CN1075694C - 一种通讯网络及其通讯方法 - Google Patents

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Abstract

在一个ATM-LAN网中，桥接器的多个端口是用端口编号来专门确定，其并与LAN区段和ATM网相连，在第一端口接收来自源终端的MAC帧，并在FIFO中缓冲，通过存储器对包含帧的目的地地址的条目进行检索。如果发现了条目，帧被传送到第二端口。如果没发现该条目，将地址分辨请求发送到LAN仿真服务器从而获得与帧的目的地地址相对应的ATM地址。

Description

一种通讯网络及其通讯方法
本发明涉及一种异步传输(ATM)-局域网(LAN)网络，其中LAN仿真用户存取到仿真服务器，尤其是，涉及一种用于在LAN区段间或任一LAN区段与ATM网间建立通信的桥接器。
在如日本专利申请平8-56227中所揭示的公知ATM-LAN网中，每个互连ATM节点同时充当ATM终端和LAN终端，并包括一个单元切换部分、一个LAN仿真部分和一个包传送部分。LAN仿真部分在媒体存取控制(MAC)的层次上具有桥接器的功能，而包传送部分在网络层的层次上具有路由选择功能。这些部分通过单元切换部分与传输线路相连。在不同LAN区段上的LAN终端间的通信包含使用一个LAN接口，其将来自源终端的MAC帧分段为53字节单元和通过单元切换部分将它们向前移动到LAN仿真部分，在该处其将单元重组为用于在MAC-子层层次上进行路由选择(桥连)的MAC帧，并对帧附上一个VCI(虚信道识别器)，并再次将其分段为单元然后通过单元切换部分将它们向前传送到目的地。因此，占用了一基本的时间量来处理用于桥连ATM-LAN网的不同的LAN区段的LAN仿真协议。
因此本发明的目的是提供一种ATM-LAN网，其中可在较短的时间段内来建立LAN区段间的桥连通信。
从更广的意义上来说，本发明提供的通信网络包含一个ATM网、多个LAN区段，其中每个区段为多个LAN仿真用户服务、及具有用于存储LAN仿真用户的地址的存储器的桥接器。桥接器接收帧，按存储器的内容来检查其地址，如果帧被确定被指定用于与桥接器相连的LAN区段，则不使用LAN仿真协议来在LAN区段间建立通信，或者当如果帧被确定被指定用于没与桥接器相连的LAN区段时，使用LAN仿真协议借助ATM网来在LAN区段间建立通信。
根据本发明的第二方面，其提供的通信网包含一个ATM网、一个与ATM网相连的LAN仿真服务器、多个每个都具有至少一个LAN仿真用户的LAN区段及包含多个专门由端口编号识别的并与LAN区段相连的端口的桥接器及ATM网、具有多个条目的存储器、多个用于从端口接收帧的缓冲装置，其中帧包含源及目的地数据链路层地址、及用于将帧的源数据链路层地址及多个接收帧的端口的第一端口的端口编号存入存储器的装置，该装置还用于通过用于包含帧的目的地地址的条目的存储器来进行检索，如果在存储器中发现了条目，则将帧向前传送到被包含在条目中的端口编号所确认的多个端口的第二端口上，第二端口与第一端口不同，如果在存储器中未发现条目，则借助ATM网将地址分辨请求传送到LAN仿真服务器以获得与目的地数据链路层地址相对应的目的地ATM地址，根据目的地ATM地址将连接建立请求传送到ATM网从而在ATM网中建立一个虚拟连接，并将帧向前传送到与ATM网相连的端口。
下面将参考相应的附图对本发明进行详细描述，其中：
图1为本发明的使用多端口LEC(LAN仿真用户)桥接器的ATM-LAN网的方框图；
图2为图1的控制处理器的操作流程图。
参考图1，其示出了根据本发明的ATM(异步传输模式)-LAN(局域网)。网络包含多个LAN区段1a、1b、1c、一个ATM网2及与LAN区段1和ATM网2相连的多端口LEC(LAN仿真用户)桥接器3。每个LAN区段1具有多个与共用总线7相连的LEC(ALN仿真用户)终端6。LAN仿真服务器(LES)4和多个LAN区段与ATM网2相连。为简化起见，只示出了一个与ATM网2相连的LAN区段5。与每个LAN区段1相类似，LAN区段5包括多个LAN仿真用户。
桥接器3包括多个用于缓冲MAC(媒体存取控制子层)帧的FIFO(先进先出)存储器8a、8b、8c,MAC帧被从每个LAN区段的LEC6向前传送到它们的各自总线并借助各端口9a、9b、9c被接收。桥接器3还包括借助端口9d与ATM网2相连的FIFO8d。每个FIF08的输出端与总线切换部分10的对应的输入端相连，而每个FIFO的控制端与控制处理器11的相应端相连。处理器11检查每个FIFO的内容并控制所存储的帧从FIFO传送到总线切换部分的时间。总线切换部分10具有多个输出端，它们供助端口9a、9b、9c与LAN区段1a、1b、1c的总线7相连，以及借助端口9d与ATM网2相连。
控制处理器11与地址表12相关，其中LEC端6的数据链路层地址被绘到LAN区段的端口编号上，并且如果IP地址在ATM网上则进一步绘到ATM地址，从而防止内区段通信量被传送到目的LAN区段的外面并允许与有限的外部(ATM)终端的通信。控制处理器11还与总切换部分10相关并建立被切换的路径，从而将多端口桥接器的不同端口互连。
根据图2的流程图来对控制处理器11的操作进行描述。
当控制处理器11从LEC终端接收到MAC帧时其在步骤20开始操作。在步骤21，控制处理器11读取帧的源和目的地地址，并通过地址表12对地址作一个与帧的源MAC(数据链路层)地址的一致性的检索。如果不存在(步骤22)，流程进行到步骤23以存储帧的源MAC地址及一个端口的端口编号，帧是通过该端口被接收进地址表12的其中一个条目中。在步骤22，如果在地址表中发现了帧的源MAC地址或其仅在步骤23中存入表中，程序进行到步骤24来通过地址表12对包含帧的目的地MAC地址的条目进行检索，以确定同一个MAC地址是否已经注册进表12中。如果发现了这样的一个条目(步骤25)，控制处理器认为帧的目的地MAC地址已经注册而目的地终端位于其中的一个LAN区段1a、1b、1c上，并进行到步骤26来读取包含在与目的地MAC地址对应的条目中的端口编号。程序进行到步骤27来确定目的地终端是否处于与源LAN区段相一致的一个LAN区段上。如果是这样，控制处理器在步骤32放弃帧，并终止程序。否则的话，程序进行到步骤28来确定ATM地址是否包含在条目中，该条目是在步骤25中被发现包含帧的目的地MAC地址。
如果在步骤28的决定是相反的，则确定目的地终端位于与源LAN区段不同的的其中一LAN区段上，而程序从步骤28进行到步骤31来在总线切换部分10中建立源和目的地端口间的路径，并借助切换部分10来将帧向前传送到目的地端口，然后终止程序。
另一方面，如果在地址表12中没有发现包含帧的目的地MAC地址的条目(步骤25)，则确定目的地位于其中的一个LAN区段上，但其地址仍没注册进地址表12中，或目的地位于LAN区段外而与ATM网2相连。在此情况下，程序进行到步骤40来在切换部分中建立控制处理器和所有LAN区段端口间的路径，并向所有的LAN区段表达和通知地址分辨协议(ARP)请求帧，假设目的地终端的地址还未注册进地址表12中，目的地终端对此请求帧作出回答并返回一个包含其MAC地址的回答帧。如果回答帧从目的地终端返回(步骤41)，控制处理器存储包含在回答帧中的已分辨的MAC地址及一个端口的端口编号，回答帧是由该端口被接收进地址表12的其中一个条目中(步骤42)。然后执行步骤31从而在切换部分中建立源和目的地LAN区段端口间的路径，并使帧向前传送到目的地端口。
如果在一特定的时间间隔内没有返回回答帧(步骤41)，则确定目的地终端能够与ATM网2相接而程序进行到步骤43，在该处控制处理器在切换部分10中建立其与端口9d之间的路径，并根据LANE(LAN仿真)协议向ATM网2表达和传送一个ARP帧以获得目的地的ATM地址。ARP帧被以53字节ATM单元通过ATM网传送到LES4，在该处单元被LES4重组及分析并通过查长它的映象来找出与目的地的数据链路层地址相对应的ATM地址。如果发现了ATM地址，LES4用此ATM地址向控制处理器11返回一个回答帧。
紧接着ARP帧的传送(步骤43)，控制处理器进行到步骤44来确定在一特定的时间段内是否从LES4接收到一个ARP回答帧。如果没有，控制器11认为LES4已寻找ATM地址失败并从步骤44进行到步骤32来放弃帧并终止程序。如果接收到了一个ARP回答帧(步骤44)，控制处理器将目的地ATM终端的ATM地址、相应的帧的目的地MAC地址和端口9d的端口编号存入地址表12的其中一个条目中(步骤45)。
然后控制处理器进行到步骤30使用已分辨的ATM地址表达一个连接建立帧，并借助切换部分10将其传送到ATM网然后在切换部分10中去掉端口9d与控制处理器11间的路径，对连接建立帧响应，ATM网在LAN区段5上的桥接器3与目的地客户间建立一个虚拟连接。
控制处理器11进行到步骤31来在切换部分10中建立源LAN区段和端口9d间的路径，并通过在ATM网2中建立的虚拟连接将帧向前传送到目的地ATM终端。当存在源终端的FIFO中的所有帧被向前传送时，程序进行到程序的结束。
同时，如果通过上述的ATM地址辨别子程序(步骤43-45及30)对于一个给定的MAC地址获得一个ATM地址，在步骤28的决定是正确的且控制处理器进行到步骤29，从在步骤25发现存在的表12的条目读取ATM地址和端口9d的端口编号。在步骤30，控制处理器使用存储的ATM地址对ATM终端建立一个虚拟连接然后使帧向前传送到端口9d(步骤31)。
如果LAN区段1a的其中一个LEC终端希望与LAN区段1b上的终端通信，并在其总线7上发送一个帧，那么该帧被存入相关的FIFO8a中。控制处理器11用地址表12的内容检查帧的源和目的地地址域。如果控制处理器确定源和目的地地址已被存入地址表12中，其确认目的地LAN区段1b的端口编号，并为了互连端口9a和9b在总线切换部分10中建立路径14并将帧从FIFO8a向前传送到目的地LAN区段1b。
如果控制处理器确定在地址表中没有发现目的地地址，其将包含源及目的地地址的ARP帧通知到与多端口桥接器3相接的所有LAN区段。在此情况下，目的地终端仍没注册进地址表中。因此，LAN区段1b上的目的地终端通过向控制处理器11返回一个回答帧，来回答ARP帧以便将其地址通知。被通信的地址和相应的端口编号被存入地址表中以在后面用于在不通知ARP帧的情况下建立一个通信。
如果源LAN区段1a的终端希望与ATM地址仍然未知的LAN区段5上的用户通信，并发送一个包含目的地的MAC地址的帧，那么针对通知ARP请求帧将不会返回回答帧，且在步骤41中的决定是否定的，因此控制处理器进行到步骤43并在切换部分10内建立其与端口9d间的路径15并通过路径16向ATM网2发送一个包含LAN区段5的MAC地址的ARP帧(步骤43)。此ARP请求帧通过ATM网传播到LES4，并且回答帧借助路径17返回到桥接器3，并通过FIFO8d被控制处理器11接收，则在步骤44中的决定变为正确的。使用目的地终端的被辨别的ATM地址，控制处理器借助路径16将连接建立帧发送到ATM网2，从而在ATM网2中建立到达目的地LAN区段5的路径19(虚拟连接)(步骤46)。然后控制处理器11在总线切换部分10中建立路径用于互连端口9a和9d，并将帧从FIFO8a向前传送到LAN区段5(步骤31)。当在步骤44接收到回答帧时，LAN区段5上的目的地客户的网和ATM地址以及端口9d的端口编号被存入地址表12中(步骤45)，以便后面用于在不使用地址辨别子程序的情况下在ATM网中建立连接。需注意的是老化的技术可被用于修正地址表12的内容。

Claims (8)

1、一种通信网络，其特征在于包含：
一个ATM网(2)；
一个与ATM网相连的LAN仿真服务器(4)；
多个LAN区段(1)，每个具有至少一个LAN仿真用户；及
一个桥接器(3)，其包含多个由端口编号专门确认的端口(9)并与LAN区段和ATM相连；一存储器(12)，其具有多个条目；多个缓冲装置(8)，用于从所述端口接收帧，所述帧包含源和目的地数据链路层地址；及用于将帧的源数据链路层地址及经过其接收该帧的所述多个端口中的第一端口的端口编号存入所述存储器的其中一个条目中的装置(10,11)，通过存储器对包含该帧的目的地数据链路层地址的条目进行检索，如果在所述存储器中发现了该条目，将该帧传送到由含在条目中的端口编号所确认的所述多个端口的第二端口上，所述第二端口与所述第一端口不同，如果在所述存储器中没发现所述条目，借助所述ATM网将地址分辨请求传送到LAN仿真服务器以获得与所述目的地数据链路层地址对应的目的地ATM地址，根据目的地ATM地址将连接建立请求发送到ATM网以在ATM网中建立虚拟连接，并将帧传送到与ATM网相连的端口上。
2、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述装置(10,11)被设置为：
如果在所述存储器(12)中没发现所述条目，则向所有的所述端口发布一个地址分辨请求从而从所述多个端口的第三端口获得一个数据链路层地址；及
将所获得的数据链路层地址和所述第三端口的端口编号存入所述存储器(12)的其中一个条目中。
3、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述装置(10,11)被设计为将所述目的地ATM地址相应的目的地数据链路层地址及与ATM网相连的端口的端口编号存入所述存储器(12)的其中一个条目中。
4、根据权利要求3所述的通信网络，其特征在于所述装置(10,11)还被设计成：
如果在所述存储器中发现所述条目，将连接建立请求发送到ATM网，使用所述目的地ATM地址在所述ATM网中建立一个虚拟连接；及
将帧向前传送到与ATM网相连的端口。
5、一种用于ATM-LAN网络的通信方法，该网络包括：一个ATM网(2)、一个与ATM网相连的LAN仿真服务器(4)、多个LAN区段(1)，每个具有至少一个LAN的仿真用户、多个与LAN区段和ATM网相连接的端口(9)、及一个具有多个条目的存储器(12)，所述端口由端口编号专门确定，其特征在于该方法包含如下步骤：
a)从所述多个端口(8)的第一端口接收一个帧，所述帧包含源及目的地数据链路层地址；
b)将帧的源数据链路层地址和所述第一端口的端口编号存入所述存储器(12)中的一个条目中；
c)通过存储器对包含帧的目的地数据链路层地址的条目进行检索；
d)如果发现了所述条目，将帧传送到所述多个端口的第二端口，所述端口由含在所述条目中的端口编号来确定，所述第二端口与所述第一端口不同；
e)如果没发现所述条目，借助所述ATM网将地址分辨请求传送到LAN仿真服务器从而获得与所述目的地MAC地址对应的目的地ATM地址；
f)根据目的地ATM地址将连接建立请求传送到ATM网从而在ATM网中建立一个虚拟连接；
g)将帧传送到与ATM网相连的端口；及
h)重复步骤(a)到(g)。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包含如下步骤：
如果在步骤(c)在所述存储器(12)中没发现所述条目，将地址分辨请求发布到所有端口，从而从所述多个端口的第三端口获得地址；及
将所获得的数据链路层地址和所述第三端口的端口编号存入所述存储器(12)中的一个条目中，并将帧传送到所述第三端口。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(e)还包含将所述目的地ATM地址、相应的目的数据链路层地址和与ATM网相连的端口的端口编号存入所述存储器中的一个条目中的步骤(e1)。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包含如下步骤：
当在步骤(e1)后再次执行步骤(c)时，如果到步骤(c)所述存储器中发现了所述条目，使用存储在所述条目中的目的地ATM地址向ATM网发送一个连接建立请求，从而在所述ATM网中建立一个虚拟连接；及
将帧发送到与ATM网相连接的端口。
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