), die dazu ausgebildet sind, die für die SDN-Infrastrukturkomponenten beschriebenen Funktionen auszuführen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Überwachen des Datenaustausches in wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem, das wenigstens eine Software Defined Networking (SDN)-Infrastrukturkomponente zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel aufweist; wobei Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponente in einem Kommunikationsplan hinterlegt sind, die folgenden Schritte auf: Detektieren von wenigstens einem über das Kommunikationssystem übertragenen Datenstrom, und Ermitteln, ob der Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist; wobei in Abhängigkeit des Ermittelns, dass der Datenstrom nicht in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist, darauf geschlossen wird, dass der Datenstrom von einer weiteren Kommunikationskomponente gesendet und/oder weitergeleitet wird.
  • Ist der über das Kommunikationssystem übertragene Datenstrom also nicht in dem Kommunikationsplan, der die Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponente umfasst, hinterlegt, wird darauf geschlossen, dass der Datenstrom von einer weiteren Kommunikationskomponente gesendet und/oder weitergeleitet wird. Der Datenstrom wird also der weiteren Kommunikationskomponente zugeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die weitere Kommunikationskomponente nicht SDN-fähig. Insbesondere handelt es sich bei der nicht SDN-fähigen weiteren Kommunikationskomponente um eine sogenannte Legacy Komponente, die nicht die Funktionen einer SDN-Infrastrukturkomponente aufweist, also nicht dazu ausgebildet ist, Daten gemäß Weiterleitungsregeln weiterzuleiten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Analysieren des nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erstellen des Kommunikationsplans für das Kommunikationssystem. Vorteilhafterweise sind sämtliche Datenströme der SDN-fähigen Infrastrukturkomponente in dem Kommunikationsplan hinterlegt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren, dass nach Ermitteln eines nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms ein geänderter oder ein neuer Kommunikationsplan erstellt wird und der geänderte oder neue Kommunikationsplan den ermittelten und nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstrom berücksichtigt. Der geänderte oder neu Kommunikationsplan umfasst also vorteilhafterweise zusätzlich den Datenstrom der weiteren, insbesondere nicht SDN-fähigen, Kommunikationskomponente.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kommunikationsplan oder der geänderte Kommunikationsplan oder neue Kommunikationsplan wenigstens eine Zugangsberechtigung und/oder Bandbreitenbegrenzung und/oder Priorisierung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der geänderte Kommunikationsplan oder neue Kommunikationsplan wenigstens eine neue oder geänderte Zugangsberechtigung und/oder eine neue oder geänderte Bandbreitenbegrenzung und/oder eine neue oder geänderte Priorisierung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Detektierens von dem über das Kommunikationssystem übertragenen Datenstrom das Erstellen eines Kommunikationsablaufprotokolls und das Ableiten des Datenstroms aus dem Kommunikationsablaufprotokoll.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Festlegen von wenigstens einer Weiterleitungsregel anhand des Kommunikationsplans für die SDN-Infrastrukturkomponente und/oder Verteilen der Weiterleitungsregel an die SDN-Infrastrukturkomponente.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zumindest temporäres Blockieren der Übertragung eines nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Kontrollinstanz für wenigstens ein Kommunikationssystem, wobei die Kontrollinstanz einen Prozessor und einen Speicher mit Instruktionen aufweist, bei deren Ausführung durch den Prozessor das Verfahren gemäß den Ausführungsformen ausführbar ist.
  • Bei einem CAN-basierten Kommunikationssystem, das wenigstens eine Software Defined Networking (SDN)-Infrastrukturkomponente aufweist, kann die Kontrollinstanz auf die SDN-Infrastrukturkomponente zugreifen und diese durch das Verteilen von Weiterleitungsregeln konfigurieren, und so den Datenaustausch überwachen und/oder steuern und/oder anpassen. Weist das Kommunikationssystem neben den SDN-Infrastrukturkomponente auch noch weitere nicht SDN-fähige Kommunikationskomponenten auf, können diese nicht wie die SDN-Infrastrukturkomponenten konfiguriert werden. Durch das beschriebene Verfahren kann auch der Datenaustausch der weiteren nicht SDN-fähigen Kommunikationskomponenten überwacht und/oder gesteuert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kontrollinstanz wenigstens eine Monitoring-Komponente, die zum Ausführen zum Ausführen von wenigstens einem Schritt des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen ausgebildet ist.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen verfügen die Kontrollinstanz und die Monitoringkomponente über eine gemeinsame Zeit und werden auf Basis dieser Zeit synchronisiert betrieben.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Kommunikationssystem, das wenigstens eine SDN-Infrastrukturkomponente zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel und wenigstens eine Kontrollinstanz gemäß den Ausführungsformen umfasst.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, z.B. in Form wenigstens eines Computerprogramms, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogramm, das computerlesbare Instruktionen umfasst, bei deren Ausführung durch einen Computer das Verfahren gemäß den Ausführungsformen umfasst.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Kontrollinstanz gemäß den Ausführungsformen und/oder des Computerprogramms PRG gemäß den Ausführungsformen zum Überwachen und/oder Steuern von wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem 100 und wenigstens einem weiteren damit verbundenen SDN-basierten Kommunikationssystem.
  • Das Verfahren gemäß den Ausführungsformen ermöglicht vorteilhaft, das Ermitteln, ob ein Datenstrom von einer nicht SDN-fähigen Kommunikationskomponente gesendet und/oder weitergeleitet wird. Somit können Datenströme erkannt werden, die nicht über an die SDN-Infrastrukturkomponenten verteilten Weiterleitungsregeln steuerbar sind. Dadurch ist vorteilhafterweise das Berücksichtigen dieser Datenströme in einem neuen oder geänderten Kommunikationsplans und damit eine Absicherung des CAN-basierten Kommunikationssystems gegen Überlastung möglich. Weiter kann so der gemäß in den SDN-Infrastrukturkomponenten hinterlegten Weiterleitungsregeln steuerbare Datenaustausch angepasst werden.
  • Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann in Kommunikationssystemen genutzt werden, in denen nicht SDN-fähige Kommunikationskomponenten und SDN-fähige Infrastrukturkomponenten zusammen in einem CAN-basierten Kommunikationssystem verwendet werden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn bestehende konventionelle CAN-basierte Kommunikationssysteme mit SDN-Infrastrukturkomponenten nachgerüstet werden. Solche Systeme werden unter anderem als Kommunikationssysteme innerhalb von Fahrzeugen, aber auch als Kommunikationssystem in der industrielle Fertigung verwendet.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
  • In der Zeichnung zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines CAN-basierten Kommunikationssystems gemäß bevorzugten Ausführungsformen;
    • 2a eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen;
    • 2b eine schematische Darstellung eines Teils des Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, und
    • 3 eine schematische Darstellung eines vereinfachten Blockdiagramms einer Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines CAN-basierten Kommunikationssystems 100. Das Kommunikationssystem 100 umfasst eine Kontrollinstanz 110, die einen Software Defined Networking Controller als logisch zentralisierte Instanz des Kommunikationssystems 100 umfasst. Der SDN-Controller verfügt als logisch zentralisierte Instanz, insbesondere bezüglich Topologie, Komponenten des Kommunikationssystems 100 und Kommunikationspfaden zwischen einzelnen Komponenten des Kommunikationssystems 100, über eine globale Sicht auf das Kommunikationssystem 100. Der SDN-Controller kann sowohl zentral, als auch verteilt realisiert werden. Genauso kann der SDN-Controller als Teilkomponente einer anderen Komponente des Kommunikationssystems 100 realisiert werden.
  • Die Kontrollinstanz 110 ist über logische Verbindungen, in 1 als gestrichelte Linien dargestellt, mit einer ersten SDN-Infrastrukturkomponente 120 und einer zweiten SDN-Infrastrukturkomponente 121 verbunden. Eine derartige SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 ist dazu ausgebildet, Daten gemäß wenigstens einer in der SDN-Infrastrukturkomponente hinterlegten Weiterleitungsregel weiterzuleiten. Die Weiterleitungsregel ordnet die an Eingangsports der SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 anliegenden Datenströme bestimmten Ausgangsports der SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 zu. Weiter ist eine SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 dazu ausgebildet mit der Kontrollinstanz 110 zu kommunizieren, insbesondere um ihren Kommunikationsbedarf an die Kontrollinstanz 110 zu melden, sowie um Weiterleitungsregeln entgegenzunehmen.
  • Das Kommunikationssystem 100 ist als ein Controller Area Network, CAN, gemäß ISO 11898 ausgebildet. Die in 1 mit SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 bezeichnete Komponenten sind in diesem Fall beispielsweise Forwarding Devices, welche gemäß CAN Protokoll kommunizieren und die für die SDN-Infrastrukturkomponenten beschriebene Funktion übernehmen können.
  • Die SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform als Teilkomponenten von physikalischen Knoten 130 und 131, beispielsweise Steuergeräte, Sensoren oder Aktuatoren, realisiert. Genauso könnte eine SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 aber auch als Teilkomponente eines Gateways oder als eigene Komponente realisiert werden.
  • Die SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 sind dabei entweder in Software, in Hardware oder in einer beliebigen Kombination aus Software und Hardware umgesetzt.
  • Die Kontrollinstanz 110 umfasst einen Kommunikationsplan, der vorteilhafterweise auf dem Kommunikationsbedarf der SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 basiert. Der Kommunikationsplan ist vorteilhafterweise in einem geeigneten Speicher auf den die Kontrollinstanz 110 zugreifen kann, hinterlegt. Der Kommunikationsplan umfasst beispielsweise Informationen über Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121, insbesondere über die Zulassung und/oder Ablehnung einzelner Datenströme, und/oder deren Priorität und/oder Bandbreitenbegrenzung.
  • Ferner umfasst das CAN-basierte Kommunikationssystem 100 weitere Kommunikationskomponenten 132, 133. Die Kommunikationskomponenten 132, 133 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform physikalische Endknoten, beispielsweise Steuergeräte, Sensoren oder Aktuatoren, welche Daten über das Kommunikationssystem 100 austauschen. Die Kommunikationskomponenten 132, 133 umfassen dazu eine Controller Area Network, CAN, Schnittstelle nach dem bekannten Standard ISO 11898 und können so über das CAN-basierte Kommunikationssystem 100 Daten gemäß CAN Protokoll austauschen. Im Sinne dieser Offenbarung werden unter weiteren Kommunikationskomponenten 132, 133 Komponenten verstanden, die nicht SDN-fähig sind, die insbesondere keine SDN-Infrastrukturkomponenten, wie beispielsweise Forwarding Devices, aufweisen. Solche Kommunikationskomponenten 132, 133 können auch als Legacy-Komponenten bezeichnet werden.
  • Die Endknoten 130, 131, 132, 133 sind insbesondere dazu ausgebildet Daten über ein Kommunikationsmedium 140, umfassend wenigstens eine Datenleitung, das gemäß der dargestellten Ausführungsform als ein CAN-Bussystem ausgebildet ist, zu übertragen.
  • Das Verfahren 200 zum Überwachen des CAN-basierten Kommunikationssystems 100 wird im Weiteren anhand des in 2a schematisch dargestellten Verfahrens 200 erläutert.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Kontrollinstanz 110 einen Prozessor 150 und einen Speicher 151 zur zumindest zeitweisen Speicherung eines Computerprogramms PRG umfassend Instruktionen, bei deren Ausführung durch den Prozessor 150 das im Weiteren beschriebene und in 2a schematisch dargestellte Verfahren 200 ausführbar ist.
  • In einem Schritt 330 wird wenigstens ein über das Kommunikationssystem 100 übertragener Datenstrom detektiert und einem Schritt 340 ermittelt, ob der Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist.
  • Der Schritt des Detektierens 330 von wenigstens einem Datenstrom umfasst vorteilhafterweise das Erstellen eines Kommunikationsablaufprotokolls. Das Kommunikationsablaufprotokoll umfasst vorteilhafterweise alle über das Kommunikationssystem übertragenen Daten. Beispielsweise sind das alle auf dem CAN-Bus 140 übertragenen Nachrichten, wobei das Kommunikationsablaufprotokoll vorteilhafterweise zusätzliche Eigenschaften der Nachrichten, insbesondere CAN Identifier und/oder Nachrichtengröße und/oder Zeitstempel umfasst.
  • Vorteilhafterweise weist das Kommunikationssystem 100 gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Monitoringkomponente 160 auf. Die Monitoringkomponente 160 ist dazu ausgebildet, den tatsächlichen Datenaustausch des Kommunikationssystems 100 zu beobachten. Vorteilhafterweise ist die Monitoringkomponente 160 dazu ausgebildet, das Kommunikationsablaufprotokoll zu erstellen. Die Monitoringkomponente 160 kann als eine Teilkomponente der Kontrollinstanz 110 oder als eine externe, eigene Komponente ausgebildet sein, die dazu ausgebildet ist, Daten, insbesondere das Kommunikationsablaufprotokoll, mit der Kontrollinstanz 110 auszutauschen.
  • Ferner umfasst das Detektieren 330 von wenigstens einem Datenstrom vorteilhafterweise das Ableiten 332 von wenigstens einem Datenstrom aus dem Kommunikationsablaufprotokoll.
  • In dem Schritt 340 wird anschließend, beispielsweise durch Vergleichen des aus dem Kommunikationsablaufprotoll abgeleiteten Datenstrom mit den in dem Kommunikationsplan hinterlegten Datenströmen ermittelt, ob der detektierte Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist.
  • Wenn der Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist, kann der Datenstrom anhand des Kommunikationsplans einer bestimmten SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 zugeordnet werden.
  • Wenn der Datenstrom nicht in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist, wird darauf geschlossen, dass der Datenstrom von einer weiteren Kommunikationskomponente 132, 133 gesendet und/oder weitergeleitet wird.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren 200 gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform noch die weiteren Schritte:
    • In einem Schritt 300 erstellt die Kontrollinstanz 110 den Kommunikationsplan für das Kommunikationssystem 100. Vorteilhafterweise ermittelt 290 die Kontrollinstanz 110 die Kommunikationsbedarfe der SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121. Dies erfolgt beispielsweise durch Übertragen von Informationen über die Kommunikationsbedarfe der SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 an die Kontrollinstanz 110.
  • Basierend auf dem Kommunikationsplan werden im Schritt 310 Weiterleitungsregeln für die SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 festgelegt.
  • Diese Weiterleitungsregeln werden in Schritt 320 an die SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 verteilt.
  • Während des Betrieb des Kommunikationssystems 100 werden dann gemäß dem beschriebenen Verfahren 200 die über das Kommunikationssystem 100 übertragenen Datenströme im Schritt 330 detektiert, und weiter im Schritt 340 ermittelt, ob die detektierten Datenströme in dem Kommunikationsplan hinterlegt sind.
  • Vorteilhafterweise werden die nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenströme in einem Schritt 360 weiter analysiert, beispielsweise hinsichtlich der Frequenz ihres Auftretens und/oder hinsichtlich der von ihnen genutzten Bandbreite.
  • Vorteilhafterweise werden aus den durch Analysieren 360 erhaltenen Informationen Beschreibungen dieser Datenströme erstellt.
  • Basierend auf den auf diese Weise detektierten Datenströme der wenigstens einen weiteren Kommunikationskomponente und/oder deren Beschreibungen kann nun in einem weiteren Schritt 370 ein geänderter oder ein neuer Kommunikationsplan erstellt werden, wobei der geänderte oder neue Kommunikationsplan den ermittelten und bisher noch nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstrom berücksichtigt.
  • Basierend auf dem neuen oder geänderten Kommunikationsplan können dann, wie in vorstehender Weise beschrieben, neue oder geänderte Weiterleitungsregeln abgeleitet und an die SDN-Infrastrukturkomponenten 120, 121 verteilt werden. Der neue oder geänderte Kommunikationsplan kann beispielsweise neue oder geänderte Zugangsberechtigungen und/oder Bandbreitenbegrenzungen und/oder Priorisierungen umfassen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium SM (3), umfassend Befehle, insbesondere in Form eines bzw. des Computerprogramms PRG, die bei der Ausführung durch eine Recheneinheit, insbesondere einen Computer, diese veranlassen, das Verfahren 200 gemäß den Ausführungsformen auszuführen. Insbesondere ist das Speichermedium SM der Speicher 151 der Kontrollinstanz 110 oder ein weiterer Speicher, auf den die Kontrollinstanz 110 zugreifen kann.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Monitoringkomponente 160, die in eine SDN-Infrastrukturkomponente 120, 121 integriert ist.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Kontrollinstanz 110 zum Überwachen und/oder Steuern von wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem 100 und wenigstens einem weiteren damit verbundenen SDN-basierten Kommunikationssystem verwendet werden. Bei dem weiteren Kommunikationssystem kann es sich insbesondere um ein Ethernet-basiertes Kommunikationssystem handeln.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen können mehrere Monitoringkomponenten 160 vorgesehen sein, wobei die Kontrollinstanz 110 in Verbindung mit den mehreren Monitoringkomponenten 160 mehrere miteinander verbundene Kommunikationssysteme 100 überwachen und/oder steuern kann.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen können mehrere miteinander verbundene Kommunikationssysteme 100 sowohl CAN- als auch Ethernetbasierte Kommunikationssysteme sein.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Erstellen des Kommunikationsplans und/oder das Ableiten von Weiterleitungsregeln durch eine externe Komponente, beispielsweise durch ein Steuergerät oder in einer Cloud erfolgen.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen können mehrere Kontrollinstanzen 110 vorgesehen sein, die die Funktionalität der Kontrollinstanz 110, insbesondere durch Kombination der mehreren Kontrollinstanzen 110, ausführen, um so beispielweise die Verfügbarkeit des Kommunikationssystems 100 zu erhöhen.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können mehrere Monitoringkomponenten 160 vorgesehen sein, wobei die mehreren Monitoringkomponenten 160 die Funktionalität der Monitoringkomponente 160, insbesondere durch Kombination der mehreren Monitoringkomponenten 160, ausführen, um so beispielweise die Verfügbarkeit des Kommunikationssystems 100 zu erhöhen.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Kontrollinstanz 110 dazu ausgebildet sein, durch direkten Zugriff auf das Kommunikationsmedium 140 das Übertragen von nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenströmen, insbesondere temporär, zu blockieren. Das kann beispielsweise durch das gezielte Zerstören von über das Kommunikationsmedium 140 übertragenen Daten und dem damit verbundene Hochzählen eines Transmit Error Counter erfolgen, welches letztendlich dazu führt, dass der Knoten 132, 133, der die entsprechenden Daten über das Kommunikationsmedium 140 überträgt, in den sogenannte Bus Off State übergeht.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Blockieren durch ein von der Monitoringkomponente 160 festgestelltes Ereignis, beispielsweise eine plötzlich stark ansteigende Anzahl der von einem Knoten gesendeten Daten, ausgelöst werden. Ein Ereignis kann dabei beispielsweise über logische Ausdrücke und/oder statistische Auswertungen von Eigenschaften der übertragenen Daten definiert werden.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen verfügen die Kontrollinstanz 110 und die Monitoringkomponente 160 über eine gemeinsame Zeit und werden auf Basis dieser Zeit synchronisiert betrieben. Diese gemeinsame Zeit kann als global gültige Zeit bezeichnet werden und kann beispielsweise durch einen Zeitserver oder einem Zeitdienst im Kommunikationssystem verfügbar sein. Auch könnte die global gültige Zeit durch einen zusätzlichen Algorithmus oder/und einem protokollbasierten Datenaustausch von den beteiligten Komponenten selbst festgelegt werden.

Claims (16)

  1. Verfahren (200) zum Überwachen des Datenaustausches in wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem (100), das wenigstens eine Software Defined Networking (SDN)-Infrastrukturkomponente (120, 121) zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel aufweist; wobei Datenströme der SDN-Infrastrukturkomponente (120, 121) in einem Kommunikationsplan hinterlegt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Detektieren (330) von wenigstens einem über das Kommunikationssystem (100) übertragenen Datenstrom, und Ermitteln (340), ob der Datenstrom in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist; wobei in Abhängigkeit des Ermittelns (340), dass der Datenstrom nicht in dem Kommunikationsplan hinterlegt ist, darauf geschlossen wird, dass der Datenstrom von einer weiteren Kommunikationskomponente (132, 133) gesendet und/oder weitergeleitet wird.
  2. Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die weitere Kommunikationskomponente (132, 133) eine nicht SDN-fähige Kommunikationskomponente (132, 133) ist.
  3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: Analysieren (360) des nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms.
  4. Verfahren (200) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: Erstellen (300) des Kommunikationsplans für das Kommunikationssystem (100).
  5. Verfahren (200) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Ermitteln (340) eines nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms ein geänderter oder ein neuer Kommunikationsplan erstellt (300) wird und der geänderte oder neue Kommunikationsplan den ermittelten und nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstrom berücksichtigt.
  6. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Kommunikationsplan oder der geänderte Kommunikationsplan oder der neue Kommunikationsplan wenigstens eine Zugangsberechtigung und/oder Bandbreitenbegrenzung und/oder Priorisierung umfasst.
  7. Verfahren (200) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Detektierens (330) von dem über das CAN-basierte Kommunikationssystem (100) übertragenen Datenstrom das Erstellen (331) eines Kommunikationsablaufprotokolls und das Ableiten (332) des Datenstroms aus dem Kommunikationsablaufprotokoll umfasst.
  8. Verfahren (200) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (200) wenigstens einen der weiteren Schritte umfasst: Festlegen (310) von wenigstens einer Weiterleitungsregel anhand des Kommunikationsplans für die SDN-Infrastrukturkomponente und/oder Verteilen (320) der Weiterleitungsregel an die SDN-Infrastrukturkomponente (120, 121).
  9. Verfahren (200) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: zumindest temporäres Blockieren der Übertragung eines nicht im Kommunikationsplan hinterlegten Datenstroms.
  10. Kontrollinstanz (110) für wenigstens ein CAN-basiertes Kommunikationssystem (100), wobei die Kontrollinstanz (110) einen Prozessor (150) und einen Speicher (151) mit Instruktionen aufweist, bei deren Ausführung durch den Prozessor (150) das Verfahren (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführbar ist.
  11. Kontrollinstanz (110) nach Anspruch 10, wobei die Kontrollinstanz (110) wenigstens eine Monitoringkomponente (160) umfasst, die zum Ausführen von wenigstens einem Schritt des Verfahrens (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
  12. Kontrollinstanz (110) nach Anspruch 11, die Kontrollinstanz (110) und die Monitoringkomponente (160) über eine gemeinsame Zeit verfügen und auf Basis dieser Zeit synchronisiert betrieben werden.
  13. CAN-basiertes Kommunikationssystem (100), das wenigstens eine SDN-Infrastrukturkomponente (120, 121) zum Weiterleiten von Daten gemäß wenigstens einer Weiterleitungsregel und wenigstens eine Kontrollinstanz (110) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 aufweist.
  14. Computerlesbares Speichermedium (SM), umfassend Befehle, insbesondere in Form eines Computerprogramms (PRG), die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
  15. Computerprogramm (PRG), das computerlesbare Instruktionen umfasst, bei deren Ausführung durch einen Computer das Verfahren (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 abläuft.
  16. Verwendung des Verfahrens (200) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder der Kontrollinstanz (110) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12 und/oder des Computerprogramms (PRG) gemäß Anspruch 15 zum Überwachen und/oder Steuern von wenigstens einem CAN-basierten Kommunikationssystem (100) und wenigstens einem weiteren damit verbundenen SDN-basierten Kommunikationssystem.
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