Redundanzverfahren; Spanning Tree - Siemens SCALANCE XB-200 Projektierungshandbuch

Technische Grundlagen
5.3 Redundanzverfahren
Common Industrial Protocol
Das Common Industrial Protocol (CIP) ist ein Anwendungsprotokoll der Automatisierung, das
den Übergang der Feldbusse in industrielles Ethernet und in IP-Netze unterstützt. Dieses
Industrieprotokoll benutzen Feldbusse/Industrienetzwerke wie DeviceNet, ControlNet und
EtherNet/IP in der Anwendungsschicht als Schnittstelle zwischen der deterministischen Feldbus-
Welt und der Automatisierungsapplikation (Steuerung, E/A, HMI, OPC, ...). Das CIP liegt oberhalb
der Transportschicht und erweitert die reinen Transportdienste um Kommunikationsdienste für
die Automatisierungstechnik. Dazu gehören Dienste für den zyklischen, den zeitkritischen und
den ereignisgesteuerten Datenverkehr. CIP unterscheidet zwischen den zeitkritischen E/A-
Nachrichten (implicit messages) und individuellen Frage/Antwort-Telegrammen zur
Konfiguration und Datenerfassung (explicit messages). CIP ist objekt-orientiert; alle von außen
"sichtbaren" Daten sind in Form von Objekten zugänglich. CIP hat eine gemeinsame
Konfigurationsgrundlage: EDS (Electronic Data Sheet).
Electronic Data Sheet
Electronic Data Sheet (EDS) ist ein elektronisches Datenblatt zur Beschreibung von Geräten.
Das für den EtherNet/IP-Betrieb benötigte EDS finden Sie unter "System > Laden & Speichern
(Seite 170)".
5.3

Redundanzverfahren

5.3.1

Spanning Tree

Vermeidung von Schleifenbildung bei redundanten Verbindungen
Das Spanning Tree-Verfahren ermöglicht es, Netzwerkstrukturen aufzubauen, bei denen es
mehrere Verbindungen zwischen zwei IE-Switches/-Bridges gibt. Ein Spanning Tree verhindert,
dass es zu einer Schleifenbildung im Netz kommt, indem er genau einen Pfad zulässt und die
anderen (redundanten) Ports für den Datenverkehr deaktiviert. Bei einer Unterbrechung
können die Daten über einen alternativen Pfad gesendet werden. Die Funktionalität des
Spanning Tree-Verfahrens basiert auf dem Austausch von Konfigurations- und
Topologieänderungs-Telegrammen.
Definition der Netztopologie durch Konfigurationstelegramme
Die Geräte tauschen zur Berechnung der Topologie untereinander Konfigurationstelegramme
aus, sogenannte BPDUs (Bridge Protocol Data Units). Mit diesen Telegrammen wird die Root
Bridge ausgewählt und die Netztopologie erstellt. Darüber hinaus bewirken BPDU-Telegramme
den Statuswechsel der Root-Ports.
Die Root Bridge ist die Bridge, die das Spanning Tree-Verfahren für alle beteiligten
Komponenten steuert.
Nachdem die Root Bridge festgelegt ist, bestimmt jedes Gerät einen Root-Port. Der Root-Port
ist der Port mit den geringsten Pfadkosten zur Root Bridge.
40
SCALANCE Layer 2 Switches Web Based Management (WBM) V4.4
Projektierungshandbuch, 02/2023, C79000-G8900-C360-14