DE3586929T2

DE3586929T2 - Verfahren zur gewaehrleistung der end-zu-end-datenintegritaet in einem lokalen multiringnetz.

Info

Publication number: DE3586929T2
Application number: DE8585106039T
Authority: DE
Inventors: Kian-Bon Kho Sy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2005-05-18
Also published as: US4577313A; CA1249866A; JPS60264143A; EP0163999A3; DE3586929D1; JPH0578979B2; EP0163999B1; EP0163999A2

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationssysteme im allgemeinen und, noch spezieller, auf Ring- oder serielle Schleifen-Kommunikationssysteme

Stand der Technik

In der Vergangenheit wurden mehrere Typen digitaler Übertragungsanordnungen zum Übertragen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Datenquellen vorgeschlagen oder verwendet. Die Einfachring- oder serielle Schleifenkonfiguration ist eine der dem Stand der Technik entsprechenden Anordnungen. Im wesentlichen enthält dieser Typ von Kommunikationssystemen einen Kommunikationskanal in Schleifenform. Eine oder mehrere Datenquellen werden an Adapter angeschlossen und die Adapter werden an den Kommunikationskanal oder das Kabel angeschlossen. Die Adapter sind seriell an die Peripherie der Schleife angeordnet. Die Konfiguration ist derartig, daß die Daten von einer Datenquelle durch ihren zugeordneten Quellenadapter und seriell durch einen oder mehrere dazwischenliegende Adapter fließen. Wenn die Daten den Zieladapter erreichen, werden sie aus der Schleife herausgezogen und daraufhin an die Zieldatenquelle weitergeleitet. Falls es keine dazwischenliegenden Adapter gibt, fließen die Daten direkt von der einleitenden Datenquelle/Adapter durch die Schleife und in die Zieldatenquelle/Adapter. Eine detailliertere Beschreibung von Einfachschleifen-Konfigurationen wird in der U.S.-Patentschrift US-A-3,390,471 gegeben. Die U.S.-Patentschriften US-A-4,482,999 und US-A-4,507,777 beschreiben Techniken zum Verwalten eines Einfachschleifen-Nachrichtennetzwerks.
Eine andere dem Stand der Technik gemäße Konfiguration ist die Multischleifen- oder Multiring-Anordnung. Die Multischleifen-- Anordnung ist am besten für eine Installation geeignet, bei der eine große Anzahl von Datenquellen anzuschließen ist. Es wird angenommen, daß die Multiring-Konfiguration für die Verarbeitung einer großen Anzahl von Datenquellen effizienter ist als die Einfachschleife. Die Multischleifen-Anordnung besteht aus einer Mehrzahl unabhängiger Einzelring-Nachrichtennetzwerke, die untereinander durch eine oder mehrere Schaltstationen, die Brücken genannt werden, verbunden sind. Eine Datenquelle oder eine Datenstation in einem Ring kann Nachrichten zu einer anderen Datenstation in demselben oder anderen Ringen übertragen. Das Schalten von Nachrichten zwischen den Ringen erfolgt durch die Schaltstationen (Brücken), die die Ringe miteinander verbinden.
Die U.S.-Patentschrift RE28,811 ist ein Beispiel für ein dem Stand der Technik entsprechendes Multischleifen-Kommunikationssystem. In dem Patent werden eine Mehrzahl unabhängiger Ringe durch Schaltstationen miteinander verbunden, um ein einfaches Netzwerk zu bilden. Nachrichten werden zwischen Stationen durch standardisierte Nachrichtenblöcke übermittelt. Jeder Nachrichtenblock enthält ein oder mehrere Adreßfelder, die am Kopf oder Anfang eines jeden Blocks angeordnet sind. Die Schaltstationen verwenden den Inhalt des Adreßfeldes zum Schalten der Nachrichten zwischen den Ringen. Zum Schalten der Nachricht wird ein Differenzkriterium verwendet. Im wesentlichen stellt die Schaltstation einen Zielcode fest, der in dem Adreßfeld enthalten ist. Der festgestellte Zielcode wird dann mit dem Code für die Schleife verglichen, in der der Nachrichtenblock aktuell umläuft. Falls die Codes verschieden sind, wird der Nachrichtenblock zu einer anderen damit verbundenen Schleife geschaltet. Der Prozeß dauert an, bis ein Treffer erzielt wird. Diese Technik garantiert nicht, daß die Nachricht den optimalen (d. h. verkürzten) Pfad zwischen Quelle und Ziel durchlaufen wird.
Die U.S.-Patentschrift US-A-3,742,144 beschreibt eine andere Technik zum Leiten von Nachrichten in einem digitalen Multischleifen-Nachrichtennetzwerk. Als Grundlage für das Schalten von Nachrichten zwischen den Schleifen wird ein Hammingabstandskriterium verwendet.
Die U.S.-Patentschrift US-A-4,081,612 beschreibt eine Technik zum Aufbau einer Leitadresse zwischen Stationen, die durch Trägerkanäle und Schaltungsknoten miteinander verbunden sind.
Die U.S.-Patentschrift US-A-4,049,906 beschreibt ein Gerät zum Weiterleiten von Nachrichten durch die Schaltstationen eines digitalen Netzwerks mit mehreren Schaltstationen.
Noch andere dem Stand der Technik entsprechende Techniken zum Leiten von Nachrichten in Multiring-Netzwerken werden von D.J. Farber und J.J. Vittal in einem Artikel mit dem Titel "Extendability Considerations in the Design of the Distributed Computer System (DCS)" Tagungsberichte, National Telecommunications Conference, November 1973, beschrieben.
Wenn Daten zuverlässig durch ein Multiring-Datenübertragungssystem zu leiten sind, müssen verschiedene Anforderungen erfüllt sein. Eine der Anforderungen besteht darin, daß die End-zu-End- Datenintegrität aufrechterhalten werden muß. Die End-zu-End-Datenintegrität wird aufrechterhalten, wenn eine empfangende Station dieselbe zyklische Blockprüfung (CRC) oder dasselbe Blockprüfzeichenfolge (FCS) empfängt, die von einer Quellenstation erzeugt und (mit einem Rahmen) gesendet wurden. Anders ausgedrückt, die CRC, die eine Station an einen Rahmen anhängt, sollte konstant bleiben (das heißt konserviert), wenn sich der Rahmen von einem Ring zu dem nächsten bewegt.
Die CRC sollte sich nicht ändern, wenn der Rahmen das Netzwerk durchläuft. Durch das Konservieren der CRC wird diese von der Empfangsstation verwendet, um zu prüfen, ob in den Daten während der Übertragung Änderungen auftreten.
Ein System, in dem die Integrität der Daten konserviert ist, wird in dem Artikel "Error-free Digital Communication System" beschrieben, veröffentlicht in Navy Technical Disclosure Bulletin Bd. 5, Nr. 9, 1980. In diesem System enthält jedes Paket eine oder mehrere Rahmenumhüllende, die binäre Daten einschließt. Die fehlerfreie Datenübertragung wird durch Übertragung des gesamten Paketes oder durch automatische Rückübertragung des gesamten Paketes erreicht, falls bei der ersten Übertragung ein Fehler auftrat.
Eine andere Anforderung besteht darin, daß die Integrität der Daten aufrechterhalten werden muß, wenn der Rahmen zwischen Ringen geschaltet wird. Diese Anforderung wird Inter-Netzwerk-Datenintegrität genannt. Die Inter-Netzwerk-Datenintegrität wird aufrechterhalten, wenn sich das FCS, das eine Brücke erzeugt und an einen Rahmen anhängt, ändert, wenn sich der Rahmen zwischen Brücken bewegt. Anders ausgedrückt, wenn eine Brücke einen Rahmen empfängt, erzeugt die Brücke eine CRC, hängt sie an den Rahmen an und leitet den Rahmen weiter. Durch Änderung der CRC wird jeder Brücke eine Möglichkeit gegeben, zu prüfen, ob in dem Rahmen Änderungen auftreten, wenn er zwischen Ringen geleitet wird.
Wie aus dem obengenannten ersichtlich ist, sind die Anforderungen, die End-zu-End-Datenintegrität zu konservieren und die Inter-Netzwerk-Datenintegrität zu erhalten, unvereinbar. Während die erstere Anforderung verlangt, daß mit einem Rahmen eine konstante CRC zu übertragen ist, verlangt die letztere, daß ebenfalls mit dem Rahmen eine sich ändernde CRC zu senden ist. Diese Unvereinbarkeit schafft ein Problem. Unseres Wissens wurde nach dem Stand der Technik dieses Problem nicht behandelt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher das allgemeine Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Übertragungstechnik bereitzustellen, die es gestattet, die Datenintegrität innerhalb des Netzwerks und an der empfangenden Station zu prüfen.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Aufrechterhalten der End-zu-End-Datenintegrität in einem Telekommunikationssystem bereit, wobei eine Mehrzahl serieller schleifennetzwerke untereinander durch eine Mehrzahl von Schaltstationen verbunden ist und darin jede serielle Schleife eine oder mehrere Stationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:
(a) Erzeugen eines Rahmens, der eine Zieladresse, eine Quellenadresse, ein Leitinformationsfeld und ein Blockprüfzeichenfolge (FCS) enthält, und Übertragen desselben von einer Quellenstation auf einer Schleife,
(b) Empfangen des Rahmens an einer Schaltstation, die an die Schleife angeschlossen ist,
(c) Konservieren des FCS-Musters als FCS1,
(d) Berechnen eines neuen FCS-Musters und als FCS2 an den empfangenen Rahmen hinzufügen,
(e) Weiterleiten des Rahmens,
(f) Empfangen des Rahmens an einer Schaltstation, die nicht an die Schleife angeschlossen ist,
(g) Berechnen eines neuen FCS-Musters und an den empfangenen Rahmen an Stelle von FCS2 hinzufügen, und
(h) Wiederholen der Schritte (e) bis (g), bis die letzte Schaltstation erreicht ist, wobei die Station kein neues FCS-Muster berechnet, jedoch das konservierte FCS-Muster als CRC des Rahmens verwendet.
Ein Merkmal der Erfindung stellt eine Technik zum Entfernen verbrauchter Nachrichten -von dem Netzwerk bereit.
Die vorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A-1E zeigen eine Mehrzahl von Schemazeichnungen, die verschiedene Typen von Multiring-Netzwerken darstellen, von denen jedes in der Lage ist, die vorliegende Erfindung zu enthalten.
Fig. 2 ist eine Schemazeichnung, die den logischen Aufbau einer Brücke zeigt.
Fig. 3 ist eine Schemazeichnung, die eine Hardwareimplementierung einer Brücke zeigt.
Fig. 4 zeigt das Rahmenformat gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt das Format eines Rahmens, wie er in eine Schaltstation, die auf dem einleitenden Ring angeordnet ist, eintritt und sie verläßt.
Fig. 6A und 6B zeigen detaillierte Algorithmen für das Analysieren und Verarbeiten des Rahmens.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Ehe eine detaillierte Beschreibung der Zeichnungen gegeben wird, sollte bemerkt werden, daß es viele Wahlmöglichkeiten zur Konfiguration von Ringen in einem Multiring-Netzwerk unter Verwendung von Brücken als verbindende Geräte gibt. Die Fig. 1A-1E stellen nur Ringe dar, die durch Brücken verbunden sind und sollten nicht als eine Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung aufgefaßt werden. Die vorliegende Erfindung ist dazu bestimmt, Nachrichten durch irgendein Netzwerk zu leiten, das eine Mehrzahl von Ringen umfaßt, die durch Brücken zu einem einfachen lokalen Netzwerk gekoppelt sind. Die Topologie des Netzwerks hat für die vorliegende Erfindung keine Bedeutung. Die Darstellung soll daher nur den Typ des komplexen Netzwerks veranschaulichen, innerhalb dessen die Erfindung angewandt werden kann.
Nun wird auf die Fig. 1A-1E Bezug genommen, wo eine graphische Darstellung von Ringen gezeigt wird, die durch eine oder mehrere Brücken verbunden sind. Noch spezieller zeigt Fig. 1A zwei Ringe, Ring R1 und Ring R2, die durch die Brücke B1 verbunden sind. Fig. 1B zeigt zwei Ringe R1 und R2, die durch parallele Brücken B1 und B2 verbunden sind.
Fig. 1C zeigt ein komplexes Netzwerk, das aus vier Ringen besteht, die mit R1, R2, R3 und R4 gekennzeichnet sind und durch vier Brücken B1, B2, B3 und B4 verbunden sind. Die Kombination von Brücken und Ringen bildet eine Schleife.
Fig. 1D zeigt eine Topologie, in der eine komplexe Brücke CB1 eine Mehrzahl von Ringen R1, R2 und R3 miteinander verbindet. Eine komplexe Brücke wird als die Brücke definiert, die drei oder mehr Ringe verbindet. Andererseits ist eine einfache Brücke eine solche, die zwei Ringe miteinander verbindet.
Fig. 1E zeigt einfache Brücken B1, B2 und B3, welche die Ringe R1, R2 und R3 miteinander verbinden. Wie oben bemerkt, soll die vorliegende Erfindung in irgendeinem Typ eines Multiring-Netzwerks verwendet werden.
Fig. 2 ist eine Schemadarstellung, die den logischen Aufbau der Brücke darstellt. Die Brücke ist vorzugsweise geschichtet aufgebaut, wobei die Ringe an die physikalische Steuerschicht angeschlossen sind. Fig. 2 stellt eine einfache Brücke dar, die in der Lage ist, zwei Ringe R1 und R2 zu unterstützen. Die oberen, durch die Nummern 10 und 12 gekennzeichneten, Schichten werden verwendet, um Rahmen zu verarbeiten, die an den Brückenknoten selbst übertragen werden. Dagegen werden die unteren Schichten, die durch die Nummern 14, 16, 18, 20, und 22 gekennzeichnet sind, verwendet, um Rahmen zu verarbeiten, die entweder an den Brückenknoten (nicht gezeigt) oder durch die Brücke übertragen werden. Wie oben bemerkt, ist die Brücke das Gerät, das Ringe miteinander verbindet und Nachrichten von einem Ring zu dem nächsten leitet. Schichten oberhalb der Leitmechanismusschicht 14 müssen nicht implementiert werden, wenn an die Brücke kein Endbenutzer-Knoten angeschlossen ist.
Die Arbeitsweise der Brücke kann in Begriffen des Lokalen Netzwerkmodells (LAN) ausgedrückt werden, definiert in IEEE 802.5 (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., IEEE- Entwurfs-Standard 802.5, Token Ring Access Method and Physical Layer Specification, 1. Dezember 1983), als eine Datenträgerzugriffssteuerung (MAC)-Ebenenrelaisstation. Im wesentlichen sind zwischen Paaren von Quellen- und Zielstationen logische Verbindungssteuerprozeduren implementiert und diese werden durch dazwischenliegende Brücken nicht beendet, ausgewertet oder beeinflußt. Auf den betreffenden Entwurfsstandard wird darin Bezug genommen und auf ihn kann sich für eine detailliertere Beschreibung bezogen werden.
In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung tritt eine Leitung in der Zugriffssteuerebene für Datenträger der Brücke-auf. Nachrichten als solche werden durch dazwischenliegende Brücken nicht beendet, ausgewertet oder beeinflußt.
Es lohnt sich, zu bemerken, daß die Alternative zur Leitung in der Zugriffssteuerebene für Datenträger darin bestehen würde, alle logischen Verbindungen in der Brücke zu beenden und die Leitung an der Schicht oberhalb der logischen Verbindungssteuerung auszuführen. Diese alternative Näherung erlegt jeder Brücke bei wenig sichtbarem Nutzen größere Verarbeitungskosten auf. Die ähnlichen Übertragungseigenschaften der separaten Token-Ringe machen separate verschiedene Steuerungen logischer Verbindungen unnötig. Außerdem gestattet der einfache Adreßraum aller Stationen in dem Netzwerk von Token-Ringen, gekoppelt mit dem identischen Rahmenformat in jedem Ring, dar die Datenrahmen weitgehend unmodifiziert durch die Brücken fließen, vorausgesetzt, sie neigen nicht zu Fehlern. Schließlich verringert die Mehrfachzugriffsnatur des lokalen Netzwerks die Notwendigkeit des Multiplexens transportartiger Verbindungen auf höherer Ebene in einfache logische Verbindungen oder zwischen Brücken.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Hardware-Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten logischen Brückenstruktur. Der Anteil der Brücke, der durch die gestrichelten Linien 22 eingeschlossen ist, wird zur Verarbeitung von Nachrichten verwendet, die an einen Knoten gerichtet sind (nicht gezeigt), der an die Brücke angeschlossen ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nur in dem Maße auf einen eingeschlossenen Aufbau, daß die Nachricht durch den Teil der Brücke geleitet wird, der durch die gestrichelten Linien 24 eingeschlossen ist. Da sich die vorliegende Erfindung vor allem mit dem Teil der Brücke beschäftigt, der die Nachrichten leitet, werden nur die Elemente im Abschnitt 20' die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sind, beschrieben. Zu diesem Zweck wird die Systemschnittstelle S1 an den lokalen Multiplexerbus 21 angeschlossen. Die Funktion der Systemschnittstelle besteht darin, Nachrichten anzunehmen, die durch die Brücke zu einer daran angeschlossenen Station geleitet werden. Die Systemschnittstelle nimmt die Nachricht vom Multiplexerbus 21 an, führt bestimmte Funktionen an der Nachricht aus und sendet sie aufwärts zum Mikroprozessor 26. Der Mikroprozessor mit seinem permanenten RAM (NOVRAM) und ROM ist durch geeignete Steckverbinder an einen Systembus gekoppelt und der Systembus wird durch die Bussteuereinheit 28 gesteuert.
Noch auf Fig. 3 bezogen, enthält die Brücke Brückenadapter A bzw. B. Der Adapter A ist mit dem Ring A verbunden, während der Adapter B mit dem Ring B verbunden ist. Jeder Ring trägt eine Mehrzahl von Stationen. In Fig. 3 ist nur eine, als Station A gekennzeichnete, Station an den Ring A und eine Station B an den Ring B gekoppelt. Jede Station enthält einen Geräteadapter (ADP) und eine Datenendeinrichtung DEE, die an den Geräteadapter angeschlossen ist. Informationen auf dem Ring werden in der Datenendeinrichtung erzeugt und fließen durch den Geräteadapter auf den Ring. Desgleichen werden Daten aus dem Ring durch den Geräteadapter und in die Datenendeinrichtung herausgezogen. Derartige Konfigurationen sind nach dem Stand der Technik allgemein bekannt und es wird keine detaillierte Beschreibung gegeben.
Der Brückenadapter A ist an den Multiplexerbus 21 angeschlossen. Der Multiplexerbus ist außerdem an den Protokollverarbeiter (PH) 28, den Brückenadapter-ROM 30, den gemeinsam benutzten RAM 32 und den Nachrichtenprozessor (MP) 34 angeschlossen. Ein Front- End-Nodul 27 ist an den Protokollverarbeiter 28 angeschlossen.
Desgleichen ist der Adapter B an den lokalen Multiplexerbus 36 angeschlossen. Der Multiplexerbus 36 ist an den Bus-Protokoll- ROM 38, den Protokollverarbeiter (PH) 40 und den Nachrichtenprozessor (MP) 42 angeschlossen. Das Front-End-Modul 39 ist an den Protokollverarbeiter angeschlossen. Durch die Systemschnittstelle 52 ist eine Frontplatte und das Tastenblock-E/A-Mittel 44 an den lokalen Multiplexerbus 36 angeschlossen. Die Frontplatte und das Tastenblock-E/A-Mittel 44 werden verwendet, um Informationen in die Brücke einzugeben und Arbeitsinformationen bezüglich der Brücke anzuzeigen. Desgleichen besteht die Funktion des Bus-Protokoll-ROM darin, permanente Informationen bezüglich der Steuerung des Busses zu speichern. Der Brückenadapter-ROM speichert permanente Informationen zur Steuerung des Adapters. Die Front- End-Module beinhalten Schaltungen zum Erzeugen und Behandeln von Signalen in der Brücke. Zum Beispiel sind die Quarz- und Taktschaltungen bevorzugt in den Front-End-Modulen angeordnet. Die Protokollverarbeiter mit zugeordnetem ROM behandeln das Protokoll, das zum Freigeben einer Brücke verwendet wird, um den Zugriff auf das Netzwerk zu verstärken. Die Nachrichtenprozessoren beinhalten die Algorithmen (später beschrieben), welche die Rahmen verarbeiten, die durch die Brücke geleitet werden.
Noch bezogen auf Fig. 8 beinhalten die Brückenadapter A und B die Schaltung, die notwendig ist, um Daten auf den Ring zu übertragen und Daten von dem Ring zu empfangen. Der Adapter enthält ausreichend Speicher zum Puffern sowohl der ausgehenden als auch der eingehenden Rahmen. Die Brückenadapter enthalten weiterhin DMA- (Direktspeicherzugriff) Kanäle (nicht gezeigt), die die Übertragung von Rahmen zwischen dem gemeinsam benutzten RAM 32 und dem Übertragungsmedium des Rings steuert. Die Adapter enthalten weiterhin einen Mikroprozessor (nicht gezeigt), dessen Hauptaufgaben darin bestehen, Rahmenpuffer zu verwalten, die DMA-Kanäle zu definieren und die Schnittstelle zum Nachrichtenprozessor zu steuern. Der gemeinsame RAM 32 ist ein statischer RAM von 8 kByte, der in der Lage ist, die Schnittstelle zwischen den lokalen Bussen 21 bzw. 36 zu bilden. Die Taktphasen der zwei lokalen Busse werden vorzugsweise 180º außer Phase betragen und die Daten, die von den lokalen Bussen in den gemeinsamen RAM gespeist werden, werden zyklenweise dazwischengeschoben. Aus diesem Grund werden Rahmen, die vom Ring B zum Ring A gerichtet sind, in dem durch die Nummer 44 gekennzeichneten Teil des RAM gespeichert und dann in First-in/First-out-Form ausgegeben. Ähnlich werden Rahmen, die vom Ring A zum Ring B gerichtet sind, in dem durch Nummer 46 gekennzeichneten Teil des RAM gespeichert und in First-in/First-out-Form an den lokalen Multiplexerbus 36 ausgegeben. In der bezogenen Ausführungsform ist die Größe des gemeinsam genutzten Puffers 8k.
Fig. 4 zeigt ein neues Rahmenformat gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung. Das Format wird zum Leiten von Nachrichten durch das gesamte Multiring-Netzwerk verwendet. Das Format enthält ein Startbegrenzungsfeld (SD), ein physikalisches Steuerfeld (PCF), ein Zieladreßfeld (DA), ein Quellenadreßfeld (SA) ein Leitinformationsfeld (RI), ein Informationsfeld (INFO), ein Blockprüfzeichenfolgefeld (FCS), ein Endbegrenzungsfeld (EDEL) und ein physikalisches Steuerfeld (PCF-E). Außer für das RI-Feld und bestimmte Bits in den physikalischen gesteuerten Feldern sind die anderen Felder in dem Format im wesentlichen dieselben wie in dem IEEE Entwurfs-Standard 802.5, Token Ring Access Method and Physical Specification, 1. Dezember 1983, beschrieben. Auf dieses Dokument wird hierin Bezug genommen und es kann zu einer detaillierten Beschreibung der erklärten Felder herangezogen werden.
Noch bezogen auf Fig. 4 wird Bit 3 (das vierte höchstwertige Bit) des physikalischen Steuerfeldes (PCF-1) als das Leitfeld, (U) gekennzeichnet, definiert. Wenn dieses Bit durch den Sender eines Rahmens auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, wird ein RI-Feld in den Rahmen eingeschlossen. Falls das Bit nicht auf den vorbestimmten Wert gesetzt wird, dann gibt es dort kein RI-Feld und eine Brücke wird die Information nicht verarbeiten. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung wird das Leitfeldindikatorbit (U) auf logisch "1" gesetzt. Ein Sender kann wahlweise das RI-Feld in den Datenrahmen, die niemals den Ring verlassen werden, übergehen. Dies gestattet Stationen, die nur zur Arbeit auf einem einfachen Ring ausgelegt sind, neben Stationen, die das RI-Feld für Multiring-Arbeitsgänge unterstützen, zu bestehen. Für Multiring-Arbeitsgänge prüft die eingeschränkte Station nur das "U" -Bit und löscht Rahmen, in denen das "U" -Bit gesetzt ist.
Noch bezogen auf Fig. 4 wird eine erweiterte graphische Darstellung des PCF-E-Feldes gezeigt. Das PCF-E-Feld ist ein Byte lang und Bit 2 (das dritte höchstwertige Bit) und Bit 6 (das siebente höchstwertige Bit) werden als Anzeiger für die letzte Brücke (L) definiert. Der Zweck der L-Bits besteht darin, umlaufende Nicht-Rundsende-Rahmen festzustellen. Diese Bits werden von der Quellenstation auf einen ersten Wert gesetzt und er soll durch die letzte Brücke entlang des Pfades gesetzt werden, ehe der Rahmen zu dem Zielring weitergeleitet wird. Wenn die Bits einmal gesetzt sind, werden keine anderen Brücken in dem Netzwerk den Rahmen weiterleiten. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung wird-das L-Bit durch die Quellenstation auf logisch Null gesetzt. Desgleichen setzt die letzte Brücke in der Kette die L-Bits auf logisch "1". Mit beiden auf "1" gesetzten L-Bits wird die nächste Brücke, die den Rahmen empfängt, diesen nicht weiterleiten.
Es sollte bemerkt werden, daß ein einfaches "L"-Bit zulässig ist. Jedoch liefert eine Verdoppelung des L-Bits Fehlerprüfmöglichkeiten. Es wird darum angenommen, daß eine "0" in einer Position L="0" bildet. Desgleichen müssen beide L-Bits "1" sein, um L=1 zu bilden. Falls die zwei Positionen abweichen, dann ist ein Bitfehler aufgetreten. Zusätzliches Weiterleiten wird nur auftreten, wenn Schleifenbildung möglich ist. Die Brücke ist dann geeignet, den Rahmen beim nächsten Umlauf abzufangen. Es wird jedoch vorgezogen, einen zusätzlichen Durchlauf durch eine Schleife zu haben, als einen gültigen Rahmen zu löschen.
Fig. 4 zeigt den erweiterten Aufbau für das RI-Feld. Das RI-Feld ist wahlfrei, falls der Rahmen den Ring nicht verläßt. Das RI- Feld ist verbindlich, falls der Rahmen den Ring verläßt. Wenn das Feld vorhanden ist, hat es eine variable Länge mit einem Leitsteuerfeld (C) von 2 Oktetts und bis zu m Brückennummernfelder von 2 Oktetts, wobei m durch die Länge eines der untergeordneten Felder innerhalb des Leitsteuerfeldes begrenzt ist. Wie nachfolgend erklärt wird, kennzeichnen die Brückennummernfelder die Brücken, durch die eine Nachricht geleitet wird. Das Brückennummernfeld wird durch die Quellenstation an der geeigneten Stelle angeordnet. Falls jedoch eine Quellenstation die Stelle einer speziellen Zielstation nicht kennt, wird das Brückennummernfeld übergangen und wenn die Nachricht durch die einzelnen Brücken zu der Zielstation fortschreitet, gibt jede Brücke, die die Nachricht durchfließt, ihre Brückennummer in das RI-Feld ein. Somit kann dieses eindeutige Nachrichtenformat zum Zustellen von Nachrichten verwendet werden und es kann zum Anfordern der Leitinformationen, durch welche die Nachricht geleitet werden muß, verwendet werden. Wenn der Rahmen zum Anfordern der Leitinformationen verwendet wird, wird die Länge angepaßt, wenn der Rahmen die Brücke durchläuft.
Noch bezogen auf Fig. 4 ist das Steuerfeld (C) 2 Bytes oder Oktetts lang. Das Byte C1 enthält ein Rundsendebit (B), ein begrenztes Rundsendebit (LB) und ein Längenfeld (LTH). Ebenso enthält das Byte C2 einen Richtungsanzeiger (D) und einen Zeiger (PTR). In der bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten das LTH-Feld und das PTR-Feld fünf (5) Bits.
Die Funktion dieser Bits ist folgende:
Rundsenden (B): Wenn dieses Bit auf einen vorbestimmtem Wert gesetzt ist, zeigt es an, daß der Rahmen für alle Ringe bestimmt ist. Es bedeutet nicht, daß der Rahmen für alle Stationen auf allen Ringen bestimmt ist. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist der vorbestimmte Wert logisch "1".
Begrenztes Rundsenden (LB): Dieses Bit (d. h. das LB-Bit) wird in Verbindung mit dem B-Bit verwendet. Das begrenzte Rundsende-Bit zeigt einer Brücke, daß dies ein eingeschränkter Rundsenderahmen ist. Das Bit wird gesetzt, wenn es eine Anforderung an die Stationen gibt, nur eine einzelne Kopie von Rundsenderahmen zu empfangen. Begrenztes Rundsenden erfordert einen zu identifizierenden Pfad, so daß dieser Rundsenderahmen von einer Station in dem Netzwerk zu allen Stationen reichen kann. Brücken, die so konfiguriert sind, daß sie begrenzte Rundsendungen nicht verarbeiten, werden den Rahmen löschen. Die Entscheidung, eingeschränkte Rundsenderahmen zurückzuweisen, wird gesetzt, wenn eine Brücke initialisiert wird. Wie im vorangegangenen bemerkt, können < Informationen von der Frontplatte und den Tastenblock-E/A-Mitteln in die Brücke eingegeben werden (Fig. 3).
Länge (LTH): Dieses Feld hat eine vorbestimmte Anzahl von Bits und wird verwendet, um die Länge des RI-Feldes in Bytes anzuzeigen. Für einen Rundsenderahmen wird dieses Feld durch die übertragende Station auf 2 gesetzt. Wenn der Rahmen weitergeleitet wird, wird dieses Feld um 2 erhöht. Bei einem Nicht-Rundsenderahmen wird dieses Feld verwendet, um die Länge des RI-Feldes anzuzeigen und bleibt unverändert, wenn sich der Rahmen durch das Teilnetz bewegt.
Wie vorgehend bemerkt, wird das Längen-Feld für einen Rundsenderahmen durch die übertragende Station mit 2 initialisiert und durch jede Brücke um 2 erhöht, die den Rahmen weiterleitet und ihre Identifikationsnummer in einem neuen Brückennummernfeld anordnet. Die Länge des RI-Feldes schafft ebenfalls eine Grundlage für den Vergleich mit der Zwischenschrittanzahl einer Brücke, wobei sie eine Anzahl von Zwischenschritten (LTH-2)/2 meldet, die ein Rahmen bis dahin genommen hat. Für einen Nicht- Rundsenderahmen, der bereits Leitinformationen trägt, zeigt das Feld die Länge des RI-Feldes an und bleibt unverändert, wenn der Rahmen das Netzwerk durchläuft. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung sind für das Längen-Feld 5 Bits bestimmt. Dies gestattet, daß die Anzahl der Brücken m in einer Leitung bis zu 14 betragen kann.
Richtung (D): Dieses Bit zeigt einer Brücke an, ob der Zeiger (PTR) wie unten beschrieben zu erhöhen oder zu verringern ist, wenn sie einen Rahmen weiterleitet. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung wird der Zeiger um 2 erhöht, falls D=0, anderenfalls wird er um 2 verringert. Grundsätzlich zeigen die Richtungsbits an, ob sich der Rahmen von der ursprünglichen Station (welche die Nachricht sendete) zu dem Ziel oder umgekehrt bewegt. Seine Verwendung gestattet der Brückenliste im RI-Feld für sich in beide Richtungen bewegenden Datenrahmen entlang des Leitwegs in derselben Reihenfolge zu erscheinen. Somit gestattet das Richtungsbit einem allgemeinen Rahmen, Informationen bidirektional zwischen einem Nachrichtenabsender und seinem Ziel ohne Änderung der Reihenfolge der Brückennummern im RI-Feld zu befördern.
Das D-Bit wird beim Übergang nie geändert. Für Rundsenderahmen setzt die Übertragungsstation D=0. Brücken brauchen das D-Bit in Rundsenderahmen nicht, aber Empfänger könnten das empfangene D-Bit einheitlich ergänzen, wenn sie Leitinformationen von Datenrahmen mit RI-Feldern erkennen. Somit setzt der Absender der "Auflösung" für Nicht-Rundsenderahmen normalerweise D=0. Wie hierbei verwendet, wird Auflösung als eine Rundsende-Nachricht definiert, die von einer Quellenstation verwendet wird, um einen Leitweg zu einer Zielstation zu erhalten. Die "Auflösungs-Antwort" ist ein Nicht-Rundsenderahmen, den die Zielstation zu einer Quellenstation weiterleitet und der die Leitinformationen beinhaltet. In allen Datenrahmen, die an das Ziel übertragen werden, setzt das Ziel der Auflösung D=1 in allen Datenrahmen an den Absender. Die Auflösung und Auflösungs-Antwort stellt der Absender mit einem Brückennummernvektor, einem D-Bit-Wert und einem Längenwert, der dann im RI-Feld eines Nicht-Rundsenderahmens an das Ziel übertragen werden kann, bereit. Beide Stationen können in ihren RI-Feldern die Werte zur Verwendung in allen Datenrahmen speichern, die darauffolgend zueinander übertragen werden.
Zeiger (PTR) oder Nächste-Brücke-Zeiger (NBP): Dieses Feld von 5 Bit zeigt auf einen speziellen Platz im RI-Feld von Nicht- Rundsenderahmen, wo die Nummer der nächsten Brücke gespeichert ist, die zum Weiterleiten des Rahmens vorgesehen ist. Der Zeigerwert ist eine relative Position in Oktetts (Bytes) von dem Anfang des RI-Feldes. Da das Längen-Feld in Rundsenderahmen ausreicht, eine Brücke zu informieren, wo ihre Brückennummer einzusetzen ist, ist der Nächste-Brücke-Zeiger in Rundsenderahmen wahlfrei. Falls entschieden wurde, diese Bits für Rundsenderahmen nicht zu verwenden, dann werden ihre Werte reserviert (r).
In einem Nicht-Rundsenderahmen hängt der Vorgabewert des Zeigerfeldes durch eine Quellenstation von dem Wert des D-Bits ab. Falls D=0, wird der Zeiger auf 2 gesetzt (und zeigt somit die erste Brückennummer in der Liste an, während im Fall D=1 der Zeiger auf (LTH-2), die letzte Brückennummer in der Liste, gesetzt wird). Die letzte Brücke gibt einem Zeiger immer seinen ursprünglichen Wert zurück, so daß das Quelle-zu-Ziel-Blockprüfzeichenfolge zur Fehlerprüfung verwendet werden kann. Die Verwendung des D-Bits und des Zeigerfeldes wird in der untenstehenden Tabelle zusammengefaßt. RICHTUNGSBIT Vorgabewert PTR Meldung der ersten Brücke Meldung der letzten Brücke Nicht Aktion der letzten Brücke Aktion der letzten BrückeV
Es lohnt sich, zu bemerken, daß die Werte, die dem D-Bit zugewiesen werden, nur beispielhaft sind und geändert werden können, ohne von Bereich und Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Noch bezogen auf Fig. 4 wird der Aufbau des Brückennummernfeldes (BN) gezeigt. In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist jedes Brückennummernfeld (BN) 2 Oktetts lang. Die ersten zwei Bits sind zur künftigen Verwendung reserviert (r), während die verbleibenden 14 Bits in zwei Unterfelder der Längen K bzw. (14-K) aufgeteilt werden. Das Unterfeld der Länge K wird der Brückengruppenanteil (BG) der Brückennummer genannt, während das Unterfeld der Länge (14-K) der individuelle Brückenanteil der Brückennummer genannt wird. Die Brückennummer ist zu jeder Brücke in dem Netzwerk eindeutig und wird während einer Initialisierungsprozedur zuordnet.
Die Unterteilung der Brückennummer erlaubt, daß parallele Brücken existieren und den Verkehr zwischen denselben zwei Ringen zu teilen. Wenn zwischen zwei Ringen parallele Brücken verwendet werden, teilen die parallelen Brücken denselben Brückengruppenanteil der jeweiligen Brückennummern und unterscheiden sich nur in dem individuellen Brückenanteil. Eine parallele Brücke prüft nur den Brückengruppenanteil der Brückennummern im RI-Feld des Rundsenderahmens, um zu bestimmen, ob seine Nummer schon in der Brückenliste ist. Falls ihr Brückengruppenanteil mit einem Brückengruppenanteil in der Liste übereinstimmt, wird sie den Rahmen nicht weiterleiten. Durch das Nicht-Weiterleiten von Datenrahmen, die schon von einer Brücke mit derselben Brückengruppennummer weitergeleitet wurden, hindert die Brücke Rundsenderahmen daran, zwischen zwei Ringen, die durch parallele Brücken verbunden sind, abzuprallen. Vollständige Brückennummern werden noch in Rundsenderahmen eingesetzt und in Nicht-Rundsenderahmen geprüft. Der Wert von K ist einfach ein Konfigurationsparameter, der so ausgewählt wird, daß er die Bedürfnisse einer speziellen Anordnung erfüllt.
Fig. 4 zeigt auch den Aufbau des Adreßfeldes. Grundsätzlich ist der Aufbau ähnlich dem IEEE-Entwurfsstandard für MAC-Datenrahmen, auf den sich oben bezogen wurde. Das erste Bit, das als "G" gekennzeichnet ist, wird als eine Adreßtypkennzeichnung verwendet, um eine Einzel- oder Gruppenadresse in dem Bestimmungsadreßfeld (DA) zu bezeichnen. Das Bit wird in dem Quellenadressenfeld (SA) immer auf "0" gesetzt. Das zweite, als "V" gekennzeichnete Bit soll verwendet werden, um zwischen lokal oder global verwalteten Adressen zu unterscheiden. In einem alternativen Aufbau werden die Bits, die zum Kennzeichnen der Stationsadresse verwendet werden, in einen Ringnummernabschnitt und einen Knotenadreßabschnitt (Addierer) aufgeteilt.
Dies beschließt die Beschreibung des Rahmenformats. Nachdem das eindeutige Rahmenformat beschrieben wurde, das als Transportträger innerhalb des Netzwerks verwendet wird, werden nun die Algorithmen beschrieben, die an jeder Brücke bereitgestellt werden, um den Rahmen zu analysieren.
Wie vorhergehend bemerkt, setzt eine Absenderstation bestimmte Steuerbits innerhalb des Rahmens, ehe ein Rahmen übertragen wird. Für einen Rundsenderahmen wird das D-Bit immer auf 0 gesetzt. Für einen Nicht-Rundsenderahmen hängt das Setzen des D-Bits von der relativen Position von BN ab. Falls BN einen Leitweg (in einer Vorwärtsrichtung) von einer Quellenstation zu einer Zielstation kennzeichnet, wird das D-Bit auf logisch "0" gesetzt. Falls BN einen Leitweg in die umgekehrte Richtung kennzeichnet, dann wird das D-Bit auf logisch "1" gesetzt.
Kehren wir für einen Augenblick zu Fig. 4 zurück, dort wird die Vorwärtsrichtung durch den Pfeil 60 gezeigt. Wenn sich eine Nachricht in die Vorwärtsrichtung bewegt, verläßt sie eine Absenderstation und die erste die Nachricht verarbeitende Brücke ist BN&sub1;, gefolgt von BN&sub2; und so weiter. Ebenso ist, falls sich die Nachricht in die entgegengesetzte Richtung bewegt, die erste die Nachricht verarbeitende Brücke BNm, gefolgt von den Brücken mit niedrigeren Brückennummern.
Das Setzen von PTR durch die Übertragungsstation hängt vom D-Bit ab. Falls D=0, wird PTR auf 2 gesetzt. Falls D=1, wird PTR auf LTH-2 gesetzt.
Vor dem Weiterleiten eines Rahmens benötigt eine Brücke die Aktualisierung des Zeigers. Dies hängt wieder vom D-Bit ab. Falls D=0, wird der Zeiger um 2 erhöht. Falls D=1, wird der Zeiger um 2 verringert.
Es sollte bemerkt werden, daß die Kombination von D-Bit und dem Zeiger einer Brücke ihre relative Position bezüglich eines gegebenen Leitwegs anzeigt. Falls D=0 und PTR=2, zeigt dies einer Brücke an, daß der Rahmen den Quellenring verläßt. Falls D=0 und PTR-LTH-2, zeigt dies einer Brücke an, daß der Rahmen an den Zielring weitergeleitet wird. D=1 und PTR=LTH-2 zeigt einer Brücke, daß der Rahmen den Quellenring verläßt. D=1 und PTR=2 zeigt einer Brücke an, daß der Rahmen zu dem Zielring weitergeleitet wird.
Mit der obengenannten beschriebenen Einstellung muß eine Entscheidung erfolgen, ob der Rahmen weiterzuleiten ist oder nicht, wenn eine Brücke einen Rahmen erkennt.
Die Fig. 6A-6C zeigen eine Gruppe detaillierter Flußdiagramme für die Algorithmen, die an jeder Brücke zur Verfügung stehen, um die Nachrichten zu analysieren, die in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Rahmenformat erzeugt werden, und um das Leiten einer Nachricht durch das Netzwerk zu führen. Um die Beschreibung weniger beschwerlich zu gestalten, werden allgemeine alphanumerische Zeichen verwendet, um die unten aufgeführten Verfahrensschritte und die Blöcke in dem Flußdiagramm' die jeden Verfahrensschritt ausführen, zu kennzeichnen. Anders gesagt, in dem Text unten kennzeichnen die alphanumerischen Zeichen links die Verfahrensschritte und die Beschreibung des Verfahrens wird rechts gegeben. In den Flußdiagrammen wird dasselbe alphanumerische Zeichen verwendet, um den Verfahrensschritt zu kennzeichnen, während der Inhalt des Blocks eine kurze Beschreibung der Funktion ist. Das Programm führt die folgenden Schritte aus:
1. Prüfe den Status des "U"-Bits (PCF1 Bit 3). Falls dieses Bit nicht eingeschaltet ist, wird der Rahmen nicht weitergeleitet.
2. Falls das U-Bit eingeschaltet ist, prüfe den Rundsendeanzeiger. Falls dieses Bit eingeschaltet ist, ist der Rahmen für alle Ringe bestimmt und die folgenden Aktionen sollten ausgeführt werden:
a. Prüfe, ob das eingeschränkte Rundsende-Bit (LB-Bit) eingeschaltet ist. Falls das Bit eingeschaltet ist und die Brücke nicht für das Annehmen eines eingeschränkten Rundsenderahmens (LB Fr) konfiguriert ist, wird der Rahmen nicht weitergeleitet.
b. Vergleiche (LTH) mit der Zwischenschrittanzahl. Wie vorhergehend erwähnt, wird einer Brücke während ihrer Initialisierung ein Satz von Zwischenschrittanzahlen gegeben, für jeden zugeordneten Ring eine. Ihr Zweck ist, den Rundsenderahmen am unendlichen Umlaufen zu hindern. Wenn die Brücke einen Rundsenderahmen erkennt, wird sie die Länge im RI-Feld mit der zugeordneten Zwischenschrittanzahl vergleichen. Falls der Wert von (LTH-2/2) geringer ist als die Zwischenschrittanzahl, wird der Rahmen vorwärts übertragen. Anderenfalls wird der Rahmen nicht weitergeleitet. Der Wert von (LTH-2/2) wird ausgewählt, weil das (RI)-- Feld 2 (zwei) Bytes beinhaltet und jede Brückennummer (BN) 2 Bytes lang ist;
c. Prüfe, ob der Brückengruppenanteil (BG) der Brückennummer im RI-Feld erschienen ist. Falls ja, zeigt dies an, daß der Rahmen zu dem Quellenring zurückgekehrt ist und somit nicht weitergeleitet wird.
d. Setze die Brückennummer an der durch das Längenfeld gekennzeichneten Stelle in den Rahmen ein.
e. Erhöhe die Länge um 2.
f. Leite den Rahmen weiter. Dies umfaßt die Erzeugung neuer FCS-, S-DEL-, PCF-1-, E-DEL- und PCFE-Felder.
3. Falls das "U"-Bit eingeschaltet, aber die Rundsende-Anzeige nicht eingeschaltet ist, dann vergleiche das (BN) in dem (RI)- Feld (wie durch den Zeiger angezeigt) mit der zugewiesenen Brückennummer (BN zugewiesen). Falls sie nicht übereinstimmen, wird die Brücke den Rahmen nicht weiterleiten. Falls sie übereinstimmen, dann prüfe den Status des "L"-Bits. Falls das L-Bit "1" ist, wird der Rahmen nicht weitergeleitet. Falls das "L"-Bit = 0 ist, wird die folgende Aktion ausgeführt:
a. Falls LTH=4, ist nur eine Brücke zwischen der Quelle und dem Ziel angegeben. Das ursprüngliche FCS wird eingekapselt und der Rahmen wird unter Verwendung des eingekapselten FCS als CRC des Rahmens weitergeleitet.
b. Falls (LTH) nicht gleich 4, führe die folgenden Aktionen aus:
1. Falls D=0 und PTR=2, der Rahmen ist an dem Quellenring, erhöhe den Zeiger um 2, schließe FCS in das I-Feld ein und leite den Rahmen weiter.
Falls D=0 und PTR=(LTH-2), ist der Rahmen an dem Zielring angekommen, setze den Zeiger auf 2 zurück, schalte die L-Bits ein, leite den Rahmen weiter, ohne eine neue CRC zu erzeugen und verwende das gesicherte FCS als CRC des Rahmens.
Falls D=0 und PTR größer als 2, aber kleiner als (LTH-2), erhöhe den Zeiger um 2, leite den Rahmen weiter und verlasse die Routine.
2. Falls D=1 und PTR=LTH-2, ist der Rahmen im Quellenring, verringere den Zeiger um 2, schließe FCS in das I-Feld ein und leite den Rahmen weiter. Falls D=1 und PTR=2, ist der Rahmen im Zielring angekommen. Schalte den L-Bits-Anzeiger ein, setze PTR=LTH-2 zurück und leite den Rahmen weiter, ohne eine neue CRC zu erzeugen. Verwende jedoch das gesicherte FCS als CRC für den Rahmen. Falls D=1 und PTR größer als 2, aber kleiner als (LTH-2) ist, verringere den Zeiger um 2 und leite den Rahmen weiter.
Die Fig. 5A und 5B zeigen den Aufbau eines Rahmens, wenn er eine einleitende Station verläßt und wenn er die Brücke verläßt, die sich auf dem einleitenden Ring befindet. Wenn eine Station einen Rahmen zur Übertragung erstellt, ist die Station dafür verantwortlich, ein Blockprüfzeichenfolge (FCS) zu berechnen und die Folge an den Rahmen anzufügen. Die empfangende Station verwendet das Blockprüfzeichenfolge, um die Integrität der empfangenen Daten zu testen.
Bei Multiringleitung muß jede Brücke, die die Nachricht zwischen Ringen schaltet, auch ein FCS-Muster erzeugen und es mit dem Rahmen weiterleiten. Wie die empfangende Station verwendet die empfangende Brücke das übertragene FCS zum Testen der Integrität der empfangenen Daten. Zu diesem Zweck kapselt die erste Brücke, die auf dem einleitenden Ring angeordnet ist und die den Rahmen empfängt, die empfangene FCS-Folge in dem I-Feld ein. Sie erzeugt dann ihr eigenes FCS, fügt es an den Rahmen an und überträgt dann den Rahmen.
Mit Bezug auf Fig. 5B stellt das eingekapselte FCS&sub1; (encap.) das FCS dar, das mit dem Rahmen von einer einleitenden Station empfangen wird. Ähnlich stellt FCS&sub2; das FCS auf einem Quellenring dar, das durch die Brücke erstellt wurde und mit der Nachricht übertragen wird. Obwohl nachfolgende Brücken entlang des Weges FCS&sub2; durch ihre eigene berechnete FCS-Berechnung ersetzen, wird das eingekapselte FCS&sub1; (encap.) nicht gestört. Es wird mit dem Rahmen weitergeleitet. Die letzte Brücke in der Folge verwendet das eingekapselte FCS&sub1; als CRC für den Rahmen.
Obwohl die FCS-Berechnung nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, beschreibt die U.S.-Patentschrift US-A-3,872,430 eine Technik, die zum Berechnen der CRS-Folge verwendet werden kann.
Um die End-zu-End-Datenintegrität zu gewährleisten, muß der Inhalt des RI-Feldes in seinem ursprünglichen Zustand wiederhergestellt werden. Dies kann zu einem Umlaufen von Nicht-Rundsenderahmen führen. Um dieses Problem zu verringern, wird der PTR des RI-Feldes und die Ringnummer, die einem Brückenanschluß zur Initialisierungszeit gegeben ist, ausgenutzt. Wenn der Zeiger einem Brückenanschluß anzeigt, daß es eine Zielbrücke ist, und die Ringnummer in dem DA-Feld des Rahmens nicht gleich der Ringnummer ist, die dem Zielbrückenanschluß gegeben ist, bedeutet dies, daß der Rahmen umlaufen könnte und gelöscht werden sollte. Diese Technik zum Feststellen eines umlaufenden Nicht-Rundsenderahmens ist nur dort anwendbar, wo das Adreßfeld partitioniert ist.
Es sollte bemerkt werden, daß das Anzeigebit für die letzte Brücke (L) auch zum Feststellen eines umlaufenden Nicht-Rundsenderahmens verwendet werden kann. In der bevorzugten Ausführung wird das L-Bit zum Entfernen umlaufender Nicht-Rundsenderahmen verwendet. Das Anzeigebit für die letzte Brücke wird durch die letzte Brücke entlang des Leitwegs gesetzt.
Für den Nutzer der oben beschriebenen Architektur werden mehrere Vorteile wirksam. Zu den Vorteilen gehören:
Einfache Pfadleitung fuhr jeden Rahmen. Ein Nicht-Rundsenderahmen sollte nur die Ringe durchqueren, die notwendig sind, um von seiner Quelle zu seinem Ziel zu gelangen. Der Rahmen sollte nicht auf anderen Ringen erscheinen, da er ihre Bandbreite unnötigerweise verbrauchen und zu ihrer Überfüllung beitragen würde.
Es wird Übereinstimmung mit der Token-Ring-Architektur bereitgestellt. Da eine Brücke ein Gerät ist, das einen Ring anschließt, sollte sie in ihrer Anschlußeinrichtung an jeden Ring bevorzugt die Formate und Protokolle, die in dem oben zitierten IEEE 802.5 Standard definiert sind, beibehalten. Protokolle über Datenträgerzugriffssteuerungen sind nicht betroffen. Die Brücke muß unabhängig von Protokollen höherer Ebenen bleiben, um für das Netzwerk von miteinander verbundenen Token-Ringe ebenso wie für den Einzelring die logische Ringsteuerung und höherwertige Protokolle der Vielzahl der angeschlossenen Stationen zu unterstützen.
Unabhängigkeit von Stelle, Topologie, Protokoll: Das Übertragungsprotokoll zwischen den Stationen sollte unabhängig davon sein, ob sie in demselben Ring oder in verschiedenen miteinander verbundenen Ringen sind, und unabhängig von der Topologie der Ringe an Brücken sein. Somit wird vorherige Kenntnis der physikalischen Konfiguration an den angeschlossenen Stationen nicht auferlegt.
Die Architektur bietet dynamische Konnektivität. Die Leichtigkeit der Bewegung einer Station von einem angeschlossenen Punkt zu einem anderen, während ihre Übertragungsfähigkeit beibehalten wird, wird nicht verringert, wenn die Anschlußpunkte in verschiedenen Ringen sind.
Die Architektur bietet Zuverlässigkeit und Erschwinglichkeit. Die Architektur für Ringverbindungen gestattet das Vorhandensein mehrfach aktiver Leitwege und gewährleistet dasselbe Niveau der End-zu-End-Datenintegrität, als wenn die Stationen in einer Einfach-Ring-Umgebung wären.

Claims

1. Verfahren zum Leiten von Datenrahmen und zum Erhalten der Ende-zu-Ende Datenintegrität in einem Telekommunikationssystem, in welchem eine Mehrzahl von seriellen Schleifennetzwerken untereinander durch eine Mehrzahl von Schaltstationen verbunden sind und darin jede serielle Schleife eine oder mehrere Stationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:

(a) Erzeugen und Übertragen eines Rahmens von einer Quellenstation auf einer Schleife, welcher eine Zieladresse (DA), eine -Quellenadresse (SA), ein Leitinformationsfeld (RI) und ein Blockparitätsmuster (FCS) enthält,

(b) Empfangen des Rahmens an einer Schaltstation, die an die Schleife angeschlossen ist,

(c) Konservieren des FCS-Musters als FCS1,

(d) Berechnen eines neuen FCS-Musters und Hinzufügen als FCS2 an den empfangenen Rahmen,

(e) Weiterleiten des Rahmens,

(f) Empfangen des Rahmens an einer Schaltstation, die nicht an die Schleife angeschlossen ist,

(g) Berechnen eines neuen FCS-Musters und dessen Hinzufügen an den empfangenen Rahmen an Stelle des FCS2 und

(h) Wiederholen der Schritte (e) bis (g) bis die letzte Schaltstation erreicht ist, wobei die Station kein neues FCS-Muster berechnet, jedoch das konservierte FCS1-Muster als CRC des Rahmens verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das DA- und das SA-Feld einen Ringnummerabschnitt und einen Knotenadressabschnitt (ADDR) enthält, und das RI-Feld ein erstes Richtungszeichen (D) mit zwei Zuständen enthält, das die Richtung angibt, in welcher der Rahmen die Schaltstation durchläuft, und einen Zeigerabschnitt (PTR), welcher den nachfolgenden Schaltstation anzeigt, diesen Rahmen zu verarbeiten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner die folgenden Schritte aufweist:

(a) Prüfen des Zeichens D mit zwei Zuständen,

(b) Prüfen des PTR,

(c) Vergleichen des PTR-Wertes mit einer Reihe von vorbestimmten Werten, und

(d) Kennzeichnen der Schaltstation als erste im Leitungsweg nur dann, wenn das Zeichen (D) mit zwei Zuständen sich in einem ersten Zustand befindet und der Wert des PTR innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Schaltstation nur dann als die letzte im Leitungsweg bestimmt wird, wenn das Zeichen (D) mit zwei Zuständen sich im entgegengesetzten Zustand befindet und der PTR-Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters nur dann die Schritte des Zurückstellens des PTR's aufweist, wenn die Station im Leitungsweg die letzte ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters ein zweites Zeichen mit zwei Zuständen aufweist, welches außerhalb des RI-Feldes positioniert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters nur dann die Schritte des Setzens des zweiten Zeichens mit zwei Zuständen aufweist, wenn die Schaltstation im Leitungsweg die letzte ist.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das FCS durch Einkapselung innerhalb des I- Feldes des Rahmens reserviert wird.