DE69910737T2

DE69910737T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Leitweglenkungstabelle in einem Kommunikationsnetz

Info

Publication number: DE69910737T2
Application number: DE69910737T
Authority: DE
Inventors: Yvon Legallais; Joel Sirot; Gilles Straub
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Technicolor SA
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: JP2003501949A; EP1058427A1; DE69910737D1; ES2207139T3; MXPA01012313A; CN1146196C; KR100646011B1; AU5218300A; KR20020005770A; JP4375518B2; EP1183832A1; EP1058427B1; CN1353901A; WO2000076140A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Routingtabelle, in einem Kommunikationsnetz mit über Brücken verbundenen Bussen. Sie betrifft unter anderem IEEE 1394 Multibus-Netze und Heim-Kommunikationsnetze.
Die IEEE 1394-Norm definiert einen seriellen Bus mit hoher Leistungsfähigkeit. Es laufen derzeit Bemühungen, Brücken zur Verbindung mehrerer derartiger Busse in einem Netzwerk zu definieren. Das neuste Dokument, das durch die entsprechende Arbeitsgruppe herausgegeben wurde, ist die "IEEE P1394.1 Draft Standard for High Performance Serial Bridges" vom 7. Februar 1999.
Entsprechend dem oben genannten Entwurf verbindet eine Brücke nur zwei Busse. Dennoch können mehrere Wege zwischen zwei Bussen bestehen. Wenn eine Vorrichtung auf einem ersten Bus wünscht, eine Nachricht zu einer Vorrichtung auf einem zweiten Bus irgendwo in dem Netz zu senden, muss eine mit dem ersten Bus verbundene Brücke entscheiden, ob es die auf dem ersten Bus umlaufende Nachricht weitergibt oder nicht. Eine Brücke kann abhängig von verschiedenen Kriterien entscheiden, eine Nachricht weiterzugeben oder nicht.
Das Dokument "LAN interconnection: A transport shortest-path approach" von Tsung-Yuan Tai und Mario Gerla, Proceedings of the International Conference on Communication, US, New York 1991, Seiten 1666–1670 XP000277596 ISBN 0-7802-0006-8 beschreibt ein Netz mit Routern, die weiterleitende Datenbanken aufgrund von periodisch ausgetauschten Daten aufbauen.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Routingtabellen (oder Leitwegtabellen) bei jeder Brücke vor, damit die Brücken entscheiden können, eine Nachricht von Bus zu Bus weiterzuleiten oder nicht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Routingtabelle in einem Kommunikationsnetz mit über Brücken verbundenen Bussen, wobei jede Brücke zwei Begleitportale enthält und ein erstes Portal mit einem ersten Bus und ein zweites Portal mit einem zweiten Bus verbunden ist und jeder Bus durch einen einzigen Busidentifizierer identifiziert wird, jedes Portal durch einen einzigen Portalidentifizierer identifiziert wird, mit folgenden Schritten:

(a) Übertragung von Routingtabellen-Daten, die durch das bestimmte Portal gespeichert sind, durch eines der bestimmten Portale zu den bestimmten Begleitportalen und Empfang von Routingtabellen-Daten von ihrem Begleitportal durch das bestimmte Portal,
(b) Verknüpfung der empfangenen Routingtabellen-Daten mit dem Inhalt der zu dem bestimmten Portal gehörenden Routingtabelle,
(c) Übertragung der zu dem bestimmten Portal gehörenden Routingtabellen-Daten auf dem lokalen Bus des Portals,
(d) Empfang von Routingtabellen-Daten, die über andere Portale auf dem lokalen Bus gesendet werden, und Verknüpfung der empfangenen Routingtabellen-Daten mit dem Inhalt der zu dem Portal gehörenden Routingtabelle,
(e) Wiederholung der obigen Schritte durch das bestimmte Portal, bis alle Busse in dem Netzwerk betreffenden Routingdaten empfangen worden sind.

Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Routingtabelle symmetrisch ist, d. h. dass derselbe Weg dafür benutzt wird, um von einem Gerät (oder Vorrichtung) A zu einem Gerät B oder von einem Gerät B zu einem Gerät A zu gehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Routingtabellen-Daten, die durch das bestimmte Portal während der ersten Iteration des Schritts (a) übertragen werden, den Identifizierer des bestimmten Portals und den Identifizierer des lokalen Bus des Portals, und die durch das bestimmte Portal von ihrem Begleitportal während der ersten Iteration des Schritts (a) empfangenen Routingtabellen-Daten enthalten den Identifizierer des Begleitportals und den Identifizierer des lokalen Bus des Begleitportals.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die durch das bestimmte Portal übertragenen bzw. empfangenen Routingtabellen-Daten den be stimmten Identifizierer des Portals bzw. den Identifizierer des Begleitportals des bestimmten Portals.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Routingtabelle eines Portals die Identifizierer von entfernten Bussen und für jeden entfernten Bus, wobei der Identifizierer des lokalen Portals zu dem entfernten Bus anfänglich den Identifizierer des entfernten Bus übertragen hat, die Tiefe des entfernten Bus verglichen mit dem lokalen Bus zu dem bestimmten Portal und der Identifizierer des lokalen Portals die Sendung der Routingtabellen-Daten mit dem Identifizierer des entfernten Bus auf dem lokalen Bus enthalten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Routingtabellen-Daten durch ein bestimmtes Portal übertragen oder gesendet, das die gesamte Routingtabelle enthält.
Gemäß der obigen abgewandelten Ausführungsform enthält das bestimmte Portal die Iteration der Schritte (a) bis (e), wenn die von ihrem Begleitportal und den lokalen Portalen empfangenen Routingtabellen nur Daten enthalten, die mit der Routingtabelle des bestimmten Portals redundant sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Routingtabelle, die durch ein bestimmtes Portal übertragen oder gesendet wurde, nur den Teil der Routingtabelle, der nicht während eines vorangehenden Schritts durch das bestimmte Portal übertragen oder gesendet wurde.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das bestimmte Portal die Iteration der Schritte (a) bis (e), wenn es während der vorangehenden Iteration keine Routingdaten empfangen hat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Verknüpfungsschritte die Wahl eines einzigen Wegs von dem lokalen Bus zu dem bestimmten Portal zu einem entfernten Bus und die Beseitigung der nicht-gewählten Wege aus der Routingtabelle des bestimmten Portals.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der zu einem bestimmten entfernten Bus gewählte Weg abhängig von den Portal-Identifizierern, die in der Routingtabelle für den bestimmten entfernten Bus gespeichert sind.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform ist der für einen bestimmten entfernten Bus gewählte Bus gewählte Weg abhängig von der Bandbreite der Portale auf dem Weg.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Auswahl unter den kürzesten Wegen zu dem entfernten Bus, und Wege mit größerer Länge aus der Routingtabelle werden entfernt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Routingtabelle für den Zweck des Routing von Nachrichten vereinfacht, und die Liste der Identifizierer des entfernten Bus enthält für jeden entfernten Bus, ob das bestimmte Portal eine Nachricht von dem lokalen Bus zu dem bestimmten Portal zu seinem Begleitportal weiterleiten soll.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist ein Portalvorrichtung zum Anschluss an einen ersten Kommunikationsbus und zur Verknüpfung mit einer Begleitportal-Vorrichtung zur Verbindung mit einem zweiten Kommunikationsbus, gekennzeichnet durch:

– eine Busschnittstelle für die Verbindung mit dem ersten Kommunikationsbus,
– eine Schnittstelle für ein Kommunikationsmedium zur Verbindung mit der Begleitportal-Vorrichtung,
– ein Speicher zur Speicherung der Routingtabellen-Daten,
– Mittel zur Übertragung der in dem Speicher gespeicherten Routingtabellen-Daten zu dem Begleitportal zur Sendung von in dem Speicher gespeicherten Routingtabellen-Daten auf dem ersten Kommunikationsbus zur Steuerung der Busschnittstelle und der Kommunikationsmedium-Schnittstelle zum Empfang oder zur Übertragung von Routingtabellen-Daten und zur Verkettung von empfangenen Routingtabellen-Daten mit in dem Speicher gespeicherten Daten während aufeinander folgender Empfangs- und Übertragungs-Zyklen für die Routingtabellen-Daten für die entfernten Kommunikationsbusse.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsform. Diese Ausführungsform wird anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben:
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines der beiden Portale einer Brücke,
2 zeigt ein Diagramm eines Netzes mit zwei durch eine Brücke verbundenen Bussen,
3 zeigt ein Diagramm eines Netzes mit zwei durch drei Brücken verbundenen Bussen,
4 zeigt ein Diagramm eines Abtastnetzes während eines ersten Schritts des Aufbauverfahrens einer Routingtabelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
5 zeigt ein Diagramm des Netzes von 4 während einer zweiten Iteration des Aufbauverfahrens für die Routingtabelle,
6 zeigt ein Diagramm des Netzes der 4 und 5 während einer dritten Iteration des Aufbauverfahrens der Routingtabelle.
Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein Netz mit über Brücken verbunden seriellen Bussen IEEE 1394. Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf ein derartiges spezifisches Gebiet beschränkt ist und dass sie durch einen Fachmann auf diesem Gebiet auf andere Gebiete angewendet werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform ist auch gedacht für die asynchrone Übertragung einer Nachricht, kann jedoch auf andere Übertragungstypen ausgedehnt werden.
Für detaillierte Informationen über die Spezifikationen eines Bus IEEE 1394 wird verwiesen auf das IEEE Dokument "P1394 Standard for a High Performance Serial Bus".
1 ist ein Diagramm eines der beiden Portale, die eine Brücke zwischen den beiden Bussen IEEE 1394 bilden. Das andere Portal enthält ähnliche Elemente.
Das Portal enthält eine 1394 Busschnittstelle 101, die eine räumliche Schnittstellenschaltung ("PHY") und eine Verknüpfungsschaltung ("LINK") enthält. Das Portal enthält außerdem eine Schaltstrukturschnittstelle 102.
Die Schaltstruktur ist das Kommunikationsmedium, das die beiden Portale der Brücke zur Kommunikation miteinander benutzt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Schaltstruktur eine drahtlose Hochfrequenz-Strecke. Um eine bidirektionale Kommunikation über dieses Medium zu ermöglichen, enthält die Schnittstelle 102 einen Modulator/Demodulator 105, einen Frequenz-Aufwärts/Abwärts-Converter 106 mit entsprechenden Oszillatoren und eine Antenne 107. Natürlich können andere Typen einer Schaltstruktur benutzt werden: Koaxialkabel, optische Glasfaser, Infrarotübertragung und andere. Ein bestimmtes Netz kann Brücken enthalten, von denen jede einen anderen Typ einer Schaltstruktur durchführt.
Das Portal enthält außerdem einen Speicher 104 mit einem Bereich, der für die Routingtabellen reserviert ist, sowie vier Bereichen zur Speicherung von ankommenden oder abgehenden Daten, entweder für eine asynchrone oder eine isochrone Übertragung.
Das Portal enthält außerdem einen Mikroprozessor 103 oder eine äquivalente Einheit zur Verwaltung der verschiedenen Elemente des Portals. Der Mikroprozessor führt außerdem ein in dem Speicher 104 gespeichertes Programm zur Bestimmung der Routingtabellen durch.
2 ist ein Diagramm eines einfachen Netzes, das zur Erläuterung der Kommunikation zwischen den Bussen dient. Das Netz enthält zwei Busse B200 und B201, verbunden über eine Brücke (P202P203) mit Portalen P202 und P203. Da die Portale P202 und P203 zu derselben Brücke gehören, werden sie auch als Begleitportale (companion portals) bezeichnet. Ein Knoten N201 ist mit dem Bus B200 verbunden, während ein Knoten N202 mit dem Bus B201 verbunden ist.
Der Bus B200 wird als "lokal" zu dem Knoten N201 bezeichnet. Er ist für den Knoten N202 ein "entfernter" Bus.
Jeder Bus wird nur innerhalb des Netzes über einen Busidentifizierer (bus_ID) identifiziert. Jeder mit einem Bus verbundene Knoten wird nur auf diesem Bus durch einen Knotenidentifizierer ("GUID") identifiziert. Portale sind ebenfalls Knoten und haben daher einen einzigen Identifizierer. Die beiden Portale von 2 haben jeweils GUIDs von "2" und "3". Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist jedes Portal mit "PXYY" bezeichnet, wobei "X" die Figur identifiziert und "YY" der GUID-Wert des Portals ist. Dieselben Portale in den verschiedenen Figuren sind jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Das gilt insbesondere für die 4 bis 6, die dasselbe Netz bei verschiedenen Stufen der den Vorgang bestimmenden Routingtabelle darstellen.
Eine einzige Adresse eines Knotens in dem Netz ergibt sich durch die Kombination des Busidentifizierers mit dem Knoten-Identifizierer. Wenn eine Nachricht von einem Knoten zu einem anderen gesendet wird, bezeichnet die Sendung die einzige Bestimmungsadresse des Bestimmungs-Knotens in ihrem Nachricht-Header.
Die Tiefe (depth) eines ersten Bus, vergleichen mit einem zweiten Bus, ist definiert als die kleinste Zahl von Brücken (d. h. die Brücken auf dem kürzesten Weg), die eine Nachricht kreuzen muss, um von dem ersten Bus zu dem zweiten Bus zu gelangen. Somit ist die Tiefe des Busses B200, verglichen mit dem Bus B201, gleich 1.
Auf jedem Bus wird eines der mit diesem Bus verbundenen Portale als Alpha-Portal gewählt. Dieses Alpha-Portal hat bestimmte, busbezogene Verwaltungsaufgaben auf dem Bus. Für den Zweck der vorliegenden Ausführungsform prüft das Prime-Portal, ob ein Knoten mit dem Netz verbunden oder von dem Netz getrennt ist. In einem derartigen Fall wird das Netz neu initialisiert. Das Prime-Portal sendet eine Rundfunknachricht zu allen Knoten und insbesondere zu den Portalen, um sie über die Neu-Initialisierung des Netzes zu informieren. Nach dem Empfang dieser Nachricht bestimmt jedes Portal seine neue Routingtabelle, wie im folgenden beschrieben wird.
Wenngleich das Verfahren der Bestimmung des Prime-Portals außerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung liegt, kann es z. B. bestimmt werden durch Vergleich der 64-Bit EUIs (Extended Unique Identifier) der verschiedenen Alpha-Portale.
Das Alpha-Portal mit der größten Rückwärtsfolge (reverse order) EUI wird z. B. als das Prime-Portal gewählt.
Für ein Portal bestehen die Routing-Informationen aus Informationen, die es dem Portal ermöglichen, nach dem Empfang einer Nachricht mit einem Bestimmungsbusidentifizierer zu ermitteln, ob es die Nachricht zu seinem Begleitportal weiterleiten muss oder nicht.
Die Bestimmung der Routingtabelle ist ein iterativer Vorgang. Während des erstens Schritts des Aufbauvorgangs der Routingtabelle bestimmt ein Portal die Routing-Informationen zu den Bussen mit der Tiefe 1, verglichen mit dem Bus des Portals. Während des zweiten Schritts bestimmt ein Portal die Routing-Informationen zu den Bussen mit der Tiefe 2 undsoweiter.
Der Vorgang kann folgendermaßen zusammengefasst werden:
(a) Schritt 1
Während des ersten Schritts sendet jedes Portal seinen Knotenidentifizierer und den lokalen Busidentifizierer zu seinem Begleitportal. Jedes Begleitportal sendet diese beiden Identifizierer zu seinem lokalen Bus, um sich mit allen anderen Portalen auf seinem lokalen Bus an diesen Informationen zu beteiligen. Jedes Portal empfängt auf seinem Bus das Knotenpaar und die Bus-Identifizierer von den Begleitportalen aller Portale auf dem lokalen Bus. Jedes Portal speichert die empfangenen Informationen zusammen mit dem Paar von Identifizierern von ihren eigenen Begleitportalen. Wenn die Sendung abgeschlossen ist, kennt jedes Portal die Identifizierer aller Busse mit der Tiefe 1, verglichen mit ihrem lokalen Bus, sowie die GUID-Identifizierer der mit diesen Bussen verbundenen Portale und einen Teil der mit dem lokalen Bus verbundenen Brücken. Jedes Portal kennt außerdem die GUID-Identifizierer der mit dem lokalen Bus verbundenen Portale, da die durch die Portale des lokalen Bus gesendeten Rundfunknachrichten die Nachricht-Quellenadresse enthalten, d. h. den Wert des Portals GUID.
Jedes Portal ermittelt dann, ob ein bestimmter entfernter Bus mehrmals in den gespeicherten Informationen auftritt. Wenn das der Fall ist, bedeutet das, dass es redundante Wege zu diesem entfernten Bus gibt. Diese Redundanz wird dadurch beseitigt, dass nur eine der zu dem entfernten Bus führenden Brücken gewählt wird. Wenn Nachrichten von dem lokalen Bus zu dem entfernten Bus weiterzuleiten sind, dann wird nur die gewählte Brücke benutzt, d. h. nur das Portal der gewählten Brücke überträgt die Nachricht zu ihrem Begleitportal. Alle anderen, mit der gewählten Brücke redundanten Brücken werden somit für diesen besonderen Weg "gesperrt" oder inaktiviert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gewählte Brücke diejenige, die das Portal mit dem höchsten GUID-Identifizierer verarbeitet. Alle anderen Portale eines lokalen Bus inaktivieren sich selbst für die Übertragung von Nachrichten zu dem entfernten Bus für diesen Weg, wenn diese Portale ermittelt haben, dass sie oder ihr Begleitportal keinen Teil der gewählten Brücke bilden.
3 ist ein Diagramm eines Netzes mit zwei Bussen B300 und B301, die über drei redundante Brücken (P303P302), (P301 P305) und (P304P306) miteinander verbunden sind. Gemäß dem oben definierten Kriterium ist die Brücke, die für die Weiterleitung der Nachrichten von dem Bus B300 zu dem Bus B301 und umgekehrt gewählt wird, die Brücke (P304P306), da "6" der größte GUID ist.
Gemäß einer Variante der Ausführungsform ist die gewählte Brücke die Brücke mit der größten Bandbreite für die Datenübertragung. Damit die Portale aufgrund dieses Kriteriums Entscheidungen treffen können, müssen die Informationen für die Bandbreite einer Brücke zusammen mit den Bus- und Portal-Identifizierern gesendet werden, wenn diese Informationen nicht bereits durch Portale über andere Mittel bekannt sind, wie eine vorprogrammierte Liste. Bei der bevorzugten Ausführungsform inaktivieren alle Portale des lokalen Bus, die zu den redundanten Brücken gehören und die nicht die größte Bandbreite zulassen, sich selbst für die Übertragung von Nachrichten zu dem entfernten Bus. Wenn mehrere redundante Brücken dieselbe Bandbreite aufweisen sollten, dient das für die bevorzugte Ausführungsform beschriebene Kriterium zur Wahl einer einzigen Brücke.
Es ist klar, dass andere Wahlkriterien benutzt werden können, um eine einzige Brücke unter einer Anzahl von redundanten Brücken auszuwählen.
Am Ende von Schritt 1 weiß jedes Portal, ob es Nachrichten weiterleiten muss, die auf seinem lokalen Bus umlaufen und zu dem Bus der Tiefe 1 adressiert sind, der mit dem Begleitportal verbunden ist, oder nicht. Bei diesem Wert wurden die redundanten Brücken zu den Bussen der Tiefe 1, verglichen mit dem lokalen Bus, inaktiviert.
Die durch jedes Portal gehaltenen Informationen haben das folgende Format:
Tabelle 1
Diese Tabelle ist die Routingtabelle, zu der während eines darauffolgenden Schritts des vorliegenden Vorgangs zusätzliche Informationen hinzugefügt werden. Eine vereinfachte Version dieser Tabelle wird später beschrieben.
Wie bereits erwähnt, werden die in der Tabelle gespeicherten GUIDs des lokalen Portals aus den durch die lokalen Portale gesendeten Nachrichten gewonnen.
(b) Schritt 2
Nach dem Ende Schritts 1 sendet jedes Portal einer Brücke, die nicht inaktiviert wurde, den Inhalt ihrer Routingtabelle zu seinem Begleitportal. Das Begleitportal sendet den Inhalt der Tabelle auf seinem lokalen Bus. Alle Portale empfangen und speichern die auf ihrem lokalen Bus übertragenen Tabellen und fügen den Inhalt dieser Tabellen ihrer eigenen Routingtabelle hinzu. Sie fügen außerdem die von ihrem jeweiligen Vergleichsportal empfangene Tabelle hinzu. Wie im Schritt 1, enthält jedes mit einem bestimmten Bus verbundene Portal bei dieser Stufe dieselben Informationen.
Vorzugweise überträgt jedes lokale Portal auf seinem lokalen Bus nur den Teil der Tabelle ihrer Begleittabelle, die nicht mit den in einem früheren Schritt übertragenen Informationen redundant ist, d. h. Informationen, die noch nicht in der eigenen Tabelle der lokalen Portale enthalten sind. Das lokale Portal vergleicht einfach die von ihrem Begleitportal empfangene Tabelle mit dem Inhalt ihrer eigenen Tabelle, um zu ermitteln, ob neue Informationen gespeichert und übertragen werden müssen oder nicht.
Sobald die Tabellen verkettet worden sind, prüft jedes Portal auf redundante Wege zu Bussen mit der Tiefe 2, verglichen mit dem lokalen Bus, durch Anwendung eines Kriteriums ähnlich zu dem in Schritt 1 angewendeten Kriterium, um einen einzigen Weg unter äquivalenten Wegen zu wählen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Weg, der gewählt wird, der Weg, der das Portal mit dem höchsten GUID-Identifizierer enthält. Für die vorliegende Ausführungsform werden nur die GUID-Identifizierer der Portale der Brücken zu Beginn und am Ende eines Weges berücksichtigt.
Natürlich kann ein anderes Kriterium gewählt werden, solange alle Portale in einer eindeutigen Weise denselben einzigen Weg unter redundanten Wegen wählen.
Wege mit zwei Brücken zwischen den Bussen, die bereits über einen Weg mit einer einzigen Brücke verbunden sind (d. h. bereits über einen kürzeren Weg verbunden sind), werden nicht benutzt oder verworfen.
Am Ende von Schritt 2 weiß jedes Portal, ob es Nachrichten weiterleiten muss, die auf seinem lokalen Bus umlaufen und zu Bussen der Tiefe 2 adressiert sind, verglichen mit dem lokalen Bus.
(c) Schritt n
Der Schritt n besteht in der Wiederholung des Vorgangs von Schritt 2, wobei "2" durch "n" ersetzt ist. Für den Schritt 2 werden kürzere Wege zwischen den beiden Bussen gegenüber längeren Wegen zwischen denselben beiden Bussen vorgezogen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird der Vorgang durch ein Portal angehalten, wenn er von seinem Begleitportal und von seinen lokalen Portalen zu seinem Bus Informationen empfängt, die vollständig redundant zu dem Inhalt der Routingtabelle sind.
Die Anwendung des iterativen Vorgangs auf ein Abtastnetz wird im Folgenden beschrieben. Die folgende Beschreibung enthält zusätzliche Details und Regeln, verglichen mit den oben genannten allgemeinen Regeln. Das Abtastnetz ist in 4 dargestellt. Es enthält insgesamt fünf Busse B400 bis B404 und sieben Brücken mit Portalen mit GUID-Werten von 0 bis 13.
Die Topologie des Netzes ist folgende:
Tabelle 2
Der erste Portal einer in einem Paar (PXYY, PXYY) gezeigten Brücke ist mit dem Bus verbunden, der in der ersten Zeile der Tabelle gezeigt ist, während das zweite Portal einer Brücke mit dem Bus verbunden ist, der in der ersten Spalte der Tabelle gezeigt ist.
In den 4 bis 6 bezeichnen die vertikalen Pfeile die nahegelegenen Bus-Identifizierer und die GUID-Werte die Informationen, die von einem Portal zu seinem Begleitportal gesendet werden, um auf dem lokalen Bus des Begleitportals gesendet zu werden.
Der Aufbauvorgang für die Routingtabelle wird im Detail für die Busse B400 und B401 beschrieben. da die maximale Tiefe in dem Netz gleich 3 ist, ist die Maximalzahl der Iterationen, die durch jedes Portal in dem Netz durchgeführt werden, ebenfalls gleich 3.
(a) Schritt 1 (Bus B400)
Das Portal P409 empfängt von seinem Begleitportal P408 die Informationen:

– Begleitportal-GUID: 8
– Begleitportal-Busnummer: B401.

Das Portal P411 empfängt von seinem Begleitportal P410 die Informationen:

– Begleitportal-GUID: 10
– Begleitportal-Busnummer: B401

Das Portal P413 empfängt von seinem Begleitportal P412 die Informationen:

– Begleitportal-GUID: 12
– Begleitportal-Busnummer: B404

Jedes der obigen Portale sendet seine Informationen auf dem Bus B400 und hört auf die Sendung der anderen Portale. Jedes der obigen Portale baut dann die folgende Tabelle auf:
Tabelle 3
Jedes Portal prüft dann für redundante Wege. Da der Bus B401 zweimal in der Tabelle erscheint, müssen die Portale wählen, welcher Weg unter den beiden existie renden redundanten Wegen zu dem Bus B401 benutzt werden muß. Da der größte GUID-Wert unter den GUID-Werten der Portale P408, P409, P410 und P411 gleich 11 ist, wird der durch die zweite Zeile der Tabelle angegebene Weg gewählt. Der andere Weg wird aus der Tabelle 3 beseitigt, um die Routingtabelle am Ende von Schritt 1 zu bilden. Zum Zweck der Routing-Nachrichten kann diese Tabelle 3 in der folgenden Weise vereinfacht werden, da nur der Bestimmungsbus und das weiterleitende Portal für diesen Zweck bekannt sein müssen:
Tabelle 4
Diese Routingtabelle wird folgendermaßen interpretiert:

– Pakete von dem Bus B400 zu dem Bus B401 werden durch das Portal 11 weitergeleitet.
– Pakete von dem Bus B400 zu dem Bus B404 werden durch das Portal 13 weitergeleitet.

Natürlich kann die Routingtabelle auch in anderen Formaten als dem in der Tabelle 4 angegebenen Format dargestellt werden.
Für den Zweck der Verfolgung des iterativen Vorgangs werden die Informationen der Tabelle 3 in einem Speicher gehalten.
(b) Schritt 1 (Bus B401)
Das Portal P408 empfängt von seinem Begleitportal die folgenden Informationen:

– Begleitportal-GUID: 9
– Begleitportal-Busnummer: B400

Das Portal P410 empfängt von seinem Begleitportal die Informationen:

– Begleitportal GUID: 11
– Begleitportal-Busnummer: B400

Das Portal P403 empfängt von seinem Begleitportal die Informationen:

– Begleitportal-GUID: 2
– Begleitportal-Busnummer: B402

Jedes der obigen Portale sendet seine Informationen auf dem Bus B401 und hört auf die Sendung der anderen Portale. Jedes der obigen Portale baut dann die folgende Tabelle auf:
Tabelle 5
Entsprechend den oben beschriebenen Regeln bestimmt jedes Portal auf dem Bus B401 die folgende vereinfachte Routingtabelle:
Tabelle 6
Diese Tabelle wird folgendermaßen interpretiert:

– Pakete von dem Bus B401 zu dem Bus B400 werden durch das Portal P410 weitergeleitet.
– Pakete von dem Bus B401 zu dem Bus B402 werden durch das Portal P403 weitergeleitet.

Es sei bemerkt, dass der Weg zwischen dem Bus B400 und B401 mit demselben Kriterium wie vorher und folglich derselbe Weg gewählt wird. Das bedeutet, dass eine Nachricht von einem Bus A unter Anwendung eines bestimmten Wegs zur Erreichung eines Bus B denselben Weg benutzt wie eine Nachricht von dem Bus B zu dem Bus A und dass in dem Fall, wo ein Portal während eines Schritts des Vorgangs gesperrt oder inaktiviert wird, sein Begleitportal ebenfalls inaktiviert wird.
5 zeigt für das gesamte Netz von 4, welche Brücken während des Schritts 1 inaktiviert worden sind. Die inaktivierten Brücken sind in grau dargestellt. Während Portale von während des Schritts 1 inaktivierten Brücken keine Routing-Informationen weiterleiten, können sie weiterhin Routing-Informationen empfangen, die auf ihrem jeweiligen lokalen Bus umlaufen.
(c) Schritt 2 (Bus B400)
Während das Portal P408 während des Schritts 1 inaktiviert wurde, leitet jedes der Portale P410 und P412 seine Routingtabelle zu seinem Begleitportal auf dem Bus B400 weiter. 5 zeigt, welche Informationen zu jedem Portal übertragen werden. Es werden nur Informationen gesendet, die nicht redundant sind, wie in 5 gezeigt. Das ist der Grund, warum keine Informationen für das Portal P400 dargestellt sind: die relevanten Informationen entsprechend dem Bus 403 wurden bereits während des Schritts 1 gesendet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet jedes Portal, um die auf den Bussen gesendete Datenmenge zu verringern, zu seinem Begleitportal keine Informationen, die es bereits während eines vorangehenden Schritts von seinem Begleitportal empfangen hat (da diese Informationen bereits während des früheren Schritts übertragen wurden). Informationen werden nur dann weitergeleitet, wenn sie noch nicht redundant zu während eines früheren Schritts gesendeten Informationen sind. In anderen Worten: Wenn während eines Schritts n ein Portal auf seinem lokalen Bus keine Informationen für einen Bus mit der Tiefe n von einem anderen Portal empfängt, dann leitet es während der darauffolgenden Schritte keine Informationen zu seinem Begleitportal weiter.
Wenn ein Portal keine neuen Daten zur Übertragung zu seinem Begleitportal hat, benachrichtigt es gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung sein Begleitportal, dass letzteres während des vorliegenden Schritts und potentieller künftiger Schritte des Verfahrens keine weiteren Informationen empfängt. Ein Unterbre chungsmechanismus kann außerdem bei dem Wert des Vergleichsportals durchgeführt werden.
Gemäß einer Variante der vorliegenden Ausführungsform leitet jedes Portal seine gesamte, nicht-vereinfachte Routingtabelle zu ihrem Begleitportal. Wenngleich in diesem Fall Bandbreite vergeudet wird, kann die Tabelle, die bei dem Wert jedes Portals arbeitet, vereinfacht werden.
Auf dem Bus B400 enthält jedes Portal die folgenden Informationen, zusätzlich zu den während des Schritts 1 empfangenen Informationen:
Tabelle 7
Es gibt zwei redundante Wege zwischen dem Bus B400 und B402, ein Weg führt über den Bus B401, der andere über B402. Da der höchste GUID-Wert unter den vier betroffenen Portalen gleich 13 ist, wird der zweite Weg in der obigen Tabelle gewählt, während der erste Weg beseitigt wird. Jedes der Portale auf dem Bus B400 hat dann Zugriff zu den folgenden Informationen:
Tabelle 8
Die vereinfachte Tabelle kann nun leicht aus der Tabelle 8 ermittelt werden:
Tabelle 9
(d) Schritt 2 (Bus B401)
Nach dem Empfang der durch die Begleitportale P411 und P402 gesendeten Routinginformationen fügt jedes der Portale P408, P410 und P403 auf dem Bus B401 die folgenden Informationen für die Busse mit der Tiefe 2 dem während der Stufe 1 für die Tiefe 1 empfangenen Informationen hinzu:
Tabelle 10
Es gibt dort wieder in diesem Fall einen redundanten Weg zu dem Bus B404. Unter Anwendung derselben Regel wie vorher wird der als erster in der Tabelle 9 auftretende Weg gewählt (GUID des entfernten Portals gleich 12), während der auf der Zeile darunter auftretende Weg beseitigt wird. Durch Hinzufügung der resultierenden Tabelle zu den Informationen, die durch die Portale des Bus B401 während des Schritts 1 bestimmt werden, ergibt sich:
Tabelle 11
Für den Bus B401 ist die vereinfachte Tabelle:
Tabelle 12
Der Schritt 2 wird auf diese Weise für Portale auf den Bussen B400 und B401 abgeschlossen.
(e) Schritt 3 (Bus B400)
Bei dieser Stufe haben nur drei Portale nicht-redundante Informationen zur Übertragung für die Busse mit der Tiefe 3 (d. h. Portale (P411, P410), (P413, P412) und (P401, P400)), wie in 6 dargestellt. Die anderen aktiven (d. h. nicht- inaktivierten) Portale haben von den anderen Portalen auf ihrem lokalen Bus während des Schritts 2 keine Informationen für den Bus mit der Tiefe 2 empfangen und leiten daher während des Schritts 3 keine Informationen weiter.
Die zusätzlichen Informationen, die durch jedes Portal des Bus B400 zu Beginn des Schritts 3 empfangen werden, sind die folgenden:
Tabelle 13
Durch Anwendung der Auswahlregel wird der zweite Weg zu dem Bus B403 gewählt (GUID mit dem Wert 13), während der erste gelöscht wird.
Tabelle 14
Die vereinfachte Routingtabelle ist dann:
Tabelle 15
Das ist die endgültige Tabelle für den Bus B400. Es gibt dort keine Busse mit der Tiefe 4 relativ zu dem Bus B400 in dem Netz.
(f) Schritt 3 (Bus B401)
Das Netz enthält keine Busse der Tiefe 3, verglichen mit dem Bus B401. Da die Portale des Bus B401 keine nicht-redundanten Informationen von ihren Begleitportalen empfangen, sind ihre endgültigen Tabellen diejenigen, die während des Schritts 2 gebildet werden.
Bei diesem Schritt haben alle Busse den Weg zu allen anderen Bussen in dem Netz hergestellt.
Wenn eine Nachricht auf einem Bus umläuft, bestimmt jedes lokale Portal zu diesem Bus den Bestimmungsbus-Identifizierer, der in dem Nachricht-Header enthalten ist, und prüft in seiner Routingtabelle, ob er die Nachricht weiterleiten muss oder ob die Nachricht durch ein anderes Portal weitergeleitet wird. Somit sind alle Informationen, die ein Portal kennen muss, die Liste der Identifizierer der entfernten Busse und für jeden dieser Busse eine Markierung, die anzeigt, ob das Portal einen Weg zu dem entfernten Bus darstellt oder nicht.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Routingtabelle in einem Kommunikationsnetz mit über Brücken verbundenen Bussen, wobei jede Brücke zwei Begleitportale enthält, ein erstes Portal mit einem ersten Bus und ein zweites Portal mit einem zweiten Bus verbunden ist, und jeder Bus durch einen einzigen Busidentifizierer identifiziert wird, jedes Portal durch einen einzigen Portalidentifizierer identifiziert wird, mit folgenden Schritten: (a) Übertragung durch eines der bestimmten Portale von Routingtabellen-Daten, die durch das bestimmte Portal gespeichert sind, zu dem Begleitportal des bestimmten Portals und Empfang von Routingtabellen-Daten von ihrem Begleitportal durch das bestimmte Portal, (b) Verknüpfung der empfangenen Routingtabellen-Daten mit dem Inhalt der zu dem bestimmten Portal gehörenden Routingtabelle, (c) Übertragung der zu dem bestimmten Portal gehörenden Routingtabellen-Daten auf dem örtlichen Bus des Portals, (d) Empfang von Routingtabellen-Daten, die über andere Portale auf dem örtlichen Bus gesendet werden, und Verknüpfung der empfangenen Routingtabellen-Daten mit dem Inhalt der zu dem Portal gehörenden Routingtabelle, (e) Wiederholung der obigen Schritte durch das bestimmte Portal, bis alle Busse in dem Netzwerk betreffenden Routingdaten empfangen worden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei – die Routingtabellen-Daten, die durch das bestimmte Portal während der ersten Iteration des Schritts (a) übertragen werden, den Identifizierer des bestimmten Portals und den Identifizierer des örtlichen Bus des Portals enthalten, – die durch das bestimmte Portal von ihrem Begleitportal während der ersten Iteration des Schritts (a) empfangenen Routingtabellen-Daten den Identifizierer des Begleitportals und den Identifizierer des örtlichen Busses des Begleitportals enthalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die durch das bestimmte Portal übertragenen bzw. empfangenen Routingtabellen-Daten den bestimmten Identifizierer des Portals bzw. den Identifizierer des Begleitportals des bestimmten Portals enthalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Routingtabelle eines Portals die Identifizieren von entfernten Bussen und für jeden entfernten Bus enthält, und der Identifizierer des örtlichen Portals zu dem entfernten Bus anfänglich den Identifizierer des entfernten Bus übertragen hat, die Tiefe des entfernten Bus verglichen mit dem örtlichen Bus zu dem bestimmten Portal und der Identifizierer des örtlichen Portals die Sendung der Routingtabellen-Daten mit dem Identifizierer des entfernten Bus auf dem örtlichen Bus enthalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Routingtabellen-Daten durch ein bestimmtes Portal übertragen oder gesendet werden, das die gesamte Routingtabelle enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, abhängig von Anspruch 4, wobei das bestimmte Portal die Iteration der Schritte (a) bis (e) anhält, wenn die von ihrem Begleitportal und den örtlichen Portalen empfangenen Routingtabellen nur Daten enthalten, die zu der Routingtabelle des bestimmten Portals redundant sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Routingtabelle, die durch ein bestimmtes Portal übertragen oder gesendet wird, nur den Teil der Routingtabelle enthält, der nicht während eines vorangehenden Schritts durch das bestimmte Portal übertragen oder gesendet wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das bestimmte Portal die Iteration der Schritte (a) bis (e) enthält, wenn es während der vorangehenden Iteration keine Routingdaten empfangen hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verknüpfungsschritte die Wahl eines einzigen Wegs von dem örtlichen Bus zu dem bestimmten Portal zu einem entfernten Bus und die Beseitigung der nicht-gewählten Wege aus der Routingtabelle des bestimmten Portals enthalten.
Verfahren nach Anspruch 4 und Anspruch 9, wobei der zu einem bestimmten entfernten Bus gewählte Weg abhängig ist von den Portal-Identifizierern, die in der Routingtabelle für den bestimmten entfernten Bus gespeichert sind.
Verfahren nach Ansprüchen 4 und 9 oder nach Ansprüchen 4 und 10, wobei der für einen bestimmten entfernten Bus gewählte Weg von der Bandbreite der Portale auf dem Weg abhängig ist.
Verfahren nach Ansprüchen 9 bis 11, wobei die Auswahl unter den kürzesten Wegen zu dem entfernten Bus erfolgt und Wege mit größerer Länge aus der Routingtabelle gelöscht werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Routingtabelle für den Zweck des Routing von Nachrichten vereinfacht wird und die Liste der Identifizierer des entfernten Bus und für jeden entfernten Bus enthält, ob das bestimmte Portal eine Nachricht von dem örtlichen Bus zu dem bestimmten Portal zu seinem Begleitportal weitergeleitet werden soll.
Portalvorrichtung zum Anschluss an einen ersten Kommunikationsbus und zur Verknüpfung mit einer Begleitportal-Vorrichtung zur Verbindung mit einem zweiten Kommunikationsbus, gekennzeichnet durch: – eine Busschnittstelle (101) für die Verbindung mit dem ersten Kommunikationsbus, – eine Schnittstelle (102) für ein Kommunikationsmedium zur Verbindung mit der Begleitportal-Vorrichtung, – ein Speicher (104) zur Speicherung von Routingtabellen-Daten, – Mittel (103) zur Übertragung der in dem Speicher gespeicherten Routingtabellen-Daten zu dem Begleitportal, zur Sendung von in dem Speicher gespeicherten Routingtabellen-Daten auf dem ersten Kommunikationsbus, zur Steuerung der Busschnittstelle und der Kommunikationsmedium-Schnittstelle zum Empfang oder zur Übertragung von Routingtabellen-Daten und zur Verkettung von empfangenen Routingtabellen-Daten mit in dem Speicher gespeicherten Daten während aufeinanderfolgender Empfangs- und Übertragungs-Zyklen für die Routingtabellen-Daten für die entfernten Kommunikationsbusse.