DE4113100C2 - Lokalbereichsnetzwerk mit Brückeneinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lokalbereichsnetzwerk (LAN) mit Brückeneinrichtungen, wobei eine Vielzahl von Abzweigleitungs-LANs mit einem Hauptleitungs-LAN verbunden wird.

Wenn Abzweigleitungs-LANs zur Ausführung von Paketumschaltungen (bzw. Datenpaket-Vermittlung) mit einem Hauptleitungs-LAN zur Durchführung der Paketumschaltung zu Übertragungszwecken verbunden sind, ist es im allgemeinen erforderlich, Daten-Übertragungsblöcke oder sogenannte Rahmen (frames) in dem Hauptleitungs-LAN anzuwählen und die Rahmen in die Abzweigleitungen zu übernehmen sowie Rahmen auf den Abzweigleitungen anzuwählen und sie auf der Hauptleitung zu übertragen. Dazu ist es erforderlich die Notwendigkeit einer Weiterleitung des Rahmens in Abhängigkeit von einer Zieladresse des Rahmens mittels Adressenfilter zu bestimmen. Ein derartiges Adressenfilter ist an der Brückeneinrichtung angeordnet. Dieses Adressenfilter hat eine Datenbank, die als Adreßbuch bezeichnet wird, und beurteilt die Notwendigkeit der Weiterleitung des Rahmens in Abhängigkeit davon, ob die Zieladresse des Rahmens in dem Adreßbuch vorhanden ist.

Das Blockschaltbild von Fig. 7 zeigt eine herkömmliche Brückeneinrichtung bzw. ein Netzwerk wie es im CMOS-Memory-Handbook der Advanced Micro Devices Inc. 1991 beschrieben ist. Dabei sind vorgesehen eine Datenübertragungssteuerung 3 eines Hauptleitungs-LAN, eine Datenübertragungssteuerung 4 eines Abzweigleitungs-LAN, ein Adreßbuch 5, in dem als Abzweigleitungsadreßbuch 5A Adressen von in dem Abzweigleitungs-LAN vorhandenen Benutzerstationen gespeichert sind, und ein Steuerteil 6 für diese Einrichtungen mit einem Mikrocomputer 6A und einem Speicher 6B.

Fig. 8 zeigt das Aufbaukonzept eines Netzes, das unter Anwendung der Brückeneinrichtung gebildet ist. Dabei sind vorgesehen ein Hauptleitungs-LAN 1, Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23, Terminals bzw. Benutzerstationen ª bis f, die an die entsprechenden Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23 angeschlossen sind, Datenübertragungssteuerungen 31 bis 33 in dem Hauptleitungs-LAN 1, Datenübertragungssteuerungen 41 bis 43 der Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23, Adreßbücher 5A1 bis 5A3 für die jeweiligen Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23 sowie Steuerteile 61 bis 63 für diese Einrichtungen.

Fig. 9 ist ein Beispiel eines in dem LAN verwendeten Datenrahmens. 7C ist eine Adresse einer Ziel-Benutzerstation, kurz Zieladresse (DA). 7D ist die Adresse einer Ursprungs-Benutzerstation, kurz Ursprungsadresse (SA). 7E sind in einem Rahmen enthaltene Daten.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 10 und 11 der Betrieb der Brückeneinrichtung beschrieben.

Dabei wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 zuerst der Rahmenempfang in dem Hauptleitungs-LAN 1 beschrieben.

Zuerst wird abgefragt, ob die Zieladresse (DA) des Rahmens zu den Benutzerstationen ª bis f gehört, die im Netz vorhanden sind (Schritt ST1). Wenn die Zieladresse (DA) mit der Ab­ zweigleitungsadresse 5A (einem der Abzweigleitungsadreßbü­ cher 5A1 bis 5A3 in Fig. 8) übereinstimmt, wird der Rahmen durch einen Weiterleitungsvorgang (Schritt ST2) zur Abzweig­ leitungsseite weitergeleitet, und der Rahmen wird von einer vorbestimmten Benutzerstation ª bis f in den Abzweigleitungs- LANs 21 bis 23 empfangen.

Fig. 11 zeigt den Empfang von Rahmen in den Abzweigleitungs- LANs 21 bis 23. Wenn der Betrieb mit dem Empfang von Rahmen beginnt, wird abgefragt, ob die Ursprungsadresse (SA) 7D des Rahmens mit dem Adreßbuch 5A übereinstimmt (Schritt ST3). Wenn keine Übereinstimmung vorliegt, wird die Adresse neu in das Adreßbuch 5A eingeschrieben (Schritt ST4). Wenn dagegen Übereinstimmung vorliegt, wird abgefragt, ob die Ziel­ adresse (DA) 7C des Rahmens in dem Adreßbuch 5A vorliegt (Schritt ST5). Wenn sie vorliegt, wird der Rahmen ausgeson­ dert, da er ein Rahmen zwischen Benutzerstationen auf dersel­ ben Abzweigleitung ist (Schritt ST6). Wenn die Zieladres­ se (DA) nicht vorliegt, wird festgestellt, daß der Rahmen für eine Benutzerstation einer externen Abzweigleitung bestimmt ist, und der Rahmen wird zum Hauptleitungs-LAN 1 weitergelei­ tet (Schritt ST7).

Wenn die herkömmliche Brückeneinrichtung wie vorstehend be­ schrieben aufgebaut ist, wird das Adreßbuch 5A durch Ur­ sprungsadressen (SA) von Rahmen von den Abzweigleitungs- LANs 21 bis 23 gebildet. Da somit die Adresse der Benutzer­ station, die keinen Ruf aussendet, nicht im Adreßbuch 5A gespeichert ist, kann der Rahmen von dem Hauptleitungs-LAN 1 nicht empfangen werden. Mit anderen Worten heißt das, daß zwar (Fig. 8) Adressen der Benutzerstationen ª, c und e ge­ speichert sind, aber bei Übermittlung eines Rahmens von der Benutzerstation e an die Benutzerstation b der Rahmen nicht zum Abzweigleitungs-LAN 21 weitergeleitet wird, weil die Adresse der Benutzerstation b nicht in dem Adreßbuch 5A gespeichert ist. Somit kann die Benutzerstation b den Rahmen nicht empfangen.

Die herkömmliche Brückeneinrichtung sendet also selbst keinen Ruf aus, und es besteht somit das Problem, daß die Benutzerstationen ª bis f, deren Adressen gespeichert sind, Rahmen von anderen Ableitungs-LANs 21 bis 23 nicht empfangen können.

Aus der US-PS 4,627,052 ist ebenfalls ein Netzwerk mit Brückeneinrichtungen bekannt, welches ein Adreßfilter besitzt. Mit dem dort gezeigten Adreßfilter kann im laufenden Betrieb ein Lernprozeß durchgeführt werden, jedoch werden bei Beginn des Datenübertragungsvorganges Datenpakete oder Datenrahmen von einer ersten Station in einem ersten Netz, die eigentlich an eine zweite Station im ersten Netz adressiert sind, zwangsläufig in das zweite Netz übertragen. Da die zweite Station selbst noch nie in Übertragungsfunktion war, fehlt ihre Adresse in der sogenannten Adreßtafel. Die Adresse der zweiten Station wird nach erstmaligem Senderuf in der Adreßtafel fixiert und erst in einem zweiten Zyklus kann beim Zieladressenvergleich die Adresse von der zweiten Station erkannt werden.

Es ist also aus der US-PS 4,627,052 bekannt, ein Adreßfilter zu realisieren, welches in der Lage ist, einen Lernprozeß durchzuführen, jedoch sind mindestens zwei Zyklen erforderlich, um eine Information an beliebige Stationen eines Netzes zu übertragen, die vorher selbst noch nicht aktiv geworden sind.

Es besteht also beim bekannten Stand der Technik das Problem bei einem Lokalbereichsnetzwerk, welches eine Vielzahl von Abzweignetzwerken aufweist, die jeweils mit einem Hauptnetzwerk verbunden sind, darin, daß die Übertragung eines Datenrahmens ausgehend von einem Abzweignetzwerk über das Hauptnetzwerk zu einem anderen Abzweignetzwerk nur dann möglich ist, wenn die betreffende Empfangsstation im Empfangs-Abzweignetzwerk bereits zeitlich vorgeordnet einen Ruf ausgesendet hat, d. h. selbst aktiv geworden ist. Erst in diesem Falle ist die entsprechende Zieladresse in einem Adreßbuch vorhanden, so daß die Datenübertragung erfolgen kann.

Wenn eine derartige Vorab-Rufaussendung noch nicht erfolgt ist, wird der Datenrahmen im Hauptnetzwerk zum nächsten, übernächsten und so weiter Abzweignetzwerk weitergeleitet. Dieses Weiterleiten erfolgt so lange, bis das betreffende Empfangs-Abzweignetz bzw. die dort anzusprechende Station einmal aktiv wurde. Es ist ersichtlich, daß hierfür u. U. geraume Zeit vergeht, bis die Information vom Sende-Abzweignetzwerk hin zum eigentlichen Empfangs-Abzweignetzwerk über das Hauptnetzwerk übertragen werden konnte.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Lokalbereichsnetzwerkes mit Brückeneinrichtungen, welches eine Verbindung bzw. Datenübertragung auch mit Benutzerstationen von Abzweigleitungs-LANs herstellen kann, welche selbst noch keine Übertragung durchgeführt bzw. eine Übertragungsanforderung ausgelöst haben.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches darstellen.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Brückeneinrichtung für ein LAN nach der Erfindung;

Fig. 2 das Aufbaukonzept eines die Brückeneinrichtung verwendenden Netzes;

Fig. 3 ein Rahmenformat, das die Brückeneinrichtung in einem Hauptleitungs-LAN verwendet;

Fig. 4 ein Rahmenformat, das die Brückeneinrichtung in einem Abzweigleitungs-LAN verwendet;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Empfang eines Rahmens in dem Hauptleitungs-LAN zeigt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das den Empfang eines Rahmens in dem Abzweigleitungs-LAN zeigt;

Fig. 7 das Blockschaltbild einer herkömmlichen Brückeneinrichtung;

Fig. 8 den Aufbau eines die Brückeneinrichtung nach Fig. 7 verwendenden Netzes;

Fig. 9 ein Rahmenformat, das die herkömmliche Brückeneinrichtung verwendet;

Fig. 10 ein Flußdiagramm, das den Empfang eines Rahmens in einem Hauptleitungs-LAN der herkömmlichen Einrichtung zeigt; und

Fig. 11 ein Flußdiagramm, das den Empfang eines Rahmens in einem Abzweigleitungs-LAN der herkömmlichen Einrichtung zeigt.

In den Fig. 1 bis 6 werden die gleichen Bezugszeichen wie in der vorstehenden Beschreibung verwendet.

Fig. 1 zeigt eine Übertragungssteuerung 3 eines Hauptlei­ tungs-LAN, eine Übertragungssteuerung 4 eines Abzweiglei­ tungs-LAN, ein Adreßbuch 5 mit einem Abzweigleitungsadreß­ buch 5A und einem externen Adreßbuch 5B sowie ein Steuer­ teil 6 mit einem Mikrocomputer 6A und einem Speicher 6B.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Netzes, in dem die vorgenannte Brückeneinrichtung verwendet wird, wobei für jedes Ab­ zweigleitungs-LAN 21 bis 23 zusätzlich jeweils ein externes Adreßbuch 5B1 bis 5B3 vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt einen Datenrahmen in dem Hauptleitungs-LAN 1. In dem Hauptleitungs-LAN 1 erfolgt die Datenübertragung in der Form, daß sämtliche Rahmen der Abzweigleitungs-LANs in einem Datenbereich gespeichert sind. 7A ist eine Zieladresse (DA) im Hauptleitungs-LAN 1, und 7B ist eine Ursprungsadresse (SA) im Hauptleitungs-LAN 1.

Fig. 4 zeigt ein Rahmenformat für jedes Abzweigleitungs- LAN 21 bis 23. Dabei ist 7C eine Zieladresse (DA) einer Be­ nutzerstation in jedem der Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23, 7D ist eine Benutzerstation-Ursprungsadresse (SA), und 7E be­ zeichnet Daten, die ein Rahmen überträgt; dieses Rahmenformat entspricht demjenigen von Fig. 9.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 5 und 6 der Betrieb erläutert.

Fig. 5 zeigt dabei den Empfang eines Rahmens durch die Haupt­ leitungsseite. Wenn der Empfang des Rahmens im Hauptleitungs- LAN 1 beginnt, wird abgefragt, ob die Zieladresse (DA) 7A des Rahmens zu einer der Datenstationen ª bis f gehört, die in dem Netz vorhanden sind (Schritt ST11). Wenn die Zieladresse (DA) mit dem Abzweigleitungsadreßbuch 5A übereinstimmt, wird der Rahmen an das entsprechende Abzweigleitungs-LAN weiterge­ leitet (Schritt ST12) und von der genannten Benutzerstation in dem Abzweigleitungs-LAN empfangen. Dann wird abgefragt, ob die Ursprungsadresse (SA) 7D des empfangenen Rahmens mit dem externen Adreßbuch 5B übereinstimmt (Schritt ST13). Wenn keine Übereinstimmung vorliegt, wird die Adresse in das ex­ terne Adreßbuch 5B zusätzlich eingeschrieben (Schritt ST14).

Fig. 6 zeigt den Empfangsbetrieb für einen Rahmen auf der Seite eines Abzweigleitungs-LAN 21 bis 23. Wenn die Operation mit dem Empfang des Rahmens beginnt, wird zuerst abgefragt, ob die Ursprungsadresse (SA) 7D des Rahmens im Adreßbuch 5A vorliegt (Schritt ST15). Wenn keine Übereinstimmung besteht, wird die Adresse in das Abzweigleitungsadreßbuch 5A neu zu­ sätzlich eingeschrieben (Schritt ST16). Dann wird abgefragt, ob die Zieladresse (DA) 7C des Rahmens in dem Abzweiglei­ tungsadreßbuch 5A vorliegt (Schritt ST17). Wenn Übereinstim­ mung vorliegt, wird der Rahmen ausgesondert, da er ein Rahmen zwischen Benutzerstationen in demselben Abzweigleitungs-LAN ist (Schritt ST18). Wenn dagegen keine Übereinstimmung vor­ liegt und festgestellt werden kann, daß der Rahmen für Benut­ zerstationen von externen Abzweigleitungs-LANs bestimmt ist, wird der Rahmen in den folgenden Schritten zum Hauptleitungs- LAN weitergeleitet. Das heißt also, daß die folgenden Schritte charakteristische Merkmale der Brückeneinrichtung darstellen. Es wird abgefragt, ob die Zieladresse (DA) 7C des Rahmens, der weiterzuleiten ist, mit dem externen Adreß­ buch 5B übereinstimmt (Schritt ST19). Wenn Übereinstimmung vorliegt, wird die Übertragung in dem Rahmenformat von Fig. 3 ausgeführt (Schritt ST20).

Zu diesem Zeitpunkt ist die in dem Hauptleitungs-LAN 1 ver­ wendete Zieladresse (DA) 7A gleich der Zieladresse (DA) 7C auf der Abzweigleitung. Wenn dann die Zieladresse (DA) 7C nicht mit dem externen Adreßbuch 5B übereinstimmt, wird ange­ nommen, daß die Adresse in der externen Brückeneinrichtung nicht registriert ist. In diesem Fall wird eine gemeinsame Adresse der Brückeneinrichtung anstelle der Zieladres­ se (DA) 7A verwendet, und die gemeinsame Adresse wird auf dem Hauptleitungs-LAN 1 mit dem Format entsprechend Fig. 3 über­ tragen (Schritt ST21). Die gemeinsame Adresse der Brücken­ einrichtung ist mit Z bezeichnet und in sämtliche Abzweiglei­ tungsadreßbücher 5A1 bis 5A3 jeder Brückeneinrichtung in Fig. 2 eingeschrieben. Diese Adresse Z ist als Anfangswert für sämtliche Brückeneinrichtungen vorgesehen. Sämtliche Rah­ men, die in dem Hauptleitungs-LAN 1 unter Anwendung der Adresse Z weitergeleitet werden, werden von sämtlichen Brückeneinrichtungen empfangen, so daß sämtliche Rahmen zu sämt­ lichen Abzweigleitungs-LANs 21 bis 23 weitergeleitet werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zwar die gemeinsame Adresse der Brückeneinrichtung als die Zieladresse (DA) ver­ wendet, wenn die Adresse nicht in der Brückeneinrichtung re­ gistriert ist, es ist aber auch möglich, anstelle der gemein­ samen Adresse der Brückeneinrichtung eine Rundsendeadresse zu verwenden.

Ferner kann das verwendete Rahmenformat zusätzlich zu dem ge­ zeigten Format einen Nachrichtenvorsatz zu Kontrollzwecken und dergleichen aufweisen.

Das Ausführungsbeispiel wurde zwar unter der Annahme be­ schrieben, daß eine Weiterleitungssteuerung, die Beurteilung der Übereinstimmung von Adressen sowie das Adressenlernen durch den Mikrocomputer 6A implementiert sind; aber die glei­ chen Effekte können auch bei Implementierung mit einer ver­ drahteten Logik erreicht werden.

Da also die Brückeneinrichtung nach der Erfindung so aufge­ baut ist, daß abgefragt wird, ob die Zieladresse (DA) des zum Hauptleitungs-LAN weitergeleiteten Rahmens in einer anderen Brückeneinrichtung registriert ist, und der Rahmen aufgrund des Resultats der Abfrage mit einer geeigneten Zieladresse (DA) weitergeleitet wird, kann die Brückeneinrichtung auch dann, wenn die Adresse der Ziel-Benutzerstation in der Brückeneinrichtung nicht registriert ist, eine sichere Datenüber­ tragung ausführen.

Claims (3)

1. Lokalbereichsnetzwerk (LAN) mit Brückeneinrichtungen umfassend folgende Merkmale:

• a) eine Vielzahl von Abzweigleitungs-LAN (21, 22, 23) ist mit einem Hauptleitungs-LAN (1) verbunden;
• b) auf der Seite des Hauptleitungs-LAN (1) ist für jedes Abzweigleitungs-LAN (21, 22, 23) je eine erste Übertragungssteuerung (31 bis 33) vorgesehen;
• c) auf der Seite jedes Abzweigleitungs-LAN ist je eine zweite Übertragungssteuerung (41 bis 43) vorgesehen, welche das jeweilige Abzweigleitungs-LAN mit der Hauptleitungs-LAN über die erste Übertragungssteuerung (31 bis 33) verbindet;
• d) jeweils ein Steuerteil (61 bis 63) ist zwischen jeder ersten (31 bis 33) und jeder zweiten Übertragungssteuerung (41 bis 43) vorgesehen;
• e) jedes Steuerteil (61 bis 63) weist ein Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) auf, in welchem Benutzeradressen des Abzweigleitungs-LAN gespeichert sind;
• f) jedes Steuerteil (61 bis 63) weist zusätzlich ein externes Adreßbuch (5B1 bis 3) auf, in welchem Benutzerstationsadressen gespeichert sind, die bereits in einem Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) einer anderen Brückeneinrichtung des Netzwerkes registriert sind;
• g) die Steuerteile (61 bis 63) sind derart ausgebildet, daß dann, wenn eine der Übertragungssteuerungen (31 bis 33; 41 bis 43) ein Datenrahmen, enthaltend eine Zieladresse (DA) und eine Ursprungsadresse (SA), ausgibt, die Steuerteile (61 bis 63) feststellen, ob jeweils diese im Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) und im externen Adreßbuch (5B1 bis 3) enthalten sind und
  • g1) bei Empfang eines Datenrahmens anliegend auf der Hauptleitungsseite dann, wenn die Zieladresse (DA) im Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) enthalten ist, der Datenrahmen zu dieser Abzweigleitung weitergeleitet wird und die Ursprungsadresse (SA) zusätzlich in das externe Adreßbuch (5B1 bis 3) eingeschrieben wird, wenn sie dort noch nicht enthalten ist;
  • g2) bei Empfang eines Datenrahmens anliegend auf der Abzweigleitungsseite
    • - die Ursprungsadresse (SA) in das Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) neu eingeschrieben wird, wenn sie dort noch nicht enthalten ist,
    • - der betreffende Datenrahmen ausgesondert wird, wenn die Zieladressse im Abzweigleitungsadreßbuch (5A1 bis 3) des betreffenden Abzweigleitungs-LAN enthalten ist,
    • - der Datenrahmen dann über das Hauptleitungs-LAN weitergeleitet und zu einem anderen Abzweigleitungs-LAN übertragen wird, wenn festgestellt wird, daß die jeweilige Zieladresse (DA) im externen Abzweigleitungsadreßbuch des betreffenden Abzweigleitungs-LAN vorhanden ist bzw. mit dieser übereinstimmt,
    • - der Datenrahmen unter einer gemeinsamen Adresse über das Hauptleitungs-LAN an alle Abzweigleitungs-LAN übertragen wird, wenn die Zieladresse (DA) nicht im betreffenden externen Adreßbuch vorhanden ist, wobei diese gemeinsame Adresse in sämtliche Abzweigleitungsadreßbücher des Lokalbereichnetzwerkes eingetragen wird.

2. Lokalbereichsnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (6) eine Ursprungsadresse (SA) eines von dem Hauptleitungs-LAN empfangenen Rahmens mit Inhalten eines externen Adreßbuchs (5B) bzw. eine Ursprungsadresse (SA) eines von dem Abzweigleitungs-LAN empfangenen Rahmens mit Inhalten des Abzweigleitungsadreßbuches (5A) vergleicht und eine Lernoperation durch Einschreiben der miteinander nicht übereinstimmenden Ursprungsadressen (SA) in die jeweiligen Adreßbücher ausführt.

3. Lokalbereichsnetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (6) periodisch die Zeit des Vorhandenseins der in jedem Adreßbuch gespeicherten Adressen seit der letzten Verwendung überprüft und Adressen löscht, die länger als eine vorbestimmte Zeit vorhanden sind, so daß die Gesamtadressenmenge in dem jeweiligen Adreßbuch begrenzt wird und eine Adreßordnung möglich ist.