Figure 6.4: Network Connection

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: UML-Metamodell-Klassendiagramm (AUTOSAR Adaptive Platform, ARXML-Metamodell für System Description / Machine Design / Network Binding).
• Architektonische Einordnung: Definiert die Topologie der physikalischen und logischen Netzwerkankopplung einer Adaptive Machine (MachineDesign) an Ethernet-basierte Kommunikationscluster (CommunicationCluster).
• Funktionaler Zweck: Modelliert die statische Netzwerkkonfiguration (Ethernet-Schnittstellen, IP-Endpunkte, IPv4/IPv6-Adressierungsstrategien, MTU und PMTU-Parameter) als bindegliedartige Basis für das Service-Deployment (insb. SOME/IP über ara::com).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

Metaklassen und Stereotypen

• MachineDesign («AtpStructureElement», «FibexElement», «UploadableDesignElement»): Hardware-/Rechnerknoten-Entwurf im Systemdesign.
  • Attribute: accessControl: AccessControlEnum [0..1], pncPrepareSleepTimer: TimeValue [0..1], pnResetTimer: TimeValue [0..1].
• CommunicationConnector («Identifiable», abstrakt): Abstrakte Schnittstelle zur Anbindung einer Machine an ein Netzwerk.
  • Attribute: createEcuWakeupSource: Boolean [0..1], pncFilterArrayMask: PositiveInteger [0..*] {ordered}.
• EthernetCommunicationConnector (Spezialisierung von CommunicationConnector): Ethernet-Netzwerkadapter der Machine.
  • Attribute: maximumTransmissionUnit: PositiveInteger [0..1], neighborCacheSize: PositiveInteger [0..1], pathMtuEnabled: Boolean [0..1], pathMtuTimeout: TimeValue [0..1].
• CommunicationCluster («atpVariation», «FibexElement», «UploadableDesignElement»): Kommunikationsbus-Repräsentation mit Bindung [latestBindingTime = systemDesignTime].
  • Attribute: baudrate: PositiveUnlimitedInteger [0..1], protocolName: String [0..1], protocolVersion: String [0..1].
• PhysicalChannel («Identifiable», abstrakt) & EthernetPhysicalChannel (Spezialisierung): Physischer Übertragungskanal des Clusters.
• NetworkEndpoint («Identifiable»): Logischer Netzwerk-Endpunkt.
  • Attribute: fullyQualifiedDomainName: String [0..1], priority: PositiveInteger [0..1].
• NetworkEndpointAddress (abstrakt): Basisklasse für Protokoll-Adressstrukturen.
• Ipv4Configuration (Spezialisierung von NetworkEndpointAddress):
  • Attribute: assignmentPriority: PositiveInteger [0..1], defaultGateway: Ip4AddressString [0..1], dnsServerAddress: Ip4AddressString [0..*], ipAddressKeepBehavior: IpAddressKeepEnum [0..1], ipv4AddressSource: Ipv4AddressSourceEnum [0..1], networkMask: Ip4AddressString [0..1], ttl: PositiveInteger [0..1].
  • Identitäts-Attribut («atpIdentityContributor»): + ipv4Address: Ip4AddressString [0..1].
• Ipv6Configuration (Spezialisierung von NetworkEndpointAddress):
  • Attribute: assignmentPriority: PositiveInteger [0..1], defaultRouter: Ip6AddressString [0..1], dnsServerAddress: Ip6AddressString [0..*], enableAnycast: Boolean [0..1], hopCount: PositiveInteger [0..1], ipAddressKeepBehavior: IpAddressKeepEnum [0..1], ipAddressPrefixLength: PositiveInteger [0..1], ipv6AddressSource: Ipv6AddressSourceEnum [0..1].
  • Identitäts-Attribut («atpIdentityContributor»): + ipv6Address: Ip6AddressString [0..1].

Beziehungen und Kardinalitäten

• MachineDesign $\blacklozenge\xrightarrow{\text{+communicationConnector [0..*]}}$ CommunicationConnector («atpSplitable»): Komposition von Connectors an der Machine.
• CommunicationConnector $\xleftarrow{\text{spezialisiert}}$ EthernetCommunicationConnector: Generalisierung zum Ethernet-Interface.
• EthernetCommunicationConnector $\xrightarrow{\text{+unicastNetworkEndpoint [0..*]}}$ NetworkEndpoint: Assoziation auf Unicast-Endpunkte.
• CommunicationCluster $\blacklozenge\xrightarrow{\text{+physicalChannel [0..*]}}$ PhysicalChannel («atpVariation,atpSplitable»): Komposition physischer Kanäle am Cluster.
• PhysicalChannel $\xleftarrow{\text{spezialisiert}}$ EthernetPhysicalChannel: Horizontale Generalisierung zum konkreten Ethernet-Kanal.
• EthernetPhysicalChannel $\blacklozenge\xrightarrow{\text{+networkEndpoint [0..*]}}$ NetworkEndpoint («atpSplitable»): Horizontale Komposition logischer IP-Endpunkte am Ethernet-Kanal.
• NetworkEndpoint $\blacklozenge\xrightarrow{\text{+networkEndpointAddress [0..*]}}$ NetworkEndpointAddress («atpSplitable»): Komposition von Adresskonfigurationen, neu mit Stereotyp «atpSplitable» ausgezeichnet.
• NetworkEndpointAddress $\xleftarrow{\text{spezialisiert}}$ Ipv4Configuration: Horizontale Generalisierung für IPv4.
• NetworkEndpointAddress $\xleftarrow{\text{spezialisiert}}$ Ipv6Configuration: Horizontale Generalisierung für IPv6.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

Da es sich um ein strukturelles Metamodell handelt, leitet sich das dynamische Verhalten aus der Initialisierungs- und Protokollabwicklung des Stacks ab:

1. Initialisierung des IP-Stacks:
   • Auswertung von ipv4AddressSource / ipv6AddressSource beim Booten der Machine (statische Vergabe vs. Anstoßen des DHCPv4/DHCPv6- bzw. SLAAC-Clients).
   • Bei Multihoming/mehrfachen Zuweisungen bestimmt assignmentPriority die Reihenfolge der Adressübernahme.
2. Path MTU Discovery (PMTU):
   • Falls pathMtuEnabled == true, löst der POSIX/TCP/IP-Stack bei ICMP Fragmentation Needed Messages eine dynamische Reduzierung der MSS/MTU aus.
   • Nach Ablauf von pathMtuTimeout erfolgt eine periodische Rückstellung auf die maximumTransmissionUnit, um geänderte Routenbedingungen zu prüfen.
3. Power Management / Partial Networking (PN):
   • Treffen Ethernet-Frames ein, die der pncFilterArrayMask entsprechen, fungiert der Connector als Wakeup-Quelle (createEcuWakeupSource == true).
   • Herunterfahren/Sleep wird verzögert gesteuert über pncPrepareSleepTimer und pnResetTimer auf MachineDesign-Ebene.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Normative Identitätsbildung («atpIdentityContributor»): Die Attribute ipv4Address und ipv6Address sind nun explizit als «atpIdentityContributor» markiert. Sie fungieren damit als formale identitätsstiftende Schlüsselattribute bei der Identifikation und Zusammenführung (Merge) von NetworkEndpointAddress-Elementen im Modell.
• Splitbarkeit der Adresskonfiguration («atpSplitable»): Die Komposition +networkEndpointAddress an NetworkEndpoint ist neu als «atpSplitable» deklariert. Dadurch können Adressierungsdefinitionen separat von den grundlegenden Endpunkteigenschaften in getrennten ARXML-Dateien modelliert und geliefert werden.
• Refaktoriertes Modell-Layout: Die Anordnung von Generalisierungen und Assoziationen wurde layouttechnisch optimiert (horizontale Ausrichtung), behält jedoch die in R23-11 gelockerten Multiplizitäten (0..*) bei.