本發(fā)明涉及包含彼此時(shí)間同步的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明特別地涉及一種用于監(jiān)測(cè)基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)(例如，機(jī)動(dòng)車輛中的通信網(wǎng)絡(luò))的方法，并且涉及一種被配置為執(zhí)行該方法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)例如呈控制設(shè)備的形式。該方法尤其可以用于監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)中的錯(cuò)誤和/或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。為此，提供了?duì)例如呈電子控制設(shè)備形式的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接通信連接的監(jiān)測(cè)。

背景技術(shù)：

1、在許多技術(shù)領(lǐng)域中，大量控制設(shè)備或計(jì)算機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)彼此通信。在特定應(yīng)用中，需要使這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在時(shí)間方面彼此同步，例如在互連多媒體系統(tǒng)中，要以時(shí)間同步的方式再現(xiàn)媒體內(nèi)容，或者在系統(tǒng)中，大量互連的傳感器向處理單元傳輸傳感器數(shù)據(jù)，該處理單元評(píng)估在時(shí)間方面匹配的傳感器數(shù)據(jù)并由此生成系統(tǒng)的控制信號(hào)。

2、后一種應(yīng)用的一個(gè)應(yīng)用示例是半自動(dòng)化或高度自動(dòng)化駕駛，其中實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地評(píng)估表示車輛環(huán)境和車輛狀態(tài)的傳感器信號(hào)，以便根據(jù)這些傳感器信號(hào)得出尤其是用于車輛安全操作的控制信號(hào)。對(duì)不同類型的大量傳感器的傳感器信號(hào)處理也被稱為傳感器融合。

3、以太網(wǎng)技術(shù)也越來(lái)越多地用于車輛中，它們?nèi)〈f的或?qū)Ｓ械臄?shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)總線。基于以太網(wǎng)的通信根據(jù)所謂的osi層模型進(jìn)行，在該osi層模型中，為每一層分配特定任務(wù)，這些任務(wù)必須由相應(yīng)層的實(shí)體(設(shè)備和軟件)執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)通信功能。層的每個(gè)實(shí)體根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供服務(wù)，這些服務(wù)可以由位于其上方的實(shí)體使用，而該上方的實(shí)體不必關(guān)心位于下方的實(shí)體如何以及通過(guò)何種技術(shù)手段執(zhí)行其肩負(fù)的任務(wù)。因此，在不同的層之間限定了對(duì)應(yīng)的接口。

4、圖1示意性地示出了有線通信網(wǎng)絡(luò)3的例如呈控制設(shè)備形式的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2之間的已知的基于以太網(wǎng)的通信(然而，本發(fā)明中也使用該基于以太網(wǎng)的通信)，該有線通信網(wǎng)絡(luò)以根據(jù)具有總共7個(gè)層i至vii的osi層模型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議運(yùn)行。要由各個(gè)層執(zhí)行的任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2的計(jì)算單元(未單獨(dú)示出)中實(shí)施，并且在圖1中示意性地示出。

5、根據(jù)本身已知的osi層模型，這些層指代如下：

6、層i：物理層(physical?layer)，

7、層ii：數(shù)據(jù)鏈路層(data?link?layer)，

8、層iii：網(wǎng)絡(luò)層(network?layer)，

9、層iv：傳輸層(transport?layer)，

10、層v：會(huì)話層(session?layer)，

11、層vi：表示層(presentation?layer)，

12、層vii：應(yīng)用層(application?layer)。

13、層iii至層vii用于處理物理傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并將其關(guān)聯(lián)給特定應(yīng)用，這些應(yīng)用經(jīng)由應(yīng)用層(層vii)訪問(wèn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。這些層具有組織層級(jí)，并且與數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)包的物理傳輸無(wú)關(guān)。因?yàn)楸景l(fā)明不涉及這些層，所以將不描述本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的這些層的內(nèi)容。

14、實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸在層i和層ii中進(jìn)行。層i(phy——物理層)直接包含用于啟用或停用物理連接的輔助工具。這些輔助工具特別地包括設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)部件，比如放大器、連接器、用于網(wǎng)絡(luò)電纜的插座、中繼器、集線器、收發(fā)器等。因此，該層i用于通過(guò)合適的電信號(hào)、光信號(hào)、電磁信號(hào)或聲信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳輸信道的物理尋址；在有線以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的情況下，信號(hào)通常是電信號(hào)或電磁信號(hào)。物理通信需要的網(wǎng)絡(luò)接口被關(guān)聯(lián)給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)osi層模型形成層i。

15、osi層模型的層ii(稱為數(shù)據(jù)鏈路層或鏈路層)用于組織和控制基本上無(wú)差錯(cuò)的傳輸并控制對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問(wèn)。此處還實(shí)現(xiàn)了發(fā)射器與接收器之間的數(shù)據(jù)流控制。邏輯上，數(shù)據(jù)鏈路層經(jīng)常被劃分為介質(zhì)訪問(wèn)控制mac(medium?access?control)和邏輯鏈路控制llc(logical?link?control)。介質(zhì)訪問(wèn)控制mac控制多個(gè)計(jì)算機(jī)如何共享共同使用的物理傳輸介質(zhì)。為此，介質(zhì)訪問(wèn)控制尤其使用通信參與者的所謂的mac地址，所述mac地址作為唯一標(biāo)識(shí)被關(guān)聯(lián)給作為通信網(wǎng)絡(luò)3中的參與者的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。介質(zhì)訪問(wèn)控制mac由邏輯鏈路控制llc管理，該邏輯鏈路控制將輸入數(shù)據(jù)分配到各傳輸方向，并協(xié)調(diào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的更高級(jí)別層的訪問(wèn)。介質(zhì)訪問(wèn)控制mac和邏輯鏈路控制llc的任務(wù)形成所謂的數(shù)據(jù)鏈路層(層ii)，在該數(shù)據(jù)鏈路層中，可識(shí)別不同的網(wǎng)絡(luò)參與者，以便以受控的方式組織網(wǎng)絡(luò)通信。這種邏輯管理在圖1中示意性地集成在通信網(wǎng)絡(luò)3的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1與2之間、表示物理連接的線中。

16、因此，作為通信網(wǎng)絡(luò)中的參與者的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2僅在數(shù)據(jù)鏈路層(層ii)中受到控制，例如通過(guò)唯一mac地址標(biāo)識(shí)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)參與者，這是介質(zhì)訪問(wèn)控制所必須的。在物理層(層i)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2不知道通信網(wǎng)絡(luò)3中相應(yīng)的另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)2、1，而是僅控制其與通信網(wǎng)絡(luò)3的接口處的物理通信。

17、經(jīng)由以太網(wǎng)連接彼此通信地連接的大量系統(tǒng)、尤其是車輛中的系統(tǒng)或用于同步傳輸音頻和視頻信號(hào)的系統(tǒng)，可能對(duì)傳輸?shù)目煽啃院蛿?shù)據(jù)包的時(shí)間協(xié)調(diào)提出特別高的要求。特別是對(duì)于車輛中的安全關(guān)鍵型應(yīng)用，例如駕駛輔助系統(tǒng)或自主駕駛的傳感器和控制信息的傳輸，對(duì)數(shù)據(jù)包的時(shí)間協(xié)調(diào)提出了很高的要求。即使信號(hào)傳輸時(shí)間相對(duì)較小的變化也可能導(dǎo)致系統(tǒng)行為改變，例如，因?yàn)楸緫?yīng)共同處理的信號(hào)或必須與其他信號(hào)處在同一確定的、嚴(yán)格協(xié)調(diào)的時(shí)間范圍內(nèi)的信號(hào)由于信號(hào)傳輸時(shí)間的變化不再適配。在系統(tǒng)行為改變或不可預(yù)測(cè)的情況下，不再能確保系統(tǒng)的可靠性。

18、時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的普及程度將持續(xù)提高，尤其是因?yàn)樵絹?lái)越多的控制設(shè)備傳輸來(lái)自不同傳感器的傳感器數(shù)據(jù)，這些傳感器數(shù)據(jù)被組合和評(píng)估以提供安全功能和舒適性功能。傳感器數(shù)據(jù)融合的一個(gè)特別重要的方面是傳感器數(shù)據(jù)在時(shí)間上的關(guān)聯(lián)。根據(jù)應(yīng)用，可能需要在毫秒或微秒精度下融合相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)，而對(duì)于其他應(yīng)用，有時(shí)可能允許檢測(cè)時(shí)間之間有較大的時(shí)間間隔。還可以設(shè)想的是，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)必須在納秒范圍內(nèi)被精確關(guān)聯(lián)。然而，除了傳感器融合所需的數(shù)據(jù)外，在監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行期間采集的、僅用于維護(hù)目的或用于記錄批準(zhǔn)運(yùn)行和正確運(yùn)行的數(shù)據(jù)，例如也可能對(duì)其以正確的時(shí)間采集和存儲(chǔ)有嚴(yán)格要求。

19、以太網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步可以借助于對(duì)應(yīng)的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有全局有效的時(shí)間基礎(chǔ)。在ieee?802.1as標(biāo)準(zhǔn)中約定了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步，例如，其使用精確時(shí)間協(xié)議(ptp)。

20、ptp定義了在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有最佳時(shí)鐘(也被稱為主時(shí)鐘)的主/從時(shí)鐘層次結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的剩余網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間基礎(chǔ)是從這個(gè)最佳時(shí)鐘(最高級(jí)計(jì)時(shí)裝置)得出的，該最佳時(shí)鐘借助于最佳主時(shí)鐘算法(bmca)來(lái)確定?；谥鲿r(shí)鐘，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)廣播時(shí)間同步消息。此外，ptp定義了用于測(cè)量連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間的機(jī)制以及用于交換時(shí)間信息的方法。

21、為了根據(jù)bmca確定主時(shí)鐘，具有ieee?802.1as功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將具有關(guān)于其內(nèi)部時(shí)鐘的信息的宣告消息周期性地傳輸?shù)街苯舆B接的另外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。關(guān)于內(nèi)部時(shí)鐘的信息提供了以下指示：相應(yīng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性/精度、其基準(zhǔn)或時(shí)間基準(zhǔn)、以及可以用來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)中的最佳時(shí)鐘的其他屬性。這種宣告消息在圖2a)中以示例的方式展示。這種宣告消息的接收者將接收到的信息與其自身的內(nèi)部時(shí)鐘的特征進(jìn)行比較，并將已經(jīng)從另一端口接收到的任何消息與同其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘有關(guān)的信息進(jìn)行比較，并且如果另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有更佳的時(shí)鐘參數(shù)，則接受該另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的時(shí)鐘。在短時(shí)間之后，已經(jīng)確定網(wǎng)絡(luò)中的最佳時(shí)鐘，該最佳時(shí)鐘然后成為網(wǎng)絡(luò)中的主時(shí)鐘，并且已經(jīng)創(chuàng)建時(shí)間同步生成樹(shù)。在該過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)端口被關(guān)聯(lián)有四種端口狀態(tài)之一。到主時(shí)鐘的路徑比其鏈路伙伴短的端口被關(guān)聯(lián)“主端口”狀態(tài)。如果該節(jié)點(diǎn)處的其他端口還沒(méi)有“從”狀態(tài)，則關(guān)聯(lián)“從”狀態(tài)。不能完全支持ptp協(xié)議的端口選擇禁用。如果其他三種狀態(tài)都不適用，則選擇“被動(dòng)”狀態(tài)。

22、在ptp的變體中，即在廣義精確時(shí)間協(xié)議(gptp)中，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)各自總是直接相互通信以實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，而這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的任何一個(gè)都不是僅將所收到的時(shí)間同步消息轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。相反，在時(shí)間信息被轉(zhuǎn)發(fā)之前，該時(shí)間信息由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)連接上的先前確定的信號(hào)傳輸時(shí)間(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由該連接從直接連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收時(shí)間同步消息)和內(nèi)部處理時(shí)間來(lái)校正，然后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備并轉(zhuǎn)發(fā)具有經(jīng)校正的時(shí)間信息的新時(shí)間同步消息。支持gptp的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)也稱為“時(shí)間感知系統(tǒng)”。

23、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間可以借助于sync_follow_up機(jī)制來(lái)確定，該機(jī)制在圖2b)中示意性地展示。主端口向相應(yīng)的相鄰鏈路伙伴、也就是說(shuō)向相鄰鏈路伙伴的從端口周期性地傳輸sync(同步)消息和follow_up(跟隨)消息。當(dāng)sync消息離開(kāi)主端口時(shí)，會(huì)生成時(shí)間戳，并立即在后續(xù)的follow_up消息中傳輸。該時(shí)間戳對(duì)應(yīng)于在發(fā)送sync消息時(shí)主時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間。接收者能夠根據(jù)接收到這兩個(gè)消息的時(shí)間之間的差來(lái)確定連接的信號(hào)傳輸時(shí)間，并且然后，接收者可以利用該信號(hào)傳輸時(shí)間并基于在sync消息中傳輸?shù)?、主時(shí)鐘的時(shí)間來(lái)設(shè)置其時(shí)鐘。

24、在圖2c)中以示例的方式示出的所謂的“對(duì)等延遲機(jī)制”用于獨(dú)立于主時(shí)鐘的時(shí)間同步消息來(lái)確定兩個(gè)連接端口之間的延遲。一個(gè)端口(發(fā)起方)通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(響應(yīng)方)的與其直接連接的端口傳輸delay_request消息來(lái)開(kāi)始測(cè)量線路延遲。在經(jīng)由以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)際傳輸消息之前盡可能晚地生成具有時(shí)間的發(fā)送時(shí)間戳t1，并將該發(fā)送時(shí)間戳插入到消息中，使得該發(fā)送時(shí)間戳t1很好地近似地定義了傳輸消息的實(shí)際發(fā)送時(shí)間。在消息到達(dá)時(shí)，響應(yīng)方生成接收時(shí)間戳t2。作為響應(yīng)，響應(yīng)方向發(fā)起方傳輸delay_response消息。在該消息中，響應(yīng)方傳輸delay_request消息的接收時(shí)間戳t2。如果該消息離開(kāi)響應(yīng)方，則所述響應(yīng)方再生成發(fā)送時(shí)間戳t3，該發(fā)送時(shí)間戳在緊隨其后的delay_response_follow-up消息中被發(fā)送到發(fā)起方。當(dāng)發(fā)起方接收到delay_response消息時(shí)，發(fā)起方生成接收時(shí)間戳t4。發(fā)起方可以使用t1至t4這四個(gè)時(shí)間戳來(lái)計(jì)算通信路線的平均傳輸時(shí)間。由于連接路線上的傳輸時(shí)間可能因方向而異，因此delay_request消息由兩個(gè)通信伙伴相互獨(dú)立地發(fā)送。

25、這些測(cè)量可以周期性地進(jìn)行，即，以例如從100ms到幾秒或幾分鐘的預(yù)定義時(shí)間間隔進(jìn)行。即使使用大約一秒的時(shí)間間隔，也不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成很大負(fù)載，因此即使在這些相對(duì)較短的時(shí)間間隔下進(jìn)行測(cè)量也不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行造成影響。

26、可以有利的是，在通信網(wǎng)絡(luò)3的彼此通信連接的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2之間執(zhí)行這種信號(hào)傳輸時(shí)間測(cè)量，優(yōu)選地在在每?jī)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2之間直接測(cè)量信號(hào)傳輸時(shí)間。

27、在開(kāi)發(fā)互連系統(tǒng)期間或在分析互連系統(tǒng)時(shí)，可能需要監(jiān)測(cè)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量，例如以便定位系統(tǒng)中發(fā)生的錯(cuò)誤。為了能夠監(jiān)測(cè)彼此直接連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信而無(wú)需為此目的專門(mén)調(diào)整或改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件(這可能導(dǎo)致系統(tǒng)行為改變，其中不發(fā)生錯(cuò)誤或發(fā)生不同的錯(cuò)誤)，通常將所謂的測(cè)試訪問(wèn)點(diǎn)(tap)或交換機(jī)或網(wǎng)橋插入到兩個(gè)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接中。

28、從圖3a)所示的通信網(wǎng)絡(luò)3的物理連接的示意圖中，根據(jù)實(shí)線箭頭可以看出，物理連接可被斷開(kāi)，而無(wú)需且無(wú)法被虛線箭頭表示的訪問(wèn)控制機(jī)制(mac，數(shù)據(jù)鏈路層或?qū)觟i)感知。為此，如圖3b)所示，分接器4(例如，tap)分別被插入在兩個(gè)物理接口phy處，此處分接器可以連接有例如網(wǎng)絡(luò)分析器，該網(wǎng)絡(luò)分析器分析兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1、2之間的數(shù)據(jù)流量(圖中未示出)。

29、這樣的tap?4簡(jiǎn)單地接入到現(xiàn)有的線路連接中，在數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)時(shí)逐位復(fù)制數(shù)據(jù)信息或數(shù)據(jù)包而不分析其內(nèi)容，并且經(jīng)由另一接口輸出復(fù)制的數(shù)據(jù)信息。物理數(shù)據(jù)流被簡(jiǎn)單地不變地轉(zhuǎn)發(fā)。因此，網(wǎng)絡(luò)分析器4在通信網(wǎng)絡(luò)3中是不明顯的。特別地，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1和2的數(shù)據(jù)鏈路層(osi層模型的層ii)不知道該網(wǎng)絡(luò)分析器4的存在。

30、然而，與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1與2之間的直接線路連接相比，通過(guò)tap?4的數(shù)據(jù)流導(dǎo)引使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1與2之間傳輸?shù)男盘?hào)(數(shù)據(jù)包)的信號(hào)傳輸時(shí)間延長(zhǎng)。信號(hào)傳輸時(shí)間的這種延長(zhǎng)可以達(dá)到幾百納秒。

31、與tap相比，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接中使用交換機(jī)或網(wǎng)橋來(lái)截獲通信對(duì)通信具有甚至更大的影響。即使交換機(jī)或網(wǎng)橋(與tap相似)沒(méi)有直接地址，其也會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)延遲(尤其是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前數(shù)據(jù)可能被存儲(chǔ))，并且還會(huì)參與層2通信。

32、如前所述，插入tap或交換機(jī)或者插入網(wǎng)橋可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)間延長(zhǎng)，這降低了時(shí)間同步的準(zhǔn)確性，或者甚至干擾或阻止時(shí)間同步。特別是在正確且可靠的時(shí)間同步對(duì)于包括多個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要的系統(tǒng)中，時(shí)間同步干擾或失敗可能導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨后從原始運(yùn)行模式改變?yōu)椴煌倪\(yùn)行模式(例如，錯(cuò)誤模式)，并且無(wú)法對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或系統(tǒng)的原始運(yùn)行模式的通信進(jìn)行預(yù)期的授權(quán)監(jiān)測(cè)。因此，有時(shí)不再能確保安全運(yùn)行，并且也使故障排除變得相當(dāng)困難。容易看出的是，除非在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間同步消息時(shí)重新確定信號(hào)傳輸時(shí)間并對(duì)應(yīng)地校正信號(hào)傳輸時(shí)間，否則時(shí)間同步的干擾會(huì)隨著在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間插入的tap或交換機(jī)或者網(wǎng)橋的數(shù)量而增加。

33、tap或交換機(jī)或者網(wǎng)橋也可以出于除故障排除之外的原因插入到網(wǎng)絡(luò)連接中，例如，為了在沒(méi)有授權(quán)的情況下截獲網(wǎng)絡(luò)上的通信，以及識(shí)別可以用于以有針對(duì)性的方式并且在沒(méi)有授權(quán)的情況下改變系統(tǒng)行為的漏洞。特別地，這樣的技術(shù)手段可以用于大量以相同方式采用的系統(tǒng)。攻擊者只需要訪問(wèn)系統(tǒng)中的一個(gè)，并且在分析該系統(tǒng)并找到漏洞后可以以有針對(duì)性的方式攻擊這些系統(tǒng)中的任一其他的系統(tǒng)。

34、這尤其在涉及安全的應(yīng)用的中(比如存在于機(jī)動(dòng)車輛中的應(yīng)用)具有一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。例如，如果傳輸了由駕駛輔助系統(tǒng)評(píng)估的信息，則有必要證實(shí)該信息是否被截獲/竊聽(tīng)。這種截獲可能為對(duì)機(jī)動(dòng)車輛通信系統(tǒng)的有針對(duì)性的攻擊創(chuàng)造條件，例如通過(guò)暴露所使用的密鑰或網(wǎng)絡(luò)地址。

35、由于原則上僅在知道參與者在網(wǎng)絡(luò)中的尋址(即，知道參與者的mac地址或其他唯一標(biāo)識(shí)特征)的情況下才能監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)中的參與者，因此tap或交換機(jī)的插入或者網(wǎng)橋的插入在基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng)中形成攻擊機(jī)會(huì)，所述攻擊的機(jī)會(huì)在osi層模型的層ii或更高層中是不可識(shí)別的。

36、在靜態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)(例如，機(jī)動(dòng)車輛的靜態(tài)通信網(wǎng)絡(luò))中(其中除非通過(guò)經(jīng)授權(quán)或未經(jīng)授權(quán)的干預(yù)來(lái)改變網(wǎng)絡(luò)，否則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粫?huì)改變)，可以通過(guò)識(shí)別信號(hào)傳輸時(shí)間的變化來(lái)確定干預(yù)。在這方面可以用于測(cè)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)傳輸時(shí)間的可能方法是參考圖2c)描述的方法。

37、使用系統(tǒng)在未受任何干預(yù)時(shí)測(cè)得的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間連接的平均傳播時(shí)間，前提是這些時(shí)間已存儲(chǔ)在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中(針對(duì)與其他節(jié)點(diǎn)的每條直接連接)。此外，必須以不太短的間隔周期性地重復(fù)測(cè)量傳輸時(shí)間，以便也能夠識(shí)別持續(xù)時(shí)間較短的干預(yù)。因此，這可能周期性地引起網(wǎng)絡(luò)連接上的通信負(fù)載增加，使得特別時(shí)間關(guān)鍵/時(shí)間敏感的消息可能延遲到達(dá)其目的地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，期望提供一種用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的彼此直接連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信連接的方法，借助于該方法，還可以在僅處理物理數(shù)據(jù)流的技術(shù)物理層中識(shí)別直接連接中的干預(yù)，而無(wú)需為此目的執(zhí)行對(duì)信號(hào)傳輸時(shí)間的周期性測(cè)量以及與先前確定的信號(hào)傳輸時(shí)間值的比較。另外期望能夠調(diào)整已經(jīng)由于干預(yù)而改變的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接的參數(shù)，使得系統(tǒng)的運(yùn)行行為與干預(yù)之前的運(yùn)行行為沒(méi)有不同。另外期望提供一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、特別是機(jī)動(dòng)車輛的控制設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以連接或已連接到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且被配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或其一部分。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的的第一部分通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該目的的另一部分通過(guò)如權(quán)利要求8所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。又另一部分通過(guò)在權(quán)利要求11中所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中陳述了該方法的改進(jìn)方案和實(shí)施例。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，為了識(shí)別兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中的干預(yù)，首先需要確定作為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接的參數(shù)的限值，在直接連接中有干預(yù)的情況下該限值被超過(guò)，并且該限值可以用作干預(yù)存在的可靠指示。這樣的參數(shù)例如是該直接連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間，因?yàn)槿绻迦雝ap或交換機(jī)或者網(wǎng)橋，則信號(hào)傳輸時(shí)間增加，這是直接連接中的主動(dòng)干預(yù)所需要的。該參數(shù)無(wú)法從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，也不能在數(shù)據(jù)庫(kù)等中檢索。此外，對(duì)于每個(gè)鏈路和每個(gè)鏈路類型，該參數(shù)可以不同。在本說(shuō)明書(shū)的上下文中，表述“直接連接”意指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接物理連接，即，之間沒(méi)有插入其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

4、根據(jù)本發(fā)明的用于確定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接的信號(hào)傳輸時(shí)間的限值的方法首先包括：在系統(tǒng)的彼此直接連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中未受干預(yù)時(shí)，確定該直接連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間。這可以例如借助于從ieee?802.1as標(biāo)準(zhǔn)中已知的對(duì)等延遲方法來(lái)執(zhí)行，其中，可以在單個(gè)方向上或在兩個(gè)方向上執(zhí)行測(cè)量。然而，如果信號(hào)傳輸時(shí)間先前已經(jīng)確定并且不隨時(shí)間變化，也可以通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)或配置存儲(chǔ)器讀取來(lái)確定該信號(hào)傳輸時(shí)間。用于確定該信號(hào)傳輸時(shí)間的其他方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的并且已知的。

5、在下一步驟中，發(fā)起經(jīng)由直接連接傳輸?shù)谝活愋偷南?，該第一類型的消息至少在發(fā)射器中被添加或關(guān)聯(lián)發(fā)送時(shí)間戳。另外，可以在接收器中為第一類型的消息添加或關(guān)聯(lián)接收時(shí)間戳。

6、基于第一類型的消息中的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間戳，可以檢查物理層上的信號(hào)傳輸時(shí)間。第一類型的消息還可以觸發(fā)接收器的響應(yīng)，使得還可以在該消息的發(fā)射器中檢查該信號(hào)傳輸時(shí)間。第一類型的消息可以是來(lái)自在ieee?8201.as標(biāo)準(zhǔn)中指定的事件消息類的消息，例如，同樣是對(duì)等延遲消息。

7、在經(jīng)由物理層傳輸被提供有發(fā)送時(shí)間戳的先前發(fā)起的第一類型的消息之前，將該消息延遲第一發(fā)送延遲值。附加地或可替代地，在物理層上接收到該消息之后并且在設(shè)置接收時(shí)間戳之前，可以將該消息延遲第一接收延遲值。第一接收延遲值可以依賴于或獨(dú)立于第一發(fā)送延遲值。

8、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ieee?802.1as，，對(duì)于事件消息類中的至少部分消息規(guī)定：如果直接連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)預(yù)定值，則改變先前表示直接連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間未被超過(guò)的變量。例如，該預(yù)定值是ieee?802.1as標(biāo)準(zhǔn)中通過(guò)變量meanlinkdelaythresh定義的值。例如，該變量是ieee?802.1as標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)志ascapableacrossdomains或ascapable，所述標(biāo)志用于系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步過(guò)程并且指示網(wǎng)絡(luò)端口根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)間同步的能力。ascapableacrossdomains或ascapable的值(作為布爾變量可以取值真或假)的變化被傳送到phy中的狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)隨后將相關(guān)端口的狀態(tài)設(shè)置為reenabledext或disabledext。

9、該端口的狀態(tài)尤其在時(shí)間同步過(guò)程中被通告，使得由于時(shí)間同步消息的周期性傳輸，所有其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)被告知該改變。

10、因此，該方法包括檢查信號(hào)傳輸時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定值。這可以通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行：例如，通過(guò)將發(fā)送時(shí)間戳指示的發(fā)送時(shí)間與接收器的同步系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行比較、通過(guò)將發(fā)送時(shí)間與由接收器在響應(yīng)消息中發(fā)送回到發(fā)射器的接收時(shí)間進(jìn)行比較、通過(guò)評(píng)估ieee802.1as標(biāo)準(zhǔn)的ascapableacrossdomains或ascapable標(biāo)志、通過(guò)評(píng)估端口狀態(tài)或者通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他方法。

11、如果檢查表明信號(hào)傳輸時(shí)間沒(méi)有超過(guò)預(yù)定值，則發(fā)起經(jīng)由直接連接對(duì)第一類型的其他消息的傳輸，其中，在設(shè)置時(shí)間戳之后并且在物理層上的實(shí)際傳輸之前的延遲相對(duì)于先前設(shè)置值增大。然后再次檢查信號(hào)傳輸時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定值。以相對(duì)于先前的傳輸過(guò)程增加的延遲重復(fù)進(jìn)行所述的發(fā)起和延遲傳輸，直到信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)預(yù)定值。然后，將最后的延遲值輸出和/或存儲(chǔ)為針對(duì)該直接連接所確定的限值，在該限值下信號(hào)傳輸時(shí)間尚未超過(guò)預(yù)定值。如果對(duì)發(fā)送和接收兩者單獨(dú)設(shè)置了延遲值，則將最后的延遲值相應(yīng)地存儲(chǔ)為所確定的限值。存儲(chǔ)可以在本地或在外部數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)。

12、可以在兩個(gè)方向上執(zhí)行對(duì)彼此直接連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的限值的確定。

13、在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在信號(hào)傳輸時(shí)間首次超過(guò)預(yù)定值之后，以先前設(shè)定的延遲值重復(fù)發(fā)送，該重復(fù)執(zhí)行先前限定的嘗試次數(shù)或重復(fù)次數(shù)。如果在連續(xù)的所有測(cè)試或重復(fù)中信號(hào)傳輸時(shí)間都超過(guò)預(yù)定值，則該方法前進(jìn)到下一步驟。如果在達(dá)到先前限定的嘗試次數(shù)或重復(fù)次數(shù)之前信號(hào)傳輸時(shí)間再次低于預(yù)定值，則重新開(kāi)始重復(fù)階段，其中，以相對(duì)于先前設(shè)置值增大的延遲來(lái)執(zhí)行傳輸和檢查。因此，可以可靠地識(shí)別出由于常規(guī)運(yùn)行中發(fā)生的非常小的偏差而導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)或低于預(yù)定值的延遲值。在以后使用信號(hào)傳輸時(shí)間的限值時(shí)，可以根據(jù)應(yīng)用，針對(duì)性地使用或者忽略這種限制的值，特別是在延遲僅能以具有特定最小參量的離散步長(zhǎng)設(shè)置的情況下。

14、在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在設(shè)置的延遲情況下信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)預(yù)定值一次或可選地多次之后，可以再次減小一個(gè)或多個(gè)延遲的值，并且可以再次執(zhí)行是否超過(guò)信號(hào)傳輸時(shí)間的檢查?？蛇x地重復(fù)進(jìn)行減小和測(cè)試，直到該號(hào)傳輸時(shí)間低于預(yù)定值。在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以在先前設(shè)置的延遲情況下的重復(fù)階段中檢查信號(hào)傳輸時(shí)間是否在連續(xù)的先前限定次數(shù)的檢查或重復(fù)中低于預(yù)定值，并且可以可選地以再次減小的延遲重新開(kāi)始重復(fù)階段。

15、為了不干擾系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)行，在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以在其信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)預(yù)定值的每個(gè)消息之后無(wú)延遲地傳輸在發(fā)射器中被添加或關(guān)聯(lián)有發(fā)送時(shí)間戳和/或在接收器中被添加或關(guān)聯(lián)有接收時(shí)間戳的第一類型的消息。由此可重置可能存在的觸發(fā)機(jī)制，該機(jī)制僅在達(dá)到預(yù)定嘗試次數(shù)后才會(huì)使系統(tǒng)或一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入故障運(yùn)行模式或其他偏離原始運(yùn)行模式的模式。特別地，根據(jù)ieee?802.1as標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間同步的方法可以補(bǔ)償多達(dá)兩個(gè)連續(xù)同步消息的失敗。僅在缺失三個(gè)連續(xù)同步消息的情況下，系統(tǒng)的時(shí)間同步才會(huì)受到干擾或重新發(fā)起，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)才會(huì)進(jìn)入錯(cuò)誤模式或表現(xiàn)出造成系統(tǒng)運(yùn)行改變的其他影響。

16、在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，為延遲的傳輸添加延遲可以例如通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行：在設(shè)置時(shí)間戳之后并且在(隨后被加密的)數(shù)據(jù)位實(shí)際經(jīng)由通信介質(zhì)發(fā)送之前，在物理層上(即，在物理連接上)至少對(duì)第一類型的消息進(jìn)行加密。例如，從ieee?802.1ae已知的macsec機(jī)制可以用于此目的。macsec機(jī)制一方面支持用于確保所傳輸數(shù)據(jù)的完整性的方法，另一方面支持對(duì)數(shù)據(jù)的加密。在前者的情況下，由發(fā)射器添加8字節(jié)長(zhǎng)的報(bào)頭和16字節(jié)長(zhǎng)的報(bào)尾，并由接收器對(duì)其進(jìn)行檢查，以確保數(shù)據(jù)的完整性。僅這24個(gè)附加字節(jié)就引起了信號(hào)傳輸時(shí)間的增加。因?yàn)榧用苤辽傩枰鎯?chǔ)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)位，所以這意味著在消息實(shí)際傳輸?shù)浇邮掌髦皶?huì)有延遲，該延遲尤其還依賴于塊中相應(yīng)地加密的數(shù)據(jù)位的數(shù)量。此外，根據(jù)所選擇的加密方法和密鑰，要傳輸?shù)南⒌奈粩?shù)或字節(jié)的數(shù)量可能會(huì)顯著增加，使得由于加密而增加的要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量也導(dǎo)致附加的延遲。因此，在該方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)使用不同的加密參數(shù)來(lái)設(shè)置不同的延遲。例如，使用gcm-aes-128加密可以比使用gcm-aes-256加密產(chǎn)生更短的延遲。如果只需要短延遲，則可以使用確保完整性的方法而不加密數(shù)據(jù)。替代于或附加于對(duì)第一類型的消息進(jìn)行加密，緊接在傳輸?shù)谝活愋偷南⒅?，可以用附加字?jié)加密和/或傳輸任何其他消息，以便確保完整性。由于在這兩種情況下要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量增加并且對(duì)應(yīng)的處理可選地需要附加時(shí)間，因此在發(fā)射器的流控制緩沖區(qū)中設(shè)置發(fā)送時(shí)間戳之后，對(duì)隨后的第一類型的消息的傳輸對(duì)應(yīng)地進(jìn)行延遲。以相同的方式，將接收到的第一類型的消息存儲(chǔ)在接收緩沖區(qū)中，直到先前發(fā)送的消息被解密，使得甚至在使用macsec機(jī)制設(shè)置接收時(shí)間戳之前也實(shí)現(xiàn)了延遲，并且延長(zhǎng)了對(duì)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可感知的信號(hào)傳輸時(shí)間。由于對(duì)加密消息的響應(yīng)也被加密，因此當(dāng)使用參考圖2c)描述的對(duì)等延遲方法時(shí)，信號(hào)傳輸時(shí)間可能顯著延長(zhǎng)。

17、因?yàn)槌死缬捎谕ǔ５亩秳?dòng)或與溫度相關(guān)的傳輸時(shí)間差而引起相對(duì)小的微不足道的偏差之外，靜態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)(例如，存在于機(jī)動(dòng)車輛中的靜態(tài)通信網(wǎng)絡(luò))中的信號(hào)傳輸時(shí)間不會(huì)發(fā)生顯著變化，所以不必在短間隔內(nèi)重復(fù)信號(hào)傳輸時(shí)間限值的確定。為了考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中電子部件的老化，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)限值的確定即可。

18、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在一種用于識(shí)別在第一運(yùn)行模式下的運(yùn)行期間系統(tǒng)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中的干預(yù)的方法中，周期性地或以不規(guī)則的間隔重復(fù)地發(fā)起第一類型的消息，在發(fā)射器中向所述消息添加或關(guān)聯(lián)發(fā)送時(shí)間(例如，發(fā)送時(shí)間戳)、和/或在接收器的情況下例如借助于接收時(shí)間戳記錄接收時(shí)間。在設(shè)置發(fā)送時(shí)間戳之后并且在經(jīng)由物理層發(fā)送消息之前、和/或在經(jīng)由物理層接收到消息之后并且在設(shè)置接收時(shí)間戳之前，至少將第一類型的消息延遲針對(duì)直接連接上的信號(hào)傳輸時(shí)間在上述方法中確定的一個(gè)限值或在上述方法中確定的多個(gè)限值。然后檢查該信號(hào)傳輸時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定值。如果信號(hào)傳輸時(shí)間超過(guò)預(yù)定值，則發(fā)出超限信號(hào)。因此，可以識(shí)別兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中的干預(yù)，并采取應(yīng)對(duì)措施。通過(guò)延遲設(shè)置的信號(hào)傳輸時(shí)間的延長(zhǎng)有利地選擇成，使得一方面可靠地避免超過(guò)信號(hào)傳輸時(shí)間的預(yù)定值，但是即使信號(hào)傳輸時(shí)間的較小的附加延長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致超限。

19、在本發(fā)明的這個(gè)方面中，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和接收網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的作用也可以反復(fù)改變，因?yàn)榈谝活愋偷南⒖梢灾芷谛缘厍译p向地(即，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的每個(gè)通信方向上)傳輸。有利地，周期性地進(jìn)行該監(jiān)測(cè)，即，以預(yù)定義或可預(yù)定義的時(shí)間間隔進(jìn)行，使得可以可靠地確定變化。

20、一旦檢測(cè)到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中的干預(yù)，執(zhí)行該方法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就可以將此干預(yù)傳送到在osi層模型中的較高通信級(jí)別上的相關(guān)系統(tǒng)部件。因此，可選地，在進(jìn)一步測(cè)試干預(yù)的可靠性之后，可以觸發(fā)調(diào)整，以便允許在不超過(guò)信號(hào)傳輸時(shí)間的預(yù)定值的情況下再次實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行。

21、為了能夠識(shí)別并忽略以不規(guī)則的間隔超過(guò)信號(hào)傳輸時(shí)間的預(yù)定值僅一次的情況，可以規(guī)定，僅在多次超過(guò)信號(hào)傳輸時(shí)間的預(yù)定值的情況下執(zhí)行超限通知。因此，例如，可以攔截網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)過(guò)載，這些臨時(shí)過(guò)載使信號(hào)接收或由此執(zhí)行的計(jì)算操作稍微延遲，但不構(gòu)成對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的干預(yù)。

22、根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的第二方面的方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，響應(yīng)于超限通知，系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)變到錯(cuò)誤模式，在該錯(cuò)誤模式下，例如，安全相關(guān)功能以特別保護(hù)的方式執(zhí)行或被關(guān)閉。在錯(cuò)誤模式下運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通知系統(tǒng)的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正在錯(cuò)誤模式下運(yùn)行。

23、替代地，可以將至少第一類型的消息的延遲減小為減小的值，在該減小的值下，該信號(hào)傳輸時(shí)間不超過(guò)預(yù)定值。為了確定該減小的值，可選地，可以使用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。

24、如果延遲減小到的值使信號(hào)傳輸時(shí)間不超過(guò)預(yù)定值，則可以恢復(fù)系統(tǒng)行為，該恢復(fù)的系統(tǒng)行為與在用通告超限之前的系統(tǒng)行為沒(méi)有不同。因此，例如由于將tap經(jīng)授權(quán)地插入到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接中而改變的系統(tǒng)行為可以返回到插入tap之前的狀態(tài)，使得例如在故障排查時(shí)不發(fā)生由tap的插入引起的附加錯(cuò)誤，或者相對(duì)于插入tap之前的操作系統(tǒng)不改變運(yùn)行行為。

25、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)或多個(gè)處理器、與該一個(gè)或多個(gè)處理器相關(guān)聯(lián)的易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器、以及物理網(wǎng)絡(luò)接口，該物理網(wǎng)絡(luò)接口通信地連接到該一個(gè)或多個(gè)處理器，并且被配置為經(jīng)由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一共同使用的通信介質(zhì)進(jìn)行發(fā)送和/或接收。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線或數(shù)據(jù)總線彼此通信連接。在該非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，并且當(dāng)這些計(jì)算機(jī)程序指令由該至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。

26、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，一種系統(tǒng)、特別是車輛系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)經(jīng)由直接連接互連的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)被配置為執(zhí)行上文進(jìn)一步描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的至少一個(gè)實(shí)施例。

27、根據(jù)本發(fā)明的第五方面的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含指令，這些指令在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)使該計(jì)算機(jī)執(zhí)行上文描述的方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例和改進(jìn)方案。

28、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或數(shù)據(jù)載體上。該介質(zhì)或數(shù)據(jù)載體在物理上可以體現(xiàn)為例如硬盤(pán)、cd、dvd、閃存等；然而，該介質(zhì)或數(shù)據(jù)載體也可以包括調(diào)制的電、電磁或光信號(hào)，該信號(hào)可以通過(guò)適當(dāng)?shù)慕邮掌鞅挥?jì)算機(jī)接收并可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

29、上述方法和執(zhí)行該方法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以有利地在不改變現(xiàn)有硬件的情況下實(shí)施，并且因此，可以集成在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，這是因?yàn)椴槐馗淖円呀?jīng)使用的協(xié)議，并且不會(huì)由于信號(hào)傳輸時(shí)間以未經(jīng)授權(quán)的方式被超過(guò)而影響在常規(guī)運(yùn)行下的網(wǎng)絡(luò)(即，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)直接連接中沒(méi)有未經(jīng)授權(quán)的干預(yù))的功能。

30、由于在正在進(jìn)行的運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)直接連接的完整性，因此可以例如在具有高度駕駛輔助的車輛中或在自主駕駛車輛中提高系統(tǒng)(例如，傳感器網(wǎng)絡(luò)和基于傳感器數(shù)據(jù)控制和執(zhí)行動(dòng)作的控制設(shè)備)的操作可靠性?？梢钥焖僮R(shí)別兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)或多個(gè)直接連接中的未經(jīng)授權(quán)的干預(yù)，并且可以更快地采取合適的措施以便恢復(fù)安全運(yùn)行或轉(zhuǎn)移到安全運(yùn)行模式。

31、借助于根據(jù)第一方面的用于確定信號(hào)傳輸時(shí)間的限值的方法，可以創(chuàng)建通信網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸時(shí)間圖，在所述信號(hào)傳輸時(shí)間圖中繪制了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的相應(yīng)連接的時(shí)間儲(chǔ)備。通常不能簡(jiǎn)單地從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求該信息，因?yàn)樵谶@方面沒(méi)有實(shí)施請(qǐng)求功能，或者沒(méi)有披露實(shí)施方式。然而，利用根據(jù)本發(fā)明的方法，尤其可以識(shí)別出如下的連接，其中可以接入網(wǎng)絡(luò)分析器或診斷設(shè)備。在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)或多個(gè)直接連接中有這樣的經(jīng)授權(quán)干預(yù)的情況下，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)地減少發(fā)射器處和/或接收器處的延遲，使已經(jīng)由于干預(yù)而增加并且然后高于預(yù)定值的信號(hào)傳輸時(shí)間回到低于該預(yù)定值的范圍內(nèi)。因此，可以使由于干預(yù)而改變的系統(tǒng)行為再次回到與干預(yù)之前的狀態(tài)相當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。與較早的方法相比，不必使用剩余總線仿真或類似手段用以在仿真的系統(tǒng)環(huán)境中單獨(dú)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。以類似的方式，可以事先確定在發(fā)送時(shí)引起附加時(shí)間延遲的傳輸協(xié)議是否可以用于系統(tǒng)。

32、即使在更換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、或者更換或修復(fù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信線路的情況下，也可以在沒(méi)有大的費(fèi)用的情況下再次執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，以便確定可能的變化的參數(shù)，并如先前一樣繼續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)行，必要時(shí)改變各個(gè)連接上的延遲。

33、由于實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)潔且采用標(biāo)準(zhǔn)中已有的技術(shù)手段，因此上述方法和執(zhí)行該方法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立于平臺(tái)來(lái)使用，并且因此可以靈活地使用。

34、根據(jù)本發(fā)明提出的監(jiān)測(cè)方式總體上還有助于避免附加的復(fù)雜和/或計(jì)算密集型安全協(xié)議。因此減少了作為整體的通信網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載。

35、盡管上文已經(jīng)關(guān)于基于以太網(wǎng)的通信并且重點(diǎn)關(guān)注汽車行業(yè)描述了本發(fā)明，但是該原理適用于所有這樣的系統(tǒng)：在這些系統(tǒng)中，彼此直接連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用ieee802.1as標(biāo)準(zhǔn)的方法或與該標(biāo)準(zhǔn)中描述的方法相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行時(shí)間同步，并且在這些系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)各種各樣的措施以有針對(duì)性的方式在時(shí)間戳的設(shè)置與物理層上的實(shí)際傳輸之間引入延遲。