CN1333613A - 能够发送标记帧的虚拟局域网系统 - Google Patents

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Abstract

依据本发明的一种能够发送标记帧的TAG－VLAN系统具有一个用于发送包的交换机,该包中含有交换机所管理的VLAN标识,以及一个终端,用于储存交换机所发包的VLAN标识,判别何时VLAN标识是终端自身所属的VLAN标识并执行与自身VLAN相关的设置。

Description

能够发送标记帧的虚拟局域网系统
本发明要求对于2000年7月递交的序列号为No.206915/2000的日本申请的优先权，该日本申请的主题事项包含在此，以供参考。
本发明涉及一个用于在虚拟局域网(VLAN)中识别终端的虚拟局域网标识(ID)的系统，更具体地说，涉及一种方法，该方法自动识别并为一个终端设置一个VLAN标识，而不是由一个用户手动设置VLAN标识。
有关的用于发送和接收发布的VLAN信息的帧的交换集线器公开于特开平11-074923的日本专利。众所周知，下面的系统用于创建一个VLAN。一个用户手动设置一个VLAN，有一个终端属于该VLAN。该终端在一个局域网(LAN)中将这个VLAN的信息与一个GVRP(一种符合IEEE802.1Q的GARP VLAN注册协议，其中，GARP是类属性注册协议的缩写)包消息一起发送到一个用于帧中继的LAN交换机(此后缩写为LSW)上。当LSW接收这个GVRP包消息时，该VLAN信息被注册在这个LSW上。以上是一个创建VLAN的系统。
当创建符合IEEE802.1Q的能够处理标记帧的VLAN(此后称TAG-VLAN)时，向TAG-VLAN添加或从其中撤消终端是通过由用户用现有终端功能手动为每个终端设置VLAN标识(ID)来实现的。
即使采用这个相关系统，可以通过为每个终端设置现有的TAG-VLAN标识并随之发送与接收包来开始进行通信。这意味着，象提前从网络管理员处确认TAG-VLAN标识条件这样的工作必须在脱机(offline)状态下执行了。当一个新TAG-VLAN被创建时，仍然需要从终端手动设置TAG-VLAN标识。这是一个辛苦的过程，其中当有N个终端要设置时，同样的设置操作就要重复N次。
根据本发明的一个方面，为了达到上述目的，作为特定配置，提供一个能够发送标记帧的TAG-VLAN系统，该系统包含一个用于发送包的交换机，这个包带有由交换机管理的VLAN标识，以及一个终端，该终端用于储存交换机所发送的包的VLAN标识，区分何时VLAN标识就是它自己所属的VLAN的标识，并执行与其自身VLAN相关的操作。
本发明申请公开了其他各种用来实现上述目标的发明。这些发明将从所附的权利要求、实施方案和附图中得到理解。
本发明的目的和特点可以参考下文对本发明说明性的实施方案的详细叙述及附图得到理解，其中附图包括：
图1是一个配置图，表现了本发明的自动TAG-VLAN标识识别系统的第一特定实例。
图2表现了GVRP包消息的格式。
图3表现了确认帧的格式。
图4是一个配置图，表现了本发明的自动VLAN标识识别系统的第二特定实例。
第一实施例
图1是一个配置图，表现了本发明的自动TAG-VLAN标识识别系统的第一特定实例。这个第一特定实例包括一个LSW 11和N个与LSW 11相连的终端21，22…2N(其中N是不包括0的自然数)。
LSW 11对于至少一个组及其预设IP地址是TAG-VLAN。对LSW 11的每个端口都能设置一个VLAN。LSW 11的每个端口都能设置为既属于TAG-VLAN，又属于不能处理标记帧的VLAN(此后称为UNTAG-VLAN)。
LSW 11周期性地向所有与LSW 11相连的终端21到2N发送GVRP包消息。图2表现了GVRP包消息的格式。一个GVRP包消息是一个控制消息，它包含所有用于管理LSW 11的VLAN标识信息。然而，关于这个VLAN标识是用于TAG-VLAN的还是用于UNTAG-VLAN的信息没有包含在GVRP包消息中。
与LSW 11相连的终端可以包括计算机、能够进行包传输的集线器电话机(HUBs telephones)，以及其他LSW等。终端21是一台能够传输标记帧的计算机，并且具有监视LSW 11所发送的GVRP包消息的功能。
终端21设置了自己的网关地址(此后称为GW地址)和网际协议地址(此后称为IP地址)，但还没有设置TAG-VLAN标识。终端21监视LSW 11发送的GVRP包消息，并储存包含在GVRP包消息中由LSW 11所管理的全部VLAN标识。
图3展示了一个确认帧的实例。确认帧是一个标记帧，其带有在DA字段中的目标地址，在SA字段中的源地址，在TAG字段中的TAG-VLAN标识和控制信息，在TYPE字段中的帧类型，在DATA字段中的IP头和IP数据以及在CRC字段中的错误校验信息。终端21向LSW 11发送一个确认帧，在DATA字段的IP头中将一个GW地址描述为目标地址而将自己的IP地址描述为源地址，并在TAG字段的TAG标识中描述储存的VLAN标识之一。终端21为每个VLAN标识生成并发送一个确认帧。这时，终端21设置并在一个时段内等待LSW 11对确认帧的回应。如果LSW11没有在时段周期内回应确认帧，终端21判断在所传输的确认帧内描述的VLAN标识和GW地址是否匹配，即判断VLAN标识是否是错误的。然后终端21从读自GVRP包消息的VLAN标识中选取一个还没有被使用的VLAN标识。终端21再在确认帧中描述所选的VLAN标识并将确认帧发送到LSW 11。终端21重复发送该确认帧的操作，直到得到来自LSW 11的对确认帧的回应。
当LSW 11接收到确认帧，它确认在确认帧中所描述的目标地址的VLAN标识和GW地址。通常由于终端21的作用，GW地址被设为与VLAN标识的IP地址相同。LSW 11储存一个信息对，它由自己管理的VLAN标识和与其相联系的IP地址组成。LSW 11验证VLAN标识和IP地址组成的信息对与终端21发送的确认帧中所述的VLAN标识和IP地址组成的信息对是否匹配。
当LSW 11所管理的VLAN标识和IP地址对与终端21发送的确认帧中所述的VLAN标识和GW地址对不匹配时，LSW 11丢弃确认帧。
当LSW 11所管理的VLAN标识和IP地址对与终端21发送的确认帧中所述的VLAN标识和GW地址对相匹配时，LSW 11在确认帧的TAG字段信息中进行读取，并判断是否有可能使用这个VLAN标识实行处理。当LSW 11判断有可能使用这个VLAN标识实行处理时，就向终端21发送一个回应。当终端21接收到来自LSW 11的回应时，通过自动设置VLAN标识，可以使用这个VLAN标识执行此后的通信。
终端21产生与所储存的VLAN标识数目相同的确认帧，并将这些确认帧集中都发送到LSW 11。此时，终端21能够通过将终端21所发送的确认帧的VLAN标识追加到来自LSW 11的响应中来辨别哪一个VLAN标识是响应想要的。因此，能够通过发送描述每个VLAN标识的确认帧来快速执行对有用的VLAN标识的确认，而无需等候一个时段。
在这个特定的实例中，LSW 11管理多个VLAN标识但也有可能是只有一个VLAN标识。此时，终端21所属的VLAN标识能够被确认而无需终端21发送确认帧。
如上文详细描述的，VLAN标识的设置在LSW 11进行，而LSW 11所管理的VLAN标识能够在终端从LSW 11发送的GVRP包消息中获得。通过随后发送确认帧，可以识别出终端21所属的VLAN标识。因而，能够在联机操作中设置VLAN标识而无需用户检验VLAN标识，并且可以执行设置操作而不考虑诸如网络管理员是否在场这样的条件。
而且，能够在LSW 11中集中设置VLAN标识而无须在每个终端手工逐个设置，这降低了必须执行的工作量，尤其是在设置多个终端的情况下。另外，在移动一个终端时，与设置操作相关的时间和麻烦都有所减少。
第二实施方案
图4是展示本发明的自动VLAN标识识别系统第二特定实例的配置图。除了与第一特定实例相同的配置之外，第二特定实例还包括一个地址解析服务器31。
第二特定实例以与第一特定实例相同的方式操作，因而省略对操作的叙述。在第二特定实例中，VLAN标识2，3和5作为一个整体存在于LSW 11中，且标识3的VLAN被设为TAG-VLAN。地址解析服务器31与TAG-VLAN和设置端口相连。另外，能够与LSW 11相连的终端的数目以及相同数目的IP地址被储存在地址解析服务器31中。
而且，在第二特定实例中，除了VLAN标识之外，没有为终端21自身设置的GW地址和IP地址。
终端21监视LSW 11发送的GVRP包消息并储存GVRP包消息中包含的所有VLAN的标识。终端21生成一个地址请求帧并将地址请求帧发送到地址解析服务器31，该地址请求帧由描述所存VLAN标识之一的标记帧构成。
当从终端21发来的地址请求帧中所描述的VLAN标识是2或5时，如果LSW 11判断这个VLAN标识不符合地址解析服务器31所属的VLAN标识，地址请求帧被丢弃而不向地址解析服务器31发送。如果在设定的时段内没有收到响应，则终端21判定在所传输的地址请求帧中描述的VLAN标识不属于地址解析服务器31。终端21随之从读自GVRP包消息的VLAN标识中选择一个没有使用过的VLAN标识。终端21重复发送该地址请求帧的操作，直到得到来自地址解析服务器31的响应。
另一方面，当从终端21发来的地址请求帧中所描述的VLAN标识是3时，如果LSW 11判断该VLAN标识与地址解析服务器31所属的VLAN标识相匹配，地址请求帧经过交换并被发送到地址解析服务器31。
当收到地址请求帧，地址解析服务器31从预存的IP地址中任意选择一个IP地址，并将该IP地址发回给构成该地址请求帧的来源的终端21。地址解析服务器31然后将被发回去的IP地址设为已用，以便该IP地址不会针对来自另一个终端的地址请求再次被使用。
当接收到来自地址解析服务器31的地址请求帧响应时，终端21读入并自动设置IP地址。终端21可以使用IP地址设置来进行通信。而且，终端21将来自地址解析服务器31的响应中的VLAN标识当作是其自身所属的VLAN的标识，并自动进行设置。
在这个实例中，一次生成一个地址请求帧并传输，但终端21也可以生成与VLAN标识数目相同的地址请求帧，在地址请求帧中描述所存的VLAN标识，并将这些地址请求帧发送到地址解析服务器31面不用等待一个时段。这时，来自地址解析服务器31的响应被附在终端21发来的地址请求帧的VLAN标识上进行发送。作为结果，终端21能够判断哪个VLAN标识是所给出的响应，以及判断该VLAN标识是否是其自身所属的VLAN的标识。
在第二特定实例中，从地址解析服务器31接收一个IP地址，但本发明并不受此限制，并且也可以支持接收对于三层地址等的自动设置，这出现在如IPX(因特网络包交换)和AppleTalk系统的其他系统的开放系统互连参考模型(OSI)中。
如上所述，VLAN标识的设置在LSW 11执行，而且由LSW11所管理的VLAN标识可以在终端21从LSW 11发来的GVRP包消息中获得。然后，通过发送一个地址请求帧，终端21所属的VLAN标识能够被识别出来。因此，能够在联机操作中设置VLAN标识而无须用户手动检验VLAN标识，而且能够不考虑诸如网络管理员是否在场等条件而进行设置操作。
VLAN标识能够在LSW 11上集中设置而无须在每个终端逐个手动设置，这降低了设置多个终端时的工作量。此外，还可以通过提前在地址解析服务器31中准备IP地址来接收IP地址，并自动执行设置。
以上描述了本发明的特定实施方案，我们可以理解到本发明并不局限于此，因为技术人员可以进行修改。本申请预期了任何以及所有在本发明精神和范围内的修改，下面对其叙述并声明于此。

Claims (10)

1.一个能够发送标记帧的TAG-VLAN系统，包括：一个交换机，用于发送包含交换机所管理的VLAN标识的包；以及一个终端，用于储存交换机发送的包的VLAN标识，区分何时VLAN标识是终端自身所属的VLAN标识并执行与其自身VLAN相关的设置。
2.权利要求1的TAG-VLAN系统，其中，当对于被交换机发送的包有多个VLAN标识时，终端向交换机发送包，并进行测试来判断终端是否能够为自己使用该VLAN标识。
3.一种判断一个VLAN标识是否可以分配给一个终端的方法，所述方法包括以下步骤：一个交换机发送包含交换机自己管理的VLAN标识的GVRP包消息；一个终端通过监视交换机发送的GVRP包消息来储存交换机所管理的VLAN标识，并在由标记帧构成的确认帧中描述该VLAN标识及自己的网关地址，用于向交换机发送；当由交换机自己管理的VLAN标识和VLAN标识的网际协议地址构成的信息对与在终端发送的确认帧中描述的VLAN标识和网关地址构成的信息对相匹配时，交换机响应确认帧，向终端发送一个响应帧；并且终端通过接收交换机响应确认帧而发送的响应帧来判断确认帧中描述的VLAN标识是否是能够分配给自己的VLAN标识。
4.权利要求3的方法，其中，关于响应确认帧而向终端发送的响应帧，当根据终端发送的确认帧中所描述的标记信息判定可以对一个匹配的VLAN标识进行处理时，就响应确认帧而向终端发回一个响应帧。
5.权利要求4的方法，其中当在GVRP包消息中包括多个VLAN标识时，终端从储存的VLAN标识中任意选择一个VLAN标识，生成一个确认帧，并将确认帧发送到交换机，这样，当在一个预设时间内没有收到来自交换机的响应帧时，就选择与已选VLAN标识不同的VLAN标识，生成一个新的确认帧，并把这个确认帧发送给服务器。
6.权利要求4的方法，其中，当GVRP包消息中包含多个VLAN标识时，终端生成与储存的VLAN标识数目相同的确认帧，逐个描述VLAN标识，以发送给交换机，并在来自交换机的响应帧中描述相应确认帧所描述的VLAN标识。
7.一种判断一个VLAN标识是否可以被分配给一个终端的方法，所述方法包括以下步骤：一个交换机发送包含交换机自己管理的VLAN标识的GVRP包消息；一个终端监视交换机所发的GVRP包消息来储存交换机所管理的VLAN标识，并在一个用于向服务器发送的请求帧中描述VLAN标识；当终端发来的请求帧中描述的VLAN标识与服务器所属的VLAN标识相匹配时，交换机向服务器发送终端发送的请求帧；服务器响应交换机转接过来的请求帧，向终端发出一个响应帧；以及终端通过接收服务器响应请求帧发来的响应帧，判断确认帧中所描述的VLAN标识是否是能够分配给自己的VLAN标识。
8.权利要求7的方法，其中，服务器响应交换机转接来的请求帧向终端发送响应帧，在对请求帧的响应帧中包括了在服务器预设的地址信息，并且终端根据包含在针对请求帧的响应帧中的地址信息来设置其自身的地址信息。
9.权利要求8的方法，其中当在GVRP包消息中包含多个VLAN标识时，终端从储存的VLAN标识中任意选择一个VLAN标识，生成一个请求帧，并向服务器发送这个请求帧，使得当在一个预设时间内没有收到来自服务器的响应帧时，选择一个与已选VLAN标识不同的VLAN标识，生成一个新的请求帧，并将这个请求帧发送到服务器去。
10.权利要求8的方法，其中，当在GVRP包消息中包含多个VLAN标识时，终端生成与所储存的VLAN标识数目相同的确认帧，逐个描述VLAN标识用于发送给服务器，并在来自服务器的响应帧中描述相应的确认帧所描述的VLAN标识。
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