DE60024744T2 - Steuersystem für ein gegenläufiges Doppelringnetz - Google Patents

Steuersystem für ein gegenläufiges Doppelringnetz Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf synchrone optische (SONET-) Doppelring-Weitbereichs- (WAN) oder städtische Netzwerke (MAN), und insbesondere auf ein Steuersystem, das eine gegenläufige Doppelring- (DCRR-) Funktionalität in Doppelring-WAN- oder Doppelring-MAN ermöglicht, sowie auf ein WAN oder ein MAN, das das Steuersystem gerätemäßig ausführt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das sychrone optische Netzwerk (SONET) ist die Transporttechnologie der Wahl für eine Kommunikation mit hoher Bandbreite über ein Weltbereichs-Netzwerk (WAN). Die SONET-Norm definiert eine Multiplex-Hierarchie für digitale Kommunikationen, unter Einschluss von Übertragungsraten, Signalen und Schnittstellen für die Lichtleitfaser-Übertragung. SONET stellt weiterhin ein genormtes synchrones optisches Übertragungsprotokoll zur Verfügung. Das Breitband-Lichtleitfaser-Netzwerk, das von SONET unterstützt wird, ist durch eine Familie von Netzwerkelementen gebildet, die die SONET-Schnittstellenforderungen erfüllen.
  • Das SONET-Protokoll realisiert Kommunikationssignale, die in Schritten von ungefähr 51,8 Mbps multiplexiert werden. Der 51,8 Mbps-Dienst ist der die feinste Granularität aufweisende SONET-Dienst und wird als STS-1 bezeichnet. Eine höhere Bandbreite aufweisende SONET-Dienste sind ganzzahlige Vielfache von STS-1. Die populärsten Dienste sind STS-3 (155 Mbps), STS-12 (622 Mbps), STS-48 (2,48 Gbps), STS-192 (10 Gbps). In der optischen Domäne werden diese Dienste als OC-3, OC12, OC-48 bzw. OC-192 bezeichnet.
  • SONET-Kommunikationssignale sind in Kanäle unterteilt. Unter der Verwaltungssteuerung kann ein SONET-STS-1-Strom zeitlich in Nutzdatenkanäle bis herunter zur DS0- (64 Kbps-) Granularität aufgeteilt werden. Mehrfache DS0-Kanäle können verkettet werden, um die Übertragung von eine höhere Bandbreite aufweisenden Diensten, wie z. B. T1 oder T3, zu ermöglichen. Alle Kanäle in einem SONET- Strom können verkettet werden, um die Übertragung von kontinuierlichen Daten bis zu einer Rate zu ermöglichen, die gleich der Rate des SONET-Stromes (abzüglich der SONET-Übertragungs-Zusatzdaten) ist. Ein in dieser Weise verketteter 155 Mbps-SONET-Strom wird als ein OC-3c bezeichnet. Verkettete Ströme können in eine höhere Rate aufweisende SONET-Ströme multiplexiert werden. Beispielsweise kann ein OC-12-Strom aus vier OC-3c-Strömen zusammengesetzt sein.
  • Die in größtem Umfang eingesetzte SONET-Topologie ist ein Doppelring, der eine Anzahl von Netzwerkelementen (NE's) miteinander verbindet. Jeder Ring besteht aus Punkt-zu-Punkt-Verbindungsstrecken mit benachbarten (Verbindungsstrecken-Partner-) NE's in dem Ring. Auf einem SONET-Ring wird ein Dienst als ein bidirektionaler Kommunikationskanal zwischen zwei NE's auf dem Ring bereitgestellt. Der Kommunikationskanal kann beispielsweise aus einem einzigen DS0 bestehen. In diesem Fall führt die NE eine Einfügungs/Abzweigungs-Multiplexerfunktion auf diesem Kanal aus und empfängt die Daten in dem Kanal von dem Ring (Abzweigung) und ersetzt diese Daten mit den Daten, die zu dem Verbindungsstrecken-Partner-NE für diesen Kanal zu senden sind (Einfügung). Die Bandbreiten-Zuteilung des Ringes ist statisch insoweit, als ein für eine Kommunikation zwischen zwei NE's zugeteilter Kanal nicht für irgendeinen anderen Zweck verwendet werden kann.
  • Die Doppelring-Topologie wird zu Medienredundanzzwecken verwendet. Es gibt zwei in weitem Umfang eingesetzte Redundanz-Mechanismen: Ein unidirektional pfadvermittelter Ring (UPSR) und ein bidirektionaler leitungsvermittelter Ring (BLSR). In einem UPSR legt eine sendende NE eine Kopie der Daten auf jeden der Ringe, und das empfangende NE wählt, welches Signal zu empfangen ist. In einem BLSR verwenden alle NE's einen der Ringe für den Nutzdaten-Transport, wobei der andere Ring zur Redundanz verbleibt. Wenn der die Nutzdaten übertragende Ring unterbrochen wird, schalten die NE's auf den anderen „redundanten" Ring für einen fortgesetzten Nutzdaten-Transport um.
  • Die dichte Wellenlängenmultplex-Technologie (DWDM) ist eine Verbesserung des SONET-Dienstes, die optische Techniken verwendet, um mehrfache Datenströme auf eine einzige Lichtleitfaser zu legen. Jeder Datenstrom auf der Lichtleitfaser verwendet eine unterschiedliche Wellenlänge. Diese Technik ermöglicht eine erhebliche Vergrößerung der verfügbaren Bandbreite unter Verwendung von vorhandenen Lichtleitfaser-Verbindungsstrecken. Somit ist DWDM besonders auf überlasteten Lichtleitfaser-Verbindungsstrecken nützlich, weil es häufig kosteneffektiver ist, in Ausrüstungen zu investieren, um den Durchsatz der vorhandenen Infrastruktur zu vergrößern, statt neue Lichtleitfaserstrecken zu verlegen. DWDM kann ohne weiteres auf vorhandenen SONET-Ringen gerätemäßig ausgeführt werden, unter Einschluss von UPSR- und BLSR-Topologien, indem eine geeignete Schicht-1-Hardware/Firmware in den NE's verwendet wird. So ist zu erwarten, dass logische Ring-WAN-Topologien (beispielsweise BLSR) für DWDM-Netzwerke aus den gleichen Gründen wie bei SONET populär werden: Redundanz und eine einfache Großstadt-Netzwerk- (MAN-) Lichtleitfaser-Routenführung.
  • Ein gegenläufiger Doppelring (DCRR) wie z. B. ein verteiltes Lichtleitfaser-Datenschnittstellen- (FDDI-) Netzwerk stellt eine weitere Verbesserung des SONET-Dienstes dar, bei der der gesamte Nutzdaten-Verkehr in einer Richtung um einen Ring herum (den „Nutzdatenring") fließt. Nutzdatenrahmen werden von dem sendenden Knoten abgestreift (STRIPed), wenn sie einen Umlauf abgeschlossen haben. Im Fall eines Ausfalls einer Netzwerk-Komponente (beispielsweise einer Verbindungsstrecke auf dem Nutzdatenring, oder eines Knotens) lenken die Knoten auf entgegengesetzten Seiten der Unterbrechung Verkehr auf den redundanten Ring um, in dem der Verkehr in der Richtung entgegengesetzt zu der des Nutzdatenringes fließt, um auf diese Weise den Ring zu schließen.
  • Die Veröffentlichung „High Availability Path Design in Ring Based Optical Networks" von Wayne Grover in IEEE/ACM Transactions on Networking, IEEE New York, USA, Band 7, Nr. 4, August 1999, Seiten 558–574 beschreibt eine optische SONET-Ringkonfiguration, bei der eine Duplex-Kommunikation zwischen Knoten in dem Ring vorgesehen ist.
  • Die Veröffentlichung „Combined WDM and SONET Network Design" von O. Gerstel et. al., Infocom '99, 18th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, IEEE New York, US, 21. März 1999, Seiten 734–743 beschreibt Architektur-Möglichkeiten für SONET-Ringe und beschreibt die Verwendung von unterschiedlichen Ringgeschwindigkeiten.
  • Unter (http://csis.pace.edu/async/is632/is63211a.html) findet sich eine Web-Seite, die auf einen Kurs bezogen ist, der von dem CSIS-Department der Pace University (IS63211a) angeboten wird, und den Titel „Data Communications Essential für Managers – Week 11" trägt, wobei diese Veröffentlichung eine Doppelring-FDDI-Ausführungsform beschreibt, bei der jeder Ring mit einer Ring-Geschwindigkeit von 100 Mbps arbeitet, wobei beide Ringe Nutzdaten transportieren.
  • Die vorstehend beschriebenen vorhandenen WAN-Infrastrukturen ermöglichen in effektiver Weise zuverlässige Kommunikationen für eine hohe Bandbreite aufweisende Anwendungen. Es gibt jedoch eine Anzahl von Mängeln dieser bekannten Systeme, die die Nutzung der Bandbreitenkapazität der installierten Lichtleitfaser-Medien beschränken. Insbesondere schreibt das SONET-Protokoll eine statische Zuteilung der Ring-Bandbreite vor, so dass ein Kanal, der für eine Kommunikation zwischen zwei NE's zugeteilt ist, nicht für irgendeinen anderen Zweck verwendet werden kann, selbst wenn dieser Kanal unbenutzt ist (das heißt keinen Nutzdaten-Verkehr überträgt). Zusätzlich ist einer der Ringe effektiv redundant, so dass, wenn das WAN vollständig in Betrieb ist (was es über den größten Teil der Zeit ist) lediglich eine Hälfte der gesamten Bandbreitenkapazität tatsächlich für Nutzdatenverkehr verwendet wird. Schließlich müssen im Fall eines Ausfalls einer der Netzwerk-Komponenten (beispielsweise einer Verbindungsstrecke oder eines NE) alle die betriebsfähigen NE's auf dem WAN über das Vorliegen des Fehlers informiert werden, und sie müssen dann auf den redundanten Ring umschalten. Wenn die Anzahl der NE's auf den WAN ansteigt, steigt auch die Zeit an, die erforderlich ist, um diese Operation durchzuführen (die „Ausfall-Umschaltzeit").
  • Entsprechend verbleibt ein Bedarf an einem Netzwerk-Steuersystem, das in Verbindung mit Doppelring-SONET-Topologien verwendbar ist und das eine effizientere Nutzung der Gesamt-Bandbreitenkapazität der installierten Lichtleitfaser-Medien ermöglicht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk geschaffen, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verwendung eines gegenläufig rotierenden Doppelring-Netzwerkes zum Transport von Nutzdatenverkehr geschaffen, wie es im Anspruch 13 definiert ist.
  • Die Erfindung ergibt ein Netzwerk-Steuersystem, das es ermöglicht, dass beide Ringe eines Doppelring-Weitbereichs-Netzwerkes (WAN) für den Nutzdatenverkehr verwendet werden.
  • Die Ringbandbreite wird dynamisch zugeteilt. Die NE's überwachen unabhängig die Netzwerk-Topologie, um Netzwerk-Komponenten-Ausfallereignisse zu erkennen und auf diese zu reagieren. Dieses Netzwerk-Steuersystem erleichtert die Schicht 2-Zwischenverbindungen über eine Doppelring-WAN-Infrastruktur, erleichtert die Netzwerk-Ausfalldetektion und die Reaktion auf der Schicht 2, und erleichtert die räumliche Wiederbenutzung der gemeinsam genutzten Netzwerk-Bandbreite.
  • Das Netzwerk-Steuersystem ermöglicht weiterhin einen opportunistischen Burst-Zugang durch irgendeinen einzelnen Knoten in einer gemeinsam genutzten Netzwerk-Topologie ohne Einbußen an einem fairen Zugang durch andere Knoten in dem Netzwerk.
  • Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung ergibt eine Gruppe von gegenläufig rotierenden Doppelring- (DCRR-) Diensten auf einer Doppelring-SONET-Topologie. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird das Steuersystem der vorliegenden Erfindung einfach als „DCRR" bezeichnet, während ein Weitbereichs-Netzwerk (WAN) oder ein großstädtisches Netzwerk (MAN), das unter dem Steuersystem der Erfindung arbeitet, als ein „DCRR-Netzwerk" bezeichnet wird.
  • Das DCRR ergibt eine Schicht-2-Steuerfunktionalität, die unabhängig von der Schicht 1 (der physikalischen Transportschicht) Technologie arbeitet. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden beide Ringe für den Nutzdatenverkehr verwendet, wobei die Daten in einer Richtung in einem Ring und in der entgegengesetzten Richtung in dem anderen Ring fließen. Der Nutzdatenverkehr kann somit zu seinem Zielknoten auf dem Ring weitergeleitet werden, der den kürzesten Routenpfad bietet, und zwar hinsichtlich der Anzahl der „Hops" oder Sprungabschnitte zwischen Quellen- und Zielknoten. Die Nutzdatenrahmen werden an dem Zielknoten abgestreift, so dass Bandbreite für anderen Datenverkehr freigemacht wird.
  • DCRR bietet die folgenden Vorteile gegenüber bekannten verbindungsorientierten SONET-Diensten:
    • – Burst-Verfügbarkeit – DCRR ergibt eine opportunistische Burst-Fähigkeit durch irgendeinen Knoten bis zu der Bandbreite der WAN- oder MAN-Verbindung, wenn das Netzwerk nicht überlastet ist.
    • – Bandbreiteneffizienz – DCRR verdoppelt im Wesentlichen die nutzbare Bandbreite (verglichen mit den bekannten Netzwerk-Topologien) ohne Einbuße an Redundanz durch Verwenden des üblicherweise redundanten Ringes für Nutzdatenverkehr, wenn das Netzwerk voll betriebsfähig ist. Im Fall eines Ausfalls einer Netzwerk-Komponente (beispielsweise eines Knotens oder eines Verbindungspfades), wird die resultierende Netzwerk-Topologie ermittelt, und der Nutzdatenverkehr wird dynamisch über den Pfad der kürzesten Route unter Berücksichtigung der neuen Topologie umgeleitet.
    • – Räumliche Wiederbenutzung – Nutzdatenrahmen werden von dem empfangenden Knoten abgestreift, was die Wiederbenutzung der von dem Rahmen belegten Bandbreite ermöglicht.
    • – Statistischer Gewinn – DCRR stellt ein gemeinsam genutztes Schicht-2-Medium für Mehrfachabzweigungs-Zwischenverbindungen bereit.
  • DCRR ist speziell auf eine Doppelring-WAN- (MAN-) Topologie gerichtet. Obwohl dies eine nahezu optimale Lösung für die Doppelring-Topologie ergibt, schließt die DCRR-Technologie nicht die Unterstützung für lineare und Punkt-zu-Punkt-Doppelverbindungsstreckenpfad-Topologien aus. Diese Topologie-Alternativen werden als Spezialfälle der Doppelring-Topologie berücksichtigt.
  • Der weitere Gesichtspunkt der Erfindung ergibt ein System zu Ermittlung und Überwachung einer aktiven Topologie eines gegenläufig rotierenden Doppelringes (DCRR) auf der Datenverbindungsstrecken-Schicht um eine optimale Rahmenweiterleitung von einem Medium auf dem DCRR zu ermöglichen und um eine schnelle Ausfallumschaltung im Fall eines Ausfalls einer Netzwerk-Komponente zu erzielen. Vorzugsweise umfasst jeder Zugangspunkt in dem DCRR Folgendes: a) eine Topologie-Wartungsprotokoll- (TMP-) Einheit zur Überwachung einzelner Verbindungsstrecken des DCRR, zur Ermittlung der aktiven Topologie des DCRR, zur Übermittlung von Topologieänderungen an andere Zugangspunkte in dem DCRR und zur Information von Rahmen-Weiterleitungs- und Lernprozessen über die Topologie, um eine Ausfallumschaltung auf einen redundanten Pfad zu ermöglichen; b) einen Rahmen-Weiterleitungsprozess zur Auswahl einer Route des kürzesten Pfades zwischen einem Quellen- und einem Ziel-Zugangspunkt in dem DCRR; und c) einen Adressen-Lernprozess zur Bestimmung der Entfernung im Hops zu einer Quellen-Adresse durch Setzen einer Lebensdauer (TTL) auf einen vorgegebenen Wert an einen Quellen-Zugangspunkt, schrittweises Verkleinern der TTL an jedem Zugangspunkt zwischen dem Quellen-Zugangspunkt und einem Ziel-Zugangspunkt und Berechnen, an dem Ziel-Zugangspunkt, der Entfernung, in Hops, auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem vorgegebenen Wert und dem tatsächlichen Wert der TTL eines empfangenen Nutzdatenrahmens.
  • Die Topologie-Wartungsprotokoll-Einheit umfasst vorzugsweise Folgendes: a) einen Empfangs-PDU-Prozessor zum Empfang ankommender Protokoll-Dateneinheiten (PDU's), zum Ableiten von Informationen aus den PDU's und zum Verteilen der Information auf andere örtliche Topologie lernende Einheits-Komponenten, wie erforderlich; b) eine Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine (LIMM) zum Entscheiden über eine Unversehrtheit von Verbindungsstrecken, die an dem Zugangspunkt abgeschlossen sind, und zum Übermitteln des Zustandes von Verbindungsstrecken, die an dem Zugangspunkt abgeschlossen sind, an andere örtliche Topologie lernende Komponenten und an netzaufwärts gelegene Verbindungsstrecken-Partner; c) eine Umkonfigurations-Maschine (RM) zur Bestimmung der DCRR-Topologie-Parameter, die von dem Weiterleitungsprozess benötigt werden; d) eine Topologie-Ermittlungsmaschine (TDM) zur Feststellung einer aktiven Topologie des DCRR; e) eine Umkonfigurations-Benachrichtigungsmaschine (RNM) zum Steuern des Einfügens von Ring-Umkonfigurations-Mitteilungen in einen Ring des DCRR; f) eine Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sende- (LIPT) Maschine zum Steuern des Einfügens von Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU's auf einen Ring des DCRR; und g) eine PDU-Einfügungsmaschine (PIM), die eine Arbitration mit der Tandem-Datenpfad-Nutzinformations-Warteschlange zum Einfügen der PDU's auf den DCRR ausführt.
  • Der Empfangs-PDU-Prozessor leitet vorzugsweise die Information von den empfangenen PDU's ab, leitet die Information an andere TMP-Einheits-Komponenten weiter und schließt eine oder mehrere vorgegebene PDU-Mitteilungstypen ab. Die an dem Empfangs-PDU-Prozessor abgeschlossenen PDU-Mitteilungstypen umfassen Folgendes: Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen; und, wenn die Quellen-Adresse einer Mitteilung mit einer Adresse des Zugangspunktes übereinstimmt: Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilungen; Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilungen und Topologie-Ermittlungsmitteilungen. Jede Topologie-Wartungs-Protokolleinheit schließt zwei PDU-Prozessoren, einen für jeden WAN-Port eines jeweiligen Zugangspunktes, ein.
  • Die PDU's können Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen (LPIM), die zur Feststellung des Zustandes einer bidirektionalen Verbindungsstrecke zwischen zwei benachbarten Zugangspunkten in dem DCRR verwendet werden, Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilungen (LFM), die zur Übermittlung des Ausfalls von Netzwerk-Verbindungsstrecken an andere Zugangspunkte in dem DCRR verwendet werden; Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilungen (LRM), die zur Übermittlung der Wiederherstellung von Netzwerk-Verbindungsstrecken an andere Zugangspunkte in dem DCRR verwendet werden; und Verbindungsstrecken-Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen (TD), die zur Ermittlung der Topologie des DCRR verwendet werden.
  • Die Information in der LFM umfasst eine Rahmentyp-Identifikation; einen Quellen-Verbindungsstrecken-Status, der einen derzeitigen Status der Quellen-Verbindungsstrecke enthält; und eine Integritäts-Prüfsumme.
  • Die Information in jeder der LFM, LRM und TDM kann eine Rahmentyp-Identifikation; eine Lebensdauer-Variable; eine Quellen-Adresse einer MAC, die die LRM auf den Ring eingeleitet hat; und eine Integritäts-Prüfsumme umfassen. Die LIMM überwacht Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen, die von einem netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkt ausgesandt werden, um einen Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades zu bestimmen, und liefert den Netzabwärtsrichtungs-Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades an den netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkt. Die Topologie-Protokoll-Einheit schließt zwei Instanzen der LIMM ein, eine für jede Eintritts-Verbindungsstrecke in den DCRR.
  • Die LIMM kann weiterhin die Funktionen des periodischen Weiterleitens einer Verbindungsstrecken-Ausfall-Zuweisungs-Mitteilung an die RNM eines gegenüberliegenden Ports, wenn sich die LIMM in einem Betriebszustand befindet; des periodischen Weiterleitens einer Verbindungsstrecken-Betriebszustands-Zuweisungs-Mitteilung an die RM, wenn sich die LIMM in einem Betriebszustand befindet, des periodischen Weiterleitens einer örtlichen Verbindungsstrecken-Zustands-Mitteilung an die PIM, die einen derzeitigen Zustand der LIMM darstellt, ausführen. Die LIMM empfängt von einer Verwaltungsfunktion die folgenden Betriebsparameter: eine nominale Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Aussendungen der LPIM's; eine Anzahl von LPIM's, die erforderlich sind, um einen Übergang von einem nicht betriebsfähigen Zustand auf einen betriebsfähigen Zustand hervorzurufen; eine Anzahl von LPIM-Empfangsperioden, die ablaufen müssen, um einen Übergang von einem Betriebszustand in einen Verbindungsstrecken-Fehlerzustand zu bewirken; und eine Anzahl von LPIM's, die erforderlich sind, um einen Übergang von dem Verbindungsstrecken-Ausfallzustand auf den Betriebszustand zu bewirken.
  • Die RM kann dem Weiterleitungs-Prozess Informationen über den Status des DCRR liefern und zeichnet den Empfang und die Erzeugung von LFM- und LRM-Mitteilungen an jedem DCRR-Port auf, um das Weiterleitungs- und Lernverhalten zwischen Empfangsvorgängen der Mitteilungen zu steuern. Die RM führt weiterhin die Aktionen der Einleitung eines Topologie-Ermittlungsprozesses; der Aktivierung von Port-Einfügungs- (ADD.) und TANDEM-Nutzdaten-Datenpfaden; der Information der Weiterleitungs- und Lernprozesse über die Topologie des DCRR; und der Übergänge auf einen nicht verbundenen Zustand aus, wenn beide Zugangsports nicht betriebsfähig sind, wie dies durch die LIMM's angezeigt ist.
  • Die TDM führt eine Topologie-Ermittlung unter der Steuerung der RM aus und unterhält einen Zeitgeber zum Senden der Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen. Die TDM informiert weiterhin die RM über einen Abschluss einer Topologie-Ermittlungsprozedur und die Konfiguration des DCRR bei Abschluss der Topologie-Ermittlungsprozedur; sie sendet Topologie-Ermittlungs-Mitteilungs-Anforderungen an die TPIM, wenn eine Topologie-Ermittlungs-Mitteilung auszusenden ist oder eine Bestätigung einer Topologie-Ermittlungs-Mitteilung, die von einem anderen Zugangspunkt in dem DCRR empfangen wurde, auszusenden ist; und sie informiert die Verwaltung über das Auftreten eines Zeitablaufs, während sie auf eine zweite Topologie-Ermittlungs-Mitteilung während einer Topologie-Ermittlungsprozedur wartet.
  • Die RNM registriert, wenn ein Verbindungsstrecken-Ausfall- oder Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Ereignis an dem gegenüberliegenden DCRR-Port auftritt, und sie unterhält einen Hysterese-Zeitgeber auf einen Zustand einer gegenüberliegenden DCRR-Port-Verbindungsstrecke, um es der Port-Verbindungsstrecke zu ermöglichen, sich im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls oder einer Verbindungsstrecken-Wiederherstellung zu stabilisieren. Es gibt eine Instanz der RNM für jeden DCRR-Port. Die RNM empfängt die folgenden Parameter von einer Verwaltungsfunktion: einen Wert, der eine minimale Zeitperiode darstellt, um es einer Verbindungsstrecke zu ermöglichen, sich zwischen der Aussendung einer LRM und der Aussendung einer LFM zu stabilisieren, und einen Wert, der eine minimale Zeitperiode darstellt, um es einer Verbindungsstrecke zu ermöglichen, sich zwischen der Aussendung einer LFM und der Aussendung einer LRM zu stabilisieren.
  • Der LIPT ist ein freilaufender Zeitgeber, der so skaliert ist, dass er die schnellstmögliche Fehlerermittlung erzielt, jedoch nicht in Konflikt mit den Schicht-1-Transport-Schutzmechanismen in Konflikt kommt. Der LIPT empfängt von einer Verwaltungsfunktion einen Wert, der eine Zeitperiode darstellt, die eine Häufigkeit der Aussendung von Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen steuert.
  • Es gibt eine Instanz der PIM für jeden DCRR-Port. Jede PIM führt eine Arbitration für den Zugang an eine entsprechende Verbindungsstrecke auf einer Rahmen für Rahmen-Grundlage mit der PDU-Einfügung als einer höchsten Priorität aus, wobei ein TANDEM-Pfad-Zugang die zweite Priorität hat und ein Einfügungs-Pfad-Zugang die niedrigste Priorität hat.
  • Der Weiterleitungsprozess führt eine zufällige Auswahl hinsichtlich der Adresse von Sammelsende- und Flutungs Verkehr aus, um ein einzelnes Bit als Ergebnis zu erzielen, das zur Festlegung einer Richtung zur Weiterleitung um den DCRR verwendet wird. IP-Adressen können in die Hash-Berechnung eingefügt werden, um eine Lastverteilung zwischen Routern und zwischen Routern und Servern sicherzustellen, die den Verkehr unterstützen. Wenn eine Adresse eines Rahmens bekannt ist, wählt der Weiterleitungsprozess die Richtung eines kürzesten Pfades zur Weiterleitung eines Rahmens durch Lernen einer Anzahl von Hops zu einem anderen vorgegebenen Zugangspunkt, der den Verkehr unterhält. Wenn der DCRR eine lineare oder unterbrochene Ringtopologie hat, so leitet der Weiterleitungsprozess alle Flutungs- und Sammelsende-Rahmen in jeder Richtung weiter.
  • Das Verfahren des weiteren Gesichtspunktes dient zur Ermittlung und Überwachung einer aktiven Topologie eines gegenläufig rotierenden Doppelringes (DCRR) an einer Datenverbindungsstrecken-Ebene des DCRR, um eine optimale Rahmen-Weiterleitung von einem Ortsnetzwerk (LAN) auf den DCRR zu ermöglichen und eine schnelle Ausfallumschaltung im Fall des Ausfalls einer Netzwerk-Komponente zu erzielen. Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:
    • a) Überwachen einzelner Verbindungsstrecken des DCRR durch Senden und Empfangen von Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen, wobei die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen zu netzabwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkten gesandt und von netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkten empfangen werden, wobei die überwachten Verbindungsstrecken die Verbindungsstrecken sind, auf denen Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen an jedem Zugangspunkt in dem DCRR empfangen werden;
    • b) Ermitteln einer aktiven Topologie des Netzwerkes durch periodisches Eintreten in einen aktiven Topologie-Ermittlungszustand, in dem Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen auf den Ring ausgesandt werden und Topologie-Ermittlungs-Mitteilungs-Antworten empfangen werden;
    • c) Übermitteln von Änderungen in der aktiven Topologie aufgrund von Ausfällen von überwachten Verbindungsstrecken an andere Zugangspunkte in dem Netzwerk; und
    • d) Informieren von Rahmen-Weiterleitungs- und Adressen-Lernprozessen innerhalb jedes Zugangspunktes über die aktive Topologie, um einen Rückfall von Kommunikationen auf redundante Quellen zu ermöglichen.
  • Die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen werden vorzugsweise mit einer Rate ausgesandt, die eine schnelle Ausfallumschaltung auf redundante Ressourcen ohne Störung eines Schicht-1-Schutzprotokolls des DCRR sicherstellt. Ein Zeitintervall zwischen Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen kann durch eine Verwaltungsfunktion bestimmt werden, die einen Wert liefert, die eine Länge des Intervalls darstellt. Die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen werden an dem netzabwärts gelegenen Ende der überwachten Verbindungsstrecke abgestreift. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachung wird durch eine Verbindungsstrecken-Pfadüberwachungs-Maschine ausgeführt, und es gibt eine Instanz der Verbindungsstrecken-Pfadüberwachungs-Maschine an jedem Port des DCRR.
  • Der Schritt der Ermittlung kann von einer Topologie-Ermittlungs-Maschine (TDM) ausgeführt werden, die unter der Steuerung einer Umkonfigurations-Maschine (RM) arbeitet, und die TDM ermittelt die aktive Topologie des DCRR und übermittelt die aktive Topologie an die RM. Die RM weist die TDM an, einen Topologie-Ermittlungsprozess bei Empfang einer Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilung oder einer Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilung zu beginnen, und die TDM berichtet eine Topologie des DCRR an die RM, wenn die Verbindungsstrecken-Topologie-Ermittlungsprozedur abgeschlossen ist, wobei die berichtete Topologie eine von Folgendem ist: eine Ringtopologie und eine lineare Topologie. Die RM weist die TDM an, die Topologie-Ermittlungs-Prozedur erneut einzuleiten, wenn die RM eine Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilung oder eine Verbindungsstrecken-Wiederherstellung-Mitteilung vor einem Ende der Topologie-Ermittlungs-Prozedur empfängt. Die RM informiert die Weiterleitungs- und Lernprozesse über die Topologie des DCRR, wenn die Topologie-Ermittlungs-Prozedur abgeschlossen ist. Die RM signalisiert der Pfadhinzufügungs-Warteschlangenlogik beim Übergang von einer Topologie zu einer anderen, dass die DCRR-Umkonfiguration gerade abläuft, und dass alle Rahmen, die an irgendeinem Port in einer Warteschlange angeordnet wurden, verworfen werden müssen, um eine Rahmen-Fehlanordnung zu vermeiden. Die RM signalisiert einen Nutzdaten-Freigabezustand zu Pfad-Einfügungs- und Pfad-Abzweigungs-Steuerungen, wenn die RM sich in der Ringtopologie oder der linearen Topologie befindet, und wenn sie nicht freigegeben sind, so verwerfen die Steuerungen alle Rahmen, die ankommen, um eingefügt oder abgezweigt zu werden. Die RM liefert Signale an eine Tandem-Pfadsteuerung, wenn die RM sich nicht in einem Verbindungsstrecken-Unterbrechungs- oder Verbindungsstrecken-Reparaturzustand befindet, und wenn sie nicht freigegeben ist, so verwirft die Tandem-Pfadsteuerung alle Rahmen, die zur Tandem-Verarbeitung ankommen, wobei das Freigabesignal rahmensynchron abgetastet wird.
  • Die Topologie-Ermittlungsprozedur kann die folgenden Schritte umfassen: Auffordern einer Sende-PDU-Einfügungsmaschine an jedem DCRR-Port zum Aussenden einer Topologie-Ermittlungs-Mitteilung; Eintreten in einen Wartezustand zum Warten auf eine Rücklieferung einer ersten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine ausgegangen ist; Eintreten in einen zweiten Wartezustand bei Empfang einer ersten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung zum Warten auf den Empfang einer zweiten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine ausgesandt wurde; und Eintreten in einen Leerlaufzustand nach dem Empfang der ersten und zweiten Mitteilungen und Informieren der RM über die Topologie des DCRR.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Auffinden einer Route des kürzesten Pfades zur Weiterleitung von Nutzinformations-Daten über ein Kommunikations-Netzwerk geschaffen, das zwei oder mehr Zugangspunkte umfasst, die über Doppelpfad-Verbindungsstrecken verbunden sind, ein Paar von Verbindungsstrecken-Pfaden umfasst, die zur Übertragung von Nutzinformations-Verkehr in einer Richtung entgegengesetzt zu der des anderen Verbindungsstrecken-Pfades umfasst, wobei jeder Zugangspunkt ein Paar von WAN-Ports aufweist, die zur Verbindung mit jeweiligen Doppelpfad-Verbindungsstrecken ausgebildet sind. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ermitteln einer Topologie des Kommunikations-Netzwerkes; Lernen von Adressen von Zielgeräten, die sich von dem Kommunikations-Netzwerk erstrecken; Bestimmen eines Pfad-Angebotes einer kürzesten Route in Ausdrücken der Anzahl von Hops zu jeder gelernten Adresse; und Ermöglichen eines Rahmen-Weiterleitungs-Prozesses zur Weiterleitung von Nutzinformations-Daten über das Kommunikations-Netzwerk über den festgestellten Pfad, der die kürzeste Route bietet.
  • Der Schritt des Ermittelns einer Topologie des Kommunikations-Netzwerkes kann die Aussendung einer Topologie-Ermittlungs-Mitteilung über einen ausgewählten WAN-Port eines Zugangspunktes und das Warten über ein vorgegebenes Zeitintervall auf den Empfang der ausgesandten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung an den anderen WAN-Port des Zugangspunktes umfassen. Die Topologie des Kommunikations-Netzwerkes wird als eine Ringtopologie ermittelt, wenn die ausgesandte Topologie-Ermittlungs-Mitteilung innerhalb des vorgegebenen Intervalls empfangen wird, und es wird eine Lineare Topologie ermittelt, wenn die ausgesandte Topologie-Ermittlungs-Mitteilung nicht innerhalb des vorgegebenen Intervalls empfangen wird. Der Schritt der Ermittlung einer Topologie des Netzwerkes wird als Antwort auf die Feststellung einer Änderung in der Topologie des Kommunikations-Netzwerkes ausgelöst. Die Feststellung einer Änderung der Topologie des Kommunikations-Netzwerkes umfasst die folgenden Schritte bezüglich einer Doppelpfad-Verbindungsstrecke, die erste und zweite Zugangspunkte verbindet: Senden einer ersten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung von dem ersten Zugangspunkt an den zweiten Zugangspunkt über einen ersten Verbindungsstrecken-Pfad der Doppelpfad-Verbindungsstrecke; Feststellen, an dem zweiten Zugangspunkt, einer Integrität des ersten Verbindungsstrecken-Pfades auf der Grundlage des Empfangs der ersten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung; Senden einer zweiten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung von dem zweiten Zugangspunkt an den ersten Zugangspunkt über einen zweiten Verbindungsstrecken-Pfad der Doppelpfad-Verbindungsstrecke; und Feststellen, an dem ersten Zugangspunkt, einer Integrität des zweiten Verbindungsstrecken-Pfades auf der Grundlage des Empfangs der zweiten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung. Die zweite Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung schließt einen festgestellten Status des ersten Verbindungsstrecken-Pfades ein, und die erste Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungs-Mitteilung schließt einen festgestellten Status des zweiten Verbindungsstrecken-Pfades ein, wodurch die ersten und zweiten Zugangspunkte über den Status eines jeweiligen Netzabwärts-Verbindungsstrecken-Pfades informiert werden. Wenn der Status eines Verbindungsstrecken-Pfades der Doppelpfad-Verbindungsstrecke als ein Verbindungsstrecken-Fehlerzustand festgestellt wird, wird eine Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilung von jedem der ersten und zweiten Zugangspunkte in jeweiligen Richtungen von der Doppelpfad-Verbindungsstrecke fort ausgesandt. Wenn festgestellt wird, dass sich der Status eines Verbindungsstrecken-Pfades der Doppelpfad-Verbindungsstrecke von einem Verbindungsstrecken-Ausfallzustand auf einen Verbindungsstrecken-Betriebszustand ändert, so wird eine Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilung von jedem der ersten und zweiten Zugangspunkte in jeweiligen Richtungen von der Doppelpfad-Verbindungsstrecke fort ausgesandt.
  • Der Schritt des Lernens von Adressen kann an jedem Zugangspunkt die folgenden Schritte umfassen: Ableiten einer Quellen-Adresse eines Nutzinformations-Datenrahmens, der an einem WAN-Port des Zugangspunktes empfangen wurde; und Führen eines Adressen-Pufferspeichers, der Daten über die Quellen-Adresse einschließt. Wenn die Quellen-Adresse eines empfangenen Nutzdaten-Rahmens nicht in dem Adressen-Pufferspeicher aufgezeichnet ist, werden Daten bezüglich der Quellen-Adresse zu dem Adressen-Pufferspeicher hinzugefügt. Der Adressen-Pufferspeicher wird im Fall einer festgestellten Änderung der Topologie des Kommunikations-Netzwerkes geleert. Der Schritt der Feststellung eines Pfades, der eine kürzeste Route bildet, umfasst an jedem Zugangspunkt die folgenden Schritte: Bestimmen einer Entfernung, in Hops, von einer Quellen-Adresse eines Nutzinformations-Datenrahmens, der an einem WAN-Port des Zugangspunktes empfangen wird, und Unterhalten eines Adressen-Pufferspeichers, der die Daten der Quellen-Adresse, die Entfernung in Hops und den WAN-Port einschließt, an dem der Nutzinformations-Datenrahmen empfangen wurde. Für jede in dem Adressen-Pufferspeicher aufgezeichnete Quellen-Adresse wird festgestellt, ob die Entfernung in Hops eines empfangenen Nutzinformations-Datenrahmens kleiner als die Entfernung ist, die in dem Adressen-Pufferspeicher aufgezeichnet wurde; und wenn die Entfernung in Hops des empfangenen Nutzinformations-Datenrahmens kleiner als die in dem Adressen-Pufferspeicher aufgezeichnete Entfernung ist, so wird der Adressen-Pufferspeicher mit den Daten über die Entfernung in Hops und den WAN-Port aktualisiert, an dem der Nutzinformations-Datenrahmen empfangen wurde. Der Adressen-Pufferspeicher wird im Fall einer festgestellten Änderung der Topologie des Kommunikations-Netzwerkes geleert.
  • Jeder Nutzinformations-Datenrahmen schließt einen Lebensdauer- (TTL-) Wert ein, und eine Feststellung der Entfernung in Hops zu einer Quellen-Adresse erfolgt durch Setzen einer Lebensdauer (TTL) auf einen vorgegebenen Wert an einem Quellen-Zugangspunkt, durch schrittweises Verkleinern der TTL an jedem Zugangspunkt zwischen dem Quellen-Zugangspunkt und einem Ziel-Zugangspunkt, und durch Berechnen, an dem Ziel-Zugangspunkt, der Entfernung in Hops auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem vorgegebenen Wert und einem tatsächlichen Wert der TTL eines empfangenen Nutzinformations-Datenrahmens.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring- (DCRR-) Netzwerk mit zwei oder mehr Knoten geschaffen, wobei jeder Knoten einen Zugang an das DCRR-Netzwerk durch ein jeweiliges Ortsnetzwerk (LAN) bereitstellt, das sich zum Knoten erstreckt, gekennzeichnet durch: eine Topologie-Lerneinheit, die in jedem Knoten betreibbar ist, um einzelne Verbindungsstrecken des DCRR zu überwachen, die aktive Topologie des DCRR zu ermitteln, Topologie-Änderungen an andere Knoten in dem DCRR zu übermitteln und die Rahmen-Weiterleitungs- und Lernprozesse über die Topologie zu informieren, um ein Umschalten auf redundante Ressourcen bei Feststellung eines Netzwerk-Komponenten-Ausfalls zu ermöglichen, einen Rahmen-Weiterleitungsprozess zur Auswahl einer Route eines kürzesten Pfades zwischen einem Quellen- und einem Zielknoten in dem DCRR und zur Weiterleitung von Rahmen an den Zielknoten über die ausgewählte Route des kürzesten Pfades; und einen Adressen-Lernprozess, der eine Quellenmedium-Zugangskontroll- (MAC-) Adresse in jedem empfangenen Rahmen inspiziert, um eine Route eines kürzesten Pfades für jede MAC-Adresse zu lernen.
  • Ein weiterer Gesichtspunkt ergibt ein Verfahren zur Steuerung eines gegenläufig rotierenden Doppelring- (DCRR-) Netzwerkes, das zwei oder mehr Knoten aufweist, wobei jeder Knoten einen Zugang an das DCRR-Netzwerk durch ein örtliches Netzwerk (LAN) ergibt, der sich zu dem Knoten erstreckt, gekennzeichnet durch: Überwachen einzelner Verbindungsstrecken des DCRR durch Senden und Empfangen von Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen, wobei die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen zu netzabwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partnerknoten ausgesandt und von netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partnerknoten empfangen werden, wobei die überwachten Verbindungsstrecken die Verbindungsstrecken sind, auf denen Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen an jedem Knoten in dem DCRR empfangen wurden; Ermitteln einer aktiven Topologie des Netzwerkes durch periodisches Eintreten in einen aktiven Topologie-Ermittlungszustand, in dem Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen auf den Ring ausgesandt und Topologie-Ermittlungs-Mitteilungs-Antworten empfangen werden; Übermitteln von Änderungen in der aktiven Topologie aufgrund von Ausfällen von überwachten Verbindungsstrecken an andere Knoten in dem Netzwerk; und Informieren von Weiterleitungs- und Adressen-Lernprozessen innerhalb jedes Knotens über die aktive Topologie, um ein Umschalten im Fehlerfall von Kommunikationen auf eine redundante Ressource zu ermöglichen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nunmehr lediglich als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1a – 1c jeweilige Netzwerk-Topologien zeigen, die durch die DCRR gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt werden können;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Zugangspunktes ist, der in Verbindung mit einem DCRR-Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung betreibbar ist;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Rahmens ist, der zum Transport von Nutzdaten über ein DCRR-Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung brauchbar ist;
  • 4 eine schematische Darstellung ist, die Systemelemente und Prozessor-Signale zeigt, die in dem Knoten nach 1 betreibbar sind;
  • 5 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der Umkonfigurations-Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der Topologie-Ermittlungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Aussendung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 eine schematische Darstellung ist, die die Betriebsweise der PDU-Einfügungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 eine Tabelle ist, die Beispiele von Konstanten zeigt, die in der vorliegenden Erfindung brauchbar sind.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Die vorliegende Erfindung ergibt ein Steuersystem, das eine gegenläufig rotierende Doppelring- (DCRR-) Netzwerk-Funktionalität unter Verwendung üblicher Doppelring-SONET-Transportmedien ermöglicht. Die Erfindung stellt Schicht-2-Dienste bereit, die unabhängig von der Schicht-1 arbeiten, so dass über das WAN (MAN) kommunizierende Anwendungen von der darunterliegenden physikalischen Transportschicht-Technologie abgeschirmt werden können. Zusätzlich kann ein konventionelles SONET-UPSR- oder BLSR-Netzwerk unter Einschluss eines dichten Wellenlängenmultiplex- (DWDM-) Netzwerkes sehr einfach in ein DCRR-Netzwerk umgewandelt werden, weil die Schicht-2-Funktionalität der vorliegenden Erfindung entweder die herkömmliche Schicht-1-Ausfallumschaltungs-Funktionalität ersetzt oder mit dieser nicht in Konflikt steht.
  • Wie dies in 1a gezeigt ist, umfasst ein DCRR-Netzwerk 10 allgemein eine Vielzahl von Zugangspunkten 12, die über Verbindungsstrecken 14 miteinander verbunden sind. Jede Verbindungsstrecke umfasst ein Paar von Verbindungsstrecken-Pfaden 16, auf denen Nutzinformations-Datenverkehr in entgegengesetzten Richtungen fließt (wie dies durch die Pfeile angezeigt ist). Wie dies in 2 gezeigt ist, umfasst jeder Zugangspunkt (AP) 12 eine LAN-Schnittstelle 18, die vorzugsweise zur Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Medium ausgebildet ist, das eine einzelne Arbeitsstation oder ein Ethernet-Ortsbereichs-Netzwerk (LAN) sein kann, und ein Paar von WAN-Ports 20, die zur Verbindung mit einer jeweiligen Verbindungsstrecke 14 des DCRR-Netzwerkes 10 geeignet sind. Wie dies in 2 gezeigt ist, umfasst jeder WAN-Port 20 zwei Lichtleitfaser-Verbindungen, eine für jeden Pfad 16 einer jeweiligen Verbindungsstrecke. Zusätzlich umfasst jeder AP Folgendes: einen ADD-Einfügungs-) Pfad 22, der ein oder mehrere LAN-Eingangs-Warteschlangen 24 und eine ADD-Entscheidungslogik 26 zur Aussendung von Nutzinformations-Daten, die an der LAN-Schnittstelle 18 empfangen werden, über eine der Verbindungsstrecken-Pfade 16; einen Drop- (Abzweigungs-) Pfad 28, der ein oder mehrere LAN-Ausgangswarteschlagen 30 und eine Abzweigungs-Entscheidungs-Logik 32 zum Empfang von Nutzinformations-Daten, die für das Medium bestimmt sind, und zur Aussendung der Nutzinformations-Daten über die LAN-Schnittstelle 18 einschließt; und einen TANDEM-Pfad 34, der eine Tandem-Warteschlange 36 zum Empfang von für ein Medium, das sich von einem ersten AP 12 netzabwärts von einem zweiten AP 12 erstreckt, bestimmten Verkehr und zum Aussenden des Verkehrs über eine entsprechende Netzabwärts-Verbindungsstrecke 16 einschließt.
  • Um ein klareres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, ist die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in die folgenden Abschnitte unterteilt:
    • 1. WAN-Topologien, die durch die vorliegende Erfindung unterstützt werden;
    • 2. eine Erläuterung der Nomenklatur, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
    • 3. ein Beispiel eines DCRR-Rahmens, der zum Transport von Nutzinformations-Daten über das DCRR-Netzwerk verwendet wird;
    • 4. einen Überblick über Beispiele der DCRR-Funktionalität;
    • 5. eine ausführliche Beschreibung der Funktionskomponenten des DCRR entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6. Beispiele von Durchläufen durch verschiedene Verbindungsszenarien in einem DCRR-Netzwerk; und
    • 7. Beispiele von Daten-Durchsatz-Vergleichen zwischen konventionellen FDDI- und SONET-Netzwerken und einem DCRR-Netzwerk.
  • Von der vorliegenden Erfindung unterstützte Topologien
  • Wie dies in den 1a – 1c gezeigt ist, unterstützt die vorliegende Erfindung drei Netzwerk-Topologien: Ring-, Linear- und Punkt-zu-Punkt-Topologien. 1a zeigt die Ringtopologie, die ein synchrones optisches Doppelring-Netzwerk (SONET) einschließt, das zwei oder mehrere Zugangspunkte (AP's) 12 verbindet. Die Verbindungsstrecken-Pfade 16 jeder Verbindungsstrecke 14 wirken zusammen, um ein Paar von Ringen 38a, b zu bilden, von denen jeder Nutzinformations-Verkehr in einer Richtung überträgt. Die Richtung des Verkehrsflusses in einem Ring 38a ist entgegengesetzt zu der des anderen Ringes 38b.
  • Gemäß den 1b und 1c ist die lineare Topologie durch drei oder mehrere AP's 12, die durch Doppelpfad-Verbindungsstrecken 14 verbunden sind, gekennzeichnet, während die Punkt-zu-Punkt-Topologie eine einzelne Doppelpfad-Verbindungsstrecke 14 verwendet, die zwei AP's 12 verbindet. In jedem Fall überträgt jeder Pfad 16a Nutzinformationsverkehr in einer Richtung entgegengesetzt zu der des anderen Pfades 16b. Als solche werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die linearen und Punkt-zu-Punkt-Topologien als Spezialfälle der in 1a gezeigten Doppelring-Topologie betrachtet: ein DCRR, bei dem beide Ringe 38 zwischen einem gemeinsamen Paar von benachbarten AP's 12 offen sind.
  • Nomenklatur
  • Die AP's 12 werden vorzugsweise derart numeriert, dass jede AP eindeutig identifizierbar ist (siehe 1 a). Ein AP 12, der Verkehr an APx sendet, wird als APx netzaufwärts von AP bezeichnet. Ein AP 12, zu dem Verkehr von APx gesandt wird, wird als der Netzabwärts-AP von APx bezeichnet. Die AP's 12 sind durch bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindungen verbunden, die als DCRR-Netzwerk-Verbindungsstrecken 14 oder einfach als Verbindungsstrecken 14 bekannt sind.
  • AP's 12 an jedem Ende einer einzigen Verbindungsstrecke 14 werden als Partner-AP's bezeichnet. Jede Richtung (Segment eines Ringes) in einer Verbindungsstrecke 14 wird als ein Verbindungsstrecken-Pfad 16 bezeichnet. Ein AP 12 kann mit bis zu zwei Verbindungsstrecken verbunden sein. Wenn auf eine der Verbindungsstrecken 14 Bezug genommen wird, wird die andere Verbindungsstrecke 14 eines AP 12 als die gegenüberliegende Verbindungsstrecke 14 bezeichnet.
  • Beispiel eines DCRR-Rahmen
  • Wie dies in 3 gezeigt ist, werden Nutzinformations-Daten über das DCRR-Netzwerk 10 unter Einkapselung in einen DCRR-Rahmen 40 transportiert. Der Rahmen 40 schließt eine Zwischenrahmen-Begrenzung 42, ein DCRR-Rahmen-Kopffeld 44 und die DCRR-Nutzinformation 46 ein.
  • Die Zwischenrahmen-Begrenzung 42 dient zur Markierung des Beginns eines DCRR-Rahmens 40. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die DCRR-Nutzinformation 46 des DCRR-Rahmens 40 einen Ethernet-Rahmen, der Nutzinformations-Daten überträgt.
  • Das DCRR-Rahmen-Kopffeld 44 wird zur Ermöglichung einer Rahmentransport- und Topologie-Lernfunktionalität des DCRR verwendet. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht das DCRR-Rahmen-Kopffeld 44 aus bis zu vier (4) 8-Bit-Feldern wie folgt:
    • – Ein Rahmenkontrollfeld 48, das den Typ des Rahmens und die Priorität der Nutzinformations-Rahmen identifiziert. Das obere Halb-Byte (2 Bits) identifiziert den Rahmentyp. Das untere Halb-Byte identifiziert die Rahmen-Priorität.
    • – Ein Lebensdauer- (TTL-) Feld 50 wird durch die ADD-Entscheidungslogik 26 des AP 12, der den Rahmen auf dem Ring hinzufügt, auf einen konstanten Wert gesetzt. Dieses Feld wird durch den TANDEM-Pfad 34 jedes aufeinanderfolgenden AP 12 schrittweise heruntergeschaltet, während der Rahmen 40 in TANDEM weitergeleitet wird. Dieses Feld wird von der Adressen-Lernlogik verwendet, um die Bestimmung des kürzesten Pfades zu einem Ziel-AP 12 zu unterstützen, was sicherstellt, dass Rahmen nicht unbegrenzt umlaufen.
    • – Ein Überlastungs-Benachrichtigungsfeld 52, das zur Signalisierung einer Überlastung auf dem DCRR-Netzwerk 10 verwendet wird; und
    • – ein Kopffeld-Prüfsummenfeld 54, das eine 8-Bit-Prüfsumme über das DCRR-Rahmen-Kopffeld 44 enthält, um eine fehlerfreie Übertragung des Rahmens zu überprüfen.
  • Überblick über die DCRR-Funktionalität
  • Die Erfindung ergibt eine Schicht-2-Funktionalität, die zweckmäßigerweise in die folgenden Betriebsbereiche unterteilt werden kann: Topologie-Lernen; Adressen-Lernen; Rahmen-Weiterleitung; und Datenpfad-Operationen. Jeder dieser Bereiche der Funktionalität wird nachfolgend beschrieben.
  • Topologie-Lernen
  • Gemäß der Erfindung schließt jeder AP 12 eine Topologie-Wartungs-Protokoll- (TMP-) Einheit ein, die den ADD-Pfad 22, den DROP-Pfad 28 und den TANDEM-Pfad 34 des AP 12 einleitet. Die TMP-Einheit führt eine Ermittlung und kontinuierliche Überwachung der aktiven Topologie des DCRR-Netzwerkes 10 aus, um eine optimale Rahmen-Weiterleitung von einem Medium, das sich von einer LAN-Schnittstelle 18 zum DCRR-Netzwerk 10 erstreckt, zu ermöglichen und eine schnelle Ausfallumschaltung im Fall eines Netzwerk-Komponenten-Ausfalls zu schaffen. Es ist ein Zweck der TMP-Einheit, Ausfallumschaltzeiten in der Größenordnung der SONET-Ausfallumschaltung zu schaffen (beispielsweise ungefähr 50 ms).
  • Die TMP-Einheit führt die folgenden Aufgaben aus:
    • – Überwachung der einzelnen Verbindungsstrecken 14;
    • – Ermittlung der aktiven Topologie des DCRR-Netzwerkes 10;
    • – Übermittlung von Änderungen der aktiven Topologie des DCRR-Netzwerkes 10 aufgrund des Ausfalls von Verbindungsstrecken 14 oder Verbindungsstrecken-Pfaden 16 an andere AP's 12; und
    • – Informationen von Weiterleitungs- und Lernprozessen innerhalb des AP 12 über die aktive Topologie des DCRR-Netzwerkes 10, um eine Ausfallumschaltung der Kommunikation auf redundante Ressourcen zu ermöglichen.
  • Einzelne Verbindungsstrecken 14 werden durch eine Punkt-zu-Punkt-TMP-Mitteilungs-Kommunikation zwischen Partner-AP's 12 überwacht. Die Mitteilungen werden mit einer Rate ausgesandt, die so ausgelegt ist, dass sich die schnellstmögliche Verbindungsstrecken-Ausfallerkennung ohne einen Konflikt mit Schicht-1-Schutzmechanismen ergibt. Der Ausfall von Verbindungsstrecken 14 wird an alle AP's übermittelt, so dass jeder AP 12 seine Wahrnehmung der aktiven Topologie des DCRR-Netzwerkes 10 modifizieren kann. Auf der Grundlage dieser Wahrnehmung ändert jeder AP 12 sein Weiterleitungs- und Lernverhalten so, dass es mit einem optimalen Verhalten unter Berücksichtigung der aktiven Topologie übereinstimmt.
  • Adressen-Lernen
  • Jeder AP 12 unterhält einen Adressen-Pufferspeicher von Medienzugangs-Steuer- (MAC-) Adressen von Ethernet-Medien und Geräten, die sich von dem DCRR-Netzwerk 10 erstrecken. Der Adressen-Pufferspeicher enthält Folgendes: die Adressen von örtlich verbundenen Hosts (Hosts, die mit der LAN-Schnittstelle 18 verbunden sind), sowie die Adressen von Hosts, die mit dem DCRR-Netzwerk verbunden sind und die mit den örtlich verbundenen Hosts kommunizieren. Weil weiterhin jedes entfernt angeordnete MAC-Ziel auf einem der Ringe 38a, 38b erreicht werden kann, enthält der Adresse-Pufferspeicher die Identität des Ringes 38 mit dem kürzesten Pfad zu der entfernt angeordneten Ziel-MAC-Adresse (das heißt die Route des kürzesten Pfades-SPR) und die Entfernung, in Hops, zu dem AP 12, von dem sich die MAC erstreckt. Diese letztere Information wird von dem DCRR-Rahmen-Kopffeld-TTL 44 abgeleitet.
  • Jedem Eintrag in den Adressen-Pufferspeicher ist die folgende Weiterleitungs-Information zugeordnet:
    • – WAN-Adresse: ein einzelnes Bit, das, wenn es gesetzt ist, anzeigt, dass sich die Adresse von der WAN-Seite erstreckt. Wenn es nicht gesetzt ist, so zeigt dies an, dass sich die Adresse von der LAN-Seite erstreckt.
    • – Richtung zum AP: wenn das WAN-Adressen-Bit gesetzt wird, so zeigt dies Einzelbit-Feld eine Richtung (in der Form einer Rings-Nummer) an, welches der kürzeste Pfad zu dem AP ist, der sich zu der Adresse erstreckt. Wenn die WAN-Adresse nicht gesetzt ist, hat dieses Feld keine Bedeutung.
    • – Richtungs-Weiterleitung freigegeben: wenn das WAN-Adressen-Bit gesetzt ist, so zeigt dieses Einzelbit-Feld im gesetzten Zustand an, dass das Richtung-zu-AP-Feld als die DCRR-Netzwerk-Weiterleitungs-Richtung verwendet werden muss. Wenn es nicht gesetzt ist, zeigt dies an, dass eine Zufallsrichtung für die DCRR-Netzwerk-Weiterleitungsfunktion verwendet werden muss.
    • – Ring-Hops zum AP: wenn das WAN-Adressen-Bit gesetzt ist, zeigt dieses Feld die Anzahl von Hops zu dem AP an, der sich zu der Adresse erstreckt.
  • Das Lernen der MAC-Adressen und der Adressen-zugeordneten Information hängt von der Seite (LAN oder WAN) ab, auf der sich die Adresse befindet, sowie von der Topologie des DCRR-Netzwerkes 10.
  • LAN-seitiges-Adressen-Lernen
  • Das Lernen von Quellen-Adressen, die sich von der LAN-Schnittstelle 18 aus erstrecken, wird gemäß IEEE 801.ID (Q) ausgeführt. Wenn die Quellen-Adresse (Quellen-Adressen-fid-Kombination) eines an der LAN-Schnittstelle 18 empfangenen Rahmens 40 nicht in dem Adressen-Pufferspeicher vorhanden ist, so wird sie zu dem nächsten freien Eintrag in dem Pufferspeicher hinzugefügt, wenn der Pufferspeicher nicht voll ist. Sie überschreibt den ältesten Eintrag in dem Pufferspeicher, wenn der Pufferspeicher voll ist.
  • Das WAN-Adressenfeld in der Adressen-zugeordneten Information für den Eintrag wird auf Null gesetzt. Alle anderen Felder in der Adressen zugeordneten Information sind undefiniert und werden als Vorgabe mit Null beschrieben.
  • WAN-seitiges-Adressen-Lernen
  • Das Lernen von MAC-Adressen, die sich von anderen AP's auf dem DCRR-Netzwerk 10 erstrecken, wird durch die Notwendigkeit des Vermeidens einer Fehlanordnung der Rahmen 40 in einer Ringtopologie kompliziert gemacht, wenn ein Rahmen von Unbekannt auf bekannt in dem Adressen-Pufferspeicher übergeht. Dieser Übergang wird durch das unabhängige Lernen der Adresse und der Adressen zugeordneten Information verwaltet.
  • Wenn eine neue WAN-seitige Adresse gelernt wird, kann der Adressen-Pufferspeicher unmittelbar aktualisiert werden. Die Adressen zugeordnete Information wird wie folgt gesetzt:
    • – WAN-Adresse – gesetzt. Die Adresse befindet sich auf der WAN-Seite.
    • – Richtung zum AP – auf einen Wert entsprechend der Richtung gesetzt, von dem der Rahmen 40, der die Quellen-Adresse trägt, empfangen wurde.
    • – Richtungs-Weiterleitung freigegeben – nicht gesetzt. Die Zufallsrichtung muss als die Weiterleitungs-Richtung für Rahmen verwendet werden, die für diese Adresse bestimmt sind.
    • – Ring-Hops zum AP – gesetzt auf (TTLmax-TTLframe), worin TTLmax der maximal zulässige Wert des TTL-Feldes und TTLframe die TTL 50 ist, die in dem DCRR-Kopffeld 44 des Rahmens 40 gefunden wird.
  • Damit wurde, wenn bekannt ist, dass sich die Adresse auf der WAN-Seite befindet, die gesamte relevante Information gelernt, doch ist die Richtung der Weiterleitung nicht freigegeben. Rahmen werden immer noch über den Hash-Pfad des DCRR-Netzwerkes 10 für diese Adresse weitergeleitet, doch werden neue Lernereignisse auf der Grundlage späterer Empfangsvorgänge dieser Quellen-Adresse nicht mehr eingeleitet. Bevor die Weiterleitung auf den kürzesten Pfad für eine WAN-seitige Adresse aktualisiert werden kann, müssen die Pfade 16 geleert werden, um eine Rahmen-Fehlanordnung zu vermeiden.
  • Die Lern-Logik löscht die DCRR-Netzwerkpfade 16 eines Ringes 38 dadurch, dass eine Pfad-Löschungs-Prozedur wie folgt ausgeführt wird:
    • 1. der ADD-Pfad 22 beider WAN-Ports 20 wird abgeschaltet;
    • 2. eine Pfad-Löschungs-Mitteilung (PFM) wird über beide der DCRR-Netzwerk-Verbindungsstrecken 14 des AP 12 gesandt;
    • 3. ein Zeitgeber mit der Dauer Tpfm (11) wird gestartet;
    • 4. es wird auf den Empfang der PFM an dem gegenüberliegenden WAN-Port 20 oder auf den Ablauf des Zeitgebers gewartet;
    • 5. ein Richtungs-Weiterleitungs-Freigegeben-Bit in dem zugehörigen Informationsfeld der Adressen, die zu aktualisieren sind, wird gesetzt; und
    • 6. der ADD-Pfad 22 beider WAN-Ports 20 wird wieder aktiviert.
  • Das Format eines Beispiels einer PFM ist wie folgt:
    • – Rahmentyp: PFM-Typ
    • – TTL: Lebensdauer
    • – Zieladresse: MAC-Adresse des AP, von dem aus die LFM auf den Ring ausgeht.
    • – Quellen-Adresse: MAC-Adresse des AP, von dem die LFM auf den Ring ausgeht.
    • – Prüfsumme: Integritäts-Prüfsumme über die Mitteilung.
  • Adressen-Alterung
  • Wie dies weiter oben bezüglich des Adressen-Lernens beschrieben wurde, wird der Prozess der Alterung von Adressen durch die Notwendigkeit kompliziert gemacht, eine Rahmen-Fehlanordnung in einem Fall zu vermeiden, bei dem die Weiterleitungs-Richtung des kürzesten Pfades nicht gleich der Hash-Richtung ist. Hier ist wiederum eine Löschungsprozedur identisch zu der erforderlich, wie sie für das Lernen verwendet wird.
  • Adressen-Neulernen
  • Während Quellen-Adressen weiterhin an der LAN-Schnittstelle 18 und den WAN-Ports 20 empfangen werden, werden die zugehörigen Daten dauernd ausgewertet, so dass Änderungen des Ortes einer MAC-Adresse in dem Adressen-Pufferspeicher aufgezeichnet werden können. WAN-seitige MAC-Adressen in dem Adressen-Pufferspeicher müssen bei einer Topologie-Änderung gelöscht werden. Die Topologie-Wartungs-Protokoll-Einheit übermittelt Änderungen in der aktiven Topologie (wie dies weiter unten ausführlicher beschrieben wird), so dass Löschvorgänge ausgeführt werden können.
  • Rahmen-Weiterleitung
  • Um eine räumliche Wiederbenutzung in der Ring-Topologie zu einem Maximum zu machen, verwendet die Rahmen-Weiterleitungslogik den kürzesten Pfad zwischen Quellen- und Ziel-AP's 12, wie er durch das TTL-Feld 50 von Rahmen 40 bestimmt wird, die von dem DCRR-Netzwerk 10 empfangen werden. Alle Rahmen 40, die für eine Sammelsende-Adresse oder für eine Adresse bestimmt sind, die dem Adressen-Pufferspeicher nicht bekannt ist, werden über eine pseudozufällig gewählte Verbindungsstrecke 14 gesandt. Die Pseudozufalls-Funktion ist ein Hash der Ziel- und Quellen-Adressen des Rahmens 40, um einen Schutz gegen eine Rahmen-Fehlanordnung zu erzielen.
  • Die Weiterleitung in einer linearen Topologie hängt von der Richtung zu dem Ziel ab. Alle Rahmen 40, die für eine Sammelsende-Adresse oder für eine Adresse bestimmt sind, die dem Adressen-Pufferspeicher nicht bekannt ist, werden über beide Verbindungsstrecken 40 ausgesandt.
  • Der DCRR folgt anderen Weiterleitungs-Richtlinien in Abhängigkeit von der aktiven Topologie des Netzwerkes und von der Art des weiterzuleitenden Verkehrs. Die DCRR-Netzwerk-Topologie wird durch die Topologie-Wartungs-Protokoll-Einheit ermittelt und an die Weiterleitungs-Logik übermittelt. Gültige Topologien sind Ring- und lineare Topologien (Punkt-zu-Punkt ist eine lineare Topologie). Die Ring-Topologie kann in einem der zwei Zustände, betriebsfähig oder unterbrochen, sein.
  • Verkehrstypen sind „bekannter Verkehr" und „unbekannter Verkehr" auf der Grundlage davon, ob die MAC-Adresse der Weiterleitungs-Logik bekannt ist. Die Einrichtungen zum Lernen der MAC-Adressen in dem Netzwerk wurden weiter oben in dem Adressen-Lern-Abschnitt beschrieben.
  • Das Ziel der Weiterleitungs-Logik besteht in der Weiterleitung von Rahmen 40 in einer derartigen Weise, dass der Durchsatz für eine vorgegebene Topologie zu einem Maximum gemacht wird, während die zeitliche Reihenfolge der Flüsse aufrechterhalten wird. Ein Fluss im Zusammenhang mit der Weiterleitungs-Logik ist durch ein MAC-Ziel-/Quellen-Adressenpaar charakterisiert.
  • Eine weitere Verfeinerung der Definition eines Flusses beinhaltet das IP-Ziel-/Quellen-Adressenpaar.
  • Es folgt eine Beschreibung von Beispielen von Weiterleitungs-Richtlinien für die verschiedenen Topologie- und Verkehrstypen.
  • Die Probleme, die für eine transparente Brücken-Weiterleitung in einer Ring-Topologie mit räumlicher Wiederbenutzung gelöst werden müssen, sind wie folgt:
    • – Lastverteilung des Sammelsende- und Flutungs-Verkehrs, um zu verhindern, dass dieser Verkehr einen der Ringe überlastet;
    • – Wählen einer Weiterleitungs-Richtung, die der kürzeste Pfad zu dem AP ist, der sich zum Ziel erstreckt, um die maximale räumliche Wiederbenutzung zu erzielen;
    • – Wahl einer Weiterleitungs-Richtung, wenn der Ring unterbrochen ist; und
    • – Ausführen der vorstehenden Schritte unter Verhinderung einer Rahmen-Fehlanordnung der Flüsse.
  • Die Sammelsende- und Flutungs-Verkehrslast-Verteilung wird durch Ausführen eines Hash über die Quellen- und Zieladressen des Rahmens 40 erzielt. Das Einzelbit-Hash-Ergebnis wird dann dazu verwendet, die Richtung der Weiterleitung um die Ringe 38 herum festzulegen. Wenn der Rahmen 40 IP-Protokoll-DCRR-Nutzinformation 46 überträgt, so würde eine weitere Verfeinerung darin bestehen, dass die IP-Adressen in die Hash-Berechnung eingeschlossen würden. Dies stellt eine Lastverteilung zwischen Routern und zwischen Routern und Servern sicher. Diese Lösung verhindert weiterhin eine Rahmen-Fehlanordnung von Flüssen.
  • Die Wahl der Richtung des kürzesten Pfades zur Weiterleitung wird durch Lernen der Anzahl von Hops zu einem vorgegebenen AP 12 und der Richtung erzielt, die die kleinste Anzahl von Hops ergibt. Die Anzahl von Hops zu einem AP 12 wird aus dem TTL-Feld 50 in dem Kopffeld 44 von DCRR-Rahmen 40 bestimmt. Diese Information wird mit der Adresse in dem Adressen-Pufferspeicher gespeichert, wenn die Adresse gelernt wird. Wenn ein Rahmen 40, der diese Adresse trägt, mit einem TTL-Feld 50 empfangen wird, das eine kleinere Anzahl von Hops anzeigt, so wird der Adressen-Pufferspeicher mit dieser neuen Hop-Zählung und der neuen Richtung aktualisiert.
  • Die Richtung des Verkehrsflusses kann nicht geändert werden, ohne sicherzustellen, dass eine Rahmen-Fehlanordnung nicht auftritt. Wenn daher die Richtung des kürzesten Pfades entgegengesetzt zur Flutungs-Richtung ist (wie sie durch den Hash-Algorithmus bestimmt ist), so müssen einige Maßnahmen getroffen werden, um eine Rahmen-Fehlanordnung beim Umschalten des Pfades zu verhindern. Diese Maßnahmen sind in dem vorstehenden Lernabschnitt erläutert. In einer linearen oder unterbrochenen Ring-Topologie werden alle Flutungs- und Sammelsendungen über beide WAN-Ports 20 weitergeleitet. Bekannte Einzelsendungs-Adressen werden entsprechend dem Richtung-zum-AP-Feld in der zugehörigen Information der Rahmen-Zieladresse weitergeleitet.
  • Datenpfad-Operationen
  • 2 zeigt den Verkehrsfluss innerhalb eines AP für verschiedene Verkehrsmuster auf dem DCRR-Netzwerk 10 (es sei bemerkt, dass in dieser Figur die TANDEM-Warteschlange 36 als eine einfache FIFO-Warteschlange aus Gründen der Einfachheit dargestellt ist).
  • Rahmen 40, die an der AP LAN-Schnittstelle 18 empfangen werden und die für eine Adresse bestimmt sind, die sich von einem anderen AP 12 auf dem DCRR-Netzwerk 10 erstreckt, werden in den LAN-Eingangs-Warteschlangen 24 für einen Fluss auf einen der Ringe 38 des DCRR-Netzwerkes 10 angeordnet. Diese Operation wird als eine ADD- (Hinzufügungs-) Operation bezeichnet. Während die DCRR-Rahmen 40 an der LAN-Schnittstelle 18 empfangen werden, werden die MAC-Zieladressen in dem Adressen-Pufferspeicher gesucht. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Suche wird der Rahmen 40 zu dem passenden WAN-Port 20 weitergeleitet.
  • In einer STRIP- (Abstreif-) Operation wird ein Rahmen 40, der an einem WAN-Port 20 empfangen wird, von dem Ring 38 entfernt und verworfen. DCRR-Rahmen 40, die an einem AP 12 auf einem der Ringe 38 empfangen werden, werden unter irgendeinem der folgenden Umstände abgestreift und verworfen:
    • – die DCRR-Rahmen-TTL-50 ist gleich 1; ODER
    • – die Überprüfung der DCRR-Rahmen-Kopffeld-Prüfsumme 54 schlägt fehl; ODER
    • – die Quellen-Adresse der DCRR-Nutzinformation 46 (beispielsweise ein Ethernet-Rahmen) findet sich in dem Adressen-Pufferspeicher und befindet sich auf einem Medium, das mit der eigenen LAN-Schnittstelle 18 des AP verbunden ist.
  • In einer DROP- (Abzweigungs-) Operation wird der Rahmen 40 von dem Ring 38 abgenommen und an die LAN-Schnittstelle 18 über die LAN-Ausgangs-Warteschlangen 30 zur Aussendung an das lokale Medium weitergeleitet. Wenn DCRR-Rahmen 40 an einem AP 12 an irgendeinem Ring 38 empfangen werden, wird die DCRR-Nutzinformation 46 des DCRR-Rahmens 40 entkapselt und in einer Warteschlange zur Aussendung auf die LAN-Schnittstelle 18 angeordnet, wenn der DCRR-Rahmen 40 nicht abgestreift wird und die DCRR-Nutzinformation 46 für das Medium bestimmt ist, wie dies durch IEEE 02.1-Weiterleitungsregeln bestimmt ist.
  • In einer TANDEM-Operation wird ein Rahmen 40 durch den AP 12 auf dem gleichen Ring 38a, b zum nächsten netzabwärts gelegenen AP 12 weitergeleitet. Dies kann eine Anordnung in der TANDEM-Warteschlange 36 beinhalten, um einen fairen Zugang an das DCRR-Netzwerk-Medium zu unterstützen. Wenn Rahmen 40 an einem AP 12 auf irgendeinen Ring 38 empfangen werden, so wird der Rahmen 40 einer TANDEM-Operation unterworfen, wenn: der DCRR-Rahmen 40 nicht abgestreift wird UND die eingekapselten Daten keinen abgezweigten an eine Adresse gerichteten Rahmen bilden.
  • Funktionelle Komponenten
  • Die DCRR-Funktionalität gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch ein Topologie-Wartungsprotokoll (TMP) definiert. Das TMP ist ein Schicht-2-Protokoll, das zur Erzeugung und zum Unterhalten der Information ausgelegt ist, die von einem AP 12 bezüglich der aktiven Topologie des DCRR-Netzwerkes benötigt wird. Die Ziele des TMP sind wie folgt:
    • 1. Es soll es den AP's 12 ermöglichen, eine Ausfallumschaltung auf eine redundante Ressource in einer Zeit durchzuführen, die mit den SONET-Ausfallumschalt-Zeiten vergleichbar ist (beispielsweise ungefähr 50 ms). Dies wird dadurch erzielt, dass eine Überwachung pro Verbindungsstrecke unter Verwendung häufiger Mitteilungen (das heißt „hello"-Mitteilung) durchgeführt und dass Verbindungsstrecken-Unterbrechungen schnell an andere AP's 12 in dem Netzwerk übermittelt werden.
    • 2. Es soll eine optimale Verkehrs-Weiterleitung für eine vorgegebene Topologie und einen vorgegebenen Verkehrstyp ermöglichen. In einer Ring-Topologie wird die an eine Adresse gerichtete Weiterleitung für eine räumliche Wiederbenutzung optimiert, und die Sammelsende-Weiterleitung wird für eine Lastverteilung optimiert. In einer linearen Topologie werden Kommunikationen an eine Adresse richtungsmäßig weitergeleitet, und Sammelsendungen werden in beiden Richtungen weitergeleitet.
    • 3. Es soll eine Rahmen-Fehlanordnung während Topologie-Änderungen verhindern. Im Allgemeinen wird dies durch eine Warteschlangen-Löschung und eine WAN-seitige Adressen-Entleerung in dem Adressen-Pufferspeicher erreicht, wenn sich die Topologie ändert.
    • 4. Es soll die Hinzufügung und Entfernung von AP's mit minimaler Auswirkung auf die System-Verbindungsmöglichkeiten ermöglichen. Dies wird dadurch erzielt, dass die TANDEM-Weiterleitung von Verkehr während der Initialisierung eines neuen AP ermöglicht wird.
  • Das Topologie-Wartungsprotokoll wird mit Hilfe einer Topologie-Wartungs-Protokoll-Einheit (TMP) realisiert, die sich in jedem AP 12 befindet. TMP-Einheiten kommunizieren miteinander mit Hilfe von Protokoll-Dateneinheiten (PDU's): In-Band-Mitteilungen, die Topologie-Informationen zwischen den TMP-Einheiten in einem DCRR-Netzwerk vermitteln.
  • Die TMP-Einheit innerhalb jedes AP 12 überwacht kontinuierlich die Topologie des Netzwerkes 10 auf der Grundlage von PDU's, die von Komponenten der TMP-Einheit erzeugt werden, sowie von PDU's, die von anderen TMP-Einheiten in dem DCRR-Netzwerk 10 empfangen werden. Die aktive Topologie wird an die Lern- und Weiterleitungs-Logik innerhalb des AP 12 übermittelt, um ein optimales Weiterleitungs- und Lernverhalten zu ermöglichen und um eine Rahmen-Fehlanordnung während Topologie-Übergängen zu verhindern. Die folgenden Abschnitte beschreiben Folgendes:
    • – Protokoll-Dateneinheiten (PDU's): das Format und den Zweck von Beispielen von Mitteilungen, die zur Kommunikation innerhalb und zwischen TMP-Einheiten verwendet werden.
    • – TMP-Einheits-Komponenten: Beispiele von Komponenten-Teilen einer TMP-Einheit, die in Ausdrücken von Aktionen, Maschinenzuständen und Signalen beschrieben werden.
  • Protokoll-Dateneinheiten
  • Komponenten einer TMP-Einheit in jeder AP kommunizieren miteinander und mit TMP-Einheiten in anderen AP's mit Hilfe von Protokoll-Dateneinheiten (PDU's). PDU's werden über das DCRR-Netzwerk-Medium ausgesandt, sie werden niemals über sich erstreckende Medien ausgesandt.
  • Das Topologie-Wartungs-Protokoll verwendet zumindest die folgenden PDU-Typen (wobei es verständlich ist, dass die nachfolgende Liste Beispiele darstellt und nicht notwendigerweise umfassend ist):
  • Figure 00320001
  • Die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen (LPIM's) werden von der TMP-Einheit verwendet, um den Zustand einer bidirektionalen Verbindungsstrecke zwischen zwei benachbarten AP's zu führen. LPIM PDU's übertragen vorzugsweise die folgende Information:
    • – Rahmentyp: LPIM-Typ
    • – Status der Quellen-Verbindungsstrecke: derzeitiger Verbindungsstrecken-Zustand
    • – Prüfsumme: Integritäts-Prüfsumme für die Mitteilung.
  • Der Zustand jedes Verbindungsstrecken-Pfades 16 wird an dem netzabwärts gelegenen Ende des Verbindungsstrecken-Pfades 16 durch Überwachen von LPIM's geführt, die von dem netzaufwärts gelegenen AP ausgesandt werden. Diese LPIM's werden an dem netzabwärts gelegenen AP des Verbindungsstrecken-Pfades 16 abgestreift.
  • Beispielsweise sendet unter Bezugnahme auf 1 a der AP3 eine LPIM über den Verbindungsstrecken-Pfad 16a an den AP4 unter regelmäßigen Intervallen (die durch die DCRR-Konstante definiert sind: Tlpim – siehe 11). Auf der Grundlage des Empfangs der LPIM von dem AP3 bestimmt AP4 den derzeitigen Verbindungsstrecken-Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades 16a. In ähnlicher Weise sendet der AP4 eine LPIM über den Verbindungsstrecken-Pfad 16b an den AP3 unter regelmäßigen Intervallen (ebenfalls mit Tlpim). Die von dem AP4 an den AP3 gesandte LPIM enthält den derzeitigen Verbindungsstrecken-Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades 16a, der auf der Grundlage der LPIM bestimmt wurde, die vorher von dem AP3 an den AP4 gesandt wurde. Auf der Grundlage des Empfanges der LPIM von dem AP4 kann der AP3 den derzeitigen Verbindungsstrecken-Status des Verbindungsstrecken-Pfades 16b bestimmen und wird über den Status des Verbindungsstrecken-Pfades 16a benachrichtigt. Der derzeitige Verbindungsstrecken-Status des Verbindungsstrecken-Pfades 16b ist in der nächsten LPIM enthalten, die von dem AP3 zum AP4 über den Verbindungsstrecken-Pfad 16a gesandt wird, so dass der AP4 den derzeitigen Verbindungsstrecken-Status des Verbindungsstrecken-Pfades 16b bestimmen kann und über den Status des Verbindungsstrecken-Pfades 16b benachrichtigt wird. Dieser kreisförmige Fluss von LPIM's zwischen Partner-AP's 12 stellt sicher, dass jeder AP 12 im Fall eines Ausfalls in einem netzabwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Pfad 16 benachrichtigt wird.
  • Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilungen (LFM's) werden von der TMP-Einheit verwendet, um den Ausfall von Verbindungsstrecken 14 (oder Verbindungsstrecken-Pfaden 16) an andere AP's 12 in dem DCRR-Netzwerk 10 zu übermitteln. Wenn ein Verbindungsstrecken-Pfad 16 zwischen zwei AP's 12 ausfällt, sendet jeder AP 12 (auf entgegengesetzten Seiten des ausgefallenen Verbindungsstrecken-Pfades 16) LFM PDU's über seinen gegenüberliegenden WAM-Port 20, um AP's 12, die sich in der Richtung von dem Fehler fort befinden, zu informieren, dass ein Verbindungsstrecken-Ausfall aufgetreten ist. LFM PDU's übertragen vorzugsweise die folgende Information:
    • – Rahmentyp: LFM-Typ;
    • – TTL: Lebensdauer;
    • – Quellen-Adresse: MAC-Adresse des AP 12, der die LFM auf den Ring 38 sendet; und
    • – Prüfsumme: Integritäts-Prüfsumme für die Mitteilung.
  • LFM's werden im TANDEM durch zwischenliegende AP's 12 weitergeleitet. Sie werden abgestreift, wenn sie nicht mehr länger im TANDEM weitergeleitet werden können (das Ende eines linearen Pfades oder ein Ende eines ausgefallenen Ringes 38, der in einer Ausfall-Betriebsweise als ein lineares Netzwerk arbeitet), oder durch den Quellen-AP 12 (diese letztere Funktion ist eine Ausfallsicherung für den Fall, dass die ausgefallene Verbindungsstrecke 14 zu der Zeit wiederhergestellt wurde, zu der die LFM um den Ring 38 herumgelaufen ist und zu ihrem Quellen-AP 12 zurückkehrt).
  • Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilungen (LRM's) werden von der TMP-Einheit verwendet, um die Wiederherstellung von Netzwerk-Verbindungsstrecken 14 an andere AP's 12 in dem Netzwerk 10 zu übermitteln. Wenn sich eine Verbindungsstrecke zwischen zwei AP's 12 von einem Fehler erholt, sendet jeder AP 12 (auf entgegengesetzten Seiten der wiederhergestellten Verbindungsstrecke 14) LRM PDU's über seinen gegenüberliegenden WAN-Port 20, um AP's 12, die sich in einer Richtung von dem beseitigten Fehler befinden, zu informieren, dass eine Verbindungsstrecken-Wiederherstellung erfolgt ist. LRM PDU's übertragen vorzugsweise die folgende Information:
    • – Rahmentyp: LRM-Typ;
    • – TTL: Lebensdauer;
    • – Quellen-Adresse: MAC-Adresse des AP 12, von dem die LRM auf den Ring ausgeht; und
    • – Prüfsumme: Integritäts-Prüfsumme für die Mitteilung.
  • LRM's werden in TANDEM durch die zwischenliegenden AP's 12 weitergeleitet. Sie werden abgestreift, wenn sie nicht mehr länger in TANDEM weitergeleitet werden können (das Ende eines linearen Pfades oder das andere Ende eines ausgefallenen Ringes 38, der in der Ausfall-Betriebsweise in einer linearen Topologie arbeitet), oder durch den Quellen-AP 12 (diese letztere Funktion ist eine Ausfallsicherung für den Fall, dass sich die LPRM um den Ring herum bewegt und zu seinem Quellen-AP 12 zurückkehrt).
  • Topologie-Ermittlungsmaschinen-Mitteilungen (TDMM's) werden von der TMP-Einheit verwendet, um die Topologie des DCRR-Netzwerkes zu ermitteln. Die TMP-Einheit sendet TDMM PDU's über beide WAN-Verbindungsstrecken 14, wenn sie die Topologie-Ermittlungsprozedur einleitet. TDMM PDU's werden von dem Ring durch den Quellen-AP 12 abgestreift. TDMM-Rahmen übertragen vorzugsweise die folgende Information:
    • – Rahmentyp: TDMM-Typ;
    • – TTL: Lebensdauer;
    • – Quellen-Adresse: MAC-Adresse des AP 12, von dem die TDMM auf den Ring ausgesandt wird;
    • – Prüfsumme: Integritäts-Prüfsumme für die Mitteilung.
  • Die möglichen Topologien sind Ring- und Linear-Topologien (Punkt-zu-Punkt ist eine lineare Topologie). Die Topologie wird als ein Ring ermittelt, wenn die PDU's an dem entgegengesetzten Port innerhalb einer festgelegten Zeit, Ttd_to (11) empfangen werden. Die ermittelte Topologie fällt auf den Vorgabewert einer linearen Topologie nach diesem Zeitintervall des Wartens auf die TDMM PDU's zurück, wenn diese nicht empfangen werden.
  • Topologie-Wartungs-Protokolleinheit-Funktionskomponenten
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Topologie-Wartungs-Protokoll-Einheit, die in einem AP 12 betreibbar ist. Aus Gründen der Klarheit der Beschreibung und der Realisierung ist die TMP-Einheit zweckmäßigerweise in Folgendes unterteilt. Einen Empfangs- (RX-) PDU-Prozessor 56; eine Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58, eine Umkonfigurations-Maschine 60; eine Topologie-Ermittlungs-Maschine 62, eine Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64, eine Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sende-Maschine 66; und eine Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68. Jede dieser Funktionskomponenten wird nachfolgend in Ausdrücken der Übergänge der Maschinenzustände, Aktionen, die von jeder Komponente vorgenommen werden, und den PDU-Signalen beschrieben, die von der jeweiligen Komponente verwendet und erzeugt werden.
  • Empfangs-PDU-Prozessor 56
  • Der Empfangs-PDU-Prozessor 56 decodiert PDU's, während sie von einem jeweiligen Verbindungsstrecken-Pfad 16 empfangen werden. Es gibt zwei Instanzen dieses Prozessors in jeder TMP-Einheit – eine pro WAN-Port 20. Der Empfangs-PDU-Prozessor 56 leitet die Protokoll-Information von jeder empfangenen PDU ab; signalisiert an andere TMP-Einheitskomponenten innerhalb des AP 12 die Ereignisse und die TMP-Information; und bewirkt das Abstreifen einiger PDU-Mitteilungen. Empfangene PDU's werden entsprechend der folgenden Logik abgestreift oder in TANDEM weitergeleitet:
    WENN (PDU-Typ LPIM ist) DANN
    PDU abstreifen
    SONST WENN ((PDU-Typ ist LFM, LRM, TDM) UND (PDU-Quellen-Adresse ist die Adresse des AP)) DANN
    PDU abstreifen+
    SONST
    TANDEM-Weiterleitung der PDU
    ENDE WENN
  • Der Empfangs-PDU-Prozessor 56 kommuniziert mit der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58; der Umkonfigurations-Maschine 60; der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 und der (nicht gezeigten) Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen, die Informationen über Ereignisse und/oder TMP-Information übertragen, die in dem von dem DCRR-Netzwerk 10 empfangenen PDU's enthalten sind. Beispiele von PDU-Signalen, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 an die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 ausgesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00370001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 an die Umkonfigurations-Maschine 60 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00370002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 an die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 ausgesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00380001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 von der Systemverwaltung empfangen werden, sind wie folgt:
    Figure 00380002
  • Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58
  • Der Zweck der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 besteht darin, den Status einer jeweiligen Verbindungsstrecke 14 dadurch zu führen, dass LPIM's überwacht werden, die von dem netzaufwärts gelegenen Partner-AP 12 empfangen werden und dass der Netzabwärts-Zustand an den netzaufwärts gelegenen Partner-AP 12 geliefert wird. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 verarbeitet die TMP-Information, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 aus empfangenen LPIM PDU's abgeleitet wird und führt eine örtliche Entscheidung hinsichtlich der Integrität der Verbindungsstrecke 14 durch. Es gibt ebenfalls zwei Instanzen dieser Maschine in jeder TMP-Einheit, eine für jeden WAN-Port 20.
  • Der Zustand einer Verbindungsstrecke 14 wird an andere TMP-Einheits-Komponenten und zu der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des netzaufwärts gelegenen Partner-AP kommuniziert. Wie dies weiter oben bezüglich der LPIM PDU's beschrieben wurde, sendet der netzaufwärts gelegene Verbindungsstrecken-Partner-AP 12 eine Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilung- (LPIM-) PDU an das netzabwärts gelegene Ende unter regelmäßigen Intervallen (beispielsweise alle Tlpim). Der Zustand jedes Verbindungsstrecken-Pfades 16 wird an dem netzabwärts gelegenen Ende des jeweiligen Verbindungsstrecken-Pfades 16 durch Überwachen der LPIM PDU's geführt, die von dem netzaufwärts gelegenen Ende ausgehen. LPIM's werden immer an dem netzabwärts gelegenen Ende des Verbindungsstrecken-Pfades 16 abgestreift.
  • Der Zustand der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-AP wird in der LPIM übermittelt, um sicherzustellen, dass der AP 12 im Fall eines Ausfalls in seinem Netzabwärts-Pfad benachrichtigt wird. Beispiele von Maschinenzuständen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 an dem netzabwärts gelegenen Ende eines Verbindungsstrecken-Pfades 16 zugeteilt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00390001
  • 5 zeigt jeden der vorstehenden Zustände und die Übergangs-Pfade, denen die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 zwischen diesen Zuständen folgt.
  • Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 geht von dem nicht betriebsfähigen Zustand 501 auf den Betriebs-Zustand 502 bei Empfang von Nlpim-Betriebs-LPIM's über, mit einer Zeitperiode von mehr als zwei Tlpim (11) zwischen jeder LPIM. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 geht von dem Betriebs-Zustand 502 auf den Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 über, wenn ein Schwellenwert, der durch Nlpim-Debounce (11) ohne den Empfang einer LPIM abläuft, oder wenn sich der netzaufwärts gelegene Verbindungsstrecken-Partner-AP im Verbindungsstrecken-Ausfallzustand befindet. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 geht von dem Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 zum Betriebs-Zustand 502 bei Empfang von Nlpim Wiederherstellungs-LPIM's über, wobei nicht mehr als zwei Tlpim (11) zwischen jeder LPIM ablaufen.
  • Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 kommuniziert mit dem Empfangs-PDU-Prozessor 56; der Umkonfigurations-Maschine 60; der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 des gegenüberliegenden WAN-Ports; der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68; und der Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen, die Informationen über Ereignisse und/oder TMP-Information bezüglich des Verbindungsstrecken-Status übertragen. Beispiele von PDU-Signalen, die die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00400001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 an die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 des gegenüberliegenden WAN-Ports gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00400002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 an die Umkonfigurations-Maschine 60 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00400003
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 an die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00410001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00410002
  • Umkonfigurations-Maschine 60
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 verarbeitet TMP-Information, die von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 aus empfangenen LFM- und LRM-PDU's abgeleitet werden, und den Status jeder der Verbindungsstrecken 14, wie er durch die jeweilige Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 bestimmt wird, um die DCRR-Netzwerk-Topologie-Parameter zu bestimmen, die von dem Rahmenweiterleitungs-Prozess benötigt werden. Die Umkonfigurations-Maschine 60 verarbeitet weiterhin den Verbindungsstrecken-Status, der von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 erzeugt wird, um die ADD- und TANDEM-Datenpfade 22, 34 einzuschalten und abzuschalten. Es gibt eine einzige Instanz der Umkonfigurations-Maschine 60 in jeder TMP-Einheit.
  • Betriebsmäßig leitet die Umkonfigurations-Maschine 60 den Topologie-Ermittlungs-Prozess ein; gibt die ADD- und TANDEM-Datenpfade 22, 34 frei, informiert die Rahmenweiterleitungs- und Adressenlern-Prozesse über die Topologie des DCRR-Netzwerkes und geht auf einen nicht verbunden-Zustand über, wenn beide WAN-Ports 20 nicht betriebsfähig sind, wie dies durch die jeweiligen Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 angezeigt wird.
  • Die für die DCRR-Rahmen-Weiterleitung gewählte DCRR-Netzwerk-Verbindungsstrecke 14 wird auf der Grundlage der Information von dem Weiterleitungs-Prozess (der die optimale Weiterleitungsrichtung unter der Annahme eines betriebsfähigen Ringes verwendet) und der Information über den Status des Ringes ausgewählt. Die Umkonfigurations-Maschine 60 versorgt die Rahmenweiterleitungslogik mit Ringstatus-Informationen derart, dass eine abschließende Weiterleitungsentscheidung getroffen werden kann. Weiterhin zeichnet die Umkonfigurations-Maschine 60 den Empfang und die Erzeugung von LFM- und LRM-PDU's an beiden WAN-Ports 20 auf, so dass ein geeignetes Rahmenweiterleitungs- und Adressenlern-Verhalten in dem Zeitintervall zwischen dem Empfang derartiger PDU's ausgeführt werden kann. Beispiele von Maschinenzuständen, die von der Umkonfigurations-Maschine 60 zugewiesen werden können, sind wie folgt:
  • Figure 00420001
  • Figure 00430001
  • 6 zeigt schematisch jeden der vorstehenden Zustände und die Übergangspfade, denen die Umkonfigurations-Maschine 60 zwischen diesen Zuständen folgt. Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Trennungs-Zustand 601 auf den Einzelverbindungs-Zustand 602 über, wenn ein Betriebs-Zustand 502 (5) von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 an einem WAN-Port 20 zugewiesen wird. Wenn Betriebs-Zustände 502 von den Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 an beiden WAN-Ports 20 gleichzeitig zugewiesen werden, geht die Umkonfigurations-Maschine 60 von dem Trennungs-Zustand 601 auf den Topologie-Ermittlungszustand 603 über. Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Einzelverbindungs-Zustand 602 auf den Topologie-Ermittlungszustand 603 über, wenn Betriebs-Zustände 502 von dem Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 an beiden WAN-Ports 20 zugewiesen wurden, oder nachdem eine Zeit, die durch die Variable Tsingle_connection (11) definiert ist, seit dem Eintritt in den Einzelverbindungs-Zustand 602 abgelaufen ist.
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Topologie-Ermittlungszustand 603 entweder auf den linearen Topologiezustand 605 oder den Ring-Topologiezustand 606 auf der Grundlage der Ergebnisse des Topologie-Ermittlungs-Prozesses über, der von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 ausgeführt wird. Wenn eine LFM- oder LRM-PDU von einem anderen AP 12 seit der Einleitung eines Topologie-Ermittlungs-Prozesses empfangen wurde, so geht die Umkonfigurations-Maschine 60 auf den Topologie-Ermittlungs-Wiedereinleitungszustand 604 über. Sobald die Topologie-Ermittlungs-Prozedur von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 wieder eingeleitet wurde, geht die Umkonfigurations-Maschine 60 von dem Topologie-Ermittlungs-Wiedereinleitungszustand 604 auf den Topologie-Ermittlungszustand 603 zurück.
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem linearen Topologiezustand 605 auf den Topologie-Ermittlungszustand 603 über, wenn ein von dieser Quelle selbst ausgehender Rahmen an einem WAN-Port 20 empfangen wird (wodurch angezeigt wird, dass die Topologie ein Ring ist), wenn eine LRM-PDU von einem anderen AP an beiden WAN-Ports 20 empfangen wird (wodurch eine Änderung der aktiven Topologie angezeigt wird), oder wenn eine Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 eines WAN-Ports auf den Betriebszustand übergeht. Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem linearen Topologiezustand 605 auf den Verbindungsstrecken-Reparaturzustand 608 über, wenn eine LRM-PDU von einem anderen AP 12 an einem der WAN-Ports 20 empfangen wird.
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Ring-Topologiezustand 606 auf den Verbindungsstrecken-Unterbrechungszustand 607 über, wenn eine LFM von einem anderen AP 12 an einem der WAN-Ports 20 empfangen wird. Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Ring-Topologiezustand 606 auf den linearen Topologiezustand 605 über, wenn eine LFM von einem anderen AP an beiden WAN-Ports 20 gleichzeitig empfangen wird, oder wenn die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 eines WAN-Ports aus dem Betriebs-Zustand 502 heraus übergeht. Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Verbindungsstrecken-Unterbrechungszustand 607 auf den linearen Topologiezustand 605 über, wenn entweder eine LFM von einem anderen AP 12 auf dem gegenüberliegenden WAN-Port 20 empfangen wird, oder nachdem eine vorgegebene Zeit Tlfm_to (11) gewartet wurde, die von dem Zeitpunkt des Eintritts in den Verbindungsstrecken-Unterbrechungszustand 607 gemessen wird.
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 geht von dem Verbindungsstrecken-Reparaturzustand 608 auf den Topologie-Ermittlungszustand 603 über, wenn entweder eine LRM von einem anderen AP 12 an dem gegenüberliegenden WAN-Port 20 empfangen wird, oder nachdem eine vorgegebene Zeit Tlrm_to (11) gewartet wurde, die von dem Eintritt in den Ring-Reparaturzustand 608 gemessen wird.
  • Die Umkonfigurations-Maschine 60 kommuniziert mit dem Empfangs-PDU-Prozessor 56; den Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 (auf beiden WAN-Ports 20); der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62; der ADD- Pfad-Warteschlangen-Steuerlogik 70 (4), den ADD-Pfad- und DROP- (Abzweig-) Pfad-Datenpfad-FIFO-Ausgangssteuerungen (nicht gezeigt), den (nicht gezeigten) TANDEM-Pfad-FIFO-Ausgangssteuerungen; der Rahmen-Weiterleitungslogik; und der Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen, die Informationen über Ereignisse und/oder TMP-Information bezüglich der Ring-Topologie übertragen. Die Umkonfigurations-Maschine 60 hat gemeinsame Signale mit den TMP-Einheits-Komponenten auf beiden WAN-Ports 20 des AP. Aus Gründen der Bequemlichkeit verwenden die nachfolgenden System-Beschreibungen „n" zur Bezeichnung einer Port-Nummer für Signale an eine TMP-Einheits-Komponente an jedem WAN-Port.
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Maschine 60 von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 auf jeden WAN-Port 20 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00450001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Maschine 60 von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 auf jedem WAN-Port empfangen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00450002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Maschine 60 an die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 sendet, sind wie folgt:
  • Figure 00460001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Maschine 60 an die ADD-Pfad-Warteschlangen-Steuerlogik 70 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00460002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Maschine 60 an die ADD-Pfad- und DROP-Pfad-Datenpfad-FIFO-Ausgangssteuerungen gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00470001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Maschine 60 an die TANDEM-Pfad-FIFO-Ausgangssteuerungen gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00470002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Maschine 60 an die Rahmen-Weiterleitungslogik gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00480001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Maschine 60 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
    Figure 00480002
  • Topologie-Ermittlungs-Maschine 62
  • Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 wirkt unter der Steuerung der Umkonfigurations-Maschine 60, um die aktive Topologie des DCRR-Netzwerkes 10 zu bestimmen und diese Information an die Umkonfigurations-Maschine 60 zu übertragen. Es gibt eine einzelne Instanz der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 für jede TMP-Einheit.
  • Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 zeigt der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an, wann eine Ring-Topologie-Ermittlungsmaschinen-Mitteilungs- (TDMM-) PDU auf den Ring 38 eingefügt werden muss und führt eine Topologie-Entscheidung auf der Grundlage des Empfangs von TDM PDU's durch den Empfangs-PDU-Prozessor 56 aus. Zusätzlich unterhält die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 einen Zeitgeber an TDM PDU's. Beispiele von Maschinenzuständen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 zugewiesen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00490001
  • 7 zeigt schematisch jeden der vorstehenden Zustände und die Übergangs-Pfade zwischen jedem Zustand. Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 geht von dem Leerlaufzustand 701 auf den Initialisierungszustand 702 über, wenn die Umkonfigurations-Maschine 60 in einen Topologie-Ermittlungs-Einleitungszustand 603 oder einen Topologie-Ermittlungs-Neueinleitungs-Zustand 604 eintritt.
  • Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 geht von dem Initialisierungszustand 702 auf den Wartezustand 703 für die erste Validierung über. Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 geht von dem Wartezustand 703 auf die erste Validierung auf den Wartezustand 704 für die zweite Validierung bei Empfang einer einzelnen selbsterzeugten TDMM über. Die Topologie-Ermittlungsmaschine 62 geht von dem Wartezustand 703 für die erste Validierung auf den Leerlaufzustand 701 bei Empfang von zwei gleichzeitigen selbsterzeugten TDM's und/oder nach Ttd to (11) ausgehend von der Zeit über, in dem ein Einritt in diesen Zustand erfolgte.
  • Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 geht von dem Wartezustand für die zweite Validierung auf den Leerlaufzustand bei Empfang einer selbsterzeugten TDMM an dem entgegengesetzten WAN-Port 20 über. Der Übergang in den Leerlaufzustand erfolgt nach Ablauf von Ttd to von der Zeit aus, zu der der Eintritt in den Wartezustand für die zweite Validierung erfolgte.
  • Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 kommuniziert mit dem Empfangs-PDU-Prozessor 56, der Umkonfigurations-Maschine 60; den Sende-PDU-Einfügungs-Maschinen 68 (an jedem WAN-Port 20); und der Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen, die Informationen über Ereignisse übertragen, und/oder über TMP-Information bezüglich der Ring-Topologie. Die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 nutzt Signale mit den TMP-Einheits-Komponenten auf beiden WAN-Ports 20 des AP gemeinsam. Aus Bequemlichkeitsgründen verwenden die nachfolgenden Signalbeschreibungen „n" zur Bezeichnung der Verbindungsstrecken-Nummer für Signale an eine TMP-Einheitskomponente auf jedem WAN-Port 20.
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56s empfangen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00500001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 von der Umkonfigurations-Maschine 60 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00500002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 an die Umkonfigurations-Maschine 60 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00510001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 an die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00510002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68s empfangen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00510003
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00510004
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 an die Systemverwaltung gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00520001
  • Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64
  • Der Zweck der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 auf jedem WAN-Port 20 besteht in der Einleitung der Aussendung von Verbindungsstrecken-Ausfall- und -Wiederherstellungs-Mitteilungen auf der Grundlage des Status der Verbindungsstrecke 14 des gegenüberliegenden WAN-Ports und in dem Führen eines Hysterese-Zeitgebers für den Zustand der Verbindungsstrecke 14 für den gegenüberliegenden WAN-Port.
  • Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 auf jedem WAN-Port 20 arbeitet an Informationen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des entgegengesetzten WAN-Ports 20 empfangen werden. Auf der Grundlage von PDU-Signalen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des gegenüberliegenden WAN-Ports empfangen werden, registriert die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64, wenn eine Verbindungsstrecken-Ausfall- oder ein Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Ereignis an dem gegenüberliegenden WAN-Port 20 auftritt; Sie ergibt eine Hysterese für die Entscheidung, um es Verbindungsstrecken zu ermöglichen, einzuschwingen oder sich zu stabilisieren; und sie leitet dann die Aussendung einer LFM bzw. LRM durch die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 ein. Es gibt zwei Instanzen der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 in einer TMP-Einheit – eine pro WAN-Port 20. Beispiele von Zuständen, die von der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 an jedem WAN-Port 20 zugewiesen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00530001
  • 8 zeigt schematisch die vorstehend aufgeführten Maschinenzustände und die Übergangs-Pfade zwischen diesen. Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 geht von dem LRM-Hysteresezustand 801 auf den Zustand 802 dafür, dass die letzte Benachrichtigung eine LRM war, nach einer Periode mit der Dauer Tlrm_hysterese_to (11) seit dem Zeitpunkt des Eintritts in den LRM-Hysteresezustand 801 über. Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 geht von dem Zustand 802 mit der letzten Benachrichtigung, die eine LRM war, auf den LFM-Sendezustand 803 über, wenn die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des gegenüberliegenden WAN-Ports einen Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 zuweist. Die Verbindungsstrecke ist ausgefallen, und eine LFM muss ausgesandt werden, um andere AP's 12 zu informieren. Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 geht von dem LFM-Sendezustand 803 auf den LFM-Hysteresezustand 804 über, wenn LFM's empfangen werden, wie dies durch den Empfangs-PDU-Prozessor 56 signalisiert wird, oder bis eine Periode mit der Dauer Tlfm_tx_to (11) seit dem Eintritt in den LFM-Sendezustand 803 abläuft.
  • Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine geht von dem LFM-Hysteresezustand 804 auf den Zustand 806 dafür, dass die letzte Benachrichtigung eine LFM war, nach einer Periode mit einer Dauer von Tlfm_hysterese_to (11) seit dem Eintritt in den LFM-Hysteresezustand 804 über. Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 geht von dem Zustand 805, für den die letzte Benachrichtigung eine LFM war, auf den LRM-Sendezustand 806 über, wenn die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 des gegenüberliegenden WAN-Ports die Zuweisung ihres Verbindungsstrecken-Ausfallzustandes 503 aufhebt. Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 geht von dem LRM-Sendezustand 806 auf den LRM-Hysteresezustand 801 über, wenn LRM's empfangen werden, wie dies von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 signalisiert wird, oder bis eine Periode mit der Dauer Tlrm_tx_to (11) seit dem Eintritt in den LRM-Sendezustand 806 abläuft.
  • Die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 kommuniziert mit dem Empfangs-PDU-Prozessor 56, der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 (auf dem gegenüberliegenden WAN-Port 20); der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62, der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 und der Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen, die Informationen über Ereignisse übertragen, und/oder TMP-Information bezüglich des Verbindungsstrecken-Status. Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 von dem Empfangs-PDU-Prozessor 56 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00540001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 68 der gegenüberliegenden Verbindungsstrecke empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00540002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die von der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 an die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00550001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00550002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00550003
  • Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66
  • Die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 zeigt der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an, wann eine Verbindungsstrecken-Pfad-Integritäts-Mitteilung (LPIM) PDU auf den Ring 38 eingefügt werden muss. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 ist ein freilaufender Zeitgeber, der so skaliert ist, dass die schnellstmögliche Ausfall-Ermittlungszeit erreicht wird, ohne mit den Schicht-1-Schutzmechanismen in Konflikt zu kommen. Es gibt zwei Instanzen der Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 in einer TMP-Einheit – eine pro WAN-Port 20.
  • Beispiele von Maschinenzuständen, die von der Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 an jedem WAN-Port 20 zugewiesen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00560001
  • 9 ist eine schematische Darstellung der vorstehenden Beispiele von Zuständen und der Übergangs-Pfade zwischen diesen. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 geht von dem Leerlaufzustand 901 auf den LPIM-Sendezustand 902 nach einer Periode mit der Dauer Tlpim (11) seit dem Eintritt in den Leerlaufzustand 901 über.
  • Die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 geht von dem LPIM-Sendezustand 902 auf den Leerlaufzustand 901 bei Bestätigung der LPIM-Aussendung durch die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 über.
  • Die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 kommuniziert mit der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68; und der Systemverwaltung mit Hilfe von PDU-Signalen. Beispiele von PDU-Signalen, die die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 an die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 sendet, sind wie folgt:
  • Figure 00560002
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00570001
  • Beispiele von PDU-Signalen, die die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Maschine 66 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00570002
  • Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68
  • Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 formuliert PDU's zur Aussendung und führt eine Arbitration mit der TANDEM-Datenpfad-Warteschlangen-Steuerung 72 auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis zur Einfügung der PDU's in dem TANDEM-Datenpfad 34 aus. Die PDU-Einfügung hat die höchste Priorität, gefolgt von dem TANDEM- und ADD-Datenpfaden 34, 22. Es gibt zwei Instanzen der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 in einer TMP-Einheit – eine pro WAN-Port 20.
  • Beispiele von Zuständen, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an jedem WAN-Port 20 zugewiesen werden, sind wie folgt:
  • Figure 00570003
  • 10 zeigt schematisch die vorstehenden Beispiele von Zuständen und Übegangs-Pfaden zwischen diesen.
  • Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem Leerlaufzustand 1001 auf den Verzögerungszustand 1002 über, wenn der TANDEM-Pfad 34 oder der ADD-Pfad 22 zu der Zeit aktiv sind, zu der eine PDU-Aussendung angefordert wird.
  • Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem Leerlaufzustand 1001 auf einen geeigneten Einfügungszustand 1003–1006 direkt über, wenn keine andere Aussendung zu der Zeit aktiv ist, zu der eine PDU-Aussendung angefordert wird. Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem Verzögerungszustand 1002 auf einen passenden Einfügungszustand 1003–1006 an dem Ende der laufenden Übertragung auf den TANDEM- oder ADD-Pfaden 34, 22 über. Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem LPIM-Einfügung-Zustand 1003 auf den Leerlaufzustand 1001 bei Abschluss der LPIM PDU-Einfügung über. Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem LFM-Einfügungszustand 1004 auf den Leerlaufzustand 1001 bei Abschluss der LFM PDU-Einfügung über. Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem LRM-Einfügungszustand 1005 auf den Leerlaufzustand 1001 bei Abschluss der LPIM PDU-Einfügung über. Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 geht von dem TDMM-Einfügungszustand 1006 auf den Leerlaufzustand 1001 bei Abschluss der TDMM PDU-Einfügung über.
  • Die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 kommuniziert mit der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64; der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62; der Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66; der Systemverwaltung; der TANDEM-Datenpfad-Warteschlangen-Ausgangssteuerung; und dem TANDEM-Datenpfad-PDU-Einfügungsmultiplexer mit Hilfe von PDU-Signalen. Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00580001
  • Beispiele von PDU's, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00590001
  • Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00590002
  • Beispiele von PDU's, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00590003
  • Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00590004
  • Beispiele für PDU's, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00590005
  • Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00600001
  • Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der Systemverwaltung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00600002
  • Beispiele von PDU's, die die Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 von der TANDEM-Datenpfad-Warteschlangen-Ausgangssteuerung empfängt, sind wie folgt:
  • Figure 00600003
  • Beispiele von PDU's, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an die TANDEM-Datenpfad-Warteschlangen-Ausgangssteuerung gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00600004
  • Beispiele von PDU's, die von der Sende-PDU-Einfügungs-Maschine 68 an den TANDEM-Datenpfad-PDU-Einfügungsmultiplexer gesandt werden, sind wie folgt:
  • Figure 00610001
  • Durchlauf von Beispielen von Verbindungs-Szenarien
  • Die Betriebsweise der TMP-Einheit wird nunmehr in Form einer Serie von Beispielen von Verbindungen erläutert, von denen jede eine Änderung der DCRR-Netzwerk-Topologie beinhaltet. Die erste Verbindung beinhaltet die Hinzufügung eines neuen AP 12 zu einem vorhandenen stabilen DCRR-Netzwerk 10. Hierauf folgt ein Beispiel von Ausfall-Umschaltungs- und Wiederherstellungs-Szenarien, bei denen sich die Topologie des DCRR-Netzwerkes 10 als Ergebnis des Ausfalls und der nachfolgenden Wiederherstellung einer Netzwerk-Komponente ändert (beispielsweise einer Verbindungsstrecke 14 oder eines AP 12).
  • Neuer AP zu einem Netzwerk zwischen betriebsfähigen AP's eingefügt
  • Das folgende Beispiel eines Durchlaufs beschreibt das Einfügen eines neuen AP 12 zwischen zwei AP's 12, in einem stabilen DCRR-Netzwerk 10. Das Einfügen eines neuen AP 12 in ein DCRR-Netzwerk 10 führt zu der folgenden Folge von Ereignissen:
    • 1. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 5 des AP 12, der eingefügt wird, werden auf den nicht betriebsfähigen Zustand 501 initialisiert und gehen dann nachfolgend auf den Betriebszustand 502 bei Empfang von Nlpim Betriebs-LPIM's von den jeweiligen Verbindungsstrecken-Partnern über.
    • 2. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 der jeweiligen Verbindungsstrecken-Partner bleiben in dem Betriebszustand 502, weil: der neue AP 12 (ihr neuer Verbindungsstrecken-Partner) befindet sich nicht in dem Verbindungsstrecken-Auswahlzustand 503; die Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sendemaschine 66 des neuen Verbindungsstrecken-Partners bewirkt die Aussendung von LPIM PDU's, die die Verbindungsstrecken aktiv halten; und die Schicht-2-Hysterese beim Empfang von LPIM's deckt die Schicht-1-Umschaltzeit ab.
    • 3. Als Antwort auf die Zuweisung des Betriebszustandes 502 durch die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 78 auf beiden WAN-Ports 20 des neuen AP 12 leitet die Umkonfigurations-Maschine 60 des neuen AP 12 eine Topologie-Ermittlungs-Prozedur durch die Topologie-Ermittlungs-Maschine 62 ein.
    • 4. Nach dem Abschluss der Topologie-Ermittlungs-Prozedur überträgt die Umkonfigurations-Maschine 60 die aktive Topologie an die Rahmen-Weiterleitungslogik und gibt die ADD- und TANDEM-Pfade 22, 34 frei.
  • In diesem Beispiel ist die Aktivierungszeit eines AP 12 für eine Ring-Topologie angenähert wie folgt: Taktivierung Ring = (Nlpim + 1)·Tlpim + Trtd + (n – 1)·Tmax Rahmen,worin: Trtd die Schleifenverzögerung des Ringes; N die Anzahl von AP's ist, die an dem Ring angeordnet sind; und Tmax Rahmen die Zeit ist, die zum Senden eines eine maximale Länge aufweisenden Rahmens erforderlich ist. Es sei bemerkt, dass weil der TANDEM-Pfad 34 in allen Zuständen mit Ausnahme derer freigegeben ist, die sich aus eine unterbrochenen Ring ergeben, die Wirkung der Aktivierung eines neuen AP 12 auf die anderen AP's 12 in einem Ring auf die Zeit beschränkt ist, die zur elektrischen Einfügung des neuen Gerätes erforderlich ist.
  • Die Aktivierungszeit für einen AP 12 für eine lineare Topologie ist angenähert wie folgt: Taktivierung linear = (Nlpim + 1)·Tlpim + Td to
  • Einzelring-Verbindungsstrecken-Ausfall und Wiederherstellung
  • Der Verlust einer einzelnen Verbindungsstrecke führt zu der folgenden Folge von Ereignissen:
    • 1. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 in AP's 12 an jedem Ende der ausgefallenen Verbindungsstrecke 14 gehen von dem Betriebs-Zustand 502 auf den Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 über.
    • 2. In jedem dieser AP's 12:
    • a) leitet die Umkonfigurations-Benachrichtigungs-Maschine 64 die Aussendung von LFM-PDU's in einer Richtung von der ausgefallenen Verbindungsstrecke fort ein. Diese LFM-PDU's werden kontinuierlich ausgesandt, bis LFM-PDU's von der anderen Seite der ausgefallenen Verbindungsstrecke empfangen werden.
    • b) ein „Ring unterbrochen auf Verbindungsstrecke N"-Parameter für die ausgefallene Verbindungsstrecke wird auf 1 gesetzt.
    • c) die Weiterleitung von Nutzdaten-Rahmen an die ausgefallene Verbindungsstrecke wird gestoppt.
    • d) alle Rahmen, die für eine bestimmte Verbindungsstrecke bestimmt sind, werden gelöscht.
    • e) der ADD-Datenpfad wird abgeschaltet.
    • f) Jeder AP 12 wartet dann auf den Empfang der LFM von dem Verbindungsstrecken-Partner der unterbrochenen Verbindungsstrecke, worauf:
    • i. der WAN-seitige Adressen-Pufferspeicher gealtert wird;
    • ii. die Aussendung von LFM-PDU's gestoppt wird; und
    • iii. der ADD-Datenpfad 72 wieder freigegeben wird (unterbrochener Ring/lineare Topologie-Weiterleitung/Lernen
    • 3. Bei Empfang einer LFM führen andere AP's 12 in dem DCRR-Netzwerk 10 Folgendes aus:
    • a) sie verkleinern schrittweise das TTL-Feld der LFM-PDU und führen eine präemptive TANDEM-Weiterleitung der LFM-PDU aus.
    • b) Sie setzen eine „Ring unterbrochen auf Verbindungsstrecke N"-Variable für die Verbindungsstrecke, auf der die LFM-PDU empfangen wurde, auf 1.
    • c) Sie löschen alle Rahmen, die für eine bestimmte Verbindungsstrecke bestimmt sind.
    • d) Sie schalten den ADD-Datenpfad 22 ab.
    • e) Sie warten auf das Ende des LFM-PDU-Empfanges auf beiden Verbindungsstrecken, woraufhin:
    • i. der WAN-seitige Adressen-Pufferspeicher gealtert wird; und
    • ii. der ADD-Datenpfad 22 wieder freigegeben wird (unterbro chener Ring/lineare Topologie-Weiterleitung/Lernen).
    • 4. Bei Empfang einer LFM-PDU an dem Ursprungs-AP wird die LFM-PDU abgestreift (dies ist eine Ausfall-Sicherheit – die LFM-PDU sollte niemals zurückkehren können, weil der Ring unterbrochen ist).
    • 5. An jedem AP wird vor der Hinzufügung von Rahmen auf einem Ring (ADD) Folgendes ausgeführt:
    • a) die „Ring unterbrochen auf Verbindungsstrecke N"-Bits, die jedem der WAN-Ports 20 zugeordnet sind, werden geprüft. Wenn eines der Bits gesetzt ist, wird die Rahmen-Weiterleitung entsprechend der Weiterleitungs-Regeln für die lineare Topologie ausgeführt.
    • b) Anderenfalls wird die Rahmen-Weiterleitung entsprechend der Weiterleitungs-Regeln für die Ring-Topologie ausgeführt.
  • Die Beseitigung des Einzel-Verbindungsstrecken-Ausfalls führt zu der folgenden Folge von Ereignissen:
    • 1. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 des AP 12 an jedem Ende der wiederhergestellten Verbindungsstrecke 12 gehen von dem Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 auf den Betriebs-Zustand 502 über.
    • 2. Diese AP's 12 führen Folgendes aus:
    • a) sie leiten die Aussendung der LRM's in der Richtung von der wiederhergestellten Verbindungsstrecke fort ein. Diese Mitteilungen werden kontinuierlich ausgesandt, bis LRM's von der anderen Seite der wiederhergestellten Verbindungsstrecke empfangen werden.
    • b) Sie setzen die „Ring unterbrochen auf Verbindungsstrecke N"-Variable für die ausgefallene Verbindungsstrecke auf 0.
    • c) Sie löschen alle Rahmen, die für eine bestimmte Verbindungsstrecke bestimmt sind.
    • d) Sie warten auf die LRM von dem Verbindungsstrecken-Partner der wiederhergestellten Verbindungsstrecke, worauf sie:
    • i. die Aussendung von LRM's stoppen;
    • ii. die LRM's der Verbindungsstrecken-Partner im TANDEM weiterleiten;
    • iii. den WAN-seitigen Adressen-Pufferspeicher altern;
    • iv. die Topologie-Ermittlung einleiten; und
    • v. den ADD-Datenpfad 22 wieder aktivieren (Weiterleitung/Lernen gemäß der ermittelten Topologie).
    • 3. Bei Empfang einer LRM-PDU führen andere AP's 12 in dem DCRR-Netzwerk Folgendes aus:
    • a) sie verkleinern schrittweise die TTL der LRM-PDU's und führen eine präemptive TANDEM-Weiterleitung der LRM-PDU aus.
    • b) sie setzen „Ring unterbrochen auf Verbindungsstrecke N" für die Verbindungsstrecke, auf der die LFM-PDU empfangen wurde, auf 0.
    • c) Sie löschen alle Rahmen, die für eine bestimmte Verbindungsstrecke bestimmt sind.
    • d) Sie warten auf das Ende des LRM-PDU-Empfanges auf beiden Verbindungsstrecken, worauf sie:
    • i. den WAN-seitigen Adressen-Pufferspeicher altern;
    • ii. die Topologie-Ermittlung einleiten; und
    • iii. den ADD-Datenpfad 22 wieder aktivieren (Weiterleitung/Lernen gemäß der ermittelten Topologie).
    • 4. Bei Empfang einer LRM-PDU an dem Ursprungs-AP wird die LRM-PDU abgestreift.
  • Ausfall und Wiederherstellung des Verbindungsstrecken-Pfades 16 Der Ausfall einer der Pfade 16 einer Verbindungsstrecke 14 führt zu dem gleichen Verhalten, wie in dem vorstehend beschriebenen Fall eines vollständigen Verbindungsstrecken-Ausfalls, jedoch mit der Ausnahme, dass die netzabwärts gelegene Seite der ausgefallenen Verbindungsstrecke 14 die Aussendung von LFM-PDU's beginnt, bevor der Ausfall über die LPIM-PDU-Aussendung zum netzaufwärts gelegenen Ende übermittelt wird.
  • Es ist möglich, dass der LFM-PDU-Strom den Verbindungsstrecken-Partner der ausgefallenen Verbindungsstrecke erreicht, bevor die LPIM-PDU den Ausfall anzeigt. In diesem Fall leitet der Verbindungsstrecken-Partner, dem der Ausfall des Verbindungsstrecken-Pfades nicht bekannt ist, den LPIM-PDU-Strom im TANDEM weiter. In diesem Fall werden die LPIM-PDU's von den Quellen-AP abgestreift. Sobald der Verbindungsstrecken-Partner die nächste LPIM-PDU empfängt, erkennt er die unterbrochene Verbindungsstrecke und leitet die LFM-PDU-Aussendung ein.
  • Ausfall und Wiederherstellung mehrfacher Verbindungsstrecken
  • Der Verlust mehrfacher Verbindungsstrecken führt zu einer Isolation von einem oder mehreren AP's 12, wodurch sich effektiv ein oder mehrere lineare Segmente ergeben. Die Kommunikation zwischen den Segmenten ist während der Unterbrechung nicht möglich. Auf entgegengesetzten Seiten jeder Unterbrechung gehen die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 von dem Betriebszustand 502 auf den Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 über. Diese AP's 12 verhalten sich in der gleichen Weise wie im Fall des Ausfalls einer einzigen Verbindungsstrecke.
  • Die Übergänge der Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschine 58 auf den Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 leiten die Aussendungen von LFM-PDU's von der Unterbrechung fort ein. Dies ermöglicht es AP's 12 in jedem linearen Segment, die „Ring_unterbrochen_auf_Verbindungsstrecke_n"-Variable in der gleichen Weise zu aktualisieren, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausfall einer einzigen Verbindungsstrecke.
  • Die Erholung von oder Beseitigung des mehrfachen Verbindungsstrecken-Ausfalls arbeitet in der gleichen Weise wie die Beseitigung eines Einzel-Verbindungsstrecken-Ausfalls, mit der Ausnahme, dass bei der Wiederherstellung der ersten Verbindungsstrecke 14 der Topologie-Ermittlungsprozess zu der Ermittlung einer linearen Topologie führt. Das Topologie-Ermittlungs-Ergebnis von der Wiederherstellung der zweiten (oder letzten) Verbindungsstrecke stellt die vorgesehene Ring-Topologie wieder her.
  • Ausfall und Wiederherstellung eines AP 12
  • Ein AP 12-Ausfall wird in der gleichen Weise wie ein Einzelverbindungsstrecken-Ausfall behandelt. Die Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungs-Maschinen 58 des AP 12 auf den Verbindungsstrecken-Partner-WAN-Ports, die auf den ausgefallenen AP 12 gerichtet sind, gehen von dem Betriebs-Zustand 512 auf den Verbindungsstrecken-Ausfallzustand 503 über. Von diesem Punkt an ist der Ausfallbetrieb der gleiche wie während eines Einzel-Verbindungsstrecken-Ausfalls, der weiter oben beschrieben wurde. In ähnlicher Weise führt die Wiederherstellung eines ausgefallenen AP 12 zu einer ähnlichen Folge von Ereignissen, wie im Fall einer Einzel-Verbindungsstrecken-Wiederherstellung.
  • Beispiele von Datendurchsatz-Vergleichen
  • Das Folgende ist ein Beispiel eines Vergleichs des Datenrahmen-Durchsatzes eines DCRR-Netzwerkes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem von zwei konventionellen Ring-Netzwerk-Technologien: Ethernet-SONET- und FDDI. Für die Zwecke des vorliegenden Vergleichs gelten die folgenden allgemeinen Annahmen bezüglich jedes der Netzwerke:
    • 1. Eine physikalische Ring-Topologie;
    • 2. redundante Bereitstellung (Vollduplex-Verbindungen zwischen AP's);
    • 3. Schutzumschaltung ist erforderlich – Schicht-2-Schutz ist annehmbar. Die vorliegenden Vergleiche nehmen einen 2-Lichtleitfaser-BLSR mit einem Schicht-1-Schutz, der für DCRR abgeschaltet ist, einen 2-Lichtleitfaser-UPSR für Ethernet über SONET, und ein gegenläufig rotierendes FDDI-Ring-Netzwerk an;
    • 4. n AP's sind an dem Ring angeordnet;
    • 5. jeder AP verbindet eine einzige Quelle mit dem Ring; und
    • 6. B ist die Bandbreiten-Kapazität jedes Verbindungsstrecken-Pfades 16 zwischen benachbarten AP.
  • Vergleich 1: Fall mit voller Nutzung
  • In diesem Fall wird angenommen, dass jeder AP mit einer Rate R sendet, wobei gleiche Teile des Verkehrs an jeden der n – 1 Ziel-AP's gehen (das heißt ein vermaschtes Verkehrsmuster). Jeder AP empfängt daher n – 1 gleiche Ströme mit einer Rate, die gleich R/(n – 1) ist. Die drei Netzwerke werden durch Berechnen der Bandbreite B, die erforderlich ist, um diesen Verkehr in jedem jeweiligen Netzwerk abzuwickeln.
  • Konventionelles gegenläufig rotierendes Doppelring-FDDI-Netzwerk
  • In einem konventionellen gegenläufig rotierenden Doppelring-FDDI-Netzwerk wird der Nutzdaten-Verkehr in einer einzigen Richtung um den Ring herum übertragen. Der gesamte Verkehr wird vollständig um den Ring herum übertragen und wird von dem Sender abgestreift. Die in den Verbindungsstrecken zwischen benachbarten AP's erforderliche Bandbreite ergibt sich aus der Summe der Beiträge von jeder Quelle. Weil der Verkehr durch den sendenden AP abgestreift wird, ist die erforderliche Bandbreite die Anzahl von AP's, die auf das Medium senden, multipliziert mit der Rate jedes sendenden AP: B = nR.
  • Konventionelles Ethernet-SONET-Netzwerk
  • In einem konventionellen Ethernet-SONET-Netzwerk wird der Nutzdaten-Verkehr in einer einzigen Richtung um den Ring herum übertragen. Der gesamte Verkehr wird zu seinem Ziel-AP übertragen, wo er „abgezweigt" wird. Somit wird R/(n – 1) von jedem Quellen-AP an jedem Ziel-AP abgezweigt.
  • Die durch den Verkehr, der von einem Quellen-AP zu einem Ziel-AP auf dem Ring übertragen wird, belegte Bandbreite wird für den Verkehr von dem Ziel-AP (nunmehr die Quelle) zu dem Quellen-AP (nunmehr das Ziel) erneut benutzt.
  • Im Hinblick auf diese Wiederverwendung verringert der Beitrag eines vorgegebenen Quellen-AP zu dem Bandbreiten-Verbrauch einer vorgegebenen Verbindungsstrecke sich um so stärker, je weiter netzaufwärts von der Quelle der AP liegt. Der an der betreffenden Verbindungsstrecke angebrachte AP, AP1, trägt (n – 1) R/(n – 1) des Bandbreiten-Bedarfs bei (gleich zu R oder die gesamten Nutzdaten des AP1). Der nächste netzaufwärts gelegene AP, AP2, trägt (n – 2) R/(n – 1) (gleich den gesamten Nutzdaten von AP2 abzüglich der an AP1 abgezweigten Daten) bei. Die in den Verbindungsstrecken zwischen benachbarten Netzwerk-Elementen benötigte Bandbreite ist wiederum durch die Summe der Beiträge von jedem Quellen-AP gegeben:
  • Figure 00690001
  • Somit ist die Bandbreite, die das konventionelle SONET-Netzwerk benötigt, angenähert halb so groß, wie die, die für das konventionelle FDDI-Netzwerk benötigt wird.
  • DCRR-Netzwerk gemäß der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Nutzdaten-Verkehr in zwei Richtungen um die Ringe übertragen (unter Verwendung des konventionellen redundanten Ringes für die Nutzinformation). Der gesamte Verkehr wird zu seinem Ziel-AP übertragen, wo er „abgezweigt" wird.
  • Somit wird:
    Figure 00690002
    von jedem Quellen-AP an jedem Ziel-AP abgezweigt. Die Bandbreite, die von dem Verkehr belegt wird, der von einem Quellen-AP zu einem Ziel-AP auf dem Ring übertragen wird, wird von dem Ziel-AP wieder verwendet.
  • Unter Berücksichtigung der Wiederbenutzung ist der Beitrag eines vorgegebenen Quellen-AP zu dem Bandbreiten-Verbrauch einer vorgegebenen Verbindungsstrecke wiederum um so stärker verringert, je weiter sie netzaufwärts von der Quellen-AP gelegen ist. Der mit der betreffenden Verbindungsstrecke verbundene AP, AP1, trägt
    Figure 00690003
    des Bandbreiten-Bedarfs (gleich R/2 oder die gesamte Nutzinformation des AP in dieser Richtung um den Ring) bei. Der nächste netzaufwärts gelegene AP, AP2, trägt
    Figure 00700001
    bei, was gleich der gesamten Nutzinformation von AP2 abzüglich der ist, die an AP1 abgezweigt wird. Die gesamte Bandbreite, die in den Verbindungsstrecken zwischen benachbarten Netzwerk-Elementen benötigt wird, ist wiederum durch die Summe der Beiträge von jeder Quelle gegeben:
  • Figure 00700002
  • Somit ist die erforderliche Bandbreite angenähert halb so groß wie die, die von einem üblichen SONET-Netzwerk benötigt wird, und sie ist ein Viertel dessen, was von einem üblichen FDDI-Netzwerk benötigt wird.
  • Vergleich 2: Fall mit geringer Belastung
  • In diesem Fall wird angenommen, dass ein einzelner AP mit einer Rate R sendet, wobei gleiche Teile des Verkehrs an die n – 1 Ziel-AP's gehen (vermaschtes Verkehrsmuster). Die drei Netzwerke werden durch Berechnen der maximalen Senderate, R, verglichen, die durch den sendenden einzelnen AP in jedem jeweiligen Netzwerk erzielbar ist.
  • Konventionelles gegenläufig rotierendes Doppelring-FDDI-Netzwerk
  • Jeder AP hat Zugriff auf die gesamte Bandbreite des Mediums, solange das Token gehalten werden kann, Ttht. Das Token muss dann freigegeben werden, und es wird nicht wieder erfasst, bis alle anderen AP's es freigegeben haben. Weil keiner der anderen AP's sendet, kann die Zeit zur erneuten Erfassung des Token so abgeschätzt werden, als ob sie angenähert gleich einer Ring-Umlaufverzögerung, Trtd, ist.
  • Die mittlere Rate, die von einem Sender-AP erzielt wird, ist dann durch den prozentualen Teil der Zeit gegeben, über die der Sender das Token hält:
  • Figure 00710001
  • Konventionelles Ethernet-SONET-Netzwerk
  • Jeder AP kann lediglich seine zugeteilte Bandbreite unabhängig davon verwenden, wie viel von der Bandbreite des Mediums verfügbar ist. Unter der Annahme, dass die Bandbreite gleichförmig zwischen allen AP's zugeteilt wird, ist die mittlere Rate eines Quellen-AP gleich seinem Anteil an der Bandbreite: R = B/n
  • DCRR-Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung
  • Jeder AP hat einen fairen Zugang an das Medium. Wenn keine anderen AP's aktiv senden, kann ein einzelner Quellen-AP die gesamte Bandbreite des Doppelring-Netzwerkes verwenden: R = 2B
  • Dieser Vergleich (gering belastetes Netzwerk) erläutert die Fähigkeit des DCRR gemäß der vorliegenden Erfindung, einen opportunistischen Burst-Zugang (mit dramatisch vergrößerten Übertragungsraten) durch irgendeinen einzelnen AP zu ermöglichen, um die verfügbare Bandbreite auf dem Netzwerk auszunutzen.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sollen lediglich Beispiele darstellen. Änderungen und Modifikationen sind zweifellos für den Fachmann ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung soll daher lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt sein.

Claims (25)

  1. Steuersystem für ein gegenläufiges Doppelring-Netzwerk, bei dem eine Doppelring-Topologie für Medien-Redundanz-Zwecke als ein unidirektionaler pfadvermittelter Ring, UPSR, in dem ein sendendes Netzwerk-Element, NE, (12) eine Kopie der Daten auf jeden der Ringe (38a, 38b) legt und ein empfangendes NE wählt, welches Signal zu empfangen ist, oder als ein bidirektionaler leitungsvermittelter Ring, BLSR, verwendet wird, bei dem alle NE's einen der Ringe für den Nutzinformations-Transport verwenden, während der andere Ring zu Redundanz-Zwecken verbleibt und, wenn der die Nutzinformation übertragende Ring unterbrochen ist, die NE's auf den redundanten Ring für einen fortgesetzten Nutzinformations-Transport umschalten, gekennzeichnet durch: Einrichtungen zur Bereitstellung einer Schicht-2-Funktionalität, die entweder die Schicht-1-Funktionalität des UPSR oder BLSR ersetzt oder mit dieser nicht in Konflikt steht, zur Verwendung des die Nutzinformation führenden Ringes und des redundanten Ringes für Nutzinformations-Verkehr, wenn das Netzwerk vollständig betriebsfähig ist, wobei eine Routenführung des kürzesten Pfades und ein Abstreifen von Nutzinformations-Rahmen an dem Zielknoten geboten wird, und im Fall eines Ausfalls einer Netzwerk-Komponente (12, 14), Einrichtungen zur Ermittlung einer neuen Netzwerk-Topologie und zur dynamischen Änderung der Routenführung von Nutzinformations-Verkehr mit der neuen Netzwerk-Topologie, während jeder der gegenläufig rotierenden Doppelringe, DCRR, weiter für Nutzinformations-Verkehr verwendet wird.
  2. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Maßnahmen zur Ermittlung der Netzwerk-Topologie und zur Änderung der Nutzinformations-Routenführung durch folgendes ausgeführt werden: a) eine Topologie-Wartungsprotokoll-, TMP-, Einheit zur Überwachung einzelner Verbindungsstrecken (14) des DCRR, die die aktive Topologie des DCRR ermittelt, Topologie-Änderungen an andere Zugangspunkte (12) in dem DCRR übermittelt und Rahmen-Weiterleitungs- und Lernprozesse über die Topologie informiert, um ein Zurückfallen auf einen redundanten Pfad zu ermöglichen; b) einen Rahmen-Weiterleitungsprozess zur Auswahl einer Route des kürzesten Pfades zwischen einem Quellen- und einem Ziel-Zugangspunkt in dem DCRR; und c) einen Adressen-Lernprozess zur Bestimmung der Entfernung in Hops zu einer Quellen-Adresse durch Setzen einer Lebensdauer, TTL, auf einen vorgegebenen Wert an einem Quellen-Zugangspunkt, schrittweises Verkleinern der TTL an jedem Zugangspunkt zwischen dem Quellen-Zugangspunkt und einem Ziel-Zugangspunkt, und Berechnen, an dem Ziel-Zugangspunkt, der Entfernung in Hops auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem vorgegebenen Wert und einem tatsächlichen Wert der TTL eines empfangenen Nutzdaten-Rahmens.
  3. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 2, bei dem die Topologie-Wartungsprotokoll-Einheit folgendes umfasst: a) einen Empfangs-PDU-Prozessor (56) zum Empfang ankommender Protokoll-Dateneinheiten, PDU's, zum Ableiten von Informationen aus den PDU's und zum Verteilen der Information auf andere örtliche Topologie lernende Einheitskomponenten, wie erforderlich; b) eine Verbindungsstrecken-Integritäts-Überwachungsmaschine, LIMM, (58) zum Entscheiden über eine Unversehrtheit von Verbindungsstrecken, die an dem Zugangspunkt abgeschlossen sind, und zum Übermitteln des Zustandes von Verbindungsstrecken, die an dem Zugangspunkt abgeschlossen sind, an andere örtliche Topologie lernende Komponenten und an netzaufwärts gelegene Verbindungsstrecken-Partner; c) eine Umkonfigurations-Maschine RM, (60) zur Bestimmung der DCRR-Topologie-Parameter, die von dem Weiterleitungsprozess benötigt werden; d) eine Topologie-Ermittlungsmaschine, TDM, (62) zur Feststellung einer aktiven Topologie des DCRR; e) eine Umkonfigurations-Benachrichtigungsmaschine, RNM (64) zum Steuern des Einfügens von Ring-Umkonfigurations-Mitteilungen, RRM's, in einen Ring (38a, 38b) des DCRR; f) eine Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU-Sende-, LIPT-, Maschine (66) zur Steuerung des Einfügens von Verbindungsstrecken-Integritäts-PDU's auf einen Ring des DCRR; und g) eine PDU-Einfügungs-Maschine, PIM, (68), die eine Arbitration mit der Tandem-Datenpfad-Nutzinformations-Warteschlange zum Einfügen der PDU's auf den DCRR ausführt.
  4. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 3, bei dem der Empfangs-PDU-Prozessor (56) Protokoll-Information von empfangenen PDU's ableitet, die Information an andere TMP-Einheits-Komponenten weiterleitet und eine oder mehrere vorgegebene PDU-Mitteilungstypen abschließt.
  5. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 4, bei dem die von dem Empfangs-PDU-Prozessor (56) abgeschlossenen PDU-Mitteilungstypen folgendes umfassen: a) Verbindungsstrecken-Pfad-Integritätsmitteilungen; und b) wenn die Quellenadresse einer Mitteilung mit einer Adresse des Zugangspunktes übereinstimmt: i. Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilungen, LFM's; ii. Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilungen, LFM's; und iii. Topologie-Ermittlungs-Maschinen-Mitteilungen TDMM's.
  6. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem jede Topologie-Wartungs-Protokoll-Einheit (62) zwei Empfangs-PDU-Prozessoren (56), einen für jeden WAN-Port (20a, 20b) eines jeweiligen Zugangspunktes (12), einschließt.
  7. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die PDU's folgendes umfassen: a) Verbindungsstrecken-Pfad-Integritäts-Mitteilungen, die zur Feststellung des Zustandes einer bidirektionalen Verbindungsstrecke zwischen zwei benachbarten Zugangspunkten (12) in dem DCRR (10) verwendet werden; b) Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilungen, LFM, die zur Übermittlung des Ausfalls von Netzwerk-Verbindungsstrecken (14) an andere Zugangspunkte in dem DCRR verwendet werden; c) Verbindungsstrecken-Wiederherstellungs-Mitteilungen, LRM, die zur Übermittlung der Wiederherstellung von Netzwerk-Verbindungsstrecken an andere Zugangspunkte in dem DCRR verwendet werden; d) Mitteilungen von Verbindungsstrecken-Topologie-Ermittlungsmaschinen, TDMM, die zur Ermittlung der Topologie des DCRR verwendet werden.
  8. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 6, bei dem die Information in jeder LFM, LRM und TDMM folgendes umfasst: a) eine Rahmentyp-Identifikation (48); b) eine Lebendauer-Variable (50); c) eine Quellenadresse einer MAC, die die LRM auf den Ring eingeleitet hat; und d) eine Integritäts-Prüfsumme (54).
  9. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem die LIMM Verbindungsstrecken-Pfad-Integritäts-Mitteilungen überwacht, die von einem netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkt (12) ausgesandt werden, um einen Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades (16) zu bestimmen, und den Netzabwärtsrichtungs-Zustand des Verbindungsstrecken-Pfades an den netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkt liefert.
  10. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach Anspruch 9, bei dem die LIMM weiterhin die folgenden Funktionen ausführt: a) periodisches Weiterleiten einer Verbindungsstrecken-Ausfall-Mitteilung LFM, an die RNM eines gegenüberliegenden Ports, wenn sich die LIMM in einem Betriebszustand befindet; b) periodisches Weiterleiten einer Verbindungsstrecken-Betriebsgrad-Zuweisungs-Mitteilung an die RM, wenn sich die LIMM in einem Betriebszustand befindet; c) periodisches Weiterleiten einer örtlichen Verbindungsstrecken-Zustands-Mitteilung an die PIM, die einen derzeitigen Zustand der LIMM darstellt.
  11. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei dem jede PIM eine Arbitation für den Zugang an eine entsprechende Verbindungsstrecke (14) auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis ausführt, wobei die PDU-Einfügung die höchste Priorität aufweist, der TANDEM-Pfad-Zugang die zweite Priorität aufweist, und der ADD- (Hinzufügungs-) Pfad-Zugang die niedrigste Priorität hat.
  12. Steuersystem für ein gegenläufig rotierendes Doppelring-Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, wenn eine Adresse (48) eines Rahmens (40) bekannt ist, der Weiterleitungsprozess eine Richtung des kürzesten Pfades zur Weiterleitung eines Rahmens durch Lernen einer Anzahl von Hops zu einem anderen vorgegebenen Zugangspunkt (12) wählt, der dem Verkehr gegenüberliegt.
  13. Verfahren zur Verwendung eines gegenläufig rotierenden Doppelring-Netzwerkes zum Transport von Nutzinformations-Verkehr, bei dem eine Doppelring-Topologie für Medien-Redundanzzwecke als ein einseitig gerichteter pfadvermittelter Ring, UPSR, bei dem ein sendendes Netzwerkelement, NE (12) eine Kopie der Daten auf jeden der Ringe legt und ein empfangendes NE wählt, welches Signal zu empfangen ist, oder als ein bidirektionaler leitungsvermittelter Ring, BLSR, verwendet wird, bei dem alle NE's einen der Ringe für den Nutzinformations-Transport verwenden und den anderen Ring zu Redundanzzwecken lassen, und wenn der die Nutzinformation übertragende Ring (38a) unterbrochen ist, die NE's auf den redundanten Ring (38b) für einen fortgesetzten Nutzinformations-Transport umschalten, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Schicht-2-Funktionalität vorgesehen wird, die die Schicht-1-Funktionalität des UPSR oder BLSR ersetzt oder mit dieser nicht in Konflikt steht, um den die Nutzinformation übertragenden Ring und den redundanten Ring für einen Nutzinformations-Verkehr zu verwenden, wenn das Netzwerk vollständig betriebsfähig ist, während die Routenführung des kürzesten Pfades angeboten und Nutzinformations-Rahmen an dem Zielknoten abgestreift werden, und im Fall eines Ausfalls einer Netzwerk-Komponente (12, 14) eine neue Netzwerk-Topologie zu ermitteln und die Routenführung von Nutzinformations-Verkehr dynamisch unter Berücksichtigung der neuen Netzwerk-Topologie -Routen zu ändern, während weiterhin jeder der gegenläufig rotierenden Doppelringe (38a, 38b) für Nutzinformations-Verkehr verwendet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Ermittlung und Überwachung einer aktiven Topologie des gegenläufig rotierenden Doppelringes, DCRR, (10) an einer Datenverbindungsstrecken-Schicht des DCRR ausgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: a) Überwachen einzelner Ringe (14) des DCRR durch Senden und Empfangen von Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen, wobei die Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen zu netzabwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkten (12) gesandt und von netzaufwärts gelegenen Verbindungsstrecken-Partner-Zugangspunkten empfangen werden, wobei die überwachten Verbindungsstrecken die Verbindungsstrecken sind, auf denen Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Mitteilungen an jeden Zugangspunkt in dem DCRR empfangen werden; b) Ermitteln einer aktiven Topologie des Netzwerkes durch periodisches Eintreten in einen aktiven Topologie-Ermittlungs-Zustand (603), in dem Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen auf den Ring ausgesandt werden und Topologie-Ermittlungs-Mitteilungen-Antworten empfangen werden; c) Übermitteln von Änderungen in der aktiven Topologie auf Grund von Ausfällen von überwachten Verbindungsstrecken (14) an andere Zugangspunkte (12) in dem Netzwerk; und d) Informieren von Rahmen-Weiterleitungs- und Adressen-Lernprozessen innerhalb jedes Zugangspunktes über die aktive Topologie, um einen Rückfall von Übermittlungen auf redundante Quellen zu ermöglichen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Ermittlung einer aktiven Topologie des Netzwerkes die folgenden Schritte umfasst: a) Auffordern einer Sende-PDU-Einfügungsmaschine (68) an jedem DCRR-Port (20a, 20b) zum Aussenden einer Topologie-Ermittlungs-Mitteilung; b) Eintreten in einen Wartezustand zum Warten auf eine Rücklieferung einer ersten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine (62) ausgegangen ist; c) Eintreten in einen zweiten Wartezustand bei Empfang einer ersten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung zum Warten auf den Empfang einer zweiten Topologie-Ermittlungs-Mitteilung, die von der Topologie-Ermittlungs-Maschine ausgesandt wurde; und d) Eintreten in einen Leerlauf-Zustand nach dem Empfang der ersten und zweiten Mitteilungen und Informieren der RM über die Topologie des DCRR, oder e) Eintreten in den Leerlauf-Zustand nach dem Warten über eine vorgegebene Zeit auf den Empfang der ersten und zweiten Mitteilungen und Informieren der RM über die Topologie des DCRR.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das weiterhin das Auffinden einer Route des kürzesten Pfades zur Weiterleitung von Nutzinformations-Daten über das Netzwerk durch Ausführen der folgenden Schritte umfasst: a) Ermitteln einer Topologie des gegenläufig rotierenden Doppelring-Netzwerkes (10); b) Lernen von Adressen von Ziel-Geräten, die sich von dem gegenläufig rotierenden Doppelring-Netzwerk erstrecken; c) Feststellen eines Pfad-Angebotes einer kürzesten Route in Ausdrücken der Anzahl von Hops zu jeder gelernten Adresse durch Setzen einer Lebensdauer, TTL, auf einen vorgegebenen Wert an einem Quellen-Zugangspunkt; schrittweises Verringern der TTL an jedem Zugangspunkt zwischen dem Quellen-Zugangspunkt und einem Ziel-Zugangspunkt, und Berechnen, an dem Ziel-Zugangspunkt, der Entfernung in Hops auf der Grundlage zwischen dem vorgegebenen Wert und dem aktuellen Wert der TTL eines empfangen Nutzinformations-Datenrahmens; und d) Ermöglichen, dass ein Rahmen-Weiterleitungsprozess Nutzinformations-Daten über das gegenläufig rotierende Doppelring-Netzwerk über den vorgegebenen Pfad weiterleitet, der die kürzeste Route bietet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Ermittelns einer Topologie des DCRR- (10) Netzwerkes das Senden einer Topologie-Ermittlungs-Maschinenmitteilung, TDMM, über einen ausgewählten WAN-Port (20a, 20b) eines Zugangspunktes (12) und des Wartens über ein vorgegebenes Zeitintervall auf den Empfang der ausgesandten Topologie-Ermittlungs-Maschinenmitteilung an dem anderen WAN-Port des Zugangspunktes umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Topologie des DCRR- (10) Netzwerkes als eine Ring-Topologie ermittelt wird, wenn die ausgesandte Mitteilung, TDMM, innerhalb des vorgegebenen Intervalls empfangen wird, und als eine lineare Topologie ermittelt wird, wenn die ausgesandte Topologie-Ermittlungs-Maschinenmitteilung nicht innerhalb des vorgegebenen Intervalls empfangen wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Ermittelns einer Topologie des DCRR- (10) Netzwerkes als Antwort auf die Feststellung einer Änderung der Topologie des Netzwerkes ausgelöst wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Feststellung einer Änderung in der Topologie des DCRR- (10) Netzwerkes die folgenden Schritte bezüglich einer Doppelpfad-Verbindungsstrecke (14), die erste und zweite Zugangspunkte (12) verbindet, umfasst: a) Senden einer ersten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungsmitteilung von dem ersten Zugangspunkt an den zweiten Zugangspunkt über einen ersten Verbindungsstrecken-Pfad (16) der Doppelpfad-Verbindungsstrecke; b) Feststellen, an dem zweiten Zugangspunkt, einer Integrität des ersten Verbindungsstrecken-Pfades auf der Grundlage des Empfangs der ersten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungsmitteilung; c) Senden einer zweiten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungsmitteilung von dem zweiten Zugangspunkt an den ersten Zugangspunkt über einen zweiten Verbindungsstrecken-Pfad der Doppelpfad-Verbindungsstrecke; und d) Feststellen, an dem ersten Zugangspunkt, einer Integrität des zweiten Verbindungsstrecken-Pfades auf der Grundlage des Empfangs der zweiten Verbindungsstrecken-Pfadintegritäts-Überwachungsmitteilung.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem der Schritt des Lernens von Adressen an jedem Zugangspunkt (12) die folgenden Schritte umfasst: a) Ableiten einer Quellenadresse (48) eines Nutzinformations-Datenrahmens (40), der an einem WAN-Port (20a, 20b) des Zugangspunktes empfangen wurde; und b) Führen eines Adressen-Puffer-Speichers, der Daten über die Quellenadresse einschließt.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt des Hinzufügens von Daten der Quellenadresse zu dem Adressen-Puffer-Speicher umfasst, wenn die Quellenadresse eines empfangenen Nutzinformations-Datenrahmen nicht in dem Adressen-Puffer-Speicher aufgezeichnet ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, das weiterhin einen Schritt des Leerens des Adressen-Speichers im Fall einer festgestellten Änderung in der Topologie des DCRR- (10) Netzwerkes umfasst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der Schritt der Bestimmung eines Pfades, der eine kürzeste Route bietet, an jedem Zugangspunkt (12) die folgenden Schritte umfasst: a) Bestimmen einer Entfernung, in Hops, von einer Quellen-Adresse eines Nutzinformations-Datenrahmens, der an einem WAN-Port des Zugangspunktes empfangen wird, durch Setzen einer Lebensdauer, TTL, auf einen vorgegebenen Wert an einem Quellen-Zugangspunkt, schrittweises Verringern der TTL an jedem Zugangspunkt zwischen den Quellen-Zugangspunkt und einem Ziel-Zugangspunkt, und Berechnen, an dem Ziel-Zugangspunkt, der Entfernung in Hops auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem vorgegebenen Wert und einem aktuellen Wert der TTL eines empfangen Nutzinformations-Datenrahmens; und b) Führen eines Adressen-Puffer-Speichers, der Daten der Quellen-Adresse, der Entfernung in Hops und einen WAN-Port (20a, 20b) einschließt, an dem der Nutzinformations-Datenrahmen (40) empfangen wurde.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, das weiterhin bezüglich jeder Quellen-Adresse, die in dem Adressen-Puffer-Speicher aufgezeichnet ist, die folgenden Schritte umfasst: a) Feststellen, ob die Entfernung in Hops eines empfangenen Nutzinformations-Datenrahmens (40) kleiner als die in dem Adressen-Puffer-Speicher aufgezeichnete Entfernung ist; und b) wenn die Entfernung in Hops des empfangenen Nutzinformations-Datenrahmens kleiner als die in dem Adressen-Puffer-Speicher aufgezeichnete Entfernung ist, Aktualisieren des Adressen-Puffer-Speichers mit Daten über die Entfernung in Hops, und über den WAN-Port (20a, 20b), an dem der Nutzinformations-Datenrahmen empfangen wurde.
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