DE69031438T2 - Kommunikationsprotokoll für statistische Datenmultiplexer in einer Weitbereichsnetzanordnung - Google Patents

Kommunikationsprotokoll für statistische Datenmultiplexer in einer Weitbereichsnetzanordnung

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DE69031438T2
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    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854Wide area networks, e.g. public data networks
    • HELECTRICITY
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    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Computernetze und insbesondere auf ein Protokoll für Datenmultiplexer, die in einem Weitverkehrsnetz angebracht sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Netze ermöglichen es Computeranwendern, die Computerleistung ihrer Organisation durch den Informationsaustausch und die gemeinsame Nutzung von Betriebsmitteln zu nutzen. Wenn innerhalb eines Gebäudes oder einer Gebäudegruppe eine Rochgeschwindigkeits-Datenübertragung benötigt wird, sind die Computerbetriebsmittel typischerweise in Nahverkehrsnetzen (LAN) angebracht.
  • Allerdings ist in dem weitverbreiteten Standard-Ethernet- LAN die Entfernung zwischen den zwei am weitesten entfernten Knoten auf 2800 Meter beschränkt. Diese Entfernung kann auf mehrere km erweitert werden, indem unter Verwendung einer sogenannten LAN-Brücke ein sogenanntes erweitertes LAN gebildet wird. Zum Verbinden zweier LANs verwendet eine Brücke geeignete Medien wie gemietete Telephonleitungen, Lichtleitfaserkabel oder Mikrowellen- Zwischenverstärker. Brücken werden auch verwendet, um den Verkehr auf einem Abschnitt eines LAN von dem auf einem anderen Abschnitt zu isolieren, so daß Brücken auch einen weg zur Leistungssteigerung eines LAN bieten.
  • Um eine Datenübertragung über weitere Entfernungen zu erreichen, kann durch festgeschaltete Modems und gemietete Telephonleitungen ein Zugang zu fernen Standorten oder Stationen geschaffen werden. Eine Organisation, die Büros in geographisch fernen Städten unterhält, jedoch die gleiche Verbindungsflexibilität wie in einem LAN wünscht, wird ihre Computer wahrscheinlich in einem sogenannten Weitverkehrsnetz (WAN) konfigurieren. Die WANs benutzen eine Anzahl verschiedener Langstrecken- Kommunikationsmedien wie gemietete Telephonleitungen, öffentliche Datennetze und Mikrowellenfunk- oder Satellitenverbindungen.
  • Große Organisationen verfügen häufig über eine Vielfalt von LANs, erweiterten LANs und WANs. Ideal ist für eine solche Organisation eine Anordnung, bei der der Anwender alle Netzfunktionen der Organisation als eine einzige Einheit betrachten kann, unabhängig davon, ob die Netze aus LANs, erweiterten LANs oder WANs bestehen und unabhängig davon, wie diese Netze verbunden sind.
  • Offensichtlich kann ein Weitverkehrsnetz über eine große Anzahl von Vorrichtungen verfügen, deren Anzahl und Typ sich zeitlich ändern kann. Für ein richtiges Funktionieren müssen die Kommunikationen zwischen den an verschiedenen Orten befindlichen Vorrichtungen in den Nachrichten einen Hinweis auf den Ort und die Identität der Vorrichtung enthalten, für die die Nachricht bestimmt ist. Ferner muß jeder Ort feststellen können, ob er das für die Nachricht vorgesehene Ziel ist. Da sich die Zusammensetzung des Netzes ändern kann, müssen die Vorrichtungen an den verschiedenen Orten außerdem über die Orte und die Identitäten aller oder vieler der anderen Vorrichtungen auf dem Netz in Kenntnis gehalten werden.
  • Die Schaffung aller dieser "obenerwähnten Funktionen" kann eine bedeutende Bandbreiteneinbuße erzwingen, und selbstverständlich ist es wichtig, den prozentualen Anteil der Bandbreite, die der Übertragung tatsächlicher Daten gewidmet ist, gegenüber dem für die Übertragung von Systemorganisationsinformationen so hoch wie möglich zu halten. Es ist auch wünschenswert, den prozentualen Anteil der Hardwarekosten für die Schnittstellenapparatur im Verhältnis zu denen der tatsächlichen Anschlußeinheitsapparatur vorzugsweise durch Normierungen so gering wie möglich zu halten. Jedoch erfordert das Protokoll manchmal die Bereitstellung bestimmter stations- und/oder vorrichtungsspezifischer Schaltungskomplexe, so daß eine Vorrichtung bestimmte Nachrichten von Nachrichten, die für andere Vorrichtungen in dem Weitverkehrsnetz bestimmt sind, für sie unterscheiden kann.
  • In dem Networks and Communication Buyers Guide (Digital Equipment Corporation, Juli-September 1988), S. 2110-2114 und S. 2157-2158 ist ein Fern-Anschlußeinheitsserver und Multiplexer, insbesondere der Mux-Server und DECmux II offenbart. Der MUX-Server 100 gestattet den Anschluß von bis zu 16 fernen Anschlußeinheiten an ein Nahverkehrsnetz durch ein Paar Modems und eine Telephonleitung. Jeder DECmux II-Multiplexer kann bis zu acht entfernte Vorrichtungen mit einem einzigen MUX-Server 100 verbinden. Jedoch wird kein Mechanismus zum Verbinden von mehr als zwei MUX-Servern mit einem einzigen DECmux geschaffen.
  • Das US-Patent 4.628.504 an Brown offenbart ein Zeitvielfachzugriff-Steuersystem zur Bestimmung der Reihenfolge, in der eine Mehrzahl von Stationen über einen gemeinsamen Kanal kommunizieren kann.
  • Das US-Patent 4.736.371 an Tejima u. a. offenbart ein Vielfachzugriff-Kommunikationssystem, bei dem ein Kommunikationskanal von einer Mehrzahl von Stationen gemeinsam genutzt wird. Die Technik vermeidet Zeitschlitze, in denen der Kanal im Leerlauf ist.
  • Das US-Patent 4.799.215 an Suzuki offenbart ein paketgeschaltetes Kommunikationssystem einschließlich eines Protokolls zur Flußsteuerung mit einer Datensicherungsschicht und einer Vermittlungsschicht.
  • Das US-Patent 4.082.922 an Chu offenbart ein System, das die Daten von einer Anzahl von Ports auf einen gemeinsam genutzten Kommunikationskanal multiplexiert.
  • Das US-Patent 4.093.823 an Chu offenbart ein statistisches Multiplexersystem, bei dem Puffer zum vorübergehenden Speichern von Nachrichten verwendet werden, so daß keine Zeitschlitze für Leerlaufperioden zugeordnet werden.
  • Das US-Patent 4.455.649 an Esteban u. a. verwendet eine Zweiband-Codiertechnik, um einer Anzahl von Ports den Zugang zu einem gemeinsamen Kanal zu ermöglichen.
  • Das US-Patent 4.494.232 an Dambrackas u. a. offenbart einen statistischen Multiplexer, der die Zuweisung von der Bandbreite aufhebt, wenn keine Bandbreite angefordert wird.
  • Die EP-A-255767 bezieht sich auf eine selektive Sendeanordnung für Nahverkehrsnetze mit einer Mehrzahl von Stationen und zugehörigen Ports mit jeweiligen Adressen. Wenn eine Sendestation an eine Teilmenge von Empfangsstationen sendet, wird innerhalb der Teilmenge eine Einzelstation identifiziert und ein Paketvermittlungs-Controller liefert eine Maske, die alle Stationen in der Teilmenge identifiziert. Die Sendestation sendet ein Paket mit der Maske, und jeder Port decodiert das Paket und stellt dadurch fest, ob die übertragene Nachricht für seine zugehörige Station als ein Mitglied der Teilmenge bestimmt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der Erfindung wird eine Netzstation geschaffen, die zur Verbindung mit einem Netz geeignet ist, das eine Mehrzahl von Stationen in Reihe verbindet, und die weiterhin zur Verbindung mit einer Vorrichtung geeignet ist, die ihr zugeordnet ist, um von ihr Schlitzdaten zusammen mit einer Angabe der Zieladresse an einer der anderen Stationen, für die die Schlitzdaten bestimmt sind, zu empfangen, wobei die Netzstation gekennzeichnet ist durch:
  • A. eine Einrichtung zur Erzeugung einer Nachricht, die die Schlitzdaten, ein Distanzfeld, das einen vorgegebenen Anfangswert enthält, und ein Zieladressenfeld enthält, das einen Wert enthält, der die Anzahl der Stationen angibt, die die Nachricht durchlaufen muß, bevor sie eine Zieladresse erreicht;
  • B. eine Einrichtung zur Übertragung der so erzeugten Nachrichten über das Netz;
  • C. eine Einrichtung zum Empfangen von Nachrichten, die ein Distanzfeld beinhalten, über das Netz; und
  • D. eine Einrichtung zum Inkrementieren und Dekrementieren des Wertes im Distanzfeld einer empfangenen Nachricht und zum Weiterleiten der Nachricht, die das Distanz- und das Zieladressenfeld enthält, nur dann, wenn die Werte in dem Distanz- und dem Zieladressenfeld nicht gleich sind.
  • Wie hier beschrieben, enthält jede über das Weitverkehrsnetz übertragene Nachricht ein Distanzfeld, das die Ausgangsadressenstation auf einen Anfangswert, typischerweise null, setzt, und das jede nachfolgende Station inkrementiert, bevor sie die Nachricht in einem im Warteschlangenmodus verketteten Weitverkehrsnetz an die nächste Station weiterleitet Durch Untersuchen dieses Feldes kann eine empfangende Station die Station identifizieren, von der die Nachricht ausging.
  • In einer Modifikation enthalten die für eine bestimmte Zieladressenstation bestimmten Nachrichten im Gegensatz zu Nachrichten, die für alle Stationen in dem Netz bestimmt sind, zusätzlich ein Zieladressenfeld, das einen Wert enthält, der die Entfernung zwischen der Ausgangsadressenstation und der Zieladressenstation in "Sprüngen" angibt. Damit eine empfangende Station bestimmen kann, ob sie die Zieladressenstation für eine von ihr empfangene Nachricht ist, vergleicht die empfangende Station das Zieladressenfeld einfach mit dem Distanzfeld; stimmen beide überein, ist die empfangende Station diejenige Station, für die die Nachricht bestimmt war. Stimmen beide nicht überein, inkrementiert die empfangende Station einfach das Distanzfeld und schickt die Nachricht an die nächste Station in dem im Warteschlangenmodus verketteten Netz.
  • Die Adressierung ist damit relativ; das zum Kennzeichnen einer gegebenen Station verwendete Zieladressenfeld unterscheidet sich in Übereinstimmung mit der Station, von der die Nachricht ausgeht, und das zum Kennzeichnen einer gegebenen Ausgangsadressenstation verwendete Distanzfeld unterscheidet sich in Übereinstimmung mit der Station, die die Nachricht empfängt. Dieses indirekte Adressierungsschema hat zur Folge, daß die zur Realisierung dieses Aspekts des Protokolls verwendete Hardware von Station zu Station identisch sein kann; es ist in der Hardware der Station kein festverdrahteter eindeutiger Code zum Identifizieren der Station notwendig.
  • In einer im folgenden im Detail beschriebenen bevorzugten Ausführungsform kann eine für eine gegebene Station bestimmte Nachricht eine Mehrzahl von "Schlitzen" von Daten enthalten, von denen jeder zu einer unterschiedlichen Vorrichtung der Zieladressenstation gehört. Anstatt die Vorrichtung, für die der Schlitz-Inhalt bestimmt ist, durch Einfügen eines Vorrichtungsidentifizierungscodes in jeden Schlitz zu kennzeichnen, enthält die Nachricht einfach eine Schlitz-Bitmaske, die für jede mögliche Vorrichtung an der Zieladressenstation ein Bit enthält. Jedes Bit zeigt an, ob die Nachricht einen Schlitz für die entsprechende Vorrichtung enthält. Enthält z. B. eine einzelne Station die Vorrichtungen A, B, C und D, und zeigen das zweite und das vierte Bit im Unterschied zu den beiden anderen Bits der Schlitzmaske das Vorhandensein von Schlitzen an, "weiß" die Station, die die Nachricht empfängt, daß der erste der beiden Schlitze in der Nachricht für die Vorrichtung B und der zweite für die Vorrichtung D bestimmt ist. Dieser einfache Mechanismus beseitigt nicht nur die Notwendigkeit von bandbreitenverbrauchenden Mehrbit-Vorrichtungsidentifizierern, sondern beseitigt auch die Notwendigkeit eines leeren Platzhalter-Schlitzes für jede Vorrichtung, für die die Nachricht keine Daten enthält.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die obigen und weitere Vorteile der Erfindung können besser mit Bezug auf die folgende Beschreibung einer typischen Ausführungsform verstanden werden, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu lesen ist, worin:
  • Fig. 1 ein Blockschaltplan eines Weitverkehrsnetzes (WAN) ist, das mit einem Datenaustauschprotokoll gemäß der Erfindung betrieben wird;
  • Fig. 2 ein Diagramm ist, das die verschiedenen Schichten des Protokolls zeigt;
  • Fig. 3A bis 3C verschiedene Nachrichtenformate gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind;
  • Fig. 4 ein Blockschaltplan einer WAN-Station ist, die gemäß dem Protokoll betrieben wird; und
  • Fig. 5A und 5B Ablaufpläne der Operation der WAN-Station beim Empfang einer Schaltungsverbindungsnachricht und einer Schaltungstrennungsnachricht sind.
  • GENAUE BESCHREIBUNG EINER ERLÄUTERNDEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die folgende genaue Beschreibung der Erfindung beginnt mit einer Diskussion der Topologie eines Weitverkehrsnetzes (WAN) und fährt dann mit einer Diskussion der Protokollschichten und Nachrichtenformate fort. Danach wird die Schaltungsschicht einer typischen, gemäß dem Protokoll betriebenen WAN-Station beschrieben. In der Diskussion bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile der Zeichnung, wobei die Bezugszeichen allein die Teile allgemein bezeichnen und Bezugszeichen, denen ein Buchstabe folgt, spezifische Beispiele des allgemein allein durch das Bezugszeichen bestimmten Teils bezeichnen.
  • Um die Anordnung eines durch das Protokoll betriebenen WAN zu verstehen, wird nun im besonderen auf Fig. 1 Bezug genommen. Das WAN 10 verbindet Vorrichtungen, die an einer Anzahl von geographisch fernen Stationen 12a, 12b, 12c,... und 12f (auf die gemeinsam als die Stationen 12 Bezug genommen wird) angeordnet sind. Das WAN 10 ist ein im Warteschlangenmodus verkettetes Duplexnetz, in dem die Verbindung zwischen den Stationen 12 durch die Verwendung von Duplexmodems 14 und synchronen Datenverbindungen 15 erreicht wird. Somit verfügt eine typische Station 12b über ein Paar Modems - ein mit einer Nachbarstation 12c verbundenes oberes Modem 14b und ein mit einer anderen Nachbarstation 12a verbundenes unteres Modem 14a. Die Station 12b kommuniziert mit der Station 12a über die Datenverbindung 15a und mit der Station 12b über die Datenverbindung 15b. Die Stationen am Ende der Kette wie die Stationen 12a und 12f verwenden nur ein Modem 14, da sie nur mit einer Nachbarstation zu kommunizieren brauchen.
  • Obgleich auf die Stationen 12a und 12b als "Nachbarn" Bezug genommen wurde, können diese tatsächlich Tausende von Meilen entfernt sein - und die Station 12d kann sich tatsächlich physisch näher an der Station 12a befinden als die Station 12b. Das WAN-Protokoll ist an Datenverbindungen 15 unterschiedlicher Geschwindigkeiten angepaßt. Wie noch gezeigt wird, wird die Anzahl der Datenverbindungen 15 in der Warteschlangenmodus-Verkettung - und damit die Anzahl der Stationen 12 in dem WAN 10 - nur durch die Länge des Adressenfeldes in bestimmten Steuernachrichten eingeschränkt.
  • Die Datenverbindungen 15 verwenden irgendein zur Datenübertragung über weite Strecken geeignetes Medium wie z. B. gemietete Telephonleitungen. Zur Koordination der Übertragungen über die Datenverbindungen 15 wird ein geeignetes synchrones Datenverbindungsprotokoll wie das codeunabhängige (bitorientierte) Steuerverfahren (HDCL) verwendet.
  • Die Datenbündelungsanlage an jeder Station 12 verbindet eine Anzahl von Anwendervorrichtungen 19 durch eine gleiche Anzahl von Ports 18 mit dem WAN 10. Zum Beispiel kombiniert in der Station 12b eine Datenbündelungsvorrichtung wie ein statistischer Multiplexer (Stat-Mux) 17b die von den Vorrichtungen 19a, 19b,... und 19c ausgehenden Daten und koppelt diese an die Datenverbindungen 15. Der Stat-Mux 17b erkennt auch Daten auf beiden Datenverbindungen 15, die für eine der in der Station 12b befindlichen Vorrichtungen 19 vorgesehen sind und leitet sie an die richtige Vorrichtung 19. Typische Vorrichtungen 19 sind ein Personal Computer 19a, ein Datenendgerät 19b und ein Drucker 19c. Auch andere Typen von Vorrichtungen 19 wie etwa Hostcomputer können versorgt werden. Typischerweise sind die Vorrichtungen 19 asynchrone Kommunikationsvorrichtungen.
  • Der typische Stat-Mux 17b multiplexiert die Daten gemäß einem Anforderungs-Multiplexierungsschema, das den Datenstrom von den Vorrichtungen 19 in kleine Gruppen von Bytes, sogenannte Schlitze, zerlegt. Die Größe der jeder Vorrichtung 19 zugeordneten Schlitze wird in Übereinstimmung mit bekannten Techniken gemäß den Anforderungen der verschiedenen Vorrichtungen 19 bestimmt. Ein Stat-Mux tastet periodisch jeden seiner Ports ab und bildet an jedem Port aus den verfügbaren Daten einen separaten Schlitz. Eine Gruppe von für die gleiche Station bestimmten Schlitzen wird dann zu einer Nachricht zusammengestellt, und die Nachricht wird zum Senden an das WAN 10 in eine Warteschlange eingereiht. Ist ein Port zu einer besonderen Zeit nicht beschäftigt, wird diesem Port in der Nachricht kein Schlitz zugeordnet, so daß das WAN 10 nie Zeit mit dem Warten auf leerlaufende Vorrichtungen verschwendet. Das mit dem WAN 10 verwendete Protokoll respektiert und bewahrt dieses Anforderungs-Multiplexierungsschema.
  • Andere Stationen wie etwa die Station 129 verwenden einen Multiplexierungsserver (Mux-Server) 16a, der anstelle eines Stat-Mux 17 und anderer Typen von Datenendgeräten 19 einen Stat-Mux 17 und einen Datenendgeräteserver 19d zum Anschluß von zugehörigen Ports 189 an das LAN 20 durch einen Transceiver 22 enthält. Der Mux-Server 16a erscheint dem LAN 20 gegenüber als ein Datenendgeräte- Serverknoten, während er dem WAN 10 gegenüber als eine Einzelstation 12 mit mehreren Ports 18 erscheint.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthalten die Protokollschichten für das WAN 10 zumindest eine Bitübertragungsschicht 31, eine Datensicherungsschicht 32, eine Schaltungsschicht 33 und eine Schlitz-Schicht 34. Die unterste oder Bitübertragungsschicht 31 ist die physikalische Verbindung zwischen einer ersten Vorrichtung A und einer zweiten Vorrichtung B. In Übereinstimmung mit dem vom Internationalen Normenausschuß (ISO) vorgeschlagenen Modell des Offenen Kommunikationssystems (OSI) betrifft die Bitübertragungsschicht die Übertragung unstrukturierter Bitströme über die physikalischen Medien einschließlich der mechanischen und elektrischen Spezifikationen des Zugangs zu den Medien. Der Typ der Bitübertragungsschicht ist für die Operation dieser Erfindung nicht entscheidend.
  • Die Datensicherungsschicht 32 schafft wie im OSI-Modell eine logische Verbindung 30 zwischen den Vorrichtungen A und B auf unterer Ebene. Die Datensicherungsschicht 32 sendet Datenblöcke, sogenannte Rahmen 42, mit der notwendigen Fehlererkennung, Flußsteuerung und Synchronisation, um eine zuverlässige Übertragung der Informationen über die Verbindung zu erreichen. Der verwendete Typ der Datensicherungsschicht ist wiederum nicht entscheidend für die Operation der Erfindung. Ein geeignetes Protokoll ist das weitverbreitete codeunabhängige Steuerungsverfahren (HDLC).
  • Die Schaltungsschicht 33 und die Schlitz-Schicht 34 führen im OSI-Modell zusammen die Funktionen der Vermittlungsschicht aus, die etwa in der Digitalnetzarchitektur (DNA) der Digital Equipment Corporation (DEC) auch als eine Leitschicht bekannt ist. Die Vermittlungsschicht befaßt sich damit, die Unabhängigkeit von den im Netz verwendeten Datenübertragungen und Schalttechnologien zu sichern; während sie Daten über das Netz leitet, stellt sie Verbindungen her und unterhält diese. Über der Vermittlungsschicht können zusätzliche Schichten wie etwa im OSI-Modell die Transportschicht, die Kommunikationssteuerungsschicht, die Darstellungsschicht und Anwendungsschichten oder bei DNA die Transportschicht, die Kommunikationssteuerung, die Netzanwendung und Anwenderschichten vorgesehen sein.
  • Gemäß der Erfindung enthält die Vermittlungsschicht zwei unabhängige Schichten. Die Schaltungsschicht 33 befaßt sich mit der Verbindung und der Datenleitung zwischen den Stationen 12. Zusätzlich befaßt sich die Schicht 34 mit der Verbindung und der Datenleitung zwischen den Forts 18 und/oder den Kanälen 22. Wie gleich klar wird, sind die Operationen der Schlitz-Schicht 34 sowohl vor der Datensicherungsschicht 32 als auch vor der Schaltungsschicht 33 verborgen. Ebenso sind die Operationen der Schaltungsschicht 33 vor der Datensicherungsschicht 32 und der Schlitz-Schicht 34 verborgen.
  • Die elementare in der Schaltungsschicht 33 übergebene Dateneinheit ist eine Nachricht 43. Die elementare Dateneinheit in der Schlitz-Schicht ist ein Schlitz 44. Wie zuvor erwähntworden ist, ist eine Nachricht 43 aus einer Reihe von Schlitzen aufgebaut, die an Vorrichtungen in der gleichen Zieladressenstation zu senden sind, wobei die Anzahl der Schlitze in irgendeiner gegebenen Nachricht von der Anzahl der Ports in der Zieladressenstation, für die Ports in der Ausgangsadressenstation Daten besitzen, abhängt.
  • Vor einer Diskussion verschiedener Typen erlaubter Nachrichten- und Schlitz-Formate ist eine allgemeine Diskussion der Operation der Schaltungsschicht 33 und der Schlitz-Schicht 34 hilfreich. Unter kurzzeitiger Rückkehr zu Fig. 1 ist zu berücksichtigen, daß die Stationen 12 das von den Verbindungen 15 unter Verwendung der Sendungsvermittlung in der Schaltungsschicht 33 gebildete im Warteschlangenmodus verkettete Netz gemeinsam benutzen. Insbesondere wird zum Leiten der Nachrichten ein virtuelles Schaltungsschema verwendet, und zwischen jeder Station 12 und jeder anderen Station 12 wird ein einzigartiges virtuelles Schaltungsschema geschaffen. Wie ausführlicher in Verbindung mit den Fig. 5A und 5B diskutiert wird, wird auch eine Einrichtung zum automatischen Verbinden und Trennen virtueller Schaltungen beim Herstellen einer Verbindung 15 geboten.
  • Die Methodologie der virtuellen Schaltungen wird dadurch geschaffen, daß jede für eine spezifische Station vorgesehene Nachricht eine Quell- und eine Zieladresse enthält und daß sichergestellt wird, daß Nachrichten immer der Reihe nach gesendet - und damit empfangen - werden. Da jede Nachricht bei einer individuellen Station 12b von einer der Verbindungen, z. B. der Verbindung 15a, empfangen wird, wird die Nachricht in einer unten erläuterten Weise geprüft, um festzustellen, ob diese empfangende Station das Endziel der Nachricht ist. Ist das der Fall, wird die Nachricht in Schlitze zerlegt, und die Schlitze werden an die richtigen Ports 18 gelenkt. Ist das nicht der Fall, wird die Nachricht über die andere zu der Station 12b gehörige Datenverbindung 15b zurück an das WAN 10 geleitet. So erreicht schließlich jede Nachricht ihr Ziel, obgleich es sein kann, daß sie verschiedene Stationen durchlaufen muß (d. h. mehrere "Sprünge" erforderlich sein können).
  • Die Quell- und Zieladressen sind relativ, was die Handhabung des WAN-Nachrichtenverkehrs stark vereinfacht. Das relative Adressierungsschema unterteilt die irgendeiner Station zugehörigen virtuellen Schaltungen - und damit die Stationen an den anderen Enden jener Schaltungen - in Übereinstimmung mit den Datenverbindungen, zu denen sie gehören, in zwei Gruppen. So gehört z. B. eine der Gruppen virtueller Schaltungen, die zu der Station 12b gehört, zu der Datenverbindung 15a, während die andere zu der Datenverbindung 15b gehört.
  • Eine Nachricht mit einer Zieladresse "0" ist nicht durch das WAN 10, sondern zu anderen Vorrichtungen 19 an derselben Station 12b zu leiten. Die Adresse "1" zeigt auf die Station nach dem nächsten Sprung, die Adresse "2" auf diejenige danach usw. Somit zeigt die durch eine Station 12 einer individuellen virtuellen Schaltung zugeordnete Zahl die Entfernung zu der entsprechenden Station am anderen Ende der virtuellen Schaltung in Sprüngen an. Zum Beispiel werden den virtuellen Schaltungen durch die Station 12b Adressen in der Weise zugeordnet, daß die zu der Verbindung 15b gehörige virtuelle Schaltungsadresse "2" die Schaltung ist, die zur Übergabe von Daten an die Station 12g verwendet wird, und die zu der Datenverbindung 15a gehörige virtuelle Schaltungsadresse "1" ist die Schaltung zur Station 12a.
  • Zusätzlich zur relativen Zieladresse enthält jede Nachricht eine relative Quelladresse in Form einer Distanzanzeige, die eine empfangende Station in Verbindung mit der relativen Zieladresse nutzt, um zu bestimmen, ob jene empfangende Station das Ziel ist. Genauer wird, während die Nachricht in dem WAN 10 umläuft, deren Distanzanzeige durch jede Station, die die Nachricht weiterleitet inkrementiert. Auf diese Weise zeigt die Distanzanzeige an, wieviel Sprünge die Quelle entfernt ist, und sie stimmt mit der Zieladresse überein, wenn die Nachricht ihr beabsichtigtes Ziel erreicht hat. Dieser Mechanismus vereinfacht die Hardware der Station; so besteht z. B. keine Notwendigkeit, den Verbindungsmechanismus in jeder Station mit einem eindeutigen Adressenregister auszustatten, so daß jede Station genau den gleichen Verbindungsmechanismus nutzen kann.
  • Jede Nachricht enthält Daten von einem oder mehreren Ports, die zu nur einer Station gehören, und jene Daten müssen für einen oder mehrere Ports bestimmt sein, die zu nur einer anderen Station gehören. Außerdem werden die Nachrichten immer in der Reihenfolge bearbeitet, in der sie empfangen werden. Im Ergebnis werden keine Nachrichtenebenen-Laufzahlen verwendet oder benötigt.
  • Zur genaueren Betrachtung des Protokolls sind in den Fig. 3A bis 3C drei typische Nachrichten gezeigt. Jede Nachricht enthält eine Anzahl von Feldern, wobei die Anzahl der Bits in einem Feld von dessen Funktion abhängt.
  • Der erste Abschnitt jeder Nachricht enthält ein Typenfeld 53. Das Typenfeld 53 identifiziert die Art der Nachricht und damit das Format der folgenden Felder. Alle Nachrichten enthalten auch ein Distanzfeld 54, das jede Station beim Empfang einer Nachricht inkrementiert. Das Distanzfeld 54 hat verschiedene Funktionen: Es soll anzeigen, ob eine Nachricht das gewünschte Ziel erreicht hat, es soll beim Einreihen der Nachrichten in die Warteschlange der an andere Stationen 12 zu übergebenden Nachrichten hel fen, und es soll die Quelle der Nachricht identifizieren.
  • Jedes Typenfeld 53 enthält wenigstens zwei Bits, ein Bit (in den Beispielen der Fig. 3A-3C das höchstwertige Bit), das anzeigt, ob es sich bei der Nachricht um eine Rundschreibennachricht, d. h. eine für alle Stationen bestimmte Nachricht, oder um eine schaltungsspezifische Nachricht, d. h. eine für eine spezifische Station bestimmte Nachricht, handelt.
  • Handelt es sich bei der Nachricht um eine Rundschreibennachricht, ist das zweite Bit des Typenfeldes eine "Steuer- oder Daten"-Anzeige, deren Bedeutung unten erläutert wird. Bei einer schaltungsspezifischen Nachricht ist das zweite Typenfeldbit eine "Schaltungsschlitz-Bitmaske", die anzeigt, ob die Nachricht zusätzlich zu den üblichen "Kanalschlitzen", die Informationen für die individuellen Vorrichtungen an der Station enthalten, einen "Schaltungsschlitz" enthält, der Informationen für die Zieladressenstation selbst enthält.
  • Eine der Verwendungen einer Rundschreibennachricht 50 besteht darin, einen Mechanismus zu schaffen, mit dem eine Station 12 allen anderen Stationen 12 auf dem WAN 10 ihre Verfügbarkeit erklärt. Rundschreibennachrichten können auch zur Verteilung anderer Informationen wie Netzkonfigurationsdaten und Dienstinformationen verwendet werden. Um sicherzustellen, daß jede Station 12 in dem WAN 10 die Rundschreibennachricht 50 empfängt, muß die Station 12, von der eine Rundschreibennachricht 50 ausgeht, diese an beide Verbindungen 15 senden, mit denen die Station 12 verbunden ist.
  • In Fig. 3A ist eine Rundschreibennachricht 51 vom Steuertyp dargestellt. Die Nachricht 51 enthält ein Befehlsantwortfeld und ein Rundschreibenparameterfeld 55 bzw. 56. Eine Rundschreibensteuernachricht 51 ist immer entweder ein Befehl oder eine Antwort; in Übereinstimmung mit dem Protokoll kann eine Station, die von einer Ausgangsadressenstation eine Rundschreibensteuernachricht vom Befehlstyp empfängt, an jene Station eine Rundschreibensteuernachricht vom Antworttyp zurücksenden. Das Befehlsantwortfeld 55 zeigt an, ob eine individuelle Nachricht ein Befehl oder eine Antwort ist.
  • Die Bedeutungen des Inhalts des Rundschreibenparameterfeldes 56 sind durch das Protokoll vorbestimmt. Ein Bit des Rundschreibenparameters 56 wird verwendet, um anzuzeigen, ob die Rundschreibensteuernachricht 51 ein Schaltungsverbindungsbefehl oder ein Schaltungstrennungsbefehl ist, und andere Bits zeigen z. B. die Anzahl der an der Station 12 verfügbaren Ports 18, von denen ein Schaltungsverbindungsbefehl ausgeht an. Bei einem Trennungsbefehl zeigen die anderen Parameterbits den Grund für den Trennungsbefehl an. Weitere Details des Schaltungsverbindungsprozesses und des Schaltungstrennungsprozesses werden in Verbindung mit den Fig. 5A und 5B beschrieben.
  • Fig. 3B stellt das Format einer Rundschreiben-Datennachricht 52 dar. Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Typenfeldern und Distanzfeldern 53 und 54 enthält eine Rundschreiben-Datennachricht 52 ein Zählfeld 57 und ein Rundschreiben-Datenfeld 58. Das Zählfeld 57 zeigt die Länge des Rundschreiben-Datenfeldes 58 (z. B. in Bytes) an; die Gesamtlänge einer Rundschreiben-Datennachricht 52 ist variabel. Rundschreiben-Datennachrichten 52 schaffen einen Mechanismus zur Verteilung im gesamten WAN von Zustands- und Konfigurationsinformationen an alle Stationen 12. So wie das Parameterfeld 56 enthält auch das Rundschreiben-Datenfeld Informationen für alle Stationen, aber die Bedeutungen seines Inhalts werden durch den Anwender zugeordnet und sind nicht durch das Protokoll vorbestimmt.
  • Fig. 3C zeigt das Format einer schaltungsspezifischen Nachricht 62. Sie enthält ein Typenfeld 53, ein Distanzfeld 54 und ein Zieladressenfeld 63. Das Distanzfeld 54 und das Zieladressenfeld 63 sind die Einrichtungen, die sichern, daß Nachrichten in Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen relativen Adressierungsmechanismus nur an die gewünschten Ziele geleitet werden.
  • Die Nachricht 62 enthält auch Daten der Schaltungsschicht, die für die im Feld 63 bestimmte Zieladressenstation bestimmt sind. Wie zuvor erwähnt worden ist, kann jede Schaltungsdatennachricht 62 Daten enthalten, die für einen oder mehrere Ports bestimmt sind. Somit kann jede Schaltungsdatennachricht 62 eine Mehrzahl portspezifischer Schlitz-Nachrichten 70 enthalten. Dies wird durch Einbeziehen eines Schlitzmaskenfeldes 68, einer Mehrzahl von Schlitz-Anfangsblockfeldern und einer entsprechenden Mehrzahl von Schlitzdatenfeldern erreicht, von denen jedes einem Fort in der Zieladressenstation entspricht. Eine typische Schlitz-Nachricht 70b enthält deshalb ein Schlitz-Anfangsblockfeld 72b und ein Schlitzdatenfeld 73b. Die Anzahl der Bits in der Schlitzmaske 68 stimmt mit der Maximalzahl der in jeder Schaltungsdatennachricht 62 erlaubten Kanalschlitz-Nachrichten 70 überein. Diese Maximalzahl stimmt vorzugsweise mit der Maximalzahl der Ports 18, die maximal an eine individuelle Station 12 angeschlossen werden dürfen, überein. Ist somit die Schlitzmaske 68 ein Byte lang, kann jede Station 12 bis zu acht Ports 18 unterstützen. Ist ein Bit in der Schlitzmaske 68 gesetzt, zeigt das der empfangenden Station an, daß die individuelle Schaltungsdatennachricht 62 eine Schlitz-Nachricht 70 für den entsprechenden Fort 18 hat.
  • Der Gebrauch der Schlitzmaske 68 ermöglicht, daß jede Schaltungsdatennachricht 62 falls erforderlich eine Schlitz-Nachricht 70 für jeden Port enthält, während weiterhin die Länge jeder Schlitz-Nachricht von Nachricht zu Nachricht variieren kann, ohne daß Raum für Schlitze bereitgestellt werden müßte, wenn diese nicht besetzt sind. Dies minimiert den Organisationsaufwand und beseitigt die Notwendigkeit, daß die Schaltungsschicht 33 die Details der von den Schlitz-Schicht 34 verwendeten Nachrichtenformate kennen müßte. Die Schlitzmasken-Anordnung minimiert auch den Organisationsaufwand, indem sie die Notwendigkeit beseitigt, in die Nachricht für jeden Port, für den Schlitzdaten bestimmt sind, einen Identifizierungscode einzufügen; um die Zieladressenports, für die die Nachricht Daten enthält, zu identifizieren, verwendet die Schlitzmaske für jeden möglichen Stationsport nur ein einziges Bit.
  • Die Schlitz-Anfangsblöcke haben eine feste Länge und sind nach der Schlitzmaske 68 in aufsteigender Nummemfolge angebracht. Wegen einer hier nicht relevanten möglichen Erweiterung des Protokolls sind die Schlitzdatenfelder beginnend auf der rechten Seite der Schaltungsdatennachricht 62 in umgekehrter Zahlenfolge angebracht. Um die Schlitzdaten für den ersten Schlitz in der Nachricht, die "Schlitzdaten 1", zu ermitteln, wird die aus dem entsprechenden "Schlitz-Anfangsblock 1" gelesene Feldlänge genommen, und die Schlitzdaten für andere Schlitze werden ähnlich ermittelt.
  • Es gibt zwei Typen von Schlitz-Anfangsblöcken: Schaltungsschlitz-Anfangsblöcke wie den Anfangsblock 72b und Kanalschlitz-Anfangsblöcke wie den Schlitz 72a. Ein Schaltungsschlitz-Anfangsblock enthält eine Zwischen/Endanzeige 74 und ein Schlitzdatenzählfeld 76, während ein Kanalschlitz-Anfangsblock ein Schlitzdaten typfeld 75 und ein Schlitzdatenzählfeld 76 enthält.
  • Die Zwischen/Endanzeige 74 zeigt der empfangenden Station 12 an, ob der derzeitige Schlitz die letzten Daten in dem Datenstrom für seine Zielvorrichtung enthält; d. h., ein Wert "0" der Zwischen/Endanzeige zeigt an, daß der Schlitz der erste Abschnitt oder ein Zwischenabschnitt in einem Datenstrom ist, während ein Wert "1" der Zwischen/Endanzeige 74 anzeigt, daß der Schlitz der letzte ist. Der Schlitzdatenzähler 76 schafft eine Möglichkeit, die Länge jeder Schlitz-Nachricht 70 mitzuteilen.
  • Das Schlitzdatentypfeld 75 bietet einen Mechanismus, Protokollinformationen wie das Transportschichtprotokoll und das Kommunikationssteuerungsschicht-Protokoll von einer hohen Schicht an untere Schichten zu übergeben. Genauer weist der Schlitzdatentyp 75 "00" auf Anwenderdaten hin. Der Schlitzdatentyp 75 "01" weist auf Außerband- Steuerdaten hin, die mit den Anwenderdaten synchronisiert werden müssen. Der Schlitzdatentyp 75 "10" weist auf Unterbrechungsdaten hin, die zur Sitzungsverbindung verwendet werden. Der Schlitzdatentyp 75 "11" weist auf Managementfunktionen wie Datenkomprimierung hin. Ein Beispiel für ein solches Protokoll ist das in dem US- Patent Nr. 4.823.122 an Grey vom 18. April 1989 beschriebene Nahverkehrsnetz-Transportprotokoll (LAT-Protokoll) der Digital Equipment Corporation, das hier durch Literaturhinweis eingefügt ist. Der Typ "00" entspricht dem data_a-Strom von LAT, der Typ "01" entspricht dem data_b- Strom von LAT und der Typ "10" entspricht den Anforderungsdaten von LAT.
  • Fig. 4 ist ein genauer Blockschaltplan der Vorrichtung 32 in jeder Station 12, die die Schaltungsschichten und die Schlitzschichten des Protokolls realisiert. Die gezeigte Vorrichtung ist für den Stat-Mux 17b vorgesehen, der ein Teil der Station 12b ist; eine ähnliche Vorrichtung befindet sich an allen anderen Stat-Mux 17 (Fig. 1).
  • Wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält die Station 12b eine synchrone Schnittstelle 80. Die synchrone Schnittstelle 80 ist an ein Modempaar gekoppelt, wobei das untere Modem 14a die Station 12b mit der Datenverbindung 15a verbindet und das obere Modem 14b die Station 12b mit der Datenverbindung 15b verbindet. Bei den Modems 14 handelt es sich um Vollduplexmodems, so daß ein typisches Modem 14a ankommende Daten (d. h. bei der Station 12 empfangene Daten) von der Datenverbindung isa zu einem Modemausgangsbus 91a übergibt und ausgehende Daten (d. h. Ausgangsdaten der Station 12) von einem Modemeingangsbus 98a an die Datenverbindung 15a übergibt. Ähnlich überreicht das obere Modem 14b von der Verbindung 15b ankommende Daten an den Modemausgangsbus 91b und übergibt ausgehende Daten von dem Modemeingangsbus 98b an die Verbindung 15b. Die Modems 14 führen die Funktionen der Datenverbindungsschicht 32 aus und erledigen so die Formatierung der ausgehenden Nachrichten in Rahmen und das Entfernen der Rahmeninformation von ankommenden Rahmen, um die ankommenden Nachrichten zu liefern.
  • Die synchrone Schnittstelle 80 enthält ein Paar Eingangswarteschlangen 82a und 82b, ein Paar Weiterleitungs- Warteschlangen 83a und 83b, ein Paar Eingangsnachrichten- Demultiplexer 84a und 84b, einen Nachrichtendisassembler und -router 85, einen Nachrichtenassembler und -router 86, eine Konfigurations- und Steuerschaltung 87 und eine Mehrzahl von Schlitz-Warteschlangen 89.
  • Die Eingangswarteschlange 82a empfängt von dem Modemausgangsbus 91a ankommende Daten und gibt sie an eine Eingangswarteschlange 92a weiter. Die Eingangswarteschlange 82a ist ein FIFO-Stapelspeicher und arbeitet als ein Eingangspuffer für ankommende Nachrichten.
  • Am Eingangswarteschlangenbus 92a ankommende Nachrichten werden dann durch den Eingangsnachrichten-Demux 84a behandelt. Der Eingangsnachrichten-Demux 84a ermittelt, welche von der Datenverbindung isa ankommenden Nachrichten für die Station 12b bestimmt sind. Wie zuvor erwähnt worden ist, geschieht dies durch einen Vergleich des Distanzfeldes 54 mit dem Zieladressenfeld 63 in den Schaltungsnachrichten 62 (Fig. 3C). Irgendeine Schaltungsnachricht 60, bei der auf diese Weise ermittelt wurde, daß sie ihr Ziel erreicht hat, wird zur weiteren Bearbeitung an einen Bus für lokale Schaltungsnachrichten 93a übergeben. Nachrichten, die nicht für diese Station 12b bestimmt sind, werden an den Bus 94b für weiterzuleitende Schaltungsnachrichten übergeben, so daß sie an die nächste Station 12 in der Kette übergeben werden. Der Eingangsnachrichten-Demux 84a leitet auch alle Rundschreibennachrichten 50 an die Station 12, indem er diese automatisch auf dem Bus für lokale Schaltungsnachrichten 93a anordnet und sie auch an die nächste Station 12 weiterleitet, indem er sie auch auf dem Bus der weiterzuleitenden Schaltungsnachrichten 94b anordnet.
  • Ähnlich leiten die Eingangswarteschlange 82b und der Eingangsnachrichten-Demux 84b von der Datenverbindung 15b ankommende Schaltungsnachrichten 60 und ankommende Rundschreibennachrichten 50 auf einen Bus 93b für lokale Schaltungsnachrichten und einen Bus 94a für weiterzuleitende Schaltungsnachrichten.
  • Der Nachrichtendisassembler und -router 85 steuert somit Nachrichten, die von jedem der Busse 93 für lokale Schaltungsnachrichten empfangen werden. Die Schaltungsdatennachrichten 62 werden wie zuvor in Verbindung mit Fig. 3C beschrieben in Schlitz-Nachrichten 70 getrennt. Die Schlitz-Nachrichten 70 werden dann über einen Schlitz- Ausgangsbus 95 an ihre entsprechenden, durch die Schlitzmaske 68 bestimmten Ports 18 gesendet. Jeder an der Station 12b vorhandene Port 18 hat eine bidirektionale Schlitz-Warteschlange 89.
  • Wie oben erwähnt worden ist, ist das zweite Bit des Typenfeldes 53 in einer schaltungsspezifischen Nachricht eine Schaltungsschlitzmaske. Ist dieses Bit eine "1", enthält die Nachricht einen Schlitz, dessen Inhalt nicht für eine der Vorrichtungen 19, sondern für die Steuerschaltungen der Station selbst bestimmt ist. Solche Schlitze werden an die Steuerschaltung 87 geleitet, die die Zustandsinformation für jede virtuelle Schaltung unterhält. Rundschreibennachrichten 50 werden auch an die Steuerschaltung 87 übergeben, die Befehle an den Nachrichtendisassembler und -router 85 oder an den Nachrichtenassembler und -router 86 weiterleitet. Die Steuerschaltung 87 empfängt auch Verbindungszustandsinformationen von den Zustandsleitungen 90a und 90b an den Ausgängen der Modems 14a bzw. 14b. Auf diese Weise kann die Steuerschaltung 87 beim Herstellen einer Verbindung automatisch einen Schaltungsverbindungsbefehl auslösen und automatisch Trennungsbefehle auslösen, wenn die Verbindung getrennt wird.
  • Von der Station 12 ausgehende Nachrichten werden wie folgt zusammengestellt und behandelt. Der Nachrichtenassembler und -router 86 tastet periodisch die Schlitz- Warteschlangen 89 an jedem Port 18 ab und baut Schaltungsdatennachrichten 62 in dem Format von Fig. 3C auf. Irgendeine gegebene Abtastung der Schlitz-Warteschlangen 89 kann das Zusammensetzen verschiedener Nachrichten erfordern, wobei die Anzahl der Nachrichten von der Anzahl der verschiedenen Zieladressenstationen, für die diese bestimmt sind, sowie von den in den verschiedenen virtuellen Schaltungen zugelassenen Nachrichtengrößen abhängt. Die Informationen von den Schlitz-Warteschlangen bestimmen den Port 18, an den die Informationen zu senden sind, und der Nachrichtenassembler und -router 86 findet anhand der von der Steuerschaltung 87 an ihn übergebenen Informationen die der Station des Zielports zugeordnete Zieladresse und bringt diese Adresse in dem Zieladressenfeld 63 der Schaltungsdatennachricht 62 an. Der Nachrichtenassembler und -router 86 kann auch von der Steuerschaltung 87 ausgehende Rundschreibennachrichten 50 oder Schaltungs steuernachrichten 61 empfangen.
  • Nachrichten, die nur zwischen zwei an der gleichen Station 12b befindlichen Ports 18 übergeben werden sollen und die damit nicht über das WAN 10 zu gehen brauchen, werden auf einem schaltungsinternen Bus 90 an den Nachrichtendisassembler und -router 85 gesendet.
  • Die von dem Nachrichtenassembler und -router 86 erzeugten und für eine ferne Vorrichtung 19 bestimmten Nachrichten werden, je nachdem, ob auf die Zieladressenstation über die obere Datenverbindung 15b oder die untere Datenverbindung isa zugegriffen werden soll, in einem der Busse zur Weiterleitung neuer Nachrichten 97a oder 97b angebracht. Die Steuerschaltung 87 lädt diese Informationen als Teil des Schaltungsherstellungsverfahrens auf den Nachrichtenassembler und -router 86 herunter.
  • Eine typische Weiterleitungswarteschlange 83a enthält eine Anzahl ausgehender Nachrichtenwarteschlangen 88, von denen jede zu einem anderen möglichen Wert des Nachrichtendistanzfeldes gehören kann. Die Gesamtzahl der Warteschlangen stimmt mit der Anzahl der möglichen Stationen 12 auf dem WAN 10 überein. Die Weiterleitungswarteschlange 83a empfängt Nachrichten sowohl von dem Bus 94a der weiterzuleitenden Schaltungsnachrichten als auch von dem Bus 97a, der die neuen Nachrichten weiterleitet.
  • Beim Empfang jeder Nachricht auf der Weiterleitungswarteschlange 83a wird deren Distanzfeld 54 untersucht. Dann wird die Nachricht am Ende der jenem Distanzfeld 54 zugeordneten Warteschlange für auslaufende Nachrichten 88 angebracht. Tatsächlich werden dann die von einer individuellen Ausgangsadressenstation empfangenen Nachrichten immer in derselben Ausgangsnachrichten-Warteschlange 88 angebracht.
  • Die Ausgangsnachrichten-Warteschlangen 88 werden dann periodisch abgetastet, so daß ihre Ausgangsdaten auf den Modemeingangsbus 98a zeitbedarfsmultiplexiert werden. Genauer wird jede Ausgangsnachrichten-Warteschlange 88 der Reihe nach untersucht, und von jeder Warteschlange, die eine Nachricht enthält, wird eine Nachricht ausgekoppelt und auf dem Modemeingangsbus 98a angeordnet. Falls die Ausgangsnachrichten-Warteschlange 88 keine Nachricht enthält, wird sie übergangen, und der Zeitschlitz wird der nächsten Ausgangswarteschlange 88, auf der Ausgangsdaten vorhanden sind, zugeordnet.
  • Die Weiterleitungswarteschlange 83a stellt sicher, daß von jeder Station, die eine Nachricht zu senden hat, der Reihe nach eine Nachricht gesendet wird. Dadurch wird die zugehörige Verbindung 15a nie leer, solange von irgendeinem der Ports 18 Ausgangsdaten verfügbar sind, dies hat aber unabhängig davon, ob die Quelle diese Station 12b oder eine andere Stationen 12 ist, eine gerechte Aufteilung der Datenverbindung 15a zwischen allen möglichen Nachrichtenquellen zur Folge.
  • Die Steuerschaltung 87 ordnet den Nachrichtenverkehr typischerweise im Verhältnis zu den Geschwindigkeiten der Verbindungen zu, über die jede Nachricht läuft, und sie tut dies typischerweise, indem sie einfach die zulässige Nachrichtengröße für jede virtuelle Schaltung bei deren erster Verbindung einstellt. Die Nachrichtengröße wird so gewählt, daß die Schaltungsverzögerungszeit (d. h. die Sendezeit) einer Nachricht maximaler Länge unabhängig von der Geschwindigkeit der Verbindung ist. Schnellere Verbindungen dürfen längere Nachrichten übergeben und langsamere Verbindungen müssen kürzere Verbindungen übergeben. Die maximale Nachrichtengröße für eine gegebene virtuelle Schaltung wird bestimmt, indem die kleinste der maximalen Nachrichtengrößen aller Verbindungen 15 gesucht wird, über die die Nachrichten in jener virtuellen Schaltung gehen müssen. Typischerweise erhält die Steuerschaltung die notwendigen Informationen in bezug auf die Geschwindigkeit der Verbindungen durch Datentyp-Rundschreibennachrichten oder durch Schaltungsschlitze von schaltungsspezifischen Nachrichten, die gesteuert von der vom Anwender gelieferten Firmware, getrennt vom Protokoll der vorliegenden Erfindung, gesendet werden.
  • Bei der Herstellung einer logischen Verbindung sendet ein Modem wie das Modem 14a (Fig. 4) ein Signal auf der Leitung 90a, um die Steuerschaltung 87 zu informieren, daß eine neue Verbindung existiert. Dann wird durch die Station 12b eine Rundschreiben-Schaltungsverbindungs- Befehlsnachricht ausgelöst. Eine Schaltungsverbindungsnachricht ist eine Rundschreibensteuernachricht 51 (Fig. 3A), bei der der Rundschreibenparameter 56 die Nachricht als eine Schaltungsverbindungsnachricht identifiziert und vorzugsweise auch die Anzahl der bei der Ausgangsadressenstation vorhandenen Ports anzeigt. Geht eine Verbindung verloren, informiert das Signal auf der Leitung 90a die Steuerschaltung 87 über den Verlust und die Station 12b sendet hierüber eine Schaltungstrennungs- Befehlsnachricht. Die Schaltungsverbindungsbe fehle treten stets in Befehls/Antwortpaaren auf.
  • Die Fig. 5A und 5B sind Ablaufpläne der virtuellen Schaltungsverbindungsverfahren und Schaltungstrennungsverfahren. Soweit der Transport und die höheren Schichten betroffen sind (Fig. 2), erfolgt das Herstellen der virtuellen schaltungen automatisch beim Aufbau und beim Trennen der Verbindung. Es erfordert keine Wechselwirkung zwischen den Anwendern an den Ports.
  • Die Steuerschaltung 87 bearbeitet in jeder Station 12 die Schaltungsverbindungsnachrichten in der in Fig. 5A dargestellten Weise. Wie die Blöcke 101 und 107 der Fig. 5A zeigen, wird das Distanzfeld 54, falls zwischen der Zieladressenstation und der Ausgangsadressenstation bereits eine virtuelle Schaltung besteht, inkrementiert und die Schaltungsverbindungsnachricht wird über die andere Verbindung, d. h. nicht über die Verbindung, von der die Nachricht empfangen wurde, weitergeleitet.
  • Wenn die Schaltung nicht existiert, wird die Schaltungsverbindungsnachricht in Schritt 102 erneut untersucht. Insbesondere dann, wenn das Befehls/Antwortfeld 55 anzeigt, daß es sich bei die Nachricht um einen Befehl handelt, erzeugt die Empfangsadressenstation ihr Ende einer virtuellen Schaltung und sendet, wie Block 106 zeigt, über die Verbindung, über die sie den Schaltungsverbindungsbefehl empfangen hatte, eine Schaltungsverbindungs-Antwortnachricht. Die Antwortnachricht teilt der Station, von der der Befehl ausging, mit, daß diese zwischen sich und der Station, die die Antwort sendete, ihr Ende der virtuellen Schaltung erzeugen soll. Handelt es sich bei der empfangenen Schaltungsverbindungsnachricht um eine Antwort, geht die Routine zu Schritt 105 über, in dem die Empfangsschaltung ihr Ende einer virtuellen Schaltung mit der Station, von der die Antwort ausging, erzeugt.
  • Unabhängig davon, was die Routine sonst getan hat, wird eine Station, die sich nicht am Ende des Netzes befindet, immer zu Schritt 107 übergehen, wo sie die Distanzanzeige der empfangenen Nachricht inkrementiert und diese an die andere Verbindung übergibt, um den Rest des WAN 10 zu informieren. Dies trifft sogar auf die Station zu, von der die Befehlsnachricht ausging, auf die die empfangene Nachricht die Antwort ist. Der Grund hierfür ist, daß beim Herstellen der neuen Verbindung nicht nur die Station, von der der Verbindungsbefehl ausging, hinzugefügt worden sein kann, sondern nach dieser auch eine Anzahl anderer Stationen. Die Verbindung, von der der Befehl ausging, kann alle Stationen über das Vorhandensein aller anderen Stationen informieren, indem sie die Antworten, die sie von den Verbindungen auf ihren beiden Seiten empfängt, weiterleitet.
  • Die Bearbeitung einer Schaltungstrennungsnachricht erfolgt wie in Fig. 5B. Zunächst trennt die Steuerschaltung 87 in Schritt 112 beim Empfang einer Schaltungstrennungsnachricht beim richtigen Ziel die virtuellen Schaltungen, mit denen keine weitere Kommunikation mehr erfolgt. Genauer muß jede virtuelle Schaltung, die die Empfangsadressenstation mit einer Station hinter der Befehlsausgangsschaltung verbindet, getrennt werden und es muß die Steuerschaltung 87 benachrichtigt werden. Die Steuerschaltung 87 schaltet deshalb alle Schaltungen ab, deren Schaltungsnummern um mehr als eins größer als der Inhalt des Distanzfeldes sind. Als nächstes werden in Schritt 114 die zugehörigen Ausgangsnachrichten-Warteschlangen 88 über diese Trennung informiert. Schließlich wird die Distanzanzeige inkrementiert, und die Schaltungstrennungsnachricht wird an die andere Verbindung weitergeleitet, um die anderen Stationen über den Zustand dieser virtuellen Schaltung zu informieren.
  • Die vorstehende Beschreibung ist auf eine spezifische Ausführungsform dieser Erfindung eingeschränkt worden. Jedoch ist offensichtlich, daß an der Erfindung Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können und dennoch einige oder alle Vorteile der Erfindung erreicht werden. Es ist deshalb das Ziel der beigefügten Ansprüche, alle solchen Variationen und Modifikationen einzuschließen, die im Umfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung liegen.
  • In einer alternativen Anordnung kann das Distanzfeld 54 anfangs mit dem Zieladressenfeld 53 gleichgesetzt werden, wobei das Distanzfeld bei jedem "Sprung" nicht inkrementiert, sondern dekrementiert wird. Wenn das Distanzfeld bis auf null vermindert wurde, stellt die Empfangsadressenstation fest, daß sie die Station ist, für die die Nachricht bestimmt war.

Claims (2)

1. Netzzwerkstation (12), die zur Verbindung mit einem Netzwerk (10) geeignet ist, das eine Mehrzahl von Stationen in Reihe verbindet, und die weiterhin zur Verbindung mit einer Vorrichtung (14) geeignet ist, die ihr zugeordnet ist, um von ihr Steckplatz-Daten oder Schlitz-Daten (slot data) (68, 70, 72, 73) zusammen mit einer Angabe (63) der Zieladresse an einer der anderen Stationen, für die die Steckplatz-Daten bestimmt sind, zu empfangen, wobei die Netzwerkstation gekennzeichnet ist durch:
A. eine Einrichtung zur Erzeugung einer Nachricht (62), die die Steckplatz-Daten, ein Distanzfeld (54), das einen vorgegebenen Anfangswert enthält, und ein Zieladressenfeld enthält, das einen Wert enthält, der die Anzahl der Stationen angibt, die die Nachricht durchlaufen muß, bevor sie eine Zieladresse erreicht;
B. eine Einrichtung (15) zur Übertragung der so erzeugten Nachrichten über das Netzwerk;
C. eine Einrichtung (14) zum Empfangen von Nachrichten, die ein Distanzfeld beinhalten, über das Netzwerk; und
D. eine Einrichtung (14b, 85) zum Inkrementieren oder Dekrementieren des Wertes im Distanzfeld einer empfangenen Nachricht und zum Weiterleiten der Nachricht, die das Distanz- und das Zieladressenfeld enthält, nur dann, wenn die Werte in dem Distanz- und dem Zieladressenfeld nicht gleich sind.
2. Netzwerkstation (12) nach Anspmch 1, bei der der vorgegebene Anfangswert des Distanzfeldes (54) für die Distanz der Stationen zur Zieladressenstation repräsentativ ist; und bei der die Einrichtung (14b, 85) zum Inkrementieren oder Dekrementieren angeordnet ist, um den Wert im Distanzfeld zu dekrementieren und die Nachricht anschließend nur dann weiterzuleiten, wenn der Wert im Distanzfeld nicht gleich Null ist.
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