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Hintergrund
der Erfindung
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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf elektronische Kommunikationsnetzwerke.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine automatische Gerätesegmentierung
und eine Tor-zu-Segment-Verteilung
in einem elektronischen Kommunikationsnetzwerk, das Mehrsegmentgeräte aufweist.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Ein
Netzwerksegment besteht aus Repeatern, Endstationen und einer Netzwerkverkabelung (siehe
beispielsweise Standard ISO/IEC 8802-3 für Informationen über Ethernet-Netzwerke).
Ein derartiges Netzwerksegment weist die Fähigkeit auf, eine begrenzte
Datenmenge pro Sekunde zu übertragen. Daten
werden in der Form von Paketen übertragen, die
die Adresse der Sendestation (die Quelladresse) und die Adresse
des beabsichtigten Empfängers
(die Bestimmungsadresse) enthalten.
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Wenn
mehr als die maximale Mediengeschwindigkeit einer Netzwerksdatentransferkapazität erforderlich
ist, können
mehrere Segmente verwendet werden. Diese Segmente können durch
die Verwendung von Brücken
verbunden sein (Brücken
sind in dem Standard ISO/IEC 10038 definiert). Der Begriff Schalter
wurde jüngst
auf Brücken
angewandt. Schalter sind schnelle Brücken, die allgemein keine CPU
verwenden, um die Pakete zu verarbeiten. Brücken enthalten zwei oder mehr
Tore (Ports), von denen jedes eine Verbindung mit einem unterschiedlichen
Segment herstellt. Wenn zwei Stationen an unterschiedlichen Segmenten
miteinander kommunizieren, leitet die Brücke die Pakete zwischen den zwei
Segmenten weiter. Wenn die Stationen sich an dem gleichen Segment
befinden, leitet die Brücke
die Pakete nicht zu irgendeinem anderen Segment weiter. Die Brücke kann
Daten, die an den Toren derselben empfangen werden, puffern, um
ein späteres Weiterleiten
der Daten zu einem unterschiedlichen Segment zu ermöglichen,
das belegt war, als die Übertragung
zuerst auftrat.
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Da
die Anzahl von Endknoten, die auf das Netzwerkmedium zugreifen,
wächst,
wird es statistisch wahrscheinlicher, dass das Medium in Verwendung
ist, wenn ein gegebener Endknoten senden möchte, wodurch erforderlich
ist, dass der Endknoten wartet. Somit sind Schemata, die die Größe einer möglichen
Zugreifbarkeit auf das Netzwerkmedium und einen Durchsatz desselben
erhöhen,
ohne den Typ eines verwendeten physischen Netzwerks zu verändern (wobei
die Investition des Benutzers bewahrt wird), von großem Nutzen
und Interesse.
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Eine
Möglichkeit
eines Erhöhens
dieser Bandbreite besteht darin, das gemeinschaftlich verwendete
Netzwerkmedium zu segmentieren. Dies begrenzt die Anzahl von Benutzern,
die einen direkten Zugriff (d. h. Verbindungen) auf irgendeines
dieser Segmente (oder Bereiche) aufweisen. Falls es erwünscht ist,
Endknoten in einem Bereich mit Endknoten in anderen Bereichen kommunizieren
zu lassen, kann ein Überbrücken oder
Schalten über
die Segmente eingesetzt werden, so dass Netzwerkpakete für Geräte, die
sich nicht in dem Zwischenbereich befinden, weitergeleitet werden,
bis dieselben den Bereich des Bestimmungsendknotens erreichen.
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Während ein
Segmentieren des Netzwerks eine Bandbreite verbessern kann, beeinflusst
die Wahl dessen, wo segmentiert werden soll, z. B. welche Knoten
welchem Segment zugewiesen sein sollten, den Erfolg der Ergebnisse.
Falls alle der aktivsten Knoten an dem gleichen Segment bleiben,
wird ein Zugriff auf irgendeinen dieser aktiven Knoten durch dieses
Schema nicht viel verbessert, während die
weniger aktiven Knoten an den anderen Segmenten eine stark erhöhte Gelegenheit
für einen
Zugriff, aber einen weitaus geringeren Bedarf nach demselben aufweisen.
In dieser Situation ist der erhöhte
Zugriff an die falschen Endknoten verschwendet.
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Die
WO 92/21191 A offenbart ein selbstkonfigurierendes Kommunikationssystem,
bei dem eine Segmentierung eines Netzwerks immer stattfindet. Eine
Steuerlogik bestimmt, wie eine Segmentierung stattzufinden hat.
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„Virtual
LANS Get Real" (Data
Communications, US, McGraw Hill, Bd. 24, Nr. 3, 1. März 1995, Seiten
87–92,
94 und 96) offenbart ein automatisches Gruppieren von Stationen
an einem LAN, aber beschreibt keine Einrichtung zum Bestimmen, ob
ein derartiges Gruppieren stattfinden sollte.
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Eines
der Probleme, das einem segmentierbaren Netzknoten (Hub) zugeordnet
ist, ist ein Überbrücken zwischen
den verschiedenen Segmenten. Beispielsweise können einzelne Segmente unüberbrückt bleiben.
Eine der bekannten Möglichkeiten
eines Überbrückens von
Segmenten besteht darin, eine Schaltertechnologie zu verwenden,
um die mehreren Segmente auszunutzen.
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Netzwerksysteme
sind inhärent
komplex. Eine erhebliche Menge an technischer Ausbildung ist erforderlich,
um irgendeinen speziellen Typ eines physischen Netzwerks, z. B.
10Base-T, Ethernet, Token Ring, oder FDDI Bus-Netzwerke zu verstehen, zu
konfigurieren und zu warten. Da die Verwendung von Netzwerken häufig wird,
wächst
die Anzahl von Benutzern, die für
derartige Netzwerke verantwortlich sind, während jene unter ihnen, die
eine ausreichende Kenntnis aufweisen, um diese Aufgaben zu erzielen,
weniger werden.
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Somit
sind Schemata, die Netzwerkbedingungen konfigurieren, beibehalten
oder verbessern können,
ohne viel spezifische Kenntnis seitens des Benutzers zu erfordern,
ebenfalls von großem
Nutzen und Interesse. Derartige einfach zu verwendende, d. h. benutzerfreundliche,
Schemata sind häufig in
einer Software eingeschlossen, die entweder in dem Netzwerkgerät selbst
eingebettet ist oder sich außerhalb
der Netzwerkgeräte
befindet. Eine Software, die in dem Netzwerkgerät eingebettet ist, ist allgemein
als ein Agent bekannt. Die externe Software ist allgemein als eine
Netzwerkverwaltungsanwendungssoftware bekannt und wird typischerweise durch
einen Systemadministrator an einem Verwaltungsarbeitsplatzrechner
ausgeführt.
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Ferner
besteht ein Bedarf nach einem Ausgleichen des Flusses von Kommunikationen
und Daten zwischen Knoten an Netzwerksegmenten während einer Initialisierung,
um mehr Durchsatz über das
Netzwerk zu erhalten. Es wäre
ferner vorteilhaft, ein Schema zu liefern, dass für derartige
erwünschte Merkmale
verwendet werden könnte,
wie beispielsweise eine Redundanz (Liefern eines anderes Wegs für eine Kommunikation),
Sicherheit (Isolation spezifischer Kommunikationen) und Fehlersuche
eines Netzwerks (durch eine systematische Isolation von Abschnitten
des Netzwerks, um eine fehlerhafte Verdrahtung oder fehlerhafte
Endknoten zu lokalisieren).
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
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Die
Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine automatische
Gerätesegmentierung
und Tor-zu-Segment-Verteilung
in einem elektronischen Netzwerk vor, das Mehrsegmentgeräte aufweist.
Während
einer Einschaltsequenz bestimmt beispielsweise die Hardware und
die Software eines Netzwerkgeräts
gemäß der Erfindung,
ob das Gerät, z.
B. ein Netzknoten (Hub), segmentiert werden sollte.
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Diese
Bestimmung kann unter Verwendung irgendeines einer Anzahl von Verfahren
vorgenommen werden, wie beispielsweise:
der aktuellen Einstellung
von manuell betreibbaren Schaltern, die an dem Netzknoten befestigt
sind;
der Existenz oder Verbindung bestimmter Komponenten an
oder mit dem Netzwerkgerät
(Hardware oder Software);
irgendeiner Aktivität an bestimmten
Gerätetoren,
z. B. Toren, die als Serververbindungspunkte oder eine Segmentverbindung
bezeichnet sind;
durch eine Verhandlung über Informationen, die an den
Netzwerkverbindungen selbst gesendet werden;
durch eine Verhandlung über Informationen,
die an einer externen Verbindung (Nicht-Netzwerk-Verbindung) oder
einer ähnlichen
Technik zu anderen Netzwerkgeräten
oder Verwaltungstyp-Stationen gesendet werden; oder
durch eine
voreingestellte Konfigurationseinstellung, die eine Konfigurationsregel,
ein heruntergeladenes Konfigurationsbild, ein Parameterblock, der
in einem Speicher enthalten ist, sein könnte oder die mehrere Ebenen
von voreingestellten Konfigurationen aufweisen könnte, aus denen eine spezielle
Konfiguration durch einen Algorithmus, einen manuell betreibbaren Schalter
oder eine andere Einrichtung einer Benutzereingabe ausgewählt wird.
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Ein
ausreichender Grund, um einen Netzknoten zu segmentieren, umfasst,
aber ist nicht begrenzt auf, einen oder Kombinationen der folgenden:
- • mehr
als ein Server;
- • starke
Klient-zu-Klient-Kommunikationen;
- • die
Existenz einer internen Brücke,
eines Schalters, eines Routers oder eines anderen Netzwerküberbrückungsgeräts, das
eine Überbrückung zwischen
Vorrichtungssegmenten liefert;
- • die
Existenz von mehreren Verbindungen mit einer externen Brücke, einem
Schalter, einem Router oder einem anderen Netzwerküberbrückungsgerät;
- • die
Existenz einer Netzwerkverkabelung, die, wenn mit der anderen Netzwerkverkabelung
kombiniert, in einem nicht standardkonformen Netzwerk resultiert;
und
- • die
Existenz von einer oder mehreren Verbindungen mit einem externen
Repeater.
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Nachdem
bestimmt wurde, dass das Gerät segmentiert
werden soll, liefert die Erfindung eine Technik, die die Tore an
dem Gerät
in unterschiedliche Segmente teilt.
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Die
Technik für
eine derartige Teilung kann beispielsweise einen der folgenden Ansätze umfassen:
- • eine
vorbestimmte Torzuweisung (Tor 1 Segment 1, Tor 2 Segment 2, ...);
- • Zuweisen
von Toren einem unterschiedlichen Segment durch ein zyklisches Durchlaufen
der Anzahl von verfügbaren
Segmenten, wenn die Tore sich selbst bekannt machen, z. B. durch
einen Verbindungsschlagstatus, einen Netzwerkverkehr und eine automatische
Torerfassung einer Verbinderinstallation;
- • zufälliges Zuweisen
von Toren zu verfügbaren Segmenten;
und
- • Verwenden
eines Verhandlungsmechanismus, um zu bestimmen, welche Tore auf
welche Segmente gehen. Dies könn te
auf derartigen Faktoren basieren, wie der MAC-Adresse, der IP-Adresse, einem virtuellen IEEE802.1-LAN-Identifizierer,
irgendeinem Paket, das an der Netzwerkverbindung gesendet wird, einem
Datenfluss oder einer aktuellen Netzwerkaktivität, der Existenz eines manuell
betreibbaren Schalters, einem Kabel, das konform zu einem spezifischen
Kabelverdrahtungsschema ist, oder einer externen Einrichtung (Kabel
oder anderes Signal).
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Die
hierin beschriebene Erfindung einer automatischen Gerätesegmentierung
und Tor-zu-Segment-Verteilung bietet Benutzern eine einfache Merkmalsverwendung,
bei der keine Handlung oder lediglich eine minimale Handlung durch
den Benutzer erforderlich ist, abgesehen von einem physischen Zusammenfügen des
Geräts
oder Gerätestapels
mit einer Verwaltungskarte und einem Schalter und ein anschließendes Einschalten
des Geräts.
Somit sieht die Erfindung ein Plug-and-Play-Merkmal vor, das das Gerät konfiguriert,
um die zusätzliche
Bandbreite auszunutzen, die durch die Erfindung verfügbar gemacht
ist. Eine derartige Konfiguration kann automatisch, manuell oder
eine Kombination derselben sein.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines elektronischen Kommunikationsnetzwerks,
wie es im Stand der Technik bekannt ist;
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2a ist
ein schematisches Blockdiagramm einer exemplarischen Hardwareumgebung gemäß der Erfindung;
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2b zeigt
einen exemplarischen Algorithmus zum Zuweisen von Toren zu Segmenten
gemäß der Erfindung;
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung für eine automatische
Gerätesegmentie rung
und Tor-zu-Segment-Verteilung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Netzknotens, der Schlitze
für eine
Merkmalskarte, z. B. Überbrückungskarte
oder -Schalter, und für
eine Verwaltungskarte umfasst, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Segmentierungsbestimmung
gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 ist
eine schematische Blockdarstellung eines gewöhnlichen elektronischen Kommunikationsnetzwerks,
wie beispielsweise einem Ethernet-Netzwerk. Das Netzwerk 10 besteht
aus mehreren lokalen Netzen (LANs = Local Area Networks) 13–16,
die jeweils durch eine Anzahl von Brücken 19, 20 verbunden
sind. Jedes LAN ist mit einer oder mehreren Brücken verbunden. Eine Verbindung
zwischen einem LAN und einer Brücke
ist durch ein Brückentor.
Beispielsweise sind Tore 211, 212, 213 in Verbindung
mit der Brücke 20 gezeigt.
Die prinzipiellen Funktionen der Brücke bestehen darin, Datenrahmen
weiterzuleiten und zu filtern, die Informationen beizubehalten,
die erforderlich sind, um Rahmenfilter- und Weiterleitungsentscheidungen zu
treffen, und eine Verwaltung der vorhergehenden Operationen. Obwohl
das bevorzugte Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Verbindung mit einem derartigen Ethernet-Netzwerk erörtert ist,
kann die Erfindung ohne weiteres mit anderen Netzwerken als Ethernet-Netzwerken
wirksam sein. In der Tat kann die hierin beschriebene Erfindung
zumindest für
FDDI sowie irgendeines der Netzwerke gelten, die in der IEEE802-Familie von Vernetzungsstandards
spezifiziert sind (z. B. 802.3 und 802.5).
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Die
Erfindung sieht eine automatische Segmentierung und Tor-zu-Segment-Verteilung
z. B. im Hinblick auf ein Ausgleichen des Flusses von Kommunikationen
und Daten zwischen Knoten an Netzwerksegmenten vor, um mehr Durchsatz
an dem Netzwerk zu erhalten. Die Erfindung kann ferner für eine Redundanz,
z. B. Liefern eines anderes Wegs für eine Kommunikation; eine
Sicherheit, z. B. Isolation von spezifischen Kommunikationen; und
eine Fehlersuche des Netzwerks, z. B. durch eine systematische Isolation
von Abschnitten des Netzwerks, um fehlerhafte Verdrahtung oder Endknoten
zu lokalisieren, verwendet werden. Zusätzlich zu den oben aufgelisteten
Vorteilen, nimmt eine derartige automatische Segmentierung eine
Verantwortung für
die Verwaltung des Netzwerks und der Netzwerkgeräte von dem Systemadministrator,
wodurch Zeit und Ausbildung gespart wird.
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Mehrsegmentgeräte sind
vorherrschender geworden, weil dieselben parallele Wege anstelle
eines einzigen Wegs liefern können.
Das heißt,
das Gerät
kann mit vier Servern verbunden sein, und viermal den Durchsatz
für die
Netzwerkclienten (Netzwerk-Clients) liefern. Folglich sieht ein
Aspekt der Erfindung eine Technik zum Ausgleichen der Last an dem
Gerät vor,
weshalb die Ressourcen des Netzwerks effizienter verwendet werden.
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Netzwerkbedingungen,
die von einem Segmentieren eines Netzknotens profitieren können, umfassen,
aber sind nicht begrenzt auf irgendeinen oder Kombinationen derartiger
Faktoren wie dem Vorhandensein von mehr als einen Server; einen
Server, der eine Hochgeschwindigkeitsverbindung aufweist; starke
Klient-zu-Klient-Kommunikationen; eine starke Verkehrslast an dem
primären
Segment oder irgendeinem speziellen Segment in Gebrauch; ein Fehlen
von Verkehr an irgendeinem speziellen Segment; die Existenz einer
internen Brücke,
eines Schalters, eines Routers oder eines anderen Netzwerküberbrückungsgeräts, um zwischen
den Segmenten zu überbrücken; die
Existenz von mehreren Verbindungen mit einer externen Brücke, einem Schalter,
einem Router oder einem anderen Netzwerküberbrückungsgerät, um zwischen den Segmenten
zu überbrücken; die
Existenz einer Netzwerkverkabelung, die, wenn mit der anderen Netzwerkverkabelung
kombiniert, in einem nicht standardkonformen Netzwerk resultiert;
und die Existenz von einer oder mehreren Verbindungen mit einem
externen Repeater.
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Während einer
Einschaltsequenz bestimmt die Hardware und Software eines Netzwerkgeräts gemäß der Erfindung,
ob es einen ausreichenden Grund gibt, den Netzknoten zu segmentieren.
Diese Bestimmung kann unter Verwendung irgendeines einer Anzahl
von Verfahren vorgenommen werden, wie beispielsweise einer aktuellen
Einstellung von manuell betreibbaren Schaltern, die an dem Netzknoten befestigt
sind; der Existenz oder Verbindung bestimmter Komponenten an oder
mit dem Netzwerkgerät
(Hardware oder Software); irgendeiner Aktivität an bestimmten Gerätetoren,
z. B. Servertoren; durch eine Verhandlung über Informationen, die an der Netzwerkverbindung
selbst gesendet werden, z. B. zu einem anderen externen Netzwerkgerät; und durch
eine Verhandlung über
Informationen, die an einer externen Verbindung (Nicht-Netzwerk-Draht) oder
einer ähnlichen
Einrichtung gesendet werden.
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Nachdem
bestimmt wurde, dass es einen Bedarf nach einer Segmentierung gibt,
sieht die Erfindung eine Technik vor, die die Tore an dem Gerät in unterschiedliche
Segmente teilt, beispielsweise durch ein vorbestimmtes Torzuweisungsschema
(Tor 1 Segment 1, Tor 2 Segment 2, ...); ein Zuweisen von Toren
zu einem unterschiedlichen Segment durch ein zyklisches Durchlaufen
der Anzahl von verfügbaren Segmenten,
wenn ein Netzwerkverkehr an unterschiedlichen Toren erscheint; ein
zufälliges
Zuweisen von Toren den verfügbaren
Segmenten; und ein Verwenden eines Verhandlungsmechanismus, um zu bestimmen,
welche Tore auf welche Segmente gehen. Dieser letztere Ansatz könnte auf
derartigen Faktoren basieren, wie der MAC-Adresse, der IP-Adresse,
einem virtuellen IEEE802.1-LAN-Identifizierer, der in einem Paket
enthalten ist, irgendeinem Paket, das an der Netzwerkverbindung
gesendet wird, einem Verkehrsfluss oder Typen von Daten, die übertragen
werden, der Existenz eines manuell betreibbaren Schalters, einem
Kabel, das konform zu einem spezifischen Kabelverdrahtungsschema
ist, oder einer externen Einrichtung (Kabel oder anderes Signal).
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Die
Erfindung einer automatischen Gerätesegmentierung und Tor-zu-Segment-Verteilung
bietet Benutzern ein einfach zu verwendendes Merkmal, bei dem keine
Handlung, oder eine minimale Handlung, durch den Benutzer erforderlich
ist, abgesehen von einem physischen Zusammenfügen des Geräts oder Gerätestapels mit einer Verwaltungskarte
und einem Schalter und einem anschließenden Einschalten des Geräts (der
Geräte).
Somit sieht die Erfindung ein Plug-and-Play-Merkmal für Mehrsegmentgeräte vor,
das das Gerät
automatisch konfiguriert, um die zusätzliche Bandbreite auszunutzen,
die durch die Erfindung verfügbar
gemacht ist.
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Ein
Aspekt der Erfindung erkennt, dass eine Segmentzuweisung sehr verwirrend
sein kann, und sieht deshalb ein automatisches Segmentierungsmerkmal
vor. Wenn somit ein Gerät
zu einem Netzwerk hinzugefügt
wird, bestimmt das Gerät,
ob eine Segmentierung verfügbar
ist, und richtet sich, falls dem so ist, selbst mit den Merkmalen
aus, die durch die Geräte
und eine zugeordnete Software bereitgestellt sind. Die Erfindung
betrachtet mehrere unterschiedliche Wege, um eine derartige Segmentierung zu
erzielen. Wenn die Anzahl von Kollisionsbereichen erhöht ist,
ist ein Durchsatz gleichermaßen
erhöht,
vorausgesetzt, dass es genügend
andere externe Geräte
(wie beispielsweise Server und Personalcomputer) gibt, die mit dem
Netzwerk verbunden sind und die verfügbar sind, um diese Bereiche
zu verwenden.
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Die
Erfindung liefert eine beträchtliche
Flexibilität,
derart, dass ein Netzknoten gar nicht segmentiert werden muss oder
derselbe in irgendeiner Weise segmentiert werden könnte, die
basierend auf dem Verkehr/Netzwerk, den/das der Netzknoten bedient, erwünscht ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Netzknoten automatisch von einem einzigen
Segment zu vier Segmenten segmentierbar. Jedoch kann abhängig von
der Anwendung, für
die die Erfindung ausgelegt ist, irgendeine Anzahl von Segmenten
geliefert werden.
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In
einer Klient-Server-Umgebung, die zwei Server aufweist, liefert
eventuell die Erzeugung von vier Kollisionsbereichen, anstelle von
zwei Kollisionsbereichen, keine erhebliche Verbesserung, weil die Bereiche
durch die Engstelle beeinflusst sind, die durch die zwei Server
bewirkt wird. Dennoch gibt es einen Vorteil, der durch die Erfindung
geliefert wird, falls eine automatische Segmentierung bei dem Vorhandensein
einer Verbindung mit höherer
Bandbreite angewandt wird. Beispielsweise könnte ein Server, der eine Größenordnung
von 100 Megabit anstelle einer Größenordnung von 10 Megabit aufweist,
ausreichende Ressourcen liefern, um den Vorteil eines Aufweisens
von vier Kollisionsbereichen zu maximieren.
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Die
Erfindung kann ferner durch ein Isolieren bzw. Trennen von Benutzern
basierend auf einer Verantwortung eine Sicherheit liefern, z. B.
kann die Finanzfunktion einer Firma von der Marketingfunktion durch
ein Zuweisen von Segmenten ausschließlich diesen Funktionen isoliert
sein. Dieses Merkmal der Erfindung sperrt bzw. deaktiviert selektiv
eine Segmentüberbrückung, um
eine derartige Isolation zu erzielen.
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung basiert auf einem Teilen von N Toren gleichmäßig über M Netzknotensegmente,
derart, dass der Benutzer den Netzknoten nicht konfigurieren muss und
deshalb nicht Benutzer zwischen unterschiedlichen Toren bewegen
muss. Falls beispielsweise ein Gerät bis zu 200 Tore an einem
Netzknoten vorsieht und in vier Segmente geteilt ist, dann ist es
notwendig, Benut zer in einer koordinierten Weise zwischen den Segmenten
zu bewegen, um den Vorteil einer Segmentierung zu erlangen. Anstelle
eines Erforderns, dass Systempersonal Benutzer manuell zu unterschiedlichen
Segmenten bewegt, sieht ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung einen Netzknoten vor, der das Vorhandensein einer
Schalterkarte identifiziert und ermöglicht, dass der Netzknoten
die Mehrsegmentüberbrückung ausnutzt,
die durch die Schalterkarte geliefert wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung erfordert, dass das Gerät auf einen Verkehr lauscht
und dann jedes Tor gemäß dem Auftreten
eines Verkehrs an diesem Tor aufeinanderfolgenden Segmenten zuweist.
Falls es somit einen Verkehr an einem Tor N gab, wobei das Tor N
einem Segment 1 zugewiesen war, und dann an irgendeinem anderen
Tor, z. B. N + 1, N – 6
oder irgendwo sonst, weist die Erfindung ein derartiges anderes
Tor einem Segment 2 zu, so dass Tore Segmenten basierend auf der
Reihenfolge, in der ein Verkehr durch das Tor empfangen wird, und nicht
auf der physischen Reihenfolge des Tors an dem Netzknoten zugewiesen
werden. Dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nützlich,
um einen echten Lastausgleich zu liefern.
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Leider
können
einige Benutzer durch einen derartigen Ansatz verwirrt werden, weil
dieselben nicht bloß durch
ein Zugreifen auf die Rückseite
des Netzknotens, d. h. durch ein Betrachten der LED-Indikatoren
an dem Netzknoten, den Grund bestimmen können, warum die Tore in der
Weise zugewiesen wurden, in der dieselben zugewiesen sind. Die Erfindung
sieht deshalb verschiedene Algorithmen vor, durch die Tore in einer
ohne weiteres verständlichen Weise
Segmenten zugewiesen werden.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung sieht einen einfachen Algorithmus vor, bei dem ein
Tor Nr. 1 an einem Segment 1 platziert wird, ein Tor Nr. 2 an einem
Segment 2 platziert wird, ein Tor Nr. 3 an einem Segment 3 platziert
wird und ein Tor Nr. 4 an einem Segment 4 platziert wird.
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Dieses
Muster wird dann in einer sequentiellen Reihenfolge für jedes
zusätzliche
Tor wiederholt. Dieser intuitivere Ansatz weist den Vorteil eines
besseren Verstandenwerdens durch Unterstützungspersonal auf, die eine
Fehlersuche bei dem Netzwerk durchführen.
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Die
Kollisionsbereiche des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
basieren auf einem einzigen Teilnetz. Ein anderes Ausführungsbeispiel kann
Tore basierend auf einer identifizierten IP-Adresse zuweisen. Ein
Verkehr kann anfänglich von
Benutzern aus unterschiedlichen Teilnetzen überwacht werden und dann würden Benutzer,
die das gleiche IP-Teilnetz gemeinschaftlich verwenden, zu dem eigenen
Segment derselben zugewiesen. Somit ermöglicht die Erfindung, dass
Benutzer basierend auf irgendwelchen geeigneten, vorausgewählten Kriterien
Segmenten zugewiesen werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
sieht eine Verwaltungsfunktion vor, die die Auswahl irgendeines
von verschiedenen Segmentierungsalgorithmen ermöglicht, falls erwünscht. Obwohl
das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine automatische Segmentierung und Torzuweisung vorsieht
und es dadurch dem Systemadministrator erspart, eine Segmentierung
zu verstehen.
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2a ist
ein schematisches Blockdiagramm, das einen Netzknoten 30 zeigt,
der Tore P1 bis Pn und eine Brückenkarte 31 aufweist,
die Tore brückenmäßig mit
Segmenten S1 bis Sk verbindet. Die Überbrückungsfunktion ist ohne weiteres
durch derartige bekannte Ansätze
implementiert, wie einer Schaltertechnologie, z. B. einer Software-
oder Hardware-Brücke,
oder irgendeiner anderen Technik, die eine Kommunikation zwischen
Segmenten ermöglicht. 2b zeigt
einen exemplarischen Algorithmus zum Zuweisen von Toren P1 bis Pn
zu vier Segmenten S1 bis S4. Für
dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird angenommen, dass es vier Segmente gibt und dass
die Tore Segmenten in numerischer Reihenfolge (wie oben beschrieben)
zugewiesen sind, derart, dass Tore P1, P5 und Pn-3 dem Segment S1
zugewiesen sind; P2, P6 und Pn-2 dem Segment S2 zugewiesen sind;
und so weiter.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet eine Merkmalskarte, die hergestellt ist,
um acht 10Base-T-Verbindungen
zu liefern, das heißt eine
interne Verbindung für
jedes der vier Segmente und vier externe Verbindungen. Somit könnten derartige
externe Verbindungen mit Servern, einem Hauptnetz (Backbone) oder
einem anderen Netzknoten oder Stapel von Netzknoten hergestellt
werden, wie erwünscht.
Dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet das Vorhandensein der Merkmalskarte, um
eine automatische Gerätesegmentierung und
Torzuweisung zu bewirken. Es ist klar, dass die Merkmalskarte kein
getrenntes Modul sein muss, sondern eine integrierte Lösung aufweisen
kann.
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Andere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung verwenden keine Merkmalskarte. Ein einfacheres Ausführungsbeispiel
weist spezifische Tore an dem Gerät als Schlüsselsegmentierungstore zu.
Wenn eine Aktivität
an diesen Toren erfasst wird, wird ein neues Segment erzeugt, das
dieses Tor enthält.
Das Torzuweisungsmerkmal bewegt dann andere Tore zu diesem Segment.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel kann
die Erfindung bei irgendeinem segmentierbaren Netzknoten verwendet
werden, bei dem einzelne Tore irgendeinem der Segmente zugewiesen
sein können,
aber mit einem anderen Algorithmus, bei dem ein Netzwerkadministrator
mit dem Netzknoten entweder über
die Netzwerkverbindung oder über eine
getrennte Verbindung kommuniziert, um den Netzknoten zu informieren,
dass es ein anderes Gerät
gibt, das eine Segmentüberbrückung liefert,
zu identifizieren, welches Tor oder welche Tore mit dem Gerät verbunden
sind, und dann den Netzknoten um diese Tore herum zu segmentieren.
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3 ist
beispielsweise ein schematisches Blockdiagramm, das einen Netzknoten 40 zeigt,
der Tore P1 bis P24 und einen externen Schalter 41 aufweist.
Bei diesem Beispiel ist der externe Schalter mit einem Tor P22 an
dem Netzknoten und einem Tor S3 an dem Schalter verbunden. Mit der
Erfindung ist es möglich,
Informationen über
die Netzwerkverbindung zu senden, derart, dass ein Gerät sich des
anderes Geräts
bewusst ist oder sich beide Geräte
einander bewusst sind, d. h. der Netzknoten weiß, dass es einen Schalter gibt,
der zwischen Segmenten überbrücken kann.
Falls somit ein anderes Tor, wie beispielsweise ein Tor P2, des
Netzknotens ebenfalls mit dem Schalter verbunden ist, beispielsweise
an einem Tor S7, dann wird der Netzknoten in zwei Segmente geteilt.
Folglich wird die Überbrückungsfunktion
des externen Schalters bei der Erfindung verwendet, um zu bestimmen,
wie viele Tore mit diesem externen Schalter verbunden sind, und
der Netzknoten weist dann die Tore desselben zu, um eine geeignete
Anzahl von Segmenten zu erzeugen.
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Eine
Kommunikation von Informationen zwischen dem Netzknoten und dem
Schalter kann entlang der Netzwerkverbindung oder entlang einer
externen Leitung sein, die zwischen den Schalter und den Netzknoten
geschaltet ist, d. h. eine außerhalb des
Bandes liegende Kommunikation, wie beispielsweise über eine
RS-232-Verbindung. Die Erfindung ermöglicht eine Bestimmung, entweder
intern oder extern, ob die Tore an dem Netzknoten mit einem Überbrückungsgerät verbunden
sind und ob die Tore eindeutig sind. Die Bestimmung einer Eindeutigkeit ist
notwendig, weil Netzwerkschleifen vermieden werden müssen.
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Die
Erfindung teilt den Netzknoten in die Anzahl von Segmenten, für die bei
dem externen Schalter Verbindungen verfügbar sind, bis zu einem Maximum
von vier Segmenten bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
weil der exemplarische Netzknoten ein Netzknoten mit vier Segmenten ist.
Falls beispielsweise die Tore P2 und P22 aktiv sind, dann kann die
Erfindung einen Algorithmus einsetzen, der das Tor P2 einem Segment
und das Tor P22 einem anderen Segment zuweist. Der Rest der Tore
wird dann an dem Netzknoten unter diesen zwei Segmenten aufgeteilt,
auf die für
die Zwecke dieser Beispiele als Segmente A und B Bezug genommen wird.
Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung sieht einen Algorithmus vor, der eine erste Hälfte der
Tore an dem Segment A und die andere Hälfte der Tore an dem Segment
B platziert. Falls eine Überbrückung zu einem
dritten Segment vorgesehen wäre,
dann könnten
die Tore in Dritteln zugewiesen werden, usw.
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das einen Netzknoten 50 vorsieht, der einen ersten Merkmalsschlitz 51,
der angepasst ist, um eine Karte aufzunehmen, die die Schaltfunktion
verkörpert,
und einen zweiten Verwaltungsschlitz 52, der angepasst
ist, um eine Karte 53 aufzunehmen, die einen Mikroprozessor 54 und
einen Speicher 55 umfasst, der eine Systemsoftware speichert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
liefert der alleinstehende Netzknoten ohne eine Verwaltungskarte
lediglich ein einziges Segment. Durch ein Hinzufügen der Verwaltungskarte wird
der Netzknoten mit der Fähigkeit
versehen, zu bestimmen, was in dem Netzknoten geschieht, und die
Leistungsfähigkeit
des Netzknotens zu überwachen,
derart, dass der Netzknoten als ein segmentierbarer Netzknoten verwendet
werden kann.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Merkmalsschlitz eine Karte aufnehmen, die
eine Mehrsegmentüberbrückungsfunktion
und eine automatische Segmentierung liefert. Bei dem durch 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung jedoch nimmt der Merkmalsschlitz eine Karte auf, die
die Verwaltungskarte erkennt und die verwendet wird, um eine derartige
automatische Segmentierung auszulösen. Es ist klar, dass derartige
Karten nicht als getrennte Module vorgesehen sein müssen, sondern
eine integrierte Lösung
oder Kombinationen derselben aufweisen können.
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Die
Sequenz für
eine Installation und Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der
Erfindung betrifft die folgenden Schritte:
- • den Netzknoten
und die Verwaltungsplatine auspacken;
- • die
Verwaltungsplatine installieren;
- • falls
eine Schalterkarte vorgesehen ist, dann:
– die Schalterkarte auspacken;
– die Schalterkarte
installieren; und
- • die
Netzwerkverkabelung verbinden;
- • den
Netzknoten einschalten;
- • Falls
es keine Verwaltungskarte und keine Schalterkarte gibt, dann bleibt
der Netzknoten ein einziges Segment oder Kollisionsbereich;
- • Falls
es keine Verwaltungskarte und eine Schalterkarte gibt, dann segmentiert
der Schalter den Netzknoten;
- • Falls
es eine Verwaltungskarte und eine Schalterkarte gibt, dann:
– segmentiert
die Schalterkarte den Netzknoten nicht; und
– segmentiert
die Verwaltungskarte den Netzknoten.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Segmentierungsbestimmung
gemäß der Erfindung
zeigt. Es wird eine Bestimmung (100) vorgenommen, ob das
Gerät ein
Mehrsegmentgerät
ist. Falls das Gerät
kein Mehrsegmentgerät ist,
dann gibt es keine Segmentierung (170) und die Sequenz
endet (180).
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Falls
das Gerät
ein Mehrsegmentgerät
ist, dann wird eine Bestimmung (110) vorgenommen, ob mehrere
Segmente verfügbar
sind. Falls nicht Mehrere verfügbar
sind, wird eine Bestimmung (120) vorgenommen, ob eine Segmentisolierung
erwünscht ist.
Falls nicht, dann gibt es keine Segmentierung (170) und
die Sequenz endet (180). Falls eine Segmentisolierung erwünscht ist
(120), dann wird eine Bestimmung die Anzahl von benötigten Segmenten betreffend
vorgenommen (140), werden die Tore zu den geeigneten Segmente
bewegt (160) und endet die Sequenz (180).
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Falls
mehrere Segmente verfügbar
sind (110), wird eine Bestimmung (130) vorgenommen,
ob die Anzahl von verfügbaren
Segmenten gleich oder nicht gleich der Anzahl von Segmenten in dem
Netzknoten ist. Falls dem so ist, dann wird der Netzknoten segmentiert
(150) und die Sequenz endet (180).
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet musterspezifische 10Base-T-Verbindungen.
Bei 10Base-T-Verbindungen
werden lediglich zwei Paare eines Satzes von vier Paaren von Drähten verwendet,
um den Netzwerkverkehr zu tragen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
sieht ein Schema vor, bei dem das dritte und das vierte Paar von
Drähten
variierende elektrische Zustände
aufweisen, die durch ein Netzwerkgerät getrieben sind, z. B. den
Schalter, das ermöglicht,
dass ein zweites Netzwerkgerät,
z. B. der Netzknoten, das externe Gerät erfasst und erkennt, wenn
ein derartiges externes Gerät
direkt mit einem der Tore desselben verbunden ist. Bei einer Form
dieses Schemas bindet das externe Gerät die Paare von Drähten elektrisch zusammen,
um eine Schleife zu erzeugen.
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Bei
einer komplexeren Form verbindet dieses Schema die unterschiedlichen
einzelnen Drähte mit
Masse oder mit einer positiven Spannung. Somit könnten die vier Drähte der
zwei unbenutzten Paare 16 unterschiedliche Kombinationen
ergeben, die verwendet werden können,
um die externen Geräte
explizit zu identifizieren. Dieses Schema macht eine Geräteentdeckung
durch einzelne Netzwerkgeräte viel
schneller und einfacher.
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Dieses
Schema kann mit anderen Netzwerktechnologien verwendet werden, aber
die Anzahl von offenen Drahtpaaren kann sich abhängig von dem verwendeten Verbinder
und der verwendeten Anzahl von Paaren zum Übertragen von Daten unterscheiden.
Zusätzlich
kann die Anzahl von verfügbaren Kombinationen
durch ein Verwenden einer analogen Logik anstelle einer digitalen
Logik erhöht
werden.
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Einige
der Merkmale, die durch die Erfindung geliefert werden, umfassen
ferner:
- • Automatische
Fehlerisolation – die
Bewegung von Endknoten (oder Gruppen) weg von einem speziellen Segment,
um zu bestimmen, welche Abschnitte des Netzwerks fehlerhaft sind
(z. B. Verdrahtung, andere Netzwerkgeräte oder Endknoten). Dieses
Merkmal kann Endknoten zu anderen Segmenten bewegen, sobald bestimmt wurde,
dass ein spezielles Segment auf Grund eines Kabelbruchs, eines Geräteausfalls
oder einer anderen Netzwerkstörung
isoliert wurde.
- • Automatische
Sicherheit – die
Bewegung von Endknoten zu einem speziellen Segment, um diese Gruppe
zum Zweck eines Begrenzens der Kommunikationen zwischen den Knoten
zu isolieren (z. B. Daten- oder Videokonferenzschaltung und sichere
Memos).
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Obwohl
die Erfindung hierin mit Bezug auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, erkennt ein Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres,
dass andere Anwendungen diese, die hierin dargelegt sind, ersetzen
können,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Folglich
sollte die Erfindung lediglich durch die unten enthaltenen Ansprüche begrenzt
sein.