EA008852B1 - Способ коммутации пакетов в передающей среде, включающей множество станций, соединенных различными линиями связи - Google Patents

Abstract

В изобретении описан способ коммутации пакетов в передающей среде, включающей множество станций, соединенных различными линиями связи. Способ отличается тем, что в одной или нескольких передающих средах устанавливают различные линии (9, 10, 11 и 12) связи, за счет чего одна передающая среда имеет различные параметры связи, и тем, что осуществляют коммутацию кадров по выделенным линиям. Изобретение применимо для передачи кадров одним комплектом (2) оборудования, соединенным с передающей средой (1), любому другому комплекту (4, 5, 6 и 7) оборудования, соединенному с такой передающей средой, даже при отсутствии линии прямой связи между ними, при этом весь процесс обработки осуществляется на втором уровне модели ВОС.

Description

Задача изобретения

Как следует из названия настоящего изобретения, оно относится к способу коммутации пакетов в передающей среде, включающей множество станций, соединенных различными линиями связи.

Данный способ применим в системах связи, в которых осуществляют пакетную коммутацию, а его основная задача заключается в обеспечении возможности коммутации, охватывающей все станции, которые входят в систему связи, и повышения эффективности передачи данных множеству станций.

Предпосылки создания изобретения

В процессе развития сетей с удаленным доступом Международная организация по стандартизации (180) разработала модель, известную как модель взаимодействия открытых систем (ВОС), в которой установлена иерархия всех элементов сети от элемента, расположенного ближе всех к пользователю, до элемента, расположенного ближе всех к физическому соединению. С тех пор основные разработки в области сетей вычислительных машин основаны на данной модели.

Таким образом, установлено семь уровней, ранжированных, начиная с уровня, определяющего требования к физической среде, до уровня взаимодействия с пользователем. Каждый из уровней имеет определенные заданные функции, а объекты каждого уровня взаимодействуют с непосредственно нижестоящим уровнем.

Самый нижний уровень модели является физическим уровнем (первый уровень), который имеет отношение к физическому соединению; выше находится уровень управления передачей данных (второй, канальный, уровень). Данный уровень действует над физическим уровнем и отвечает за обеспечение надежной передачи данных передающей средой, а также установление механизма доступа к физическому уровню, когда передающую среду совместно используют множество комплектов оборудования, известных как станции, как в случае локальных сетей. На данном уровне также рассматривают возможность коммутации двух или более передающих сред.

В последнем случае речь идет о том, что известно как пакетная коммутация на втором уровне, также именуемая соединением по мостовой схеме. На данном уровне пакеты обычно называют кадрами. Для распределения трафика среди двух или более сетей (которые называют сегментами) используют узел коммутации пакетов или мост, при этом трафик для локального использования одним сегментом не распространяется в направлении других сегментов, и такой узел коммутации пакетов или мост даже используют для выбора сегмента, которому адресован определенный трафик, из нескольких сегментов. Под коммутацией подразумевают процесс, посредством которого комплект оборудования, соединенный с различными передающими средами, выбирает для каждого пакета данных наиболее приемлемую передающую среду для достижения пункта назначения. Любое оборудование или система, способная осуществлять процесс коммутации, является коммутатором. Коммутатор может быть встроен в комплект оборудования связи или станцию.

Что касается локальных сетей, в стандарте ΑΝ8Ι (Американский национальный институт стандартов)/1ЕЕЕ (Институт инженеров по электротехнике и электронике) 802.1Ό на протокол управления доступом к среде (МАС) для мостов, соединяющих сети, описан мост, поддерживающий протокол покрывающего (связующего) дерева (от англ. Брапшпд 1гсс). Коммутатор такого типа имеет два или более подключения к сети, которые известны как порты. Каждый из таких портов соединен с определенным сегментом сети. В соответствии со стандартом каждый кадр должен иметь адрес источника для идентификации станции-отправителя и адрес назначения для идентификации станции, которой он адресован. Адреса источников всех входящих кадров хранятся в памяти и присоединены к портам, через которые они поступили, за счет чего коммутатор запоминает, через какой порт он может получить доступ к каждой станции. Таким образом, при появлении кадра, адрес назначения которого хранится в памяти (т.е. известен), его передают только через порт, к которому присоединен его адрес назначения, при условии, что этот порт не является портом, через который поступил такой кадр, поскольку в таком случае его передача через другие порты бесполезна. Когда адрес назначения не известен, кадр передают через все порты за исключением порта, через который он поступил, за счет чего обеспечивают достижение им адреса назначения. Аналогичную операцию осуществляют с кадрами, адрес назначения которых присоединен к множеству доступных станций. Незначительно отличается тот случай, когда адрес назначения кадра представляет собой групповой адрес, т. е. адрес, который присоединен к подмножеству доступных адресов, и в этом случае кадр передают через все порты, присоединенные к станциям, входящим в такое подмножество. Известен способ, в котором станции при помощи коммутатора привязывают к той или иной группе посредством протокола, известного как СМКР (САКР МиШсаБ! Ксд1Чга1юп Рго!осо1, где САКР является сокращением Сспспс АИпЬШс Ксд1Чга1юп Рго!осо1), который устанавливает порядок обмена сообщениями в таких целях.

Память для хранения такой информации, необходимой для нахождения адреса назначения каждого кадра, известна как таблица фильтрации (также адресная таблица). Каждый вход этой таблицы состоит из спецификации адреса назначения и схемы соответствия портов, в которой для каждого порта указан элемент управления, устанавливающий, какой процесс должен осуществляться в отношении этого порта (т.е. следует ли осуществлять

- 1 008852 передачу через этот порт).

Различают статические и динамические входы. Первые задают при помощи процесса управления, действующего извне коммутатора, а вторые при помощи автоматического процесса, осуществляемого в самом коммутаторе, такого как процесс самообучения или вышеупомянутый протокол СМРР. Отличительной особенностью динамических входов является их подверженность устареванию, в связи с чем по истечении определенного промежутка времени (тайм-аута) после последнего запоминания данные удаляют, чтобы коммутатор реагировал на меняющееся распределение станций. Статические же входы хранятся постоянно, если их не удалить посредством внешнего процесса управления.

Ввиду вероятности размножения (дублирования) пакетов, существующей в сети с множеством коммутаторов, в которых образуются петли, т.е. два различных возможных маршрута между двумя станциями, используют протокол покрывающего дерева. При помощи такого протокола коммутаторы обмениваются сообщениями с целью запомнить топологию сети, при этом каждый коммутатор блокирует определенные порты, игнорируя поступающий по ним трафик и не используя их для передачи кадров, за счет чего сохраняется топология без образования петель, т.е. древовидная топология.

Для каждого порта устанавливают следующие состояния для передачи и приема кадров, ранжированные по убыванию ограничений:

блокирование: прием кадров и запоминание (обучение) не осуществляют; передачу кадров также не осуществляют. Осуществляют лишь прием сообщений, поступающих от протокола покрывающего дерева;

прослушивание: то же, что при блокировании, но с передачей сообщений, поступающих от протокола покрывающего дерева;

обучение: осуществляют прием и запоминание поступающих кадров, но кадры не передают (за исключением сообщений, поступающих от протокола покрывающего дерева);

продвижение кадров: осуществляют нормальную передачу и прием кадров.

Порт обычно находится в состоянии блокирования до тех пор, пока не будет определено, что передача и прием пакетов через него не приведет к образованию петель в топологии. Если это не так, порт по истечении определенного времени последовательно проходит через состояния прослушивания, обучения и продвижения. Если в любом из названных состояний обнаружено, что ситуация изменилась и передача кадров через порт приводит к образованию петель, порт возвращается в состояние блокирования.

Существует пятое, выключенное состояние, в котором порт полностью бездействует. Достижение такого состояния и выход из него происходит под действием внешнего управления.

Стандарт ΙΕΕΕ 802.1Ό был разработан исходя из допущения, что передающие среды, с которыми соединен коммутатор, представляют собой среды с шинной топологией или линии связи типа точкаточка, т.е. передающие среды, в которых все подключенные станции находятся в пределах взаимной видимости, и в случае передачи станцией пакета посредством такой среды все подключенные к ней станции способны принять такой пакет. Вместе с тем, в средах, в которых отсутствует взаимная видимость, данный стандарт напрямую не применим, поскольку факт передачи пакета посредством передающей среды не означает, что все станции, подключенные к такой среде, способны принять этот пакет.

По этой причине ΙΕΕΕ ввел обобщенный вариант стандарта 802.1Ό в виде стандарта ΙΕΕΕ 802.10 (удаленное соединение по мостовой схеме). Удаленное соединение по мостовой схеме было изначально введено для соединения коммутаторов линиями точка-точка, но в данном стандарте оно распространяется на любую передающую среду и не зависит от фактической топологии, удовлетворяя лишь условиям пропускной способности линий связи между различными коммутаторами.

В соответствии со стандартом ΙΕΕΕ 802.10 пропускную способность линий связи между удаленными коммутаторами, т.е. между коммутаторами, не связанными локальными сетями, отображают виртуальные порты, каждый из которых отображает способность передавать и принимать информацию от одного или нескольких других удаленных коммутаторов.

Как и в стандарте ΙΕΕΕ 802.1Ό, в котором коммутаторы подключены к локальным сетям, в стандарте ΙΕΕΕ 802.10 удаленные коммутаторы соединены с объектами, известными как группы или подгруппы.

При наличии у коммутатора виртуального порта такой коммутатор и коммутаторы, к которым он имеет доступ посредством такого виртуального порта, образуют подгруппу. Подгруппа - это виртуальная двусторонняя линия связи, и ее можно считать эквивалентной локальной сети, поскольку каждый входящий в нее коммутатор соединен виртуальным портом с другими портами такой подгруппы.

Кроме того, множество подгрупп образуют группу, в которой также обеспечено всеохватывающее и простое соединение всех коммутаторов подгрупп, т.е. для любых двух коммутаторов в группе существует одна и только одна подгруппа, через которую они соединены. Коммутатор соединен с группой множеством виртуальных портов, каждый из которых обеспечивает доступ к каждой из подгрупп. Группа может состоять из единственной подгруппы, при этом такая группа получает название виртуальной местной сети (у1йиа1 1оса1 псЕтогк). что не следует путать с концепцией виртуальной локальной вычислительной сети (ВЛВС).

Можно было бы посчитать, что подгруппа физически эквивалентна линии связи между двумя или более станциями и что группа является множеством линий связи, обеспечивающих всеохватывающее и

- 2 008852 простое соединение множества станций, но на практике объединение в группы и подгруппы отражает необязательно физическую топологию, а определенные параметры связи между станциями, настроенные наиболее приемлемым способом.

Что касается петель, которые могут образовываться в такой виртуальной топологии, образованной группами и подгруппами, данную проблему решают за счет использования определенных характеристик коммутации и протокола покрывающего дерева.

Когда речь идет о возможных петлях внутри группы, образованной несколькими подгруппами, если петли отсутствуют вне группы, они не создают проблемы с учетом особенности, заключающейся в том, что пакет, поступивший через виртуальный порт какой-либо группы, никогда не продвигают через виртуальный порт той же группы.

В любом случае существует возможность того, что вне группы имеются другие группы (или местные сети), которые обеспечивают избыточное соединение двух (или более) коммутаторов группы. Если стоимость таких альтернативных маршрутов передачи данных меньше, чем маршрутов внутри группы, петлю внутри группы необходимо разорвать, для чего коммутаторы группы распределяют по двум или более подгруппам, известным как кластеры. В результате пакеты не могут циркулировать по петлям с учетом того факта, что при получении коммутатором пакета от кластера, которые не является его собственным кластером, коммутатор должен игнорировать такой пакет. В определенных случаях для оптимизации общей эффективности сети блокируют передачу пакетов, которые не будут обработаны получателем, что возможно, если коммутатору известно, что он имеет несвязанный порт, т.е. порт, который не соединен с каким-либо другим коммутатором в том же кластере. В этом случае коммутатор оставляет такой порт в состоянии блокирования во избежание необходимости использовать ресурсы для передачи через такой порт.

Следует уточнить, что согласно стандарту ΙΕΕΕ 802.10 группы и подгруппы формируют статически, т.е. путем управляющего воздействия, осуществляемого внешним по отношению к коммутатору объектом (работа которого не подчинена стандарту), тогда как кластеры устанавливаются динамически в самих коммутаторах посредством выполнения усовершенствованного протокола покрывающего дерева.

Данный недостаток стандарта ΙΕΕΕ 802.1Ό (неприменимость к передающей среде с всеохватывающей взаимной видимостью) преодолен в настоящем изобретении за счет введения некоторых усовершенствований в процесс коммутации, но при одновременном сохранении основной функциональности, предусматриваемой стандартом. Такая функциональность, предусмотренная стандартом, представляет собой сокращенную версию функциональности, предусмотренной в настоящем изобретении.

Что касается взаимосвязи со стандартом ΙΕΕΕ 802.10, разработанным в попытке решить такую же задачу, авторы настоящего изобретения исходят из того же принципа использования виртуальных портов, но с тем отличием, что такие порты представляют линии связи для передачи информации другим станциям, которые являются двусторонними или иными линиями, в которых отражена не пропускная способность, а передающая способность. Одни и те же станции могут быть соединены несколькими линиями связи, при этом такие линии могут полностью или частично перекрывать друг друга.

Такую избыточность линий связи необязательно полностью исключает протокол покрывающего дерева (который в настоящем изобретении применяют только в отношении определенных линий связи), и ее можно использовать за счет различных физических параметров таких избыточных линий связи, при этом те или иные линии связи выбирают для передачи в зависимости от требований трафика различных типов. Такую избыточность также используют за счет различных топологических характеристик избыточных линий связи: пакеты, адресованные лишь одной станции, передают по линии связи с такой станцией, а пакеты, адресованные той же станции и другим станциям, передают по линии связи с такой станцией и другими станциями, если возможно установить такие линии в передающей среде.

Одним словом, физические параметры передающей среды и топология сети, которая базируется на такой передающей среде, в гораздо большей степени интегрированы в процесс коммутации с возможностью использования для повышения общей эффективности сети, что показано далее на некоторых примерах применения.

Кроме того, предусмотрены и другие усовершенствования с целью сокращения трафика пакетов с широковещательными или групповыми адресами в коммутируемой сети, за счет чего повышается ее эффективность и эффективность коммутатора.

Используемый в настоящем описании термин станция относится к комплекту оборудования, подключенного к сети с возможностью передачи и получения данных по такой сети.

Термин виртуальная локальная сеть (ВЛВС) используется для обозначения виртуальных локальных сетей, отвечающих стандарту ΙΕΕΕ 802. ГО, на которые может быть поделена реальная локальная сеть. Рекомендуется не путать данный термин с виртуальной местной сетью согласно стандарту ΙΕΕΕ 802.10 применительно к группам, состоящим из одной подгруппы.

Описание изобретения

Для решения задач изобретения и устранения вышеназванных недостатков в изобретении предлагается способ коммутации пакетов в передающей среде, включающей множество станций, соединенных различными линиями связи. В такой среде коммутацию кадров (пакетов) осуществляют на втором уров

- 3 008852 не модели взаимодействия открытых систем (ВОС) Международной организации по стандартизации (180), причем коммутацию пакетов осуществляет каждая станция. Указанную коммутацию осуществляют между одной или несколькими передающими средами. Предлагаемый в изобретении способ отличается тем, что в каждой из передающих сред устанавливают различные линии связи, непосредственно соединяющие станции, находящиеся в этой среде, причем указанные станции обладают способностью к коммутации пакетов. Между любыми двумя станциями в одной передающей среде может быть установлено несколько линий связи с различными параметрами, и линии связи, независимо от их принадлежности к одной передающей среде, могут являться односторонними линиями связи типа точка-точка или точка-многоточка. Далее рассматриваемый способ отличается тем, что двусторонняя линия связи типа точка-точка представляет собой совокупность двух односторонних линий связи типа точка-точка, соединяющих одни и те же станции, но в противоположных направлениях, двусторонняя линия связи типа многоточка-многоточка между группой станций представляет собой совокупность линий связи типа точка-многоточка, число которых соответствует числу станций, принадлежащих указанной группе, причем исходной точкой каждой линии связи типа точка-многоточка является каждая из станций группы, а ее точками назначения являются другие станции этой группы; односторонние линии связи, независимо от того, принадлежат ли они к одной передающей среде, могут иметь различные параметры канального кодирования, безопасности и качества обслуживания независимо друг от друга и в зависимости от передающей среды; и в процессе коммутации кадров каждый коммутатор имеет виртуальные порты, которые взаимно однозначным образом присоединены к линиям связи, способным обеспечивать передачу данных независимо от того, представляют ли они собой двусторонние линии связи, установленные стандартом ΙΕΕΕ 802.10, или односторонние исходящие линии связи.

Данный способ позволяет станции, соединенной с передающей средой, осуществлять передачу кадров любой другой станции, соединенной с той же средой даже при отсутствии между ними линии прямой связи, при этом весь процесс обработки осуществляют на втором уровне модели ВОС.

Предлагаемый в изобретении способ предусматривает осуществление коммутации на основе стандарта ΙΕΕΕ 802.1Ό и отличается тем, что определенные линии связи выбирают в качестве основных линий связи, представляющих собой двусторонние линии связи, минимально необходимые для соединения с каждой из доступных станций, а при коммутации каждого кадра в качестве входного порта выбирают порт, присоединенный к линии связи, по которой этот кадр поступил, при условии, что эта линия связи является основной линией связи, а в ином случае выбирают порт, присоединенный к эквивалентной основной линии связи, т.е. порт, присоединенный к основной линии связи со станцией, от которой получен кадр, таким образом, что при наличии двух или более основных линий связи со станцией, от которой получен кадр, выбирают основную линию, присоединенный к которой порт находится в состоянии продвижения, если такая линия существует, либо в противном случае выбирают любую линию.

Порты, присоединенные к основным линиям связи, считаются для всех целей портами соединения с местной сетью, и протокол покрывающего дерева, установленный стандартом ΙΕΕΕ 802.1Ό, применим в полном объеме только к этим портам, при этом остальные линии связи исключены из передачи пакетов протокола покрывающего дерева.

Как указано в разделе Предпосылки создания изобретения, возможными состояниями порта являются состояния блокирования, прослушивания, обучения, продвижения и бездействия. Предлагаемый в изобретении способ дополнительно отличается тем, что состояние порта, присоединенного к линии связи любого типа, не являющейся основной линией связи, соответствует наиболее ограничительному, в отношении передачи и приема пакетов, из всех состояний портов основных линий связи, эквивалентных этой линии, т.е. из состояний портов основных линий связи с теми же станциями, что и указанная линия связи, не являющаяся основной. Таким образом, линия связи, не являющаяся основной, составляет часть дерева тогда и только тогда, когда часть дерева составляют эквивалентные ей основные линии.

Кроме того, состояние порта, присоединенного к линии связи типа точка-многоточка, всегда является состоянием продвижения, и по основным линиям связи типа точка-точка, эквивалентным этой линии связи типа точка-многоточка, периодически передают информацию о состоянии портов, присоединенных к этим же линиям связи, с тем, чтобы станции-получатели могли обрабатывать эту информацию, причем в случае получения станциями-получателями информации о том, что порт, присоединенный к линии связи на станции-источнике, находится в состоянии блокирования, они оставляют порт, через который они получили информацию, в состоянии прослушивания, если они действуют в качестве коммутаторов, или удаляют кадры, поступающие от станции, с которой их соединяет линия связи, если станции не действуют в качестве коммутаторов, что позволяет исключить обработку такими станциями пакетов, направленных портом линии связи точка-многоточка, поскольку на станции-получателе их обрабатывают как поступившие из порта, присоединенного к эквивалентной основной линии связи, если станция-получатель действует в качестве коммутатора.

С целью усовершенствования широковещательной передачи сообщений в способе предусмотрено, что каждый кадр содержит список идентификаторов, каждый из которых связан взаимно однозначным отношением с коммутатором, через который прошел кадр, при этом такой список известен как информация для контроля широковещательной передачи.

- 4 008852

Коммутатор удаляет принятый кадр, если в содержащейся в этом кадре информации для контроля широковещательной передачи обнаружен идентификатор этого коммутатора, благодаря чему удаляют определенные пакеты, которые в противном случае вследствие распространения по сети с образованием петель оставались бы в такой сети неопределенное время.

Для этого в способе предусмотрено, что если коммутатор не обнаружил своего идентификатора в содержащейся в кадре информации для контроля широковещательной передачи, он включает в эту информацию свой идентификатор.

Кроме того, способ предусматривает обработку таблицы фильтрации методом консультации, как это описано в разделе Предпосылки создания изобретения, и отличается тем, что в каждую из статических записей таблицы по стандарту 1ЕЕЕ 802.1Ό включают два новых условия, а именно характеристику входного порта, указывающую на порт, через который поступил кадр, и характеристику идентификатора виртуальной локальной вычислительной сети (ВЛВС), указывающую на идентификатор ВЛВС, которой принадлежит кадр, в соответствии со стандартом 1ЕЕЕ 802.1р. причем обработку, указываемую схемой соответствия портов записи таблицы, применяют в том случае, если кадр помимо условия, определяемого МАС-адресом по стандарту 1ЕЕЕ 802.1Ό, также соответствует указанным условиям для входного порта и ВЛВС.

В такой таблице фильтрации для любого из условий в статических записях таблицы фильтрации, будь то МАС-адрес, входной порт и идентификатор ВЛВС, используют первое новое значение, не существующее в стандарте 1ЕЕЕ 802.1Ό, причем в случае сравнения значения соответствующей характеристики в кадре со значением условия, имеющего указанное первое новое значение, результат сравнения всегда положителен, т.е. условие выполнено, и применяют обработку, установленную входом.

Кроме того, для любого из условий в статических записях таблицы фильтрации используют второе новое значение, не существующее в стандарте 1ЕЕЕ 802.1Ό, причем в случае сравнения значения соответствующей характеристики в кадре со значением условия, имеющего указанное второе новое значение, результат сравнения положителен, т. е. условие выполнено, если это значение в кадре не совпадает со значением любого другого условия таблицы за исключением тех, что содержат фактическую вторую новую величину, и в отношении позиций, найденных в таблице фильтрации для записи, применяют обработку, установленную входом.

При наличии в таблице входа, устанавливающего передачу более чем через один порт, портами назначения этого входа являются порты, присоединенные к основным линиям связи, или порты, присоединенные к линиям связи типа точка-многоточка, эквивалентным этим основным линиям связи.

С целью облегчить понимание настоящего описания к нему приложены чертежи, которые являются его неотъемлемой частью и на которых с целью проиллюстрировать, а не ограничить изобретение, представлен предмет изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 проиллюстрирован вариант осуществления, в котором внешний объект через коммутатор получает доступ к передающей среде, на фиг. 2 - как и на фиг. 3, зависимость между двусторонней линией связи и двумя односторонними линиями связи, проходящими во взаимно противоположных направлениях, на фиг. 3 - как и на фиг. 2, зависимость между двусторонней линией связи и двумя односторонними линиями связи, проходящими во взаимно противоположных направлениях, на фиг. 4 - как и на фиг. 5, группирование линий связи в двустороннюю линию многоточечной связи, на фиг. 5 - как и на фиг. 4, группирование линий связи в двустороннюю линию многоточечной связи, на фиг. 6 - пример применения предлагаемого в изобретении способа для осуществления связи между множеством коммутаторов, на фиг. 7 - пример применения, в котором показаны основные линии связи, на фиг. 8 - пример осуществления, в котором применяют закрепление (назначение) входных портов, на фиг. 9 - другой пример осуществления, в котором применяют закрепление входных портов, на фиг. 10 - пример осуществления, в котором показано применение контроля широковещательной передачи, на фиг. 11 - пример осуществления, в котором различные линии связи представляют собой линии связи типа точка-точка и точка-многоточка, на фиг. 12 - пример осуществления, проиллюстрированный на фиг. 11, в котором показано функционирование контроля широковещательной передачи, на фиг. 13 - пример осуществления, аналогичный проиллюстрированному на фиг. 12, в котором используют дополнительную линию связи, на фиг. 14 - как и на фиг. 15, сравнение шины и двусторонней линии многоточечной связи, на фиг. 15 - как и на фиг. 14, сравнение шины и двусторонней линии многоточечной связи.

- 5 008852

Описание примеров осуществления изобретения

Далее со ссылкой на цифровые позиции, указанные на чертежах, описан вариант осуществления изобретения.

В первом примере осуществления используют передающую среду 1, доступ к которой через коммутатор 2 получает внешний объект 3, действующий в такой среде в качестве станции. Передающая среда имеет несколько линий 8, 9, 10, 11 и 12 связи между несколькими станциями 3, 4, 5, 6 и 7, при этом такие линии не зависят друг от друга и имеют различные параметры, как это показано на фиг. 1.

Во втором примере осуществления в передающей среде 1 показаны две станции 13 и 14, которые соединены двумя односторонними линиями 15 и 16. Линию 15 используют для передачи информации станцией 13 станции 14. С другой стороны, линию 16 используют для передачи информации станцией 14 станции 13, как это показано на фиг. 2. Поскольку две станции связаны двумя односторонними линиями связи типа точка-точка, проходящими во взаимно противоположных направлениях, такие линии могут быть сгруппированы в одну двустороннюю линию 17, позволяющую осуществлять передачу информации в обоих направлениях, как это показано на фиг. 3.

В третьем примере осуществления показаны три станции 18, 19 и 20, которые соединены тремя односторонними линиями связи точка-многоточка: линией 21 для передачи информации станцией 20 станциям 18 и 19, линией 22 для передачи информации станцией 18 станциям 19 и 20 и линией 23 для передачи информации станцией 19 станциям 18 и 20, как это показано на фиг. 4. В данном примере осуществления три такие линии сгруппированы в одну двустороннюю линию многоточечной связи, представляющую собой линию 24, в результате чего любая из трех названных станций способна осуществлять передачу информации двум другим станциям, как это показано на фиг. 5.

В четвертом примере осуществления показаны используемые в передающей среде линии связи различных типов после группирования односторонних линий в двусторонние линии: передающая среда с пятью станциями 25, 26, 27, 28 и 29 и пятью линиями 30, 31, 32, 33 и 34 связи. Линия 30 является двусторонней линией многоточечной связи и соединяет три станции 25, 28 и 29, при этом любой пакет, переданный одной станцией, достигает двух других станций, которые совместно используют данную линию. Линия 31 является односторонней линией связи типа точка-точка для передачи пакетов станцией 29 станции 25. Линия 32 является двусторонней линией связи типа точка-точка, соединяющей станции 26 и 29, и служит для передачи и приема кадров. Линия 33 является линией связи типа точка-многоточка и соединяет станции 29, 26 и 27. Когда станция 29 передает пакет по такой линии, его принимают станции 26 и 27. Линия 34 является двусторонней линией связи типа точка-точка, которая соединяет станции 27 и 29, как это показано на фиг. 6.

В пятом примере осуществления показаны некоторые линии связи между одной станцией и другими станциями в одной передающей среде. Станция 38 соединена со станцией 35 двумя двусторонними линиями 39 и 40 связи с независимыми параметрами. В то же время, она имеет отдельные двусторонние линии 41 и 43 связи со станциями 36 и 37. Она также связана с названными станциями линией 42, которая представляет собой одностороннюю линию связи типа точка-многоточка. Таким образом, передача пакета по линии 42 эквивалентна его передаче по линиям 41 и 42, т. е. можно сказать, что при передаче линия 42 эквивалентна линиям 41 и 43, что показано на фиг. 7.

Далее описан первый пример закрепления входных портов за входящими пакетами, как это показано на фиг. 8. В данном примере показано несколько линий 48, 49, 50, 51, 52 и 53, доступ к которым станция 47 способна получить через коммутатор, который в данном случае находится внутри нее. Линии 48 и 49 являются двусторонними линиями связи типа точка-точка с различными параметрами связи и соединены со станцией 44. В свою очередь, станция 45 имеет одностороннюю линию 50 связи типа точкамноготочка, по которой она передает кадры станциям 44 и 47. Кроме того, линия 52 является односторонней линией связи типа точка-многоточка, по которой станция 47 передает кадры станциям 45 и 46. Наконец, станция 47 связана со станцией 46 двусторонней линией 53 связи типа точка-точка.

В коммутаторе станции 47 каждой из исходящих линий связи, т. е. двусторонним или односторонним линиям передачи, а именно линиям 48, 49, 51, 52 и 53, показанным на фиг. 8, назначено по одному порту (т.е. один порт присоединен к каждой из этих линий). Линия 50 не имеет присоединенного к ней порта, поскольку она является входящей линией связи. Для упрощения в данном примере осуществления и в остальных примерах осуществления нумерация портов, присоединенных к каждой линии, присоединена к нумерации такой линии на соответствующей фигуре.

В коммутаторе станции 47 двусторонние линии связи, минимально необходимые для связи со всеми станциями, с которыми она имеет прямое соединение, считаются основными линиями, при этом каждой доступной станции соответствует одна основная линия. В данном случае не существует единственного решения, поскольку имеются два набора линий, отвечающих данному условию, в качестве основных линий могут быть выбраны линии 48, 51 и 53 или линии 49, 51 и 53. В данном варианте осуществления выбирают последнюю группу (по идентификационному номеру портов или любым другим способом).

Так, коммутатор станции 47 обрабатывает все входящие пакеты, как если бы они поступали по основным линиям: непосредственно обрабатывает пакеты, поступающие по основным линиям 49, 51 и 53,

- 6 008852 привязывая их к соответствующим портам, а что касается остальных входящих линий связи, осуществляет обработку пакетов в зависимости от передавшей их станции, при этом порт, присоединенный к соответствующей основной линии, является портом, закрепленным за ними в качестве входного порта. В данном случае выбор соответствующей основной линии связи является непосредственным, поскольку не существует двух основных линий связи с одной и той же станцией.

Таким образом, за пакетами, поступающими по линии 48 из станции 44, закрепляют порт 49, который является портом, присоединенным к основному каналу связи со станцией 44. За пакетами, поступающими по линии 50 из станции 45, закрепляют порт 51, который является портом, присоединенным к основному каналу связи со станцией 45, как это показано на фиг. 8. Такие соответствия между линиями связи и портами используют в процессе обучения согласно известному из уровня техники стандарту 1ЕЕЕ 802.1Ό, который описан в разделе Предпосылки создания изобретения.

Во втором примере закрепления портов за входящими пакетами, который проиллюстрирован на фиг. 9, используют иную топологию с четырьмя станциями 54, 55, 56 и 57, которые соединены двумя двусторонними линиями многоточечной связи. Одна из таких линий 58 соединяет станции 54, 55 и 57, а другая линия 60 соединяет станции 55, 56 и 57, при этом станции 55 и 57 дополнительно соединяет двусторонняя линия 59 связи типа точка-точка.

Поскольку линии 58, 59 и 60 являются исходящими, на станции 57 за ними закреплены порты. Основными линиями являются линии 58 и 60, обе являющиеся линиями многоточечной связи. Следовательно, используют именно входные порты. Закрепление входных портов за кадрами является очевидным для кадров, поступающих по линиям 58 и 60, но в отношении линии 59, которая не является основной линией, необходимо сделать выбор между линиями 58 и 60. В качестве эквивалентной выбирают линию, которая не находится в состоянии блокирования. Только одна линия может находиться в менее ограничивающем состоянии, чем состояние блокирования, поскольку в противном случае сообщение, которое последовательно проходит через станцию 57, линию 60, станцию 55, линию 58 и станцию 54, вызвало бы образование петли, для предотвращения чего в данном варианте осуществления изобретения применяют протокол покрывающего дерева. В случае, когда обе линии находятся в состоянии блокирования, не имеет значения, какая из них выбрана для пакетов, поступающих по линии 59; очевидно, что ни один из таких пакетов не будет обработан, поскольку закрепленная за ним линия находится в состоянии блокирования и, кроме того, не будет осуществляться запоминание.

Далее описан пример передачи пакета на основе топологии, подобной топологи из первого примера закрепления портов входящих линий связи, описанного со ссылкой на фиг. 8. Исходя из процесса обучения на динамических входах таблиц фильтрации будут порты, присоединенные к линиям 49, 51 и 53. Это позволяет после осуществления коммутации использовать линии, присоединенные к таким портам, и осуществлять верную передачу пакетов по линиям, которые необходимы для достижения ими соответствующего адреса назначения.

Остальные порты 48 и 52 в результате процесса обучения на этих входах не будут указаны, что, как было указано ранее, известно из уровня техники, но они, конечно, могут быть включены в таблицу в виде статических или динамических входов (описанных в разделе Предпосылки создания изобретения) посредством процессов обслуживания других протоколов. Таким способом для осуществления передачи используют все линии связи.

Что касается протокола покрывающего дерева, его применяют во всей полноте в соответствии со стандартом 1ЕЕЕ 802.1Ό только в отношении портов, присоединенных к основным линиям 48, 51 и 53 связи.

Остальные порты, присоединенные к линиям 48 и 52, не присоединены к основной линии и, следовательно, исключены из покрывающего дерева во всей его полноте. Тем не менее, каждый из таких портов имеет соответствующее ему состояние, касающееся передачи и приема пакетов, которое установлено стандартом 1ЕЕЕ 802.1Ό и требует вычисления.

Для вычисления таких состояний требуется знать, какая линия присоединена к каждому каналу и какие линии являются основными линиями, эквивалентными такой линии (иным словами, основными линиями, необходимыми для достижения тех же пунктов назначения). В случае линии 48 такую линию в качестве своего пункта назначения, доступного по основной линии 49, имеет станция 44. Таким образом, основной линией, эквивалентной линии 48, является линия 49. Что касается линии 52, ее присоединенными основными линиями являются линии 51 и 53, поскольку по ним доступны те же станции 45 и 46.

После определения линий связи, эквивалентных (не являющихся) основным линиям связи, вычисляют соответствующие состояния в зависимости от типа таких линий, не являющихся основными линиями.

В случае не являющихся основными линий связи типа точка-точка состояние порта в точности эквивалентно состоянию порта эквивалентной основной линии. Так, порт 48 имеет такое же состояние, что и порт 49. Следовательно, если линия 49 включена в дерево, то и линия 48 также включена в него и не включена в него, если линия 49 не включена в дерево.

В случае линий связи типа точка-многоточка существует два варианта.

Первый вариант заключается в том, что состояние порта является наиболее ограничительным из

- 7 008852 всех состояний портов, присоединенных к эквивалентным линиям. Так, что касается состояния порта 52, оно зависит от состояний портов, присоединенных к эквивалентным основным портам 51 и 53. Если один из таких портов находится в состоянии блокирования, состояние порта 52 является состоянием блокирования. Чтобы порт 52 находился в состоянии продвижения, порты 51 и 53 должны находится в состоянии продвижения. Следует учесть, что состояния прослушивания и обучения эквивалентны состоянию блокирования порта 52, поскольку речь идет об исходящей линии связи, и по ней не осуществляют прием пакетов. По ней также не передают сообщения протокола покрывающего дерева, поскольку она не соотнесена с основной линией.

В результате всего перечисленного линия 52 связи входит в дерево тогда и только тогда, когда в него входят эквивалентные основные линии 51 и 53. Следовательно, если, например, линия 53 не входит в дерево, по линии 52 невозможно установить связь со станцией 46, в результате чего дерево разрушается, поскольку порт такой линии находился бы в состоянии блокирования.

Второй вариант касается линий связи типа точка-многоточка и заключается в том, что за портом постоянно закреплено состояние продвижения. В результате этого порт 52 всегда находится в состоянии продвижения независимо от состояний линий 51 и 53. Это ни в коем случае не означает разрушения дерева. Предположим, что порт 53 находится в состоянии продвижения, но порт 51 находится в состоянии блокирования. В этом случае станция 47 должна сообщить станции 45 о том, что она имеет порт, соответствующий блокированной линии 51, при наличии которого такую линию исключают из дерева. До тех пор, пока станция 45 не получит сообщение об изменении состояния данной линии, она будет удалять все пакеты, поступающие по линии 51.

Если пакеты передают по линии 52, они достигают станции 46, что не является проблемой, поскольку это эквивалентно их передаче по линии 53, которая входит в дерево. Пакеты также достигнут станции 45, но данная станция осуществит их обработку, как если бы они были переданы по линии 51 (поскольку она имеет тот же присоединенный порт).

Следует учесть, что при этом в топологии дерева могут образоваться избыточные ветви; по существу, даже при осуществлении первого варианта (наиболее ограничительного) в отношении состояний линий связи типа точка-многоточка, если линии 49, 51 и 53 находятся в дереве, линии 43 и 47 служат альтернативным маршрутами для пакетов. Это подразумевает опасность размножения пакетов, но существует возможность исключить такие линии из продвижения пакетов с неизвестным адресом назначения, для чего в значения МАС-адреса и список ограниченных портов с указанием портов назначения таблицы фильтрации вводят новые данные, которые содержат новое значение, соответствующее раскрытому в разделе Описание изобретения второму новому значению, известному как не найден. Такое введенное значение применяют в отношении всех пакетов с неизвестным адресом назначения, за счет чего при передаче таких пакетов по ограниченному числу портов снижается вероятность их размножения, при этом существует дополнительный механизм контроля размножения пакетов с возможностью полного удаления пакетов, перемещающихся по петлям, которые образуются в силу наличия избыточных линий, что известно как контроль широковещательной передачи.

На фиг. 10 проиллюстрирован пример применения контроля широковещательной передачи. Допустим, что две станции 61 и 62 связаны двумя двусторонними линиями 63 и 64, при этом линия 63 является основной линией для станции 62. Допустим, что порты, присоединенные к станции 62, находятся в состоянии продвижения. Если из станции 61 на станцию 62 поступает пакет и адрес его назначения не найден в таблицах фильтрации, все порты станции 62, находящиеся в состоянии продвижения, за исключением порта, по которому он поступил, должны осуществить его пересылку. Это означает, что по одному из портов, по которым будет передан пакет, соответствующему линии 64, пакет вернется на станцию 61, что бесполезно, поскольку станция 61 уже обработала такой пакет. Кроме того, может оказаться, что станция 61 также не найдет адрес назначения пакета, в связи с чем будет пересылать его через все свои порты, что предполагает быстрое распространение пакетов, что крайне разрушительно действует на сеть.

Но для преодоления данного недостатка применяют контроль широковещательной передачи. В данном примере станция 61 имеет идентификатор А, а станция 62 - идентификатор В, при этом в обоих случаях контроль широковещательной передачи осуществляют, используя список из двух позиций, т.е. список, в котором хранятся два идентификатора портов, что более чем достаточно применительно к петлям, ограниченным двумя линиями связи.

В данном случае после передачи станцией 61 кадра по линии 63 в списке должен находиться идентификатор А. На фиг. 10 показан список в виде двух прямоугольников, при этом последнее введенное в него значение расположено справа. Следовательно, он состоит из X, А, где X означает любой идентификатор, отличающийся от В. По достижении кадром данных идентификатора В, в первую очередь, осуществляют проверку, чтобы установить, что идентификатор В не входит в список. Если это так, пакет обрабатывают и вносят изменения в список, добавляя идентификатор В станции 62 и исключая более ранний, после чего в список входят А, В.

Исходя из коммутации как таковой, допустим, что адрес назначения не найден и по этой причине кадр пересылают через все порты, которые находятся в состоянии продвижения, за исключением порта, по которому он поступил. Очевидно, что он не будет передан через порт линии 63, хотя и будет передан

- 8 008852 через порт линии 64, при этом в список 66 контроля широковещательной передачи входят идентификаторы А и В.

По достижении таким кадром данных станции 61 его немедленно удаляют в рамках контроля широковещательной передачи, поскольку один из идентификаторов из списка совпадает с идентификатором А станции. Таким образом, при помощи списков, в которые вводят несколько элементов, отображающих периметр петли, в данном случае два, как это показано на фиг. 10, исключают размножение пакетов.

Далее рассмотрен пример таблицы фильтрации, включающей в качестве условий характеристики идентификаторов ВЛВС и входных портов. Для упрощения допустим, что обработка портов в таблице сведена к списку портов, по которым должен быть передан кадр, отвечающий табличным значениям.

Таблица 1

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
07:08:76:45:66:22	6	2	3
76:А2:23:45:75:21	5	3	1
35:23:2Р:48:76:31	2	3	1, 2, 4
07:08:76:45:66:22	2	1	2

Допустим, что осуществляют обработку кадров со следующими параметрами: первый кадр имеет адрес назначения 07:08:76:45:66:22, идентификатор ВЛВС 2 и входной порт 1. В данном случае адрес совпадает с первой записью таблицы, но эту запись не применяют, поскольку идентификатор ВЛВС и входной порт не совпадают с табличными значениями. Четвертый же вход таблицы применяют, поскольку все значения совпадают, и кадр передают через порт 2. Второй кадр имеет адрес назначения 01:01:01:01:01:01, идентификатор ВЛВС 5 и входной порт 3. В данном случае значения идентификатора ВЛВС и входного порта совпадают со второй записью таблицы, но ее не применяют, поскольку не совпадает адрес назначения. Поскольку остальные записи также не применяют, кадр обрабатывают, как если бы он имел неизвестный адрес назначения, и передают через все порты за исключением порта, по которому он поступил. Третий кадр имеет адрес назначения 35:23:2Т:48:76:31, идентификатор ВЛВС 2 и входной порт 4. В данном случае адрес и идентификатор ВЛВС совпадают с третьей записью таблицы, но данную запись не применяют, поскольку не совпадает входной порт. Поскольку остальные позиции также не применяют, кадр обрабатывают, как если бы он имел неизвестный адрес назначения, и передают через все порты за исключением порта, по которому он поступил.

В описанном далее примере осуществления изобретения некоторые позиции таблицы содержат значение, которое соответствует первому новому значению, раскрытому в разделе Описание изобретения, которое с этого момента является значением все. Для упрощения допустим, что обработка портов в таблице сведена к списку портов, по которым должен быть передан кадр, отвечающий табличным значениям.

Таблица 2

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
07:08:76:45:66:22	6	Все	3
Все	4	2	1
35:23:2Р:48:76:31	Все	3	1, 2, 4
06:33:43:73:32:18	Все	Все	2

Первую запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 07:08:76:45:66:22 и идентификатором ВЛВС 6 независимо от входного порта. Вторую запись применяют ко всем кадрам данных с идентификатором ВЛВС 4 и входным портом 2 независимо от адреса назначения. Третью запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 35:23:2Т:48:76:31 и входных портов 3 независимо от идентификатора ВЛВС. Четвертую запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 06:33:43:73:32:18 независимо от их идентификатора ВЛВС и входного порта (следует учесть, что данный случай соответствует стандарту 802.1Ό).

В рассмотренном далее примере осуществления некоторые из позиций таблицы фильтрации содержат новое значение, уже представленное ранее как значение не найден и названное вторым новым значением в разделе Описание изобретения.

Таблица 3

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
07:08:76:45:66:22	6	Не найден	3
Не найден	4	2	1
35:23:2Р:48:76:31	Не найден	3	1, 2, 4
06:33:43:73:32:18	Не найден	Не найден	2
Не найден	2	3	1
Не найден	Не найден	Не найден	1, 2, 3

- 9 008852

В данном случае первую запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 07:08:76:45:66:22, идентификатором ВЛВС 6, а что касается входного порта, он должен соответствовать значению не найден, т.е. значению, которое не найдено ни в одном из условий, описывающих порт в остальных записях (за исключением указывающих, что порт не найден), в результате чего входным портом, к которому применяют такой параметр, является любой порт помимо порта 2 или 3. Вторую запись применяют ко всем кадрам данных с идентификатором ВЛВС 4 и входным портом 2, адрес назначения которых не соответствует ни 07:08:76:45:66:22, ни 35:23:2Р:48:76:31, ни 06:33:43:73:32:18, т.е. которые имеют любой адрес назначения за исключением адресов назначения, содержащихся в остальных записях. Третью запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 35:23:2Р:48:76:31, входным портом 3 и идентификатором ВЛВС, который не соответствует ни 6, ни 4, ни 2. Четвертую запись применяют ко всем кадрам данных с адресом назначения 06:33:43:73:32:18 и идентификатором ВЛВС, который не соответствует ни 6, ни 4, ни 2, и входным портом, который не является входным портом 2 или 3. Пятую запись применяют ко всем кадрам данных с идентификатором ВЛВС 2 и входным портом 3, адрес назначения которых не соответствует ни 07:08:76:45:66:22, ни 35:23:2Р:48:76:31, ни 06:33:43:73:32:18, т.е. которые имеют любой адрес назначения за исключением адресов назначения, содержащихся в остальных записях. И, наконец, шестую запись применяют ко всем кадрам данных, к которым не применим ни одни из указанных выше входов.

Далее описан вариант осуществления изобретения, в котором для передачи пакетов, адресованных множеству станций, используют линию связи типа точка-многоточка, эквивалентную другим линиям связи типа точка-точка.

Допустим, что используется конфигурация, проиллюстрированная на фиг. 11. Показаны пять станций 67, 68, 69, 70 и 71. Станция 67 соединена с остальными четырьмя станциями четырьмя двусторонними линиями 72, 73, 74 и 75 связи типа точка-точка, каждая из которых соединяет станцию 67 с одной из четырех названных станций. Также предусмотрена линия 76 связи типа точка-многоточка, которая соединяет станцию 67 с остальными четырьмя станциями. Таким образом, основными линиями являются двусторонние линии 72, 73, 74 и 75, а линия 76 является эквивалентной таким линиям.

Что касается таблиц фильтрации, в данном примере существует запись, которую применяют, когда адрес назначения не найден, независимо от идентификатора ВЛВС и входного порта, в результате чего пакеты с неизвестным адресом назначения передают через все порты, соответствующие основным портам, как следует из приведенной ниже таблицы, в которой для упрощения порты, через которые должен быть передан кадр, показаны в поле обработки, при этом порты обозначены теми же номерами, что и соответствующая линия связи.

Таблица 4

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
Не найден	Все	Все	72, 73, 74, 75

Эта таблица соответствует стандарту ΙΕΕΕ 802.1Ό.

Аналогичным образом, таблица также может включать запись, отображающую адреса всех доступных станций (широковещательный адрес), как это показано ниже.

Таблица 5

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
Не найден	Все	Все	72, 73, 74, 75
ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫЙ	Все	Все	72, 73, 74, 75
			75

Из данной таблицы следует, что в списке портов присутствуют порты, присоединенные к линиям 72, 73, 74 и 75, но отсутствует линия 76, поскольку она не является основной линией связи, за счет чего предотвращают размножение пакетов.

Вместе с тем, в некоторых случаях данную таблицу может быть целесообразно усовершенствовать. Если помимо названных линий связи не существует других линий, порты 72, 73, 74 и 75 в стабильном положении будут находиться в состоянии продвижения. Для замены таких портов эквивалентным портом 76 связи типа точка-многоточка осуществляют процесс управления, в результате чего таблица приобретает следующий вид.

Таблица 6

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
Не найден	Все	Все	76
ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫЙ	Все	Все	76

- 10 008852

В тех случаях, когда передача по одной линии более эффективна, чем передача по нескольким линиям, такая операция способна значительно улучшить общие характеристики системы, что показано на фиг. 11.

Далее описана ситуация вероятности размножения пакетов, адрес назначения которых неизвестен всем коммутаторам. Что касается пакетов, источником которых является станция 67, такая опасность полностью исключена, поскольку линия 76, будучи входящей линией связи, не присоединена ни к одной из основных линий станций 68, 69, 70 и 71, в результате чего станции, принимающие пакеты, которые поступают по линии 76, обрабатывают их как если бы они поступали по линиям 72, 73, 74 и 75, что исключает пересылку таких пакетов в соответствии с требованиями стандарта.

Что касается пакетов с неизвестным адресом назначения, передаваемых станциями 68, 69, 70 и 71, их размножение предотвращают за счет контроля широковещательной передачи, для чего достаточно списка, состоящего из двух позиций, как это показано на фиг. 12, в котором станции 68, 69, 70 и 71 имеют идентификаторы А, В, С, Ό и Е, соответственно. Пакет, источником которого является станция 68, имеет в списке контроля широковещательной передачи идентификатор В. На фиг. 12 список 77 представлен в виде двух прямоугольников, при этом последнее введенное в него значение расположено справа. Следовательно, он состоит из X, В, где X означает любой идентификатор, отличающийся от А, В, С, Ό и Е. По достижении станции 67 такой пакет пересылают по линии 76, при этом четыре копии пакета, включающего состоящий из идентификаторов А, В контрольный список 78, 79, 80 и 81, достигают соответственно станций 68, 69, 70 и 71. Станция 68 удаляет достигшую ее копию, поскольку ей известно, что пакет уже прошел через нее, так как в списке контроля широковещательной передачи она имеет собственный идентификатор, а именно В. В то же время, станции 69, 70 и 71 не удаляют пакет. В результате этого пакет, изначально сгенерированный с идентификатором В, распространяют среди всех показанных станций, удаляя его копии. Аналогичный результат получают применительно к пакетам, сгенерированным станциями 69, 70 и 71.

Во втором примере осуществления изобретения, в котором пакеты, адресованные различным станциям, передают по линии связи типа точка-многоточка, используют аналогичное распределение станций и линий связи при условии наличия дополнительной линии связи между двумя станциями, как это показано на фиг. 13, на которой проиллюстрирована новая линия 82 связи между двумя станциями 70 и 71. В данном варианте предусмотрены три различных сценария.

1. Когда протокол покрывающего дерева отбрасывает новую линию 82. В этом случае порты станции 67 остаются незатронутыми, а ситуация аналогична предыдущему варианту.

2. Когда протокол покрывающего дерева определяет, что порт, соответствующий линии 75 станции 71, должен находиться в состоянии блокирования, в то время как порт, соответствующий той же линии на станции 67, находится в состояния продвижения. Ситуация с данной станцией аналогична предыдущему варианту осуществления. Кроме того, станция 71 удаляет все получаемые по линии 76 пакеты, которые передает станция 67, поскольку их обрабатывают, как если бы они поступали по линии 75, которая имеет соответствующий порт в состоянии блокирования. Пакеты, подлежащие передаче станцией 67 станции 71, не используют прямую линию связи, а проходят через станцию 70 по линиям 74 и 82 или линиям 76 и 82.

3. Когда протокол покрывающего дерева определяет, что порт, соответствующий линии 75 станции 67, должен находиться в состоянии блокирования, в то время как порт, соответствующий той же линии станции 71, находится в состояния продвижения. В этом случае для станции 67 существуют два варианта.

a. Первый, более консервативный вариант, который заключается в блокировании линии 76 на основании того, что не все эквивалентные ей линии связи находятся в состоянии продвижения. В этом случае при замене в таблице фильтрации основных портов данной линии связи таблица должна быть восстановлена до первоначального состояния, т. е. как это показано на фиг. 6, хотя линию 75 и не используют, поскольку она находится в состоянии блокирования.

b. Если использование всех основных линий вместо линии связи типа точка-многоточка влечет за собой серьезное ухудшение характеристик системы (в связи с необходимостью использовать для передачи пакета, адресованного всем доступным станциям, три линии вместо одной), порт 76 оставляют в состоянии продвижения, а в таблицу фильтрации не вносят изменений. В этом случае, чтобы избежать размножения пакетов, станция 67 просто передает уведомление станции 71, в результате чего станция 71 игнорирует пакеты, поступающие по линии 75. В их число также входят пакеты, поступающие по линии 76, поскольку станция 71 обрабатывает их, как если бы они поступали от станции 67.

В другом примере осуществления, проиллюстрированном на фиг. 14, коммутатор применяют к шинной топологии, передающая среда которой допускает связь между любыми двумя станциями, подключенными к такой среде, и при определенной конфигурации изобретение может быть реализовано в форме, эквивалентной стандарту ΙΕΕΕ 802.1Ό.

Шину 88, связанную со станциями 83, 84, 85, 86 и 87, можно сравнить с двусторонней линией 90 многоточечной связи между всеми станциями передающей среды 89, как это показано на фиг. 15.

Очевидно, что линия 90 считается основной для всех станций, и в отношении присоединенных к

- 11 008852 ней портов стандартным образом применяют протокол покрывающего дерева.

Что касается контроля широковещательной передачи, его применение излишне ввиду отсутствия избыточных линий связи.

Если таблица фильтрации должна быть полностью равнозначной таблице стандарта ΙΕΕΕ 802.10, достаточно, чтобы динамические входы, устанавливаемые путем обучения, просто содержали значение все в качестве характеристики входных портов и идентификаторов ВЛВС, для чего действуют аналогично тому, как в отношении статических входов, и никогда не используют значение не найден. В этом случае типичная таблица может выглядеть следующим образом.

Таблица 7

Адрес назначения	Идентификатор ВЛВС	Входной порт	Выходные порты
07:08:76:45:66:22	Все	Все	3
35:23:2Р:48:76:31	Все	Все	1
06:33:43:73:32:18	Все	Все	2

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (12)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ коммутации пакетов в передающей среде, включающей множество станций, соединенных различными линиями связи, в котором на втором уровне модели взаимодействия открытых систем (ВОС) Международной организации по стандартизации (180) осуществляют коммутацию кадров (пакетов), причем коммутацию пакетов осуществляет каждая станция, и указанную коммутацию осуществляют между одной или несколькими передающими средами, отличающийся тем, что в каждой из передающих сред устанавливают различные линии связи, непосредственно соединяющие станции, находящиеся в этой среде, причем указанные станции обладают способностью к коммутации пакетов;

   между любыми двумя станциями в одной передающей среде по выбору устанавливают несколько линий связи с различными параметрами;

   линии связи, независимо от их принадлежности к одной передающей среде, являются односторонними линиями связи типа точка-точка или точка-многоточка;

   двусторонняя линия связи типа точка-точка представляет собой совокупность двух односторонних линий связи типа точка-точка, соединяющих одни и те же станции, но в противоположных направлениях;

   двусторонняя линия связи типа многоточка-многоточка между группой станций представляет собой совокупность линий связи типа точка-многоточка, число которых соответствует числу станций, принадлежащих указанной группе, причем исходной точкой каждой линии связи типа точкамноготочка является каждая из станций группы, а ее точками назначения являются другие станции этой группы;

   односторонние линии связи, независимо от того, принадлежат ли они к одной передающей среде, по выбору имеют различные параметры канального кодирования, безопасности и качества обслуживания независимо друг от друга и в зависимости от передающей среды; и в процессе коммутации кадров в каждом коммутаторе предусматривают виртуальные порты, которые взаимно однозначным образом присоединены к линиям связи, которые по выбору обеспечивают передачу данных и которые представляют собой двусторонние линии связи, установленные стандартом ΙΕΕΕ 802.10, или односторонние исходящие линии связи.
2. 2. Способ по п.1, осуществляемый согласно стандарту ΙΕΕΕ 802.1Ώ, отличающийся тем, что определенные линии связи выбирают в качестве основных линий связи, состоящих из двусторонних линий связи, минимально необходимых для соединения с каждой из доступных станций, а при коммутации каждого кадра в качестве входного порта выбирают порт, присоединенный к линии связи, по которой этот кадр поступил, при условии, что эта линия связи является основной линией связи, или порт, присоединенный к эквивалентной основной линии связи, при условии, что эта линия связи не является основной линий, т.е. порт, присоединенный к основной линии связи со станцией, от которой получен кадр, в результате чего при наличии по меньшей мере двух основных линий связи со станцией, от которой пришел кадр, выбирают основную линию связи, присоединенный к которой порт находится в состоянии продвижения, если такая линия связи существует, или любую линию связи, если не существует основной линии связи, присоединенный к которой порт находится в состоянии продвижения.
3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что порты, присоединенные к основным линиям связи, считаются для всех целей портами соединения с местной сетью, и протокол покрывающего дерева, установленный стандартом ΙΕΕΕ 802.10, применим в полном объеме только к этим портам, при этом остальные линии связи исключены из передачи пакетов протокола покрывающего дерева.
4. 4. Способ по п.2 или 3, в котором состояние портов выбирают из числа состояний блокирования, прослушивания, обучения, продвижения и бездействия, отличающийся тем, что состояние порта, присоединенного к линии связи любого типа, не являющейся основной линией связи, соответствует наибо- 12 008852 лее ограничительному, в отношении передачи и приема пакетов, из всех состояний портов основных линий связи, эквивалентных этой линии, т. е. из состояний портов основных линий связи с теми же станциями, что и указанная линия связи, не являющаяся основной, в результате чего линия связи, не являющаяся основной, составляет часть дерева тогда и только тогда, когда часть дерева составляют эквивалентные ей основные линии.
5. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что состояние порта, присоединенного к линии связи типа точка-многоточка, всегда является состоянием продвижения, и по основным линиям связи типа точкаточка, эквивалентным этой линии связи типа точка-многоточка, периодически передают информацию о состоянии портов, присоединенных к этим же линиям связи, а станции-получатели обрабатывают эту информацию, причем в случае получения станциями-получателями информации о том, что порт, присоединенный к линии связи на станции-источнике, находится в состоянии блокирования, они по выбору оставляют порт, через который они получили информацию, в состоянии прослушивания, если они действуют в качестве коммутаторов, или удаляют кадры, поступающие от станции, с которой их соединяет линия связи, если станции не действуют в качестве коммутаторов, с обеспечением исключения обработки такими станциями пакетов, направленных портом линии связи точка-многоточка, поскольку на станции-получателе их обрабатывают как поступившие из порта, присоединенного к эквивалентной основной линии связи, если станция-получатель действует в качестве коммутатора.
6. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый кадр содержит список идентификаторов, каждый из которых связан взаимно однозначным отношением с коммутатором, через который прошел кадр, при этом такой список известен как информация для контроля широковещательной передачи.
7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что коммутатор удаляет принятый кадр, если в содержащейся в этом кадре информации для контроля широковещательной передачи обнаружен идентификатор этого коммутатора, с обеспечением удаления пакетов, которые вследствие распространения по сети с петлями остаются в этой сети на неопределенное время.
8. 8. Способ по п.6, отличающийся тем, что если коммутатор не обнаружил своего идентификатора в содержащейся в кадре информации для контроля широковещательной передачи, он включает в эту информацию свой идентификатор.
9. 9. Способ по п.1, предусматривающий обработку таблицы фильтрации методом консультации, отличающийся тем, что в каждую из статических записей таблицы по стандарту 1ЕЕЕ 802.1Ό включают два новых условия, а именно, характеристику входного порта, указывающую на порт, через который поступил кадр, и характеристику идентификатора виртуальной локальной вычислительной сети (ВЛВС), указывающую на идентификатор ВЛВС, которой принадлежит кадр, в соответствии со стандартом 1ЕЕЕ 802.1р, причем обработку, указываемую схемой соответствия портов записи таблицы, применяют в том случае, если кадр помимо условия, определяемого МАС-адресом по стандарту 1ЕЕЕ 802.1Ό, также соответствует указанным условиям для входного порта и ВЛВС.
10. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что для любого из условий в статических записях таблицы фильтрации, которые (условия) выбирают из числа МАС-адреса, входного порта и идентификатора ВЛВС, используют первое новое значение, не существующее в стандарте, причем в случае сравнения значения соответствующей характеристики в кадре со значением условия, имеющего указанное первое новое значение, результат сравнения всегда положителен и, соответственно, условие выполнено, и в отношении записи применяют обработку, установленную стандартом 1ЕЕЕ 802.1Ό.
11. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что для любого из условий в статических записях таблицы фильтрации используют второе новое значение, не существующее в стандарте, причем в случае сравнения значения соответствующей характеристики в кадре со значением условия, имеющего указанное второе новое значение, результат сравнения положителен, т.е. условие выполнено, если это значение в кадре не совпадает со значением любого другого условия таблицы за исключением тех, что содержат фактическую вторую новую величину, и в отношении позиций, найденных в таблице фильтрации для записи, применяют обработку, установленную стандартом 1ЕЕЕ 802.1Ό.
12. 12. Способ по любому из пп.4, 5 или 11, отличающийся тем, что при наличии в таблице входа, устанавливающего передачу более чем через один порт, порты назначения этого входа выбирают из числа портов, присоединенных к основным линиям связи, и портов, присоединенные к линиям связи типа точка-многоточка, эквивалентным этим основным линиям связи.