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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur
Einrichtung von IP-Routerfähigkeiten
(Internet Protocol) mit zentraler, dynamischer Streckenfestlegung
und verteilten, hochleistungsfähigen
IP-Paketverarbeitungsfähigkeiten,
die auf viele verschiedene Host-Systemarchitekturen übertragbar
sind, ist es erforderlich, über
ein effizientes internes Protokoll zur Übermittlung von Meldungen für Steuerung,
Wartung, Leistungsinformationen, zur Verteilung von Meldungen mit dynamischen
Routing-Protokollmeldungen sowie von Verwaltungsmeldungen zur Routingtabellen-Verteilung zu
verfügen.
Die bestehenden Implementierungen von IP-Routern sind systemspezifisch
und eignen sich nicht zur Übertragung
auf verschiedene Betriebsumgebungen.
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Es
besteht Bedarf an einem Protokoll zum Einsatz in bestehenden und
neuen Kommunikations-Systemarchitekturen, um hochleistungsfähige interne
Kommunikationsfähigkeiten
zu bieten, mit denen einem Hostsystem, wie beispielsweise einem
IP-Router, einem Telekommunikations-Vermittlungssystem oder einem Telekommunikations-Übertragungssystem IP-Netzwerk-Routingfunktionen
hinzugefügt
werden können.
Ein solches Protokoll setzt voraus, dass ein Funktionselement für die IP-Netzwerk-Streckenverarbeitung
sowie zahlreiche, verteilte Funktionselemente für die IP Packet Flow-Verarbeitung hinzugefügt werden.
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Im
Patent
US 5.802.278 wird
ein hochleistungsfähiges,
skalierbares Bridge/Router-Vernetzungssystem beschrieben, das auf
einem Backbone-Kommunikationsmedium und einem Weiterleitungsprozess
für Meldungen
basiert, der eine Vielzahl von Eingangs-/Ausgangsmodulen miteinander verbindet.
Die Komplexität der
Eingangs-/Ausgangsmodule variiert von einer einfachen Netzwerk-Schnittstellenvorrichtung
ohne integrierte Vermittlungs- oder Routingressourcen bis hin zu
einem voll funktionsfähigen
Bridge/Routersystem.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bietet ein Steuerungs- und Verteilungsprotokoll
(CDP) in Form eines Systems gemäß Anspruch
1, das zur Übertragung über einen
Backplane-Bus, über
eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung oder über eine
Schaltstruktur-Verbindung
eingerichtet ist. Das Protokoll umfasst die systeminterne Übertragung
von DRP (Dynamic Routing Protocol) IP-Meldungen, die Verteilung
von Routing-Informationen innerhalb des Routers, die Übertragung
von Steuerungs- und Wartungsmeldungen und die Übertragung von IP- und MPLS-Verkehr
(Multi-Protocol Label Switching) zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen. Das
Protokoll umfasst außerdem
einen dynamischen Routing- und Steuerungstreiber, der mit den Anwendungen
zur dynamischen Routing-Steuerung
interagiert, um Meldungen auszutauschen, die an die Packet Flow-Prozessoren übertragen
werden sollen, sowie zum Hand-Over von Meldungen, die von den Packet Flow-Prozessoren
empfangen werden. Es wird ein Packet Flow-Prozessor-Treiber geboten,
der Meldungen verwaltet, die zwischen den dynamischen Routing- und
Steuerungsprozessoren und den Packet Flow-Prozessoren übermittelt
werden. Eine IP-Verkehrsschnittstelle gewährleistet die Übermittlung
der Header-Grundelemente der IP L3/L2-Protokolldateneinheit (PDU)
von den Packet Flow-Prozessoren. Sowohl der DRC-Treiber als auch
der PFP-Treiber beinhalten eine Rahmen-Übertragungsschnittstelle.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein umfassenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile erfolgt die nachstehende
Beschreibung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsvarianten in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen:
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1 ist
ein Blockdiagramm des vorliegenden Steuerungs- und Verteilungsprotokolls;
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2 ist
ein Blockdiagramm des vorliegenden dynamischen Routing- und Steuerungstreibers,
in dem die Treiberfunktionen dargestellt sind;
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3 ist
ein Blockdiagramm des vorliegenden Packet Flow-Prozessortreibers, in dem die Treiberfunktionen
dargestellt sind;
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4 ist
ein Blockdiagramm, in dem die Statustransaktionen für die Datenverbindungsschicht
dargestellt sind;
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5 ist
ein Diagramm, in dem die Verbindungsschicht-Meldungen zwischen dem
dynamischen Routing- und Steuerungstreiber und dem Packet Flow-Prozessor-Treiber
dargestellt sind;
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6 ist
eine Tabelle, die das systeminterne Routing darstellt; und
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7 ist
ein Blockdiagramm, in dem die Übertragungswege
der Meldungen dargestellt sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSVARIANTEN
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Das
vorliegende Steuerungs- und Verteilungsprotokoll (CDP) ist ein Element
eines beweglichen Routerrahmens (PRF), es ist ein leichtes, verbindungsorientiertes
Datagramm-Protokoll, das Kommunikationen zwischen zahlreichen Elementen
des beweglichen Routerrahmens unterstützt. CDP erfüllt die
Leistungsanforderungen von kleinen bis hin zu großen Routerimplementierungen
und bietet ausreichend Flexibilität und Erweiterbarkeit für neue Dienste
und Funktionen. Das vorliegende Protokoll ist leicht genug, um die
Leistungen auch unter sehr anspruchsvollen Dienstanforderungen nicht
zu beeinträchtigen,
aber dennoch robust genug, um ein hohes Maß an Zuverlässigkeit zu bieten.
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Der
vorliegende bewegliche Routerrahmen (PRF) weist verschiedene Funktionsbereiche
auf, die miteinander kommunizieren, um ihre Funktionen zu erfüllen. Das
CDP vereinfacht diese Kommunikation und definiert spezifische Meldungen
und Verfahren in Bezug auf die Funktionalität in Schicht 3 und
Schicht 2. Man geht davon aus, dass die physischen Verbindungskapazitäten und
die Formatierung der unteren Schicht durch das Design des Ziel-
oder Host-Systems definiert werden. Daher ist das CDP entsprechend
definiert, so dass eine Reihe verschiedener Systemarchitekturen
das Protokoll mit minimalen Änderungen
einsetzen können. CDP
kann zur Übertragung über einen
Backplane-Bus, über
eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung oder über eine
Schaltstruktur-Verbindung
implementiert werden. Die beiden wichtigsten Übertragungspunkte sind der
DRC-(Dynamic Routing and Control) und der Packet Flow-Prozessor
(PFP). CDP betrifft hauptsächlich Übertragungen
innerhalb des PRF, bei der Durchführung seiner Arbeit basiert
CDP jedoch auf Host-Systemwartung, Verwaltungs- und Konfigurationsleistungen.
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In 1 sind
die Hauptkomponenten des CDP dargestellt, der allgemein mit der
Ziffer 20 bezeichnet wird, sowie die wichtigsten Verbindungen
des CDP 20 mit anderen Funktionalitäten innerhalb eines beweglichen
Routerrahmens, allgemein mit Ziffer 22 bezeichnet. Das
CDP 20 bietet Dienste für
die vier wichtigsten Router-Funktionen: (1) die systeminterne Übertragung
von DRP IP-Meldungen (Dynamic Routing Protocol-Internet Protocol),
(2) die Verteilung von Routing-Informationen
innerhalb des Routers, (3) die Übertragung
von Steuerungs- und Wartungsmeldungen und (4) die Übertragung
von IP- und MPLS-Verkehr
(Multi Protocol Label Switching) zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen über System-Übertragungsmedien,
allgemein mit Ziffer 24 bezeichnet. Die CDP-Treiber 26 und 28 sind
entweder dem Hauptprozessor 30 des DRC-Elements (Dynamic
Routing and Control) oder den PFP-Elementen (Packet Flow-Prozessor) 32 zugeordnet.
Die DRC-Elemente 30 umfassen beispielsweise die Routing-Software eines Hauptprozessors.
Die PFP-Elemente 32 umfassen beispielsweise Telekommunikationsleitungs-Karten
oder Schnittstellen zum Ethernet sowie andere Datenkommunikationsverbindungen
zur Übertragung
von IP-Verkehr. In den meisten Systemen gibt es einen Online-DRC-Treiber 26.
In Abhängigkeit
von den Systemanforderungen kann ein zweiter DRP-Treiber 26 vorhanden
sein, der als Standardelement verwendet wird, das die Steuerung
im Fall einer Störung
der Online-Einheit übernehmen
kann. In anderen Host-Systemen können
mehrere DRCs in einer multiplen, virtuellen Router-Anordnung eingesetzt
werden. In allen Fällen
spezifiziert ein Verwaltungsprozess oder ein anderer Prozess die
Beziehung zwischen den DRCs und den zugeordneten PFPs 32.
In Abhängigkeit
von der Größe und der
Partitionierung des Host-Systems können jedem DRC 26 weniger
PFPs 32 zugeordnet sein. In allen Fällen übertragen die PFPs 32 nur an
einen DRC-Treiber 26. Bei weitergeleitetem IP- und MPLS-Verkehr
muss jeder PFP 32 mit allen anderen zugeordneten PFPs 32 kommunizieren.
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Der
CDP(DRC)-Treiber 26 bietet Meldungs-Übertragungsdienste für Anwendungen,
die vom DRC-Treiber 26 ausgeführt werden. CDP 20 wird
vom DRC-Treiber 26 verwendet, um mit allen zugeordneten PFPs 32 zu
kommunizieren. Der Treiber 26 weist zwei wesentliche Funktionen
auf. Die erste Funktion besteht darin, mit den DRC-Anwendungen zu
interagieren, um Meldungen auszutauschen, die an die PFPs 32 übertragen
werden müssen
und die Meldungen, die von den PFPs 32 eingehen, zu übergeben.
Die zweite Funktion besteht darin, das Meldungsformat und die Routing-Informationen
vom CDP-Protokoll in das bzw. aus dem Protokoll des Hostsystem-Übertragungsmediums 24,
bei dem es sich in den meisten Fällen
um ein proprietäres
Protokoll der Host-Systemarchitektur handelt, zu übersetzen.
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Nach
der Initialisierung und dem Empfang der Konfigurationsinformationen
(einschließlich
Systemtopologie) von der Verwaltungsfunktion des Hostsystems erstellt
der CDP/DRC-Treiber 26 eine Sicherungsschicht-Verbindung
zu allen zugeordneten PFP-Elementen 32.
Um diese Verbindung herzustellen, führt der Treiber 26 eine
systeminterne Routingtabelle, in der die Verbindungsadressen aller
aktiven PFPs 32 aufgeführt sind,
und führt
das CDP-eigene Protokoll der Sicherungsschicht aus, das die Zustandsmaschine
der CDP-Verbindung steuert. Die Statusinformationen über den
Verbindungszustand werden für
jede Verbindung zwischen DRC und PFP gepflegt. Diese Sicherungsschicht-Verbindung
bietet zuverlässige Übertragungsdienste
für die Meldungsverarbeitung
zwischen CDR/DRC-APIs
(Application Programming Interface) und CDP/PFP-APIs. Unterhalb
der CDP-Sicherungsschicht ist eine Schnittstelle zu den Übertragungsprotokollen
der Hostsysteme und des Übertragungsmediums 24 angeordnet.
Diese Schnittstelle 34, 36 bietet einen Teil der
erforderlichen Porting-Spezifikationen für das Hostsystems des beweglichen
Routerrahmens.
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Oberhalb
der CDP-Sicherungsschicht sind die APIs für CDP-Meldungen angeordnet. Diese APIs können in
Abhängigkeit
von den Anforderungen des Host-Systems entweder im Push- oder im
Poll-und-Pull-Modus
für Anfragen
zur Meldungsübertragung
funktionieren. Dieser Modus ist konfigurierbar. Wenn eine Meldung zur Übertragung
bereit ist, fragt das CDP die von der Anwendung empfangenen Informationen
ab, um festzulegen, wie die Meldung übermittelt wird und ob der
Multicast-Betrieb erforderlich ist. Jedem API-DRC-Code wird ein
Kennzeichen für
den Meldungstyp zugeordnet, das in jedem Datagramm über die
Verbindung übertragen
wird. Die Empfangsseite verwendet das Kennzeichen für den Meldungstyp,
um die Meldung an die bezeichnete Anwendung zu übertragen. Jede Meldung kann
an einen Anschluss, eine PFP-Anwendung oder eine IP-Adresse adressiert
werden. Das CDP übersetzt
diese Adressen, um die Adresse des Host-Systems für den zugeordneten PFP zu ermitteln.
Anschließend
formatiert CDP die Meldung und stellt sie in die entsprechende Sicherungsschicht-Warteschlange
des spezifischen PFP ein.
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Die
CDP/DRC-API besteht aus drei APIs 40, 42 und 44,
um die Meldungstypen zu unterstützen,
die von CDP übermittelt
werden. Bei den drei Meldungstypen handelt es sich um Meldungen
für Steuerung
und Netzwerkverwaltung, Meldungen zur Verwaltung der Routingtabelle
sowie Meldungen im IP-Format.
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Die
API für
Steuerung und Netzwerkverwaltung 40 ermöglicht der DRC-Steuerfunktion,
die folgenden Funktionen auszuführen:
- • Initialisierung
- • Konfiguration
- • Überwachung
des Systemstatus
- • Synchronisierung
- • Fehlermeldung
und -beseitigung
- • Leistungsüberwachung
und Berichterstellung
-
Das
API-Grundelement 40 enthält die folgenden Informationen:
Versand von Meldungen an einen PFP oder eine PFP-Gruppe:
- • ID
des Empfänger-PFP
oder ID der PFP-Gruppe
- • Meldungstyp
- • Funktions-
oder Aktions-Operationscode
- • Argumente
-
Empfang
von C&M-Meldungen
(Steuerungs- und Wartungsmeldungen) von PFP:
- • ID des
Quell-PFP
- • C/M-Kennzeichen
- • Ereignis
- • Argumente
-
Die
Anwendungs-API der Routingtabelle 42 ermöglicht DRC,
die Routingtabellen-Informationen, die in allen PFPs 32 gespeichert
sind, zu initialisieren und zu pflegen. Die API 42 gewährleistet
zudem die Überwachung
und Prüfung
der Inhalte der verteilten Routingtabelle. Status- und Fehlerereignisse,
die von den PFPs empfangen werden, werden der Anwendung für die DRC-Routingverteilung
weitergemeldet. Das R-API-Grundelement 42 enthält die folgenden
Informationen.
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Versand
von Meldungen zur Initialisierung der Routingtabelle und zur Aktualisierung
von Strecken:
- • Transaktions-ID
- • PFP-ID
oder ID der PFP-Gruppe
- • Partitions-ID
- • Informations-Pointer
- • Informationsgröße
- • Informations-Prüfsumme
-
Empfang
von Ereignissen für
die PFP-Routingtabelle:
- • ID der DRC-Zielanwendung
- • ID
des Quell-PFP
- • Ereignis
- • Argumente
-
Wie
in 2 dargestellt, sendet und empfängt die DRP-Software Meldungen
im IP-Format über
alle externen Schaltungen, die mit anderen, gleichberechtigten Routern
verbunden sind, um Informationen über die Netzwerk-Topologie
zu erhalten. Die IP-API 44 ermöglicht die Übermittlung dieser IP-Meldungen
an die und von den externen Schnittstellenschaltungen, die den PFPs
zugeordnet sind, die den IP-Netzwerkverkehr
verwalten. Die DRC-Anwendungen nutzen eine logische Schnittstelle
(LI) als lokale Darstellung des tatsächlichen physischen Anschlusses
(und der virtuellen Verbindung (VC)), der einer entfernten Router-Schnittstelle
zugeordnet sein kann. Es ist Aufgabe der CDP/DRC-IP-API 44,
alle IP-Meldungen vorzubereiten, die in einer beliebigen LI gespeichert
sind, um diese an die zugeordnete abgehende physische Router-Schnittstelle
zu übermitteln.
Diese Aktivität
kann gestartet werden, indem die DRC-Software ein Alarmsignal an
CDP schickt und die Meldung an die CDR/DRC-IP-API 44 schickt,
oder indem die CDP/DRC-IP-API alle aktiven LIs abfragt und die Meldung
von der LI abruft. DRC und CDR unterstützen beide Szenarien, wobei
die tatsächliche
Implementierung von den Fähigkeiten
des Hostsystem-Betriebssystems abhängig ist. Die CDP/DRC-IP-API 44 pflegt
Zuordnungsbeziehungen für
die den Anschlüssen
zugeordneten virtuellen Verbindungen und für Anschlüsse, die den PFPs zugeordnet
sind. Diese Zuordnungen können
für Multicast-Funktionen
oder für
Wartungsfunktionen genutzt werden. Die DP/DRC-LI-API pflegt zudem
die Zuordnung der abgehenden Anschlüsse (w/VC) mit den zugeordneten
IP-Adressen, die innerhalb des abgehenden IP-Pakets als Quelladresse
verwendet werden.
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Die
Informationsgrundelemente der CDP/DRC-IC-API 44 stellen
sich wie folgt dar.
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Versand
einer IP-Meldung (Übertragung
einer DRC-Meldung oder Abruf einer CDP-Meldung):
- • LI-ID;
Identifikation der logischen Schnittstelle
- • Meldungs-Lokalisierer
- • Meldungs-ID
- • Index
-
Empfang
einer IP-Meldung von PFP
- • Quell-PFP
- • Quell-PHY/VC
- • IP-Paket
oder Paket-Pointer
-
Der
CDP/PFP-Treiber 28 empfängt
und überträgt Datagramm-Meldungen von und
an die DRC-Funktion eines Host-Systems. Nach der Initialisierung
und Konfiguration erstellt der CDP/PFP-Treiber 28 eine
Sicherungsschicht-Verbindung zu dem bezeichneten DRC. Nach Herstellung
der Verbindung signalisiert der Treiber über seine APIs, dass die Meldungsverarbeitung
zur Verfügung
steht. Der CDP/PFP-Treiber 28 weist eine
Eins-zu-Eins-Beziehung zu dem bezeichneten DRC auf und bietet Dienste
für die
drei Meldungstypen, die zwischen DRC und PFP übertragen werden. Der CDP/PFP-Treiber
stellt die zusätzliche
Anforderung zur Vereinfachung der Übertragung über eine Datenverkehrsschnittstelle 50 für den von
einem PFP-Eingangsanschluss
(Port) an einen PFP-Ausgangsanschluss (Port des Folgeabschnitts)
durch das Übertragungsmedium des
Hostsystems 24 übermittelten
IP-Verkehr, wie in 3 dargestellt.
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Die
PFP-Anwendungs-API enthält
APIs für
drei Meldungstypen, die den CDP/DRC-APIs entsprechen und mit den
entsprechenden Anwendungsfunktionen im PFP verbunden sind.
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Die
Steuerungs- und Verwaltungs-API 52 ermöglicht die Übertragung der Steuerungsfunktion
in DRC und PFP. Die API 52 ist mit dem Steuerungselement
des PFP 32 verbunden, um Befehle von DRC zu übermitteln.
Die API 52 verarbeitet auch Ereignisse, die innerhalb von
PFP generiert werden und die zur Verarbeitung an DRC weitergeleitet
werden müssen.
Das CDP/PFP C&M-API-Grundelement 52 enthält die folgenden Informationen.
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Meldungen
von PFP an DRC:
- • ID der DRC-Quelle
- • C/M-Indikator
- • Ereignis-Nr.
- • Argumente
-
Meldungen
von DRC an PFP:
- • ID der DRC-Quelle
- • C/M-Indikator
- • Funktionsoperator
- • Argumente
-
Die
Routingtabellen-API 54 ermöglicht die Übertragung von IP-Routinginformationen
von DRC an PFP zur Verwendung bei der Weiterleitung des IP-Datagramm-Verkehrs.
Die Initialisierung der Routingtabelle und die Aktualisierung von
Meldungen werden von DRC übermittelt.
Meldungen zum Tabellenstatus und Leistungsmeldungen werden wieder
an DRC übertragen.
Die Informationsgrundelemente der CDP/PFP R-API 54 lauten folgendermaßen.
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Meldungen
von DRC an PFP:
- • ID der DRC-Quelle
- • Meldungstyp
- • Funktionsoperator
- • Argumente
-
Meldungen
von PFP an DRC:
- • ID des DRC-Empfängers
- • Ereignis-Nr.
- • Argumente
-
Die
IP-Meldungsverarbeitungs-API 56 bietet einen Pfad für lokal
adressierte IP-Meldungen für
die Übermittlung
an DRC-Anwendungen.
-
Die
API 56 gewährleistet
außerdem,
dass lokal generierte IP-Meldungen über I/O-Verbindungen
(Anschlüsse),
die einem speziellen PFP zugeordnet sind, übertragen werden. Die Informationsgrundelemente
der CDP/PFP-IP-API 56 lauten folgendermaßen.
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IP-Meldungen
von PFP an DRC (Router-Eingang):
- • ID des
Empfänger-DRC
- • IP-Paketlokalisierer
(Pointer)
- • Quellenanschluss/Anschluss-ID
(PHY-VC)
-
IP-Meldungen
von DRC an PFP (Router-Ausgang):
- • ID des
Quell-DRC
- • Meldungstyp
- • Folgeabschnitt
(PHY-VC)
- • Informationsgrundelemente
L3/L2
- • IP-Meldungslokalisierer
(Pointer)
- • QQ-Nr.
(Dienstgüte
für die
Warteschlangen-Priorität)
-
In
Bezug auf 3 gewährleistet die CDP-IP-Datenverkehrsschnittstelle 50 eine
effiziente Übertragung
des IP L3/L2-PDU-Grundelement-Headers von der PFP-Übertragungsfunktion
an CDP, um den modifizierten IP-Paketheader in den IP-Paketdaten
wiederherzustellen. Die IF-Verkehrsschnittstelle 50 gewährleistet zudem
den Empfang der L3/L2-PDUs, die von der Rahmen-Übertragungsschnittstelle 36 übertragen
wurden, und ihre Weiterleitung an einen Pufferspeicher 60 für die Ausgangs-Warteschlange. An
diesem Punkt wird ein „Meldungspointer" an die Verwaltungsfunktion
für die
Dienstgüte
(QQ) 62 gesandt. Die L3/L2-PDU ist im Pufferspeicher 64,
der vom Hostsystem unterstützt
wird, gespeichert.
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Sowohl
der CDP/DRC-Treiber 26 als auch CDP/PFP-Treiber 28 enthalten ähnliche
Schnittstellen zur Funktionsblock- Rahmenübertragung I/F 34 und 36.
Die Rahmen-Übertragungsschnittstellen 34 und 36 führen verschiedene
Funktionen aus, die in zwei Kategorien unterteilt werden können: CDP-Rahmenfunktionen
und Hostsystem-Funktionen. Für
die Rahmenfunktionen enthält
die Schnittstelle das CDP-Sicherungsschicht-Protokoll und führt eine
Multiplexing/Demultiplexing-Funktion zur Interaktion mit den CDP-APIs
aus. Es ist eine systeminterne Adressen-Übersetzungsfunktion
vorhanden, um die systeminterne Weiterleitung von CDP-Datagrammen
zu unterstützen.
Die Funktionsgruppe des Hostsystems ist systemspezifisch und für die Integration von
Meldungen verantwortlich, einschließlich Formatierung, Adressierung
und Protokollausführung über das Übertragungsmedium
des Hostsystems. Zwischen den beiden Funktionsgruppen befindet sich
die CDP-Schnittstelle,
die die Portabilität
des beweglichen Routerrahmens unterstützt.
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Nach
Initialisierung und Konfiguration erstellen die Schnittstellen zur
Rahmenübertragung 34 und 36 eine
Sicherungsschichtverbindung zwischen dem von DRC bereitgestellten
System und jedem bereitgestellten PFP 32. Sobald diese
Verbindungen hergestellt wurden, werden die CDP-APIs darüber informiert,
dass die Verbindung zur Übertragung
von Meldungen verfügbar
ist. Die FT I/F 34 und 36 verwenden den Indikator
für den
Meldungstyp, der im Header der Meldung übertragen wird, um Datagramme
an die entsprechende CDP-API
zu übermitteln.
-
Das
CDP-Sicherungsschichtprotokoll ist verantwortlich für die Herstellung
einer Kommunikationsverbindung zwischen DRC und den zugeordneten
PFP-Modulen. Sobald die Sicherungsschichtverbindung hergestellt
ist, wird den CDP-APIs mitgeteilt, dass die Meldungsverarbeitung
für die
Funktionen der Anwendungsschicht zur Verfügung steht.
-
DRC
wird als Steuer- oder Masterelement betrachtet. Während der
Initialisierungsphase starten die Zeitgeber sowohl auf DRC-Seite
als auch auf PFP-Seite der Verbindung. Nach Ablauf der Zeitgeber
erstellt der Protokolltreiber entweder einen Befehl von DRC oder
ein Ereignis von PFP, um das andere Ende darüber zu informieren, dass eine
Hostsystem-Verbindung in Schicht 1 hergestellt wurde und
dass CDP daher mit seiner Einrichtungsphase beginnen kann. Werden
die Meldungen nicht erfolgreich übermittelt,
werden die Zeitgeber erneut gestartet. Dieser Prozess wird fortgesetzt,
bis die Hostsystem-Verbindung
hergestellt wurde. Das Hostsystem ist verantwortlich für die Herstellung
einer Verbindung zum Systemübertragungsmedium,
das die CDP-Kommunikation unterstützt. Sobald die ersten Meldungen
empfangen werden, ruft die DRC-Seite die Topologie-Informationen
bei PFP ab. Wenn diese von der PFP-Seite empfangen wurden, lädt die DRC-Seite die Konfigurationsinformationen
herunter. Der PFP bleibt anschließend im Konfigurationsstatus,
bis er den Befehl erhält,
in Koordination mit anderen PFPs in den Verbindungsstatus überzuwechseln.
Während
sie sich im Konfigurationsstatus befindet, läuft auf PFP-Seite ein Zeitgeber,
nach Ablauf des Zeitgebers wird die Meldung „Ereignis: Zeitgeber für Konfigurationsstatus
abgelaufen" gesendet.
Im Verbindungsstatus nimmt CDP Datagramme, Ereignisse oder Befehle
der Anwendungsschicht zur Übermittlung über die
Verbindung an. Im Verbindungsstatus erstellt die DRC-Seite zudem „Keep-Alive"-Befehle, die von
der PFP-Seite bestätigt
werden. Neben dem „Keep-Alive
ACK"-Ereignis von
der PFP-Seite sind es die Informationen über den PFP-Elementstatus,
die Angaben über
den Zustand der Routingtabelle beinhalten, die die letzte Aktualisierungs-ID
und die aktuelle Tabellen-Prüfsumme
bezeichnen können.
Die DRC-Seite kann ein Reset der PFP-Seite befehlen, in diesem Fall
stellt die PFP-CDP-Sicherungsschicht ihren Dienst ein, geht in den
Unterbrechungsstatus über
und versucht, erneut eine Verbindung herzustellen oder die DRC-Seite
belässt
PFP im Unterbrechungszustand.
-
4 stellt
die Übergänge der
CDP/PFP-Sicherungsschicht-Zustandsmaschine
dar. Die jedem Zustand zugeordneten Zeitgeber werden bei der Initialisierung
auf Standardwerte eingestellt, können
jedoch anhand von Steuerungsmeldungen zur Aktualisierung der Informationen
für die
CDP/DRC-Verbindungstopologie dynamisch geändert werden.
-
Die
Meldungen der CDP-Sicherungsschicht werden verwendet, um Verbindungen
zwischen DRC und PFP herzustellen, sie sind in 5 dargestellt.
-
CDP/DRC-Verbindungsbefehle:
- • Wer
ist anwesend? (Topologie-Abfrage)
- • Initialisierung
der Informationen zur Systemtopologie
- • Aktualisierung
der Informationen zur Systemtopologie
- • Erstellung
- • Keep-alive
- • Reset
-
CDP/PFP-Verbindungsereignisse
- • Statuserfassung
- • Antwort
auf die Topologie-Abfrage
- • Zeitgeber
(Tn) abgelaufen
- • Keep-Alive-Bestätigung (ACK)
- • Reset-Bestätigung (ACK)
-
Damit
die Rahmen-Übertragungsschnittstellen
(I/F) 34 und 36 ihre Funktion erfüllen können, erfordert die
Integration in das Hostsystem die Definition der Verfahren zur Zusammenarbeit
und zum Austausch von Konfigurations- und Adressierungsinformationen.
CDP erfordert die Fähigkeit,
Verbindungen zu allen zugeordneten Systemelementen zu erstellen
und setzt daher voraus, dass eine Tabelle mit den Adressen jedes
Elements erstellt wird, das Routerfunktionen übernimmt. Diese Informationen
müssen
vom Hostsystem zur Verfügung
gestellt werden. Das CDP-Design definiert eine spezifische Schnittstelle,
die bei der Implementierung der Meldungsverarbeitung im Hostsystem
berücksichtigt
werden muss. Es liegt in der Verantwortung des Hostsystems, seine
Seite der Schnittstelle zu implementieren.
-
Um
Verbindungen zwischen den Elementen des beweglichen Routerrahmens
herzustellen, definiert CDP 20 das erforderliche Adressmodell.
Im Rahmen der Porting-Entwicklung des Hostsystems muss die Verwaltung
und die Wartung des Hostsystems mit CDP zusammenarbeiten, um die
systeminternen Routinginformationen zu erstellen und zu pflegen.
Ein solches Routing erfordert ein gemeinsames Konzept für die Benennung
und die Adressierung der wichtigsten Router-Elemente. Zu diesem
Zweck werden Routing-Funktionen für DRC und
PFPs definiert. Zudem werden die Routeranschlüsse des Hostsystems und die
zugeordneten virtuellen Verbindungen definiert. Zum Zwecke der Portabilität wird die
SFIA-Adresse (System
Fabric Interface Address), die die Adresse des Hostsystems für das Rahmenelement
bezeichnet, als Integrationsschlüssel
verwendet. Um die CDP-Integration zu erleichtern, werden die folgenden
Zuordnungen erstellt:
-
Adressmodell;
-
- DRC(n) = SFIA
- DRC(n)-Anwendung = SFIA + Meldungstyp
- PFP(n) = SFIA
- PFP(n)-Partition = SFIA + Partitionsnummer
- PFP(n)-Anwendung = SFIA + Meldungstyp
- PHY(n) = SFIA + Kartenanschluss-Nummer
(PHY-Systemschicht
= Gehäuse
+ Gestell + Slot + Anschluss-Nr.)
- Folgeabschnitt = PHY(n) + VC
- DRC_LI (von PFP) = DRC(n) + PHY(n) + VP-Nr.
- DRC_LI (von DRC) = IP-Adresse
- DRC_LI (von C&M
zu CDP) = DRC(n) + PHY(n) + VP-Nr.
-
Die
Struktur der Meldungen zur Übertragung
von CDP-Protokoll-Datagrammen
zwischen DRC und PFPs ist im Folgenden dargestellt: Struktur
der IP-Übertragungsmeldungen
(DRC zu PFP)
Struktur
von Steuerungs- und Wartungsmeldungen (DRC zu PFP)
Struktur
von Meldungen zur Anwendung der Routingtabelle (DRC zu PFP)
Struktur
von IP-Übertragungsmeldungen
(PFP zu DRC)
Struktur
von Steuerungs- und Wartungsmeldungen (PFP zu DRC)
Struktur
von Meldungen zur Anwendung der Routingtabelle (PFP zu DRC)
-
Im
Folgenden werden die zugeordneten CDP-Meldungstypen aufgeführt:
- Meldungstyp
00H – Statusmeldung
für die
CDP-Verbindung
- Meldungstyp 01H – IP-API-Meldung
- Meldungstyp 02H – C&M-API-Meldung
- Meldungstyp 04H – R-API-Meldung
-
CDP
verwendet die Informationen aus den API-PDUs, um die SFIA des Hostsystems
für das
Empfängerrouting über die Übertragungsmedien
des Hostsystems zu ermitteln. DRC-Anwendungen müssen gegebenenfalls bestimmte
Meldungen an mehrere PFPs gleichzeitig senden. Daher werden Tabellen
berücksichtigt, die
das Sammelsenden an IP-Adressengruppen,
PFP-Gruppen und Gruppen von physischen Anschlüssen ermöglichen. Die zur Durchführung der
systeminternen Routingfunktion erforderliche Tabellenbezeichnung
ist in 6 dargestellt.
-
7 stellt
die Meldungspfade zwischen den Treibern 26 und 28 über das Übertragungsmedium 24 dar.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezielle Ausführungsvarianten
beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass vom Fachmann
zahlreiche Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, und dass solche Änderungen
und Modifikationen in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
-
1
- 30
- Prozessor
IP-Meldungsübertragung
Anwendung
der Routingtabelle
Steuerung & Wartung (C&M)
- 26
- CDP(DRC)-Treiber
- 44
- CDP/DRC-IP-API
- 42
- CDP/DRC-R-API
- 40
- CDP/DRC-C&M-API
- 34
- Rahmenübertragungs-Schnittstelle
- 22
- Optisches
Steuerungsmedium
- 24
- System-Übertragungsmedium
Spezifische
Implementierung des Zielsystems
- 28
- CPD(PFP)-Treiber
- 36
- Rahmenübertragungs-Schnittstelle
- 56
- CDP/PFP-IP-API
- 50
- Datenverkehrs-Schnittstelle
- 54
- CDP/PFP-R-API
- 52
- CDP/PFP-C&M-API
- 32
- PFP
IP-Meldungsübertragung
Anwendung
der Routingtabelle
Steuerung & Wartung
-
2
- 30
- PFP-Gruppe
x/y
- LI
- Logische
Schnittstelle
- VP
- Virtuelles
Protokoll
- PHY-GP
- Physische
Gruppe x/y
- 26
- CDP(DRC)-Treiber
- 44
- CDP/DRC-IP-API
- 34
- Rahmenübertragungs-Schnittstelle
-
4
- (1)
- Wartestatus
- T1
- Ermittlung
des Wiederholungsstatus
Empfang der Anwesenheitsabfrage, Sendebeginn
- (2)
- Antwort
auf Adressabfrage
- T2
- Abgelaufen
Empfang
Bestätigung
der Adressabfrage mit Konfiguration
- (3)
- Konfiguration
- T3
- Übermittlung
der Konfiguration, Status-Zeitgeber
abgelaufen
Empfang
Topologie-Aktualisierung
Erstellung
- (4)
- Erstellt
Empfang
der „Keep-Alive"-Meldung
Versand
der Bestätigung
mit Prüfsumme
Empfang
der Topologie-Aktualisierung
Abschalte oder Reset-Bestätigung von
PFP
- (0)
- Unterbrechung
Statusermittlung
versandt
-
3
- 24
- System-Übertragungsmedium
Für das Zielsystem
spezifische Implementierung
- 28
- CDP(PFP)-Treiber
- 36
- Rahmenübertragungs-Schnittstelle
- 50
- IP-Datenverkehrsschnittstelle
- 56
- CDP/PFP-API
- 64
- Pufferspeicher
für Daten
- 62
- QQ
= Dienstgüte
für die
Wartenschlangen-Priorität
L3-Verarbeitung
- 60
- L3/L2-PDU-Pufferspeicher
-
| Transport
media destination address (PHY(E)) + PDU | Zieladresse
des Übertragungsmediums
(PHY(E)) + PDU |
| L3/L2
PDU Header Prim. | L3/L2
PDU-Header-Grundelement |
| L3/L2
PDU | L3/L2-PDU |
| Message
Pointer | Meldungs-Pointer |
Abb.
5
Abb. 6
| IP
Message Transport | IP-Meldungsübertragung |
| Control & Maintenance Messages | Steuerungs-
und Wartungsmeldungen |
| Routing
Table App. Messages | Meldungen
zur Anwendung der Routingtabelle |
| IP
Address | IP-Adresse |
| PHY | Physisch |
| PFP | PFP |
| IP
Group | IP-Gruppe |
| GP#1-n
= IP ADDR. 1-n | Gruppe
Nr. 1-n = IP-Adresse 1-n |
| PHY
Group | Physische
Gruppe |
| PFP
Group | PFP-Gruppe |
| System
Address | Systemadresse |
Abb. 7
| PFP
Group-x/y | PFP-Gruppe
x/y |
| LI | Logische
Schnittstelle |
| VP | Virtuelles
Protokoll |
| PHY-GP | Physische
Gruppe |
| CDP
(DRC) Driver | CDP(DRC)-Treiber |
| CDP/DRC
API | CDP/DRC-API |
| Framework
Transport I/F | Rahmenübertragungs-Schnittstelle |
| Control | Steuerung |
| Opt.
Control Media | Optische
Steuerungsmedien |
| System
Transport Media | System-Übertragungsmedien |
| Target
System Specific Implementation | Für das Zielsystem
spezifische Implementierung |
| PFPx/y | PFPx/y |
| Traffic
I/F | Datenverkehrs-Schnittstelle |
| QQ | Dienstgüte für die Wartenschlangen-Priorität |
| PFP | PFP |
| L3
Processing | L3-Verarbeitung |
| FIB
Update | FIB-Aktualisierung |
| IP/DRS
Packets | IP/DRS-Pakete |
| PHY
(1) | Physisch
(1) |
| L1/L2 | L1/L2
(Schicht 1/2) |
Struktur von Meldungen zur Anwendung der Routingtabelle (DRC zu PFP)
Struktur von IP-Übertragungsmeldungen (PFP zu DRC)
Struktur von Steuerungs- und Wartungsmeldungen (PFP zu DRC)
Struktur von Meldungen zur Anwendung der Routingtabelle (PFP zu DRC)
