1.本发明涉及一种用于运行具有多个用户的通信系统的方法、这样的通信系统以及用于执行所述方法的计算机程序和计算单元，其中这些用户为了数据交换而被连接到通信介质。
背景技术：
：：2.在车辆中多个控制设备为了数据交换而通过通信介质彼此连接。这样的通信系统或网络、并且确切地说不仅针对车辆内部的通信而且也针对所谓的v2b通信（v2b代表vehicle-to-backend（车辆到后端））的通信系统或网络基于在低层级上的严格定义的、车辆内部的总线网络（例如汽车以太网（automotiveethernet）、can、saej1939、isobus等）和/或用于外部数据交换的面向连接的网络和协议（例如ip、tcp/ip、uds、mqtt等）。当前的车辆内部的网络范式（netzwerkparadigma）最终基于对通信模式的明确的、全面的并且预先设定的定义，也即：哪个实体将哪些信息传达给哪些目标实体。3.这些定义通常在编译时间（kompilierungszeit）在控制设备软件中被编码并且并不能实现通信模式的动态适配或动态改变。当今的v2b通信通常使用现有的、已确立的it通信技术和协议（例如wlan、移动无线电网络、ip、tcp/ip、udp/ip、mqtt、dds等等）。这些技术是灵活的、动态的并且能够非常好地扩展，然而在其设计方面则本质上是面向连接的。技术实现要素：4.根据本发明提出具有独立专利权利要求的特征的用于运行通信系统的方法、通信系统以及用于执行该方法的控制设备和计算机程序。有利的构型方案是从属权利要求以及接下来描述的主题。5.本发明研究的是对具有多个用户的通信系统（或网络）的运行，其中所述多个用户为了交换数据包（或为了数据交换）而被连接到通信基础设施上，其中这些用户其中至少之一被构造为车辆的控制设备。6.在此，通信基础设施应尤其是理解为能够经由其交换数据的通信介质或通信路径。在简单的情况下，在此可以包括仅一个特定的通信介质、例如can总线或以太网，但是尤其是也包括两个或更多个不同的通信介质。在后一种情况下存在至少一个被连接到两个不同通信介质上的用户。该通信系统的总体结构在此是如此的，使得每个用户能够间接地或直接地（例如越过一个或多个其他用户、必要时也越过不同通信介质）与每个其他用户通信，也即交换数据。7.如开头提及的那样，车辆内部的联网或通信结构迄今为止是静态地（statisch）定义的并且需要通过车辆制造商（oem）进行明确的并且成本巨大的规范（spezifikation）以及通过控制设备的每个供应商来实现。利用当今的通信范式不可能在不同的车辆内部的控制设备之间动态地提供数据或功能。8.以连接为中心的（verbindungszentriert）用于v2b通信的协议并非特别好地适合于在基础设施基站（例如wlan发射极或移动无线电站点）之间快速移动的移动式或可移动的车辆，这是因为在车辆从一个基站移动到另一个基站的情况下或者在数据交换从移动无线电网络变换到wlan网络的情况下必须不断地重新建立连接。9.随着多于一个的用于与车辆的移动通信的连接点（anknüpfungspunkt）（例如移动无线电网络、蓝牙、wlan、v2g或到充电站的通信）而使得对统一的通信路径、安全方案（sicherheitskonzept）和智能的故障切换（failover）或后备（fallback）机制进行定义和维持变得越来越困难。10.在此背景下而建议：这样设计通信系统的运行，使得为了数据交换而执行如下步骤：由请求数据包的用户在通信基础设施上发送针对该数据包的请求；由被设立用于提供该数据包的用户从该通信基础设施接收针对该数据包的请求；由被设立用于提供该数据包的用户在该通信基础设施上发送该数据包；并且由请求该数据包的用户从该通信基础设施接收该数据包。针对该数据包的请求在此尤其是包括：在通信系统中明确标识出该数据包的标识符（kennung）。11.此外可以规定，也执行如下步骤：由既非请求了该数据包也非被设立用于提供该数据包的用户从该通信基础设施接收针对该数据包的请求并且将该请求在该通信基础设施上转发；和/或由既非请求了该数据包也非被设立用于提供该数据包的用户从该通信基础设施接收该数据包并将该数据包在该通信基础设施上转发。12.该方法（vorgehen）基于所谓的icn范式，其中icn代表“informationcentricnetworking（信息中心网络）”、也即以信息为中心的网络，并且尤其是也可以在所提出的方法情况下被完全地使用或实现。13.icn是一种用于将互联网基础设施从现有的以主机为中心的设计进一步开发成以数据为中心的架构的方案，其中在所述以数据为中心的架构中以记名方式（namentlich）对数据或数据包的访问成为了重要方面。目标是：使应用程序无关于自身的所在地或通信介质地参阅数据或数据包。14.接下来，应该描述基础的icn方案，该icn方案能够在所提出的方法的范畴内得以应用。15.在icn中，在请求-应答协议的意义上（兴趣包和数据包）定义了两种网络包格式：根据数据包的名称或标识符来对内容进行请求的兴趣包（请求）；和包含有被请求的内容的数据包。所回复（zurückgeben）的数据包应该与所述请求的参数一致（例如具有部分或完全一致的名称或标识符）。如果所述请求并非是明确的（eindeutig）并且多个数据包都可能满足该请求，则该icn网络例如也回复仅一个一致的数据包。16.在没有数据包的名称或标识符与其内容之间的不可反驳的（unwiderlegbar）绑定（bindung）的情况下，用于请求特定内容的数据包名称就可能是无用的。在icn情况下实现例如通过密码学工具而对数据包的名称到数据包的内容的绑定的检验，要么通过密码学签名来实现要么在援引隐含（implizit）名称（数据包的密码散列）的情况下实现，其中所述密码学签名将由应用程序所选择的名称明确地绑定到数据包的内容，其中进行请求的用户（数据消费者）已经以另一方式获得了所述隐含名称。17.每个数据消费者以及每个用户（或者网络实体）于是可以检验数据包的真实性（authentizität），其方式为，检验所述数据包的在名称和内容之间的密码学绑定。与此相反，对于icn网络而言并不重要的是，是否数据包的内容（数据装载（datenlast））本身被加密。18.数据真实性不同于数据可信度，尽管这两者概念彼此相关联。当包具有名称和内容之间的有效绑定时，该包是真实的。当该绑定仅仅在可信度模型（vertrauensmodell）的上下文中有效时，包是可信的，即，该包来自于可靠的（seriös）或可信的来源（ursprung）。当例如存在相对应的可信基础设施（例如pki）时，包的签名甚至使得能够评价与真实世界的身份（identität）能否信任有关的真实度。19.icn网络典型地针对特定的包大小限制方面被开发。因为应用程序层级上的数据对象通常明显更大，必须将对象划分成多个数据包。针对这些数据包的名称可以例如通过选择应用程序层级上的对象名称而被创建，其中针对每个段（segment）将另一后缀（suffix）添加到所述对象名称。同样的方法可以被用于处理应用程序层级上的对象的不同版本，其方式为，将版本号添加到总对象（gesamtobjekt）的名称中。20.在icn情况下，尤其是也可以根据cicn（communityicn（icn社区）、也称为ccn，其中ccn代表“contentcentricnetworking（内容中心网络）”）和ndn（代表“nameddatanetworking（命名数据网络）”）而进行区分。在这两者中，都引入了协议/应用数据单元（protocol/applicationdataunits），其通常大于基础的网络技术的最大传输单元（übertragungseinheit）。21.通信系统中的用户在icn情况下也称为icn节点，所述用户可以履行数据产生者的角色、即能够提供所请求的数据包的用户的角色；和/或数据消费者的角色、即请求该数据包的用户的角色；和/或不仅针对请求而且也针对数据包的转发者的角色。在后一种情况下，于是所述转发者是既没有请求该数据包也没有提供该数据包或者不能提供该数据包的用户。如果转发（weiterleitung）具有到相邻节点的连接，则所述转发对请求和数据包进行转发。这样的用户也可以在一段时间期间持有或存储（关键词：caching（缓存））数据包（回答（rückantwort）），以便必要时应答后续请求并且因此减少应答时间。icn节点也可以执行路由协议（routing-protokolle），以便支持其关于转发请求方面的决策。22.用于在所述的icn网络中转发包的实现方案的方法可以尤其是基于三种数据结构，这些数据结构反映了节点或用户的状态：“forwardinginteresttable（转发兴趣表格）”（fib，转发表格）；“pendinginteresttable（待处理兴趣表格）”（pit，即用于待处理请求（offeneanfrage）的表格）；和“contentstore（内容存储）”（cs，内容存储器/缓存）。也可以使用不仅由fib输入而且也由测量输入的请求的转发策略，以便作出针对请求的转发决策。如果节点接收了请求，则该节点检验自身的cs和pit，以便找到适合的名称或适合的标识符。如果没有发现一致性，则该节点在自身的pit标记（anzeichnen）该请求并且基于在自身的fib中的信息而将该请求转发给在所请求的内容的方向上的下个节点或用户。存在如下替代方案，所述替代方案目标在于，减少直到完全无pit的设计为止节点必须保持（beibehalten）的状态（stati）的量，其中在这些状态下使用包用于维持该状态，然而并不改变整体模型。23.特别优选地还可以是，为了基于数据执行计算过程或功能（funktion）而执行如下步骤：例如在使用用于标识数据和功能（或计算过程）的命名模式（namensschemata）的情况下，由请求计算过程的用户在通信基础设施上发送用于基于数据执行计算过程的请求；由被设立用于执行该计算过程的用户从该通信基础设施接收针对该计算过程的请求；由被设立用于执行该计算过程的用户在该通信基础设施上发送计算过程的结果；并且由请求该计算过程的用户从该通信基础设施接收该计算过程的结果。也可能又存在仅仅转发该请求或结果的用户。同样地，针对该计算过程的请求可以包括在通信系统中明确标识出该计算过程的标识符。24.尤其是，以这种方式于是也可能的是：在该通信系统或网络之内分布或以分布式执行计算，并且必要时也在运行时间动态适配执行节点。25.这是针对车辆通信的重要范式变换，所述范式变换将基于静态定义的网络架构的固定编码的函数和通信路径转变（übergehen）为如下方案（ansatz），在所述方案中使数据和函数作为被命名的数据的元素（element）可用并且基于网络固有或堆叠固有的智能、缓存功能、缓冲功能、路由功能和计算功能。26.本发明实现了下一代的车辆电子架构，在所述车辆电子架构情况下能够将针对数据的功能和寻址模式集成到相关节点中。迄今为止的通信介质、例如can总线、以太网和移动无线电对于当前通信范式（传输层级）而言是无关的（agnostisch）并且可以没有限制地被继续使用并且也可以被组合。27.利用所提出的方法，因此实现一些改进方案。避免在非常低的层级上的设计的必要性，这是因为所提出的方法在被命名的（benannt）如下数据/功能对象的层级上工作，其中通过命名模式而使得可直接访问所述数据/功能对象并且因此使得所述数据/功能对象不取决于所确定的物理位置、例如所确定的控制设备。这种解耦使得能够在网络中进行中间存储和处理，而无需执行低等级（low-level）的消息定义、比特消息定义和字节消息定义或者执行路由配置。28.消除了网络的完全静态的提供。所提出的方法直接涉及数据（数据包）自身作为针对信息传播的主要实体。实现了：在网络中处理和中间存储以及在自身变化的拓扑（也即例如在移动的车辆情况下总是一再与不同的移动无线电站建立连接）之内的动态路由和转发。29.此外，通过设计使得能够添加认证和安全性。如已经提及的，所提出的方法可以（尤其是经由icn）而包括在数据层级上的所集成的加密和认证，从而使数据接收者能够可靠地确保所接收的数据请求的数据保护和真实性。同样的内容适用于如下计算过程，所述计算过程最终是icn方案的扩展。30.以连接为中心的数据交换由此得以避免。所提出的方法以及尤其是基础方案如此设计，使得其实现了松散的经耦合的通信模型（例如基于拉的通信），其中该通信模型集中于并且实现了被命名的或者能明确标识的数据包或计算过程。允许了：网络拓扑动态改变，而数据交换则保持不变。添加了用于优化网络负载（的智能缓存和路由策略。所提出的方法也实现了创建内容服务器实体，这些内容服务器实体能够在容易可达（erreichbar）的网络所在地处存储信息并且因此通过更小的控制设备和网络而减少负载。31.存在针对所提出的方法或通信系统在车辆中或车辆网络中的实现深度（implementierungstiefe）的不同选项。一种选项是完全实现，所述完全实现涵盖了所有控制设备的网络堆叠（stack）。另一选项是部分实现，在所述部分实现情况下仅仅较高级别（ordnung）的控制设备（例如通信网关、域控制单元（domaincontrolunit））实现所提出的方法并且将类似于网关的功能提供给常规的车辆内部的协议（例如uds或doip）以用于在其领域中的常规控制设备。32.本发明的主题此外是具有多个用户和通信基础设施的通信系统，其中用户为了交换数据包而被连接到该通信基础设施上，其中这些用户其中至少之一被构造为车辆的控制设备。该通信系统于是被设立用于，执行根据本发明的方法。这尤其是意味着：这些用户其中至少之一能够发送请求并且获得数据包，并且至少一个其他用户能够获得请求并且发送数据包。相应的内容适用于其他所提及的用户。特别优选地，也可以使所有用户执行该方法的所有步骤。33.车辆的根据本发明的控制设备尤其是以程序技术的方式被设立用于执行根据本发明的方法。34.根据本发明的方法的以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品的形式的实现方案也是有利的，因为这尤其是在进行执行的控制设备还用于其他任务并且总归是存在的情况下造成较少成本。用于提供所述计算机程序的适合的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器、诸如硬盘、闪存存储器、eeprom、dvd等等。经由计算机网络（互联网、内联网等）来下载程序也是可能的。35.本发明的其他优点和构型方案从说明书和附图中得出。附图说明36.本发明根据实施例在附图中被示意性示出并且在下文中参照附图被描述。37.图1示意性地示出了用于阐述本发明的背景的通信系统；图2示意性地示出以优选实施方式的根据本发明的通信系统；图3示意性地示出以优选实施方式的根据本发明的方法的流程。具体实施方式38.在图1中示意性地示出了通信系统或网络100，该通信系统或网络100包括不同的用户110至142，这些用户为了数据交换而经由通信基础设施彼此连接，其中之后还应进一步对所述通信基础设施予以阐述。39.示例性地设置如下用户，这些用户是车辆160的控制设备：组合仪表控制设备110、驱动控制设备112、传动控制设备114、制动调节控制设备116、第一中央控制设备118和第二中央控制设备120。在该车辆中设置不同通信介质，示例性地是：can总线152，其中用户114、116和120连接到该can总线152；第一以太网连接150，这些用户110、112、114和118连接到该第一以太网连接；和第二以太网连接154，其中用户118和120连接到该以太网连接。40.在车辆之外设置其他用户，这些其他用户用作交换站：移动无线电设备122、移动无线电站124、一个或多个外部计算单元（所谓的“云”）126和充电站128。此外，在车辆之外还设置了用作终端点（endpunkte）的用户：工厂130、维修车辆132、分析设备134、救护车136、医院138、车间140以及其他移动无线电设备142。应理解：在这些用户情况下分别设置如下通信单元，该通信单元使得能够经由通信介质进行通信。41.示例性地：作为其他通信介质而示出了移动无线电连接156，其中经由该移动无线电连接能够将第一域控制设备118与用户122、124和126连接。应理解：还能够设置其他通信介质。42.在此应认识到：所述通信总是仅在特定介质之内进行，必要时需要从一个通信介质到另一个通信介质的过渡（übergang）。尤其是，基于开头已经提及的面向连接的通信介质和为此使用的通信类型也存在预先确定的通信路径，例如借助弯曲的线而描绘出的。43.在图2中示意性地示出以优选实施方式的根据本发明的通信系统200，在该通信系统情况下也能够执行根据本发明的方法。该通信系统200包括与已经参照图1所阐述的相同的用户110至142。该通信基础设施也是可比的，该通信基础设施包括不同的通信介质、例如can总线150、以太网连接152和移动无线电连接156。在通信系统200中尤其是应用icn范式，该ican范式应参照图3再次详细予以阐述。44.如所述的，可以将车辆160中的全部控制设备作为用户包括在内，其中通信介质150、152于是也被包括到基于icn的通信系统之内。但是同样地也可以仅仅将车辆中的中央控制设备118、120作为用户包括在内。通信介质150、152于是并不被包括在内（einbeziehen）。45.对此应提及的是，在图2中示出车辆网络结构、物理层和协议层以及控制设备角色的特定配置（konstellation），其中这些配置是纯粹示例性的并且仅用于图解。其他网络架构、物理层或协议的应用在本发明的范畴内同样是可能的。46.在图3中示意性地示出以优选实施方式的根据本发明的方法的流程并且确切地说根据图2中的用户120、118、124和134而示出。47.示例性地，用户120应该请求数据包。为此，该用户120在通信基础设施上发送具有标识符301的请求300，其中该标识符明确地标识出所期望的数据包。用户118和124分别接收该请求300并且在该通信基础设施上将该请求转发。用户134同样接收该请求300并且由于该用户134能够提供所请求的数据包302而发送该数据包。用户124、118接收该数据包并且转发该数据包，直到请求了该数据包302的所述用户120最终也接收到该数据包。48.如在图2中应看出的，该请求以及数据包分别经由不同的通信介质被发送。但是，在此仅仅相关的（relevant）是：经由标识符301而进行的标识。49.可比地，用户120也可以在使用用于标识数据和功能的模式的情况下请求：针对基于特定数据的计算过程的请求310。为此，该用户120在通信基础设施上发送具有标识符311的请求310，其中该标识符明确标识出所期望的计算过程并且必要时标识出如下数据，其中应该基于所述数据而进行该计算过程。这些用户118和124接收该请求310并且在通信基础设施上转发该请求。用户134同样接收该请求310并且由于该用户134能够执行该计算过程312而执行该计算过程并且发送该计算过程的结果314。用户124、118接收该结果并且转发该结果，直到请求了该结果314的所述用户120最终也接收到该结果。在应答链（antwortkette）中可以将结果314存储在118、124上的数据结构中，以便必要时应答后续请求并且因此减小应答时间。当前第1页12当前第1页12