DE69726566T2

DE69726566T2 - Atm lan emulation

Info

Publication number: DE69726566T2
Application number: DE69726566T
Authority: DE
Inventors: Maurice Liam CASEY
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: CA2252577C; JPH11509396A; EP0897627B1; EP0897627A1; US5878043A; CA2252577A1; WO1997043844A1; DE69726566D1

Description

Technisches Gebiet und gewerbliche Anwendung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein ATM-Netz gerichtet. Insbesondere ist sie auf eine LAN- (Lokales Datennetz-) Emulation in dem ATM-Netz oder den ATM-Netzen gerichtet.
Hintergrund der Erfindung
Ein LAN ist ein digitales Kommunikationsnetz, das mehrere lokale Computer-Arbeitsstationen über ein gemeinsam genutztes Medium miteinander verbindet. Es ist weiterhin möglich, zwei oder mehr LAN's zu verbinden. Das Kommunikationsnetz, das entfernt von einander angeordnete LAN's miteinander verbindet, wird allgemein als ein WAN (Weitverkehrsnetz) bezeichnet. In einer Form ist ein WAN ein Netz, das irgendwelche Vermittlungsmechanismen enthält, mit denen jedes LAN über eine Brücke verbunden ist. In einer anderen Form ist ein WAN eine einfache Punkt-zu-Punkt-Verbindungsstrecke zur Verbindung von lediglich zwei voneinander entfernten LAN's miteinander.
Das US-Patent 4 901 312, das am 13. Februar 1990 auf den von Hui et al erteilt wurde, beschreibt eine Fernverbindung von LAN's über einen virtuellen oder Pseudo-Ring, der in einem WAN gebildet wird, beispielsweise durch ein Paketvermittlungsnetz.
Das US-Patent 5 329 527, das am 12. Juli 1994 auf den Namen von Ujihashi et al erteilt wurde, beschreibt ein System, bei dem zwei oder mehr LAN's mit Hilfe eines ATM-Netzes über jeweilige Brücken miteinander verbunden sind, um eine Kommunikation zwischen Endgeräten zu bewirken. In dem System des Patentes hat jede Brücke eine Adressentabelle für lokale Endgeräte und eine zweite Tabelle, die logische Verbindungsidentifikationen zu anderen Brücken und Adressen von entfernt angeordneten Endgeräten enthält, die mit anderen Brücken verbunden sind.
Ein ATM-Dienst, der als „LAN-Emulation" bezeichnet wird und der Dienste von vorhandenen LAN's über ein ATM-Netz hinweg emuliert, ermöglicht die Verwendung der umfangreichen Basis an vorhandenen LAN-Anwendungssoftware. Durch die Verwendung eines derartigen Dienstes können Endsysteme (beispielsweise Arbeitsstationen, Server, Brücken usw.) mit dem ATM-Netz verbunden werden, wobei die Software-Anwendungen so in Wechselwirkung treten, als ob sie an einem traditionellen LAN angeordnet sein würden.
Es gibt mehrere Vorteile, die eine LAN-Emulation auf der Grundlage von ATM (oder anderen Vermittlungstechnologien) gegenüber einem LAN mit einem tatsächlichen gemeinsam genutzten LAN hat. Eine LAN-Emulation:

– durchbricht geografische Beschränkungen hinsichtlich der Trennung von Stationen, die an dem gleichen LAN-Segment teilnehmen; insbesondere könnte, wenn eine Station zu einer neuen Position in dem gleichen Unternehmen bewegt wird, sie in dem gleichen LAN-Segment bleiben;
– kann mehr Stationen auf dem gleichen LAN-Segment unterstützen; und
– kann in LAN-Segmente auf der Grundlage funktioneller Forderungen statt auf der Grundlage der geografischen Nähe aufgeteilt werden.

Das ATM-Forum definiert eine Technologie zur Emulation von ein gemeinsames Medium nutzenden LAN-Segmenten auf ATM-Netzen. Die LAN-Emulation wird als wichtig angesehen, um sowohl vorhandene LAN-basierte Protokolle auf ATM-Stationen zu berücksichtigen als auch eine Verbindungsmöglichkeit zwischen ATM-Stationen und Stationen von „überkommenen" LAN's bereitzustellen. Die die Anstrengungen des ATM-Forums untermauernde Architektur beruht auf Servern. Beispielsweise ergibt ein Server die Adressenauflösung, d. h. die Gewinnung einer ATM-Adresse, die die Station mit einer bestimmten Adresse darstellt, und ein Sammelsendungs-Server wickelt Sammelsendungs-Verkehr ab. Eine Station kann weiterhin eine Punkt-zu-Punkt-VCC (virtuelle Kanalverbindung) zu einer anderen Station öffen, sobald sie deren ATM-Adresse gefunden hat. Neben einer direkten Datenübertragung über eine VCC kann die Quelle auch einen Datenweiterleitungs-Server verwenden. Eine Serverstation sendet Pakete an den Datenweiterleitungs-Server, wenn sie die ATM-Adresse des Ziels nicht kennt. Der Datenweiterleitungs-Server sendet die Pakete erneut an das alternative Ziel aus.
Es sind getrennte VCC's zu jedem dieser Server erforderlich, und jede erfordert ihr eigenes Paketformat. Somit kann ein Versuch, ein kurzes Paket zu einer bisher nicht verwendeten Adresse zu senden, zu zehn oder mehr Transaktionen auf der ATM-Ebene führen. Weiterhin besteht, wenn eine Station einen Wechsel zwischen der Verwendung eines Datenweiterleitungs-Dienstes und einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausführt, eine Gefahr, dass ihre Pakete nicht in der ursprünglichen Reihenfolge ankommen. Weil eine fehlerhafte Reihenfolge in LAN-Segmenten mit gemeinsam genutztem Medium nicht auftritt, schlägt das ATM-Forum ein zusätzliches Protokoll zum Freiräumen eines Pfades vor der Verwendung des anderen Pfades vor.
Server sind bekannterweise schwierig zu konstruieren, sie haben hohe Anfangskosten für kleine Systeme und lassen sich schlecht skalieren. Die vorliegende Erfindung vereinfacht sehr stark eine LAN-Emulation über ein ATM-Netz ohne die Verwendung von Servern und trägt zu einer weitgehenden Akzeptanz von ATM-Netzen zur Integration vorhandener LAN's bei.
In dem IEEE Communications Magazine, Band 33 (1995), Mai, Nr. 5, Seiten 70–85 beschreibt eine Veröffentlichung mit dem Titel „LAN Emulation on an ATM Netzwork" von Troung et al ein ATM-Netz, bei dem Endstationen ein einziges emuliertes LAN mit Hilfe von ATM-Knoten bilden, wobei jeder Endstation eine eindeutige Knoten-Identifikation und eine Port-Identifikation zugeordnet wird, die den Knoten und den Port (Anschluss) darstellen, mit dem diese Endstation verbunden ist. Derartige Adressen werden in dem VIP/VCI-Feld eines ATM-Zellen-Anfangsblockes übertragen, um das Ziel zu identifizieren. An dem Zielknoten wird die Zelle weiter zu dem Ziel-Port weitergeleitet, wobei jedoch das VCI-Feld nunmehr die Adresse der Quellenstation enthält.
Ziele der Erfindung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Technik zur Emulation eines LAN über ein ATM-Netz zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Technik zur Emulation eines LAN über ein ATM-Netz ohne die Verwendung von Servern zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine neue Technik zu schaffen, durch die das Adressenfeld von ATM-Zellen so umgesetzt wird, dass die Identität einer Quellenstation sehr einfach für eine Zielstation zur Verfügung steht.
Offenbarung der Erfindung
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung ergibt ein ATM-Netz, in dem eine Vielzahl von Endstationen eine Vielzahl von emulierten LAN's bildet, wie dies in Anspruch 1 definiert ist.
Ein zweiter Gesichtspunkt ergibt ein Verfahren zur Emulation einer Vielzahl von LAN's in einem ATM-Netz, wie dies im Anspruch 6 definiert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1-3 zeigen unterschiedliche Konfigurationen, die ein ATM-Netz annehmen kann, und zwar in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Knoten und eines ATM-Fernnetzes.
Die 4 und 5 sind ATM-Zellenformate für eine UNI (Benutzer-Netz-Schnittstelle) und eine NNI (Knoten-zu-Knoten-Schnittstelle).
6-8 sind schematische Darstellungen von Umsetzungsmechanismen für unterschiedliche Konfigurationen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
9-11 sind schematische Darstellungen von Einzelheiten der Umsetzungsmechanismen.
Ausführungsformen der Erfindung
Vom Standpunkt einer LAN-Emulation besteht ein ATM-Netz aus einer Anzahl von Endsystemen, die als Stationen bezeichnet sind, die über Zugangsverbindungsstrecken mit ATM-Vermittlungsknoten verbunden sind. Die ATM-Vermittlungsknoten können unter anderem Namen bekannt sein, wie z. B. als Zugangsknoten, Zugangsvermittlung oder Vermittlung erster Ebene, doch wird der Begriff „ATM-Vermittlungsknoten" hier gewählt, um die Anordnung in einem Unternehmensnetz ähnlich dem von anderen Knoten hervorzuheben, die eine begrenzte Gruppierung von Endbenutzer-Stationen bedienen. Die Zugangsports des ATM-Vermittlungsknotens bieten der ATM-UNI (Benutzer-Netz-Schnittstelle) Dienste zu einer daran angeordneten Station. Ein Knoten kann weiterhin eine Anzahl von Fernleitungs-Ports haben. Fernleitungen sind ATM-Verbindungsstrecken, die den Knoten mit weiteren Knoten und/oder mit anderen ATM-Vermittlungen in einem ATM-Fernnetz verbinden.
Ein emuliertes LAN wird nachfolgend als ein VLAN (Virtuelles LAN) bezeichnet, oder wenn ein emuliertes LAN in Segmente aufgeteilt ist, wird jedes emulierte LAN-Segment ebenfalls als ein VLAN bezeichnet. Obwohl die meisten Stationen Teilnehmer an einem einzigen VLAN sein werden, gibt es keine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl von VLAN's, auf die eine Station Zugriff hat. Stationen, die als Brücken oder Routen wirken, sind im Allgemeinen an mehreren VLAN's über die gleiche ATM-Verbindung beteiligt.
Allgemein gesprochen sind VLAN's keine Netze, die einfach eingeschaltet und zum Laufen gebracht werden: eine gewisse Verwaltungsaktivität ist erforderlich, um eine Station einem bestimmten VLAN zuzuordnen. Sobald jedoch die anfängliche Verwaltung ausgeführt wurde, kann eine Station innerhalb eines Unternehmens ohne weitere Verwaltungsarbeit bewegt werden.
In den 1-3 sind jeweils drei allgemeine Netzkonfigurationen für emulierte LAN's gezeigt. 1 zeigt eine Konfiguration mit einem einzigen Knoten, bei der eine oder mehrere relativ kleine VLAN's, die Endstationen 10 enthalten, über einen ATM-Knoten 12 emuliert werden können. 2 ist eine weitere Konfiguration, bei der direkte Fernleitungen 20 zwischen ATM-Knoten 22 ausreichend sind, um eine mäßige Größe aufweisende VLAN's zu emulieren, die lokale oder beispielsweise Universitätsbereiche überspannen und Endstationen 24 beinhalten. In 3 sind ATM-Knoten 30 miteinander über ein ATM-Fern-Netz 32 in einer weiteren Konfiguration miteinander verbunden. Bei dieser letzten Konfiguration ist die geografische Erstreckung des Fernnetzes nicht beschränkt, und es besteht üblicherweise aus mehr als einer ATM-Fernleitungs-Vermittlung 34. Insbesondere kann in Betracht gezogen werden, dass Stationen, die die halbe Welt entfernt sind, einen Teil eines VLAN bilden, das ATM-Ausrüstungen des öffentlichen Netzes verwendet.
Hybride der in den 2 und 3 gezeigten Konfigurationen sind ebenfalls möglich, wobei einige Knoten direkt miteinander verbunden sind, während andere über das ATM-Fern-Netz miteinander verbunden sind.
Die 4 und 5 sind ATM-Zellenformate für UNI und NNI (Knoten-zu-Knoten-Schnittstellen), die beide einen Zellen-Anfangsblock und eine Nutzinformation einschließen. Der Zellen-Anfangsblock ist 5 Bytes lang und enthält verschiedene Felder, von denen ein Routing- oder Leitweglenkungs-Feld aus zwei Teilen besteht: VPI (Virtuelle Pfad-Identifiktion) und VCI (Virtuelle Kanal-Identifikation). An der UNI (beispielsweise zwischen Stationen und Knoten) ist die VPI ein 8-Bit-Feld, während auf den Fernleitungen zwischen den Netzknoten (d. h. an dem NNI) die VPI ein 12-Bit-Feld ist. Bei beiden Schnittstellen ist die VCI 16 Bits lang. In der allgemeinen ATM sind alle VCI (und, soweit verwendet, VPI-) Werte zur Verwendung auf allen Verbindungsstrecken verfügbar. Beispielsweise kann eine Station 64K unterschiedliche VCC's (Virtuelle Kanal-Verbindungen) auf der Verbindungsstrecke zu einem Knoten für jede von 256 VPI's haben. Weiterhin stehen allgemein die VPI/VCI-Werte auf einer Verbindungsstrecke nicht zu denen auf anderen Verbindungsstrecken in Beziehung, weil sie örtlich verwaltete Werte sind.
In der ATM wird die Zellenvermittlung durch VPI- und VCI-Werte gesteuert. Wenn eine Zelle an einer Verbindungsstrecke an einem Port ankommt, wird ein Umsetzungsprozess ausgeführt. Auf der Grundlage der VPI- und VCI-Werte in dem Anfangsblock der Zelle wird der Ausgangs-Port für die Zellen bestimmt, und zwar genauso wie eine neue VP/VCI. Gemäß der Erfindung können VP/VCI's in einem ATM-Netz in einer derartigen Weise ausgebildet werden, dass sich eine direkte (implizite) Verbindung zwischen jeder Quelle und jedem Ziel in dem emulierten LAN ergibt. Die von jeder Endstation (Quelle) zu irgendeiner speziellen (Ziel-) Endstation gesehene VP/VCI ist die gleiche. Die einzige VP/VCI, die eine Station identifiziert, kann direkt einer MAC- (Übertragungsmedium-Zugriffssteuer-) Adresse zugeordnet werden – wobei jede Notwendigkeit zur Verwendung von ATM-Ebenen-Adressen vermieden wird. Wenn eine implizite Verbindung eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ist, ergibt sich keine zusätzliche Verzögerung bei der Weiterleitung von Paketen. Weil dies die einzige Art und Weise zur Übertragung von Daten ist, besteht keine Notwendigkeit, dass das komplizierte (Q.2931-) Verbindungsaufbauprotokoll in jeder Station realisiert wird, und es besteht auch keinerlei Notwendigkeit, dass Vorkehrungen für ausserhalb der Reihenfolge ankommende Pakete getroffen werden. Bei dem vorgeschlagenen Mechanismus würde eine gute Skalierung automatisch sein, und es sind keine speziellen Auslegungsregeln erforderlich.
Das Etikett an einer Zelle wird auf einen VPI- und einen VCI-Teil aufgespalten, um das Konzept virtueller Pfade zu unterstützen. Unabhängig von ihrem Ziel von virtuellen Pfaden dienen VPI-Werte auch zur Aufteilung der Adressenräume. Nicht alle Vermittlungen unterstützen virtuelle Pfade direkt, doch ist es sicher, anzunehmen, dass sie VPI-Werte in ihrem Umsetzungsprozess berücksichtigen. Gemäß der Erfindung werden VPI-Werte zur Unterscheidung zwischen getrennten VLAN's verwendet, die auf dem gleichen ATM-Netz realisiert sind.
VPI/VCI-Werte auf Zellen dienen weiterhin an dem Ziel als ein Schlüssel zur Demultiplexierung des ankommenden Zellenstroms. Im Gegensatz zu einem üblichen LAN mit gemeinsam genutzten Medium kommt ein ATM-LAN-Paket nicht notwendigerweise an einem Ziel als fortlaufende Einheit an; Zellen von unterschiedlichen Paketen können verschachtelt sein. Wenn ein AAL-5 (ATM-Anpassungsschicht -5-Protokoll) zum Einkapseln von LAN-Paketen verwendet werden muss, müssen Zellen von unterschiedlichen Quellen mit unterschiedlichen VP/VCI-Werten etikettiert ankommen, damit jedes LAN-Paket korrekt neu zusammengefügt werden kann.
Jedem Knoten in einem Netz wird (durch die Verwaltung) eine eindeutige kurze Identifikation zugeordnet: die Knoten-Nummer. Jedem Zugangsport in einem Knoten wird weiterhin eine Nummer zugeteilt: die Port-Nummer.
Für einen VLAN-Betrieb der Erfindung wird der VCI-Wert auf einer Zugangsverbindungsstrecke so betrachtet, als ob er aus zwei Teilen besteht: einer Knoten-Nummer und einer Port-Nummer. Zur Vereinfachung der Darlegung sei angenommen, dass diese jeweils 8 Bits umfassen, doch ist eine derartige Beschränkung in der Praxis nicht erforderlich. Bei dieser Organisation kann ein eine maximale Größe aufweisendes VLAN 256 Knoten, jeweils mit 256 Zugangsports haben, so dass insgesamt 64 K Stationen unterstützt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein ATM-Netz viele VLAN's dieser Größe unterstützen. VPI-Werte werden an der UNI zur Unterscheidung zwischen unterschiedlichen VLAN's verwendet, wenn eine Station einen Zugriff auf mehr als eines hiervon hat. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Fähigkeit zur Unterstützung mehrfacher VLAN's zur Aufteilung von Benutzern in kleinere Funktionsgruppen, jeweils mit einem eigenen VLAN, verwendet wird. In der Praxis wird dies gegenüber der Anordnung eines gesamten Unternehmens auf einem eine maximale Größe aufweisenden VLAN bevorzugt.
Jede an einem VLAN angeordnete Station kann durch ihre Zugangsknoten-Nummer und jede Port-Nummer identifiziert werden. Das wesentliche des serverlosen LAN-Emulationsschemas gemäß der Erfindung besteht darin, dass die Zellen aller Pakete für ein bestimmtes Ziel an einem durch eine Port-Nummer Pd identifizierten Port an einem durch eine Knoten-Nummer Hd identifizierten Knoten von irgendeiner Quelle mit einer VCI von [Hd, Ps] gesandt werden können. Die VP/VCI-Umsetzung an jedem Knoten in den VLAN muss derart organisiert werden, dass die Zelle zum Port Pd an dem Knoten Hd weitergeleitet wird. Somit besteht eine VCC zwischen jedem Paar von Stationen in einem VLAN.
Wie dies weiter oben erläutert wurde, sollten gemäß der Erfindung Zellen, die an einem Ziel von unterschiedlichen Quellen ankommen, unterschiedliche VP/VCI-Werte haben. Die Erfindung erfordert, dass die VP/VCI-Umsetzung, die an dem Zielknoten ausgeführt wird, derart ist, dass der abschließende VCI-Wert einer Zelle an einer Zielstation gleich [Hs, Ps] ist, worin Hs die Identifikation des Knotens und Ps die Identifikation des Knotens ist, mit dem die Quelle der Zelle verbunden ist. Somit identifiziert jede Zelle bei ihrer Ankunft an dem Ziel ihre Quelle.
Die 6-8 erläutern den Umsetzungsprozess, der an ATM-Vermittlungsknoten für jede der vorstehend anhand der 1-3 beschriebenen Konfigurationen ausgeführt wird. Ein einzelnes VLAN (d. h. ein einzelnes emuliertes LAN-Segment) wird an allen teilnehmenden Stationen durch den VPI-Wert VLANi identifiziert, wobei i eine positive ganze Zahl ist. Die beim Lenken einer Zelle von einer Quellen-Station am Port Ps des Knotens Hs zu einer Zielstation am Port Pd an dem Knoten Hd beteiligten Umsetzungen sind ebenfalls gezeigt.
6 zeigt zwei Endstationen 60 und 62, die durch einen ATM-Knoten 64 wie bei der in 1 gezeigten Konfiguration verbunden sind. Jede Station hat einen ATM-Adapter 66. Eine Endstation 60 (beispielsweise Richard) lenkt ihre Daten an Bob von VLAN 1. Unter Bezugnahme auf eine Adressentabelle 68 formuliert ein ATM-Adapter jede ATM-Zelle 70 durch Setzen ihres VPI-Feldes auf VLAN-1 und von VCI (Knoten/Port) auf A/3. Die Adressentabelle 68 ist lediglich zu Erläuterungszwecken gezeigt. Die Endstationen haben viele Möglichkeiten zur Umsetzung von Namen auf LAN-Adressen. Bei dieser Konfiguration gibt es einen einzigen Knoten Hd = Hs, und der Umsetzungsprozess am Eingangsport Ps identifiziert Pd als den Ausgangsport und ändert die VP/VCI-Werte der ATM-Zelle 72.
[VLANi/Hd;Pd] auf [VLANi/Hs;Ps]
d. h.:
[VLAN 1/A;3] auf [VLAN 1/A;1]
Wenn dies erforderlich ist, kann die Endstation Bob sehr einfach die Quellenstation als Richard aus der Adressentabelle 74 identifizieren.
In 7 gibt es eine direkte Verbindungsstrecke 80 zwischen den Knoten A (Hs) 82 und B (Hd) 84, die durch die Verbindungstabellen 86 und 88 aufgebaut wird. Die Umsetzung am Quellen-Port Ps am Knoten Hs identifiziert die Fernleitung zu Hd als den Ausgangsport und ändert die VP/VCI-Werte der Zelle:
[VLANi/Hd;Pd] auf [VLANi/Ps;Pd].
Daher ist in 7 die Umsetzung gleich:
[VLAN 1/B;5] auf [VLAN 1/1;5], und der Knoten A lenkt die Zelle zu seinem eigenen Port 3 durch Bezugnahme auf die Verbindungstabelle 86. Am Zielknoten Hd setzt der Umsetzungsprozess, der am Fernleitungs-Eingangsanschluss ausgeführt wird, die Identität des Knotens am anderen Ende der Fern-Verbindungs leitung (d. h. Hs) in das VCI-Feld ein, wie dies nachfolgend gezeigt ist, und lenkt die Zelle zum Port Pd:
[VLANi/Ps;Pd] auf (VLANi/HS;Ps].
Bei der Ausführungsform nach der Figur ist die Umsetzung gleich:
VLAN 1/1;5] auf [VLAN 1/A;1] weil der Knoten B aus seiner Umsetzungstabelle 88 weiss, dass die an dem Port 2 ankommenden Zellen von dem Knoten A stammen.
8 zeigt eine Verbindung in der in 3 gezeigten Konfiguration. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, dass ein permanenter virtueller Pfad zwischen jedem Paar von Knoten in dem VLAN existiert (wenn zwei Knoten Teil von mehr als einem VLAN sind, ist ein getrennter virtueller Pfad für jedes VLAN erforderlich, das sie gemeinsam haben). Diese virtuellen Pfade sind in einer Tabelle an jedem Knoten unter Identifikation durch einen VPI-Wert gespeichert. Abgesehen von der Fähigkeit, virtuelle Pfade übertragen zu können, sind keine speziellen Fähigkeiten für die Vermittlungen in dem ATM-Fernleitungsnetz 90 erforderlich. An dem ersten Knoten, Knoten A (Hs), wird die VPI des virtuellen Pfades zu dem Zielknoten, VP (Hd) aus einer Tabelle 92 zurückgewonnen und Zellen werden an den Fernleitungsport weitergeleitet, der diesen virtuellen Pfad überträgt. Das VP/VCI-Feld wird in der nachfolgend gezeigten Weise geändert:
VLANi/Hd;Pd] über VP auf [VP(Hd)/Ps;Pd].
Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist die Umsetzung daher:
[VLAN 1/F;9] auf [VP(AF)/1;9].
Es ist eine Charakteristik der virtuellen Pfade, dass das VCI-Feld einer Zelle nicht geändert wird, während sie sich entlang dieser virtuellen Pfade ausbreitet. Das VPI-Feld wird allgemein geändert, wobei angenommen wird, dass sein Wert auf der letzten an dem Zielknoten ankommenden Verbindungsstrecke gleich VP(Hs) ist. Der Umsetzungsprozess verwendet VP(Hs), um die VLANi- und Hs-Werte zurückzugewinnen, die für die abschließende VP/VCI (weiter unten gezeigt) für Zellen benötigt werden, die dann zum Port Pd weitergeleitet werden:
[VP(Hs)/Ps;Pd] auf [VLANi/Hs;Ps].
Bei dieser speziellen Ausführungsform in der Figur ist diese Umsetzung gleich:
[VP(AF)/1;9] auf [VLAN 1/A;1].
Alle die vorstehenden Umsetzungsprozesse könnten durch verwaltungsmäßiges Ausbilden von üblichen ATM-Vermittlungs-Umsetzungstabellen für alle Ports aller Knoten erzielt werden. Daher könnte gemäß einer weiteren Ausführungsform eine modifizierte Umsetzungshardware in den Knoten (nicht in irgendwelchen Fernleitungs-Vermittlungen) Umsetzungen mit wesentlich verringertem Tabellen-Raumbedarf ausführen. Man würde den VPI-Raum so aufteilen, dass ein Bereich von VPI-Werten den speziellen VLAN-Stil der VP/VCI-Umsetzungsverarbeitung auslösen würde.
Beispielsweise ist 9 eine schematische Darstellung einer Umsetzungsfunktion an einem Knoten an einem Stations-Eingangsport. Es gibt drei mögliche Konfigurationen, wie dies in den 6, 7 und 8 gezeigt ist. Eine Umsetzungstabelle 100 liefert einen Steuereingang eines 4-Bit-Vektors bei 102; ein Bit steuert jeden der vier Multiplexer 104. In 9 sind unter der Annahme, dass ein Multiplexer den linken Eingang bei einem Steuerbit = 0 und den rechten Eingang bei dem Steuerbit = 1 auswählt, die entsprechenden Vektoren für Multiplexer für die drei möglichen Konfigurationen wie folgt:

Zielknoten = dieser Knoten (Figur 6) 0101

Direkte Fernleitung zum Zielknoten (Figur 7) 0010

Virtueller Pfad zum Zielknoten (Figur 8) 1010.
Unter spezieller Bezugnahme auf die 6 und 9 bezieht, wenn der Knoten A eine Zelle mit dem Anfangsblock [VLAN 1/A;3] von Richard empfängt, er sich auf die Umsetzungstabelle, wodurch herausgefunden wird, dass das Ziel zum gleichen Knoten gehört, und der Knoten erzeugt einen (0101)-Vektor. Unter der Steuerung dieses Vektors erzeugen die Multiplexer den Anfangsblock der abgehenden Zelle wie folgt:
VPI = gleich VPI des Anfangsblockes der ankommenden Zelle;
VCI (obere Hälfte) = VCI (obere Hälfte) des Anfangsblockes der ankommenden Zelle;
VCI (untere Hälfte) = die Port-ID des Knotens A, an dem die Zelle angekommen ist;
Ausgangsport ID = VCI (untere Hälfte) des Anfangsblockes der ankommenden Zelle.
Die Ausgangsport-ID (= 3) wird von dem Knoten A dazu verwendet, die Zelle vom Port 1 zum Port 3 zu vermitteln.
Ähnliche Umsetzungen werden an dem Stations-Eingangsport des Knotens A in den in 7 und 8 gezeigten Konfigurationen unter geeigneten Steuervektoren ausgeführt. Beispielsweise zeigt 10 die Anordnung für einen direkten Fernleitungs-Eingangsport, wie bei der in 7 gezeigten Konfiguration. In ähnlicher Weise zeigt 11 die Anordnung für den Eingangsport, der einen virtuellen Pfad zu einem Knoten abschließt. Dies ist die Konfiguration nach 8. In den 10 und 11 sind Verbindungen ohne Multiplexer gezeigt, wodurch diese Verbindungen tatsächlich unter der Steuerung der Steuervektoren durchgeführt werden.
Obwohl die Umsetzungstabelle als durch die Verkettung von VPI und der oberen Hälfte von VCI indexiert dargestellt ist, würden alternative Anordnungen mit zwei Ebenen der Indexierung kompaktere Tabellen ergeben.
Wie dies ausführlich weiter oben beschrieben wurde, bezeichnet bei der vorliegenden Erfindung das Knoten-Nummer/Port-Nummer-Paar die gleiche Station unabhängig davon, wo sie auf einem VLAN verwendet wird, so dass dieses Paar als eine örtlich zugeteilte LAN-Adresse betrachtet werden kann. Selbst wenn global eindeutige 48-Bit-MAC-Adressen erwünscht sind (und sie vereinfachen sicherlich die TCP/IP-Verwaltung) sind weder ATM-Adressen für Stationen erforderlich, noch besteht irgendeine Notwendigkeit für eine Q.2931-Realisierung. Ein ARP-(Adressenauflösungsprotokoll-) Dienst kann direkt mit dem Knoten-Nummer-/Port-Nummer-Paar-VCI-Wert für die angegebenen MAC-Adressen antworten.

Claims

ATM-Netz, bei dem eine Vielzahl von Endstationen (10, 24) eine Vielzahl von emulierten LAN's über einen oder mehrere ATM-Knoten (12, 22, 30, 34) bildet, die in einer Anzahl von LAN-Konfigurationen miteinander verbunden sind, wobei: jeder Endstation eine Knoten-Identifikation und eine Port-Identifikation zugeordnet ist, wobei die Knoten-bzw. Port-Identifikationen jeweils einen ATM-Knoten und einen Port des ATM-Knotens darstellen, mit dem die Endstation verbunden ist, wobei das Netz weiterhin folgendes umfasst: eine Steuereinrichtung (102) an dem ATM-Knoten zur Identifikation eines der emulierten LAN's durch die Knoten- und Port-Identifikationen der angeschlossenen Endstation; eine Routing-Einrichtung zur Vervollständigung des VPI-Feldes eines ATM-Zellenanfangsblockes in Abhängigkeit von dem emulierten LAN, das durch die Steuereinrichtung identifiziert ist; und eine Umsetzungseinrichtung zur Umsetzung des VCI-Feldes des ATM-Zellen-Anfangsblockes von Hd und Pd auf Hs bzw. Ps, wobei Hd und Pd die Knoten- und Port-Identifikationen einer Ziel-Endstation sind, während Hs und Ps die Knoten- und Port-Identifikationen einer Quellen-Endstation sind.
ATM-Netz nach Anspruch 1, bei dem ein oder mehrere ATM-Knoten über Fernleitungen (80) verbunden sind, die ausschließlich für eines oder mehrere emulierte LAN's bestimmt sind.
ATM-Netz nach Anspruch 2, bei dem die Steuereinrichtung ein Steuersignal erzeugt und die Umsetzungseinrichtung Multiplexer (104) zur Umwandlung von Werten in dem VPI-Feld und dem VCI-Feld der ATM-Zellen-Anfangsblöcke in Abhängigkeit von dem Steuersignal einschließt.
ATM-Netz nach Anspruch 3, das weiterhin Umsetzungstabellen (100) zur Identifikation einer oder mehrerer emulierter LAN's und zur Bezugnahme auf Knoten- und Port-Identifikationen von Endstationen umfasst.
ATM-Netz nach Anspruch 3, bei dem die Umsetzungseinrichtung Multiplexer (104) zur Umwandlung von Werten in dem VPI-Feld und dem VCI-Feld des ATM-Zellen-Anfangsblockes in Abhängigkeit von dem Steuersignal und dem Wert in dem VPI-Feld einschließt.
Verfahren zur Emulation einer Anzahl von LAN's in einem ATM-Netz zwischen einer Anzahl von Endstationen (10, 24) mit Hilfe einer oder mehrerer ATM-Knoten (12, 22, 30, 34), die in einer Anzahl von LAN-Konfigurationen verbunden sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Zuordnung einer Knoten-Identifikation und einer Port-Identifikation zu jeder Endstation, wobei die Knoten- und Port-Identifikationen jeweils einen ATM-Knoten und einen Port des ATM-Knotens identifizieren, mit dem die Endstation verbunden ist; Identifizieren eines der emulierten LAN's durch die Knoten- und Port-Identifikationen der angeschlossenen Endstation; Vervollständigen des VPI-Feldes eines ATM-Zellen-Anfangsblockes in Abhängigkeit von dem emulierten LAN, das durch die Steuereinrichtung identifiziert ist; und Umsetzen des VCI-Feldes des ATM-Zellen-Anfangsblockes von Hd und Pd auf Hs bzw. Ps, worin Hd und Pd die Knoten- und Port-Identifikationen einer Ziel-Endstation sind, während Hs und Ps die Knoten- und Port-Identifikationen einer Quellen-Endstation sind.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt der Vervollständigung einen weiteren Schritt des Einsetzens einer virtuellen LAN-Identifikation in das VPI-Feld eines ATM-Zellenanfangsblockes einschließt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Umsetzungsschritt einen Schritt der Bezugnahme auf eine Umsetzungstabelle (100), die ein oder mehrere emulierte LAN's identifiziert, und die Knoten- und Port-Identifikationen von Endstationen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Umsetzungsschritt einen Schritt der Multiplexierung von Knoten- und Port-Identifikationen in dem VCI-Feld einschließt.