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1. Gebiet der Erfindung
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Die Vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen Netzknoten für
Kommunikationsnetzwerke und insbesondere Netzknoten mit einem Panikbetriebsmodus,
um die Kommunikation auf einem redundanten Übertragungspfad zu erleichtern.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Lokale Netzwerke (LANs) werden benutzt, um
die Datenübertragung
zwischen einer Anzahl von Benutzern zu erleichtern. Individuelle
LANs können zusammengeschaltet
werden, um es einer großen Anzahl
von Benutzern zu ermöglichen,
miteinander zu kommunizieren. Diese zusammen geschalteten LANs können weiterhin
mit anderen zusammen geschalteten LANs mit Hilfe von Routern verbunden werden,
um noch größere Kommunikationsnetzwerke
zu bilden.
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1 zeigt
ein beispielhaftes verbundenes zusammen geschaltetes LAN-System.
Die Bezugszeichen 10, 20, 30 usw. werden
benutzt, um die individuellen LANs zu kennzeichnen. Verbindungsbrücken zwischen
den LANs sind mit den Bezugszeichen, 5, 15, 25 und 35 versehen.
Ein Router zwischen dem zusammen geschalteten LAN 100 und dem
zusammen geschalteten LAN 200 ist mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet.
In dem dargestellten miteinander verschalteten LAN-System ist ein
Benutzer A in der Lage, mit einem Benutzer B zu kommunizieren, ohne
das LAN 10 zu verlassen.
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Wenn ein Benutzer A mit einem Benutzer
C in dem LAN 20 oder einem Benutzer D in dem LAN 30 kommunizieren
möchte,
werden die Daten über die
Verbindungen 5 und/oder 15 übertragen. Wenn der Benutzer
A mit einem Benutzer E kommunizieren möchte, müssen die Daten über den
Router 300 an das zusammen geschaltete LAN 200 geroutet
werden. Es ist für
einen Fachmann selbstverständlich, dass
die Verbindungen in der Schicht 2 des geschaltete LAN 200 geroutet
werden. Es ist für
einen Fachmann selbstverständlich,
dass die Verbindungen in der Schicht 2 des Netzwerkmodels
betrieben werden und offensichtlich zwei LANs miteinander verbinden. Es
ist den Benutzern A und C transparent, dass Datenübertragungen
zwischen ihnen über
die Verbindung 5 erfolgt, weil die Schicht 2-Verbindung
keine Pakete modifiziert, außer
es ist notwendig, um dem Typ des Bestimmungs-LANs zu entsprechen.
Wenn jedoch der Benutzer A mit dem Benutzer E kommunizieren möchte, muss
die Kommunikation über
den Router 300 erfolgen, der in der Schicht 3 des
Netzwerkmodels betrieben wird. Administratoren für LAN-Netzwerke versuchen im Allgemeinen die
Benutzer miteinander zu verbinden, die häufig miteinander in zusammen
geschalteten LANs kommunizieren. Wenn jedoch die zusammen geschalteten
LANs zu groß werden,
werden sie unskalierbar, und man erhält vielfältige wohlbekannte Probleme.
Entsprechend werden Router verwendet, um die zusammen geschalteten
LANs miteinander zu verbinden, so dass die zusammen geschalteten
LANs in einer akzeptierbaren Größe gehalten
werden können.
Dies führt
zu Verzögerungen
bei der Kommunikation zwischen den Benutzern, die über den
Router 300 durchgeführt
wird. Wenn z. B. in 1 der
Benutzer E und der Benutzer A häufig
miteinander kommunizieren müssen,
wäre es
vorteilhaft das LAN 10 und das LAN 50 über eine
Brückenverbindung
miteinander zu verbinden, anstatt über den Router 300.
Dies würde
eine Umverdrahtung des Systems erfordern, die kostenintensiv ist
und unter vielen Umständen
unpraktikabel sein kann, wie wenn beispielsweise Benutzer A und
E nur für
eine beschränkte
Zeitdauer häufig
miteinander kommunizieren müssen.
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Es ist in zusammen geschalteten LANs
und anderen Arten von Kommunikationssystemen oder Netzwerken auch
vorteilhaft, dass redundante Kommunikationspfade zur Verfügung gestellt
werden. Mit Bezug auf 1 ist
ein Netzknoten 37 in einem zusammen geschalteten LAN 200 mit
einem redundanten Kommunikationspfad zwischen dem LAN 50 und dem
LAN 60 versehen.
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Ein Kommunikationssystem mit redundanten Kommunikationspfaden
ist in dem US-Patent Nr. 5,138,615 mit dem Titel „The Configuration
System and Message for Highspeed Mesh Connected Local Area Network", Ausgabe August
11, 1992 (Lamport) offenbart. Lamport offenbart ein Hochgeschwindigkeits-,
in Maschen aufgebautes Netzwerk, das aus einer Anzahl von miteinander
verbundenen Netzknoten besteht, die umgekehrt mit Hosts gekoppelt
sind, die Teilnehmer des Netzwerks sind. Zwei Verbindungsanschlüsse können für jeden
Host mit verschiedenen Netzknoten so verbunden sein, dass, wenn
ein gesamter Netzknoten ausfällt,
alle Hosts, die mit diesem Netzknoten verbunden sind, alternative
Pfade in das Netzwerk haben. Dieses Vorsehen von zwei alternativen
Pfaden oder Kanälen
von jedem Host in das Netzwerk stellt eine Redundanz zur Verfügung.
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Lamport offenbart, dass jeder Netzknoten
ein Verbindungssteuerschaltkreis umfasst, der Datenstrom-Befehle
(z. B. Start oder Ende der Übertragung),
die von einem weiteren Netzwerkteilnehmer empfangen werden, überwacht
und die Abwesenheit von Datenstrom-Steuerbefehlen erkennt, wenn
die Datenstrom-Befehle nicht regelmäßig von dem Netzwerk empfangen
werden. Jeder Netzknoten kann auch einen großen FIFO-Puffer enthalten,
um Daten von dem Netzwerk in Form von Paketen zu empfangen. Wenn
mehr Pakete empfangen werden als der große FIFO handhaben kann, kann
der FIFO-Puffer überlaufen,
was dazu führt,
dass ein Paket verloren geht.
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2 zeigt
ein weiteres Kommunikationssystem mit redundanten Kommunikationspfaden. Wie
dargestellt umfasst das System LANs 305 bis 330.
Das LAN 305 ist mit dem LAN 310 über den Netzknoten 340 verbunden.
Das LAN 310 ist mit dem LAN 315 über einen
Netzknoten 350 verbunden. Dies stellt einen Haupt-Kommunikationspfad
zwischen den LANs 305 und 315 zur Verfügung. Demgemäß wird eine
Datenübertragung
zwischen den Benutzern X und Y bei einem Normalbetrieb durch die
Netzknoten 340 und 350 entlang des Kommunikationspfades 410 geleitet.
Es ist auch ein redundanter Pfad 420 dargestellt, der die
LANs 305 und 315 miteinander verbindet.
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Dieser Pfad wird durch den Netzknoten 360 gesteuert,
der auch das LAN 305 mit den LANs 320 bis 330 verbindet.
Der herkömmliche
Netzknoten 360 enthält
eine Netzknotensteuereinrichtung, die eine Weiterleitungsverarbeitung
und eine Spannbaumverarbeitung implementiert, wobei die letztere
gemäß einem
Spannbaum-Protokoll
realisiert ist.
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Jeder der Netzknoten tauscht Anwesenheitsnachrichten
aus, üblicherweise
mit einer Frequenz von 1 pro Sekunde. Einem Fachmann ist bekannt, dass
Daten von dem Netzknoten 360 mit einer erheblich höheren Frequenz
empfangen werden und dass zehn Tausende wenn nicht hunderttausende LAN-Pakete
von dem Netzknoten 360 in jeder Sekunde empfangen werden
können.
Abhängig
von dem Spannbaum-Protokoll, das durch den Netzknoten 360 implementiert
ist, ist der Datenverkehr zwischen den Benutzern X und Y von der Übertragung über den
redundanten Kommunikationspfad 420 durch den Netzknoten 360 so
lange verhindert, wie die Anwesenheitsnachrichten periodisch empfangen werden.
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Wenn eine Folge von Anwesenheitsnachrichten
weder von dem Netzknoten 340 noch von dem Netzknoten 350 empfangen
werden, z. B. werden 15 aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten
vermisst, öffnet
der Netzknoten 360 gemäß dem Spannbaum- Protokoll den redundanten
Kommunikationspfad und erlaubt die Datenübertragung zwischen den Benutzern
X und Y über
die redundante Verbindung 420. Dies dient dazu, um sicherzustellen, dass
der redundante Kommunikationspfad nur für die Übertragung von Daten zwischen
den LANs 305 und 315 zur Verfügung steht, wenn in dem Hauptkommunikationspfad 410 ein
Fehler vorliegt. Wie einem Fachmann bekannt ist, wird, wenn beide
Kommunikationspfade 410 und 420 gleichzeitig zur
Datenübertragung
bereitstehen, eine Netzwerkschleife gebildet, die zu einer extremen Überlastung
des Systems führt,
die umgekehrt wahrscheinlich das Netzwerk lahm legt.
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Herkömmliche Netzknoten 340 bis 360 können eine
Schwellkapazität
aufweisen, die wenn sie überschritten
wird, dazu führt,
dass der Netzknoten unfähig
ist, die empfangenen Daten weiterzuleiten. Demgemäß ist jeder
Netzknoten so aufgebaut, dass wenn eine Menge von empfangenen Daten
die Schwellkapazität
oder eine Grenze überschreitet,
die überschüssigen Daten
einfach verworfen werden. Jedoch kann dieses Verwerfen von Daten
auch zu Anomalien in dem Netzknoten 360 führen, der
die Anwesenheitsnachrichten überwacht.
Insbesondere wenn die Anwesenheitsnachrichten mit den überschüssigen Daten
verworfen werden, folgert der Netzknoten 360 fälschlicherweise,
dass der Hauptkommunikationspfad 410 betriebsunfähig ist
und öffnet
somit den redundanten Kommunikationspfad 420 unnötigerweise,
wodurch eine Netzwerkschleife gebildet wird, die das System überlastet
und es lahm legt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist
gemäß Anspruch
7 ein Netzknoten zur Verwendung in einem Kommunikationssystem zum Übertragen
von Daten von einem ersten Benutzer an einen zweiten Benutzer, die
miteinander durch einen Hauptkommunikationspfad und einen redundanten Kommunikationspfad
verbunden sind, vorgesehen, wobei der Netzknoten einen Anschluss
zum Empfangen von periodischen Anwesenheitssignalen aufweist, die
einen ordnungsgemäße Betrieb
des Hauptkommunikationspfades anzeigen, wobei der Netzknoten gekennzeichnet
ist durch: eine Netzknotensteuerung zum Steuern des Netzknotens,
so dass alle Daten verworfen werden, die an dem Netzknoten empfangen
werden, abhängig
von einem Fehler beim Empfangen einer ersten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitsdaten.
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In der nachfolgend beschriebenen
Ausführungsform
umfasst der Netzknoten: einen ersten Anschluss, der so gestaltet
ist, um periodische Anwesenheitssignale zu empfangen, die einen
ordnungsgemäßen Betrieb
des Hauptkommunikationspfades anzeigen; und einen zweiten Anschluss,
der so gestaltet ist, um Datensignale zu empfangen. Eine Netzknotensteuerung
ist ausgestaltet: um den Empfang der periodischen Anwesenheitssignale
zu überwachen;
und um ein Weiterleiten der empfangenen Datensignale zu steuern,
bis die empfangenen Datensignale eine Schwellkapazität erreichen.
Während die
empfangenen Datensignale die Schwellkapazität nicht erreichen, erkennt
die Netzknotensteuerung einen Fehler beim Empfangen einer ersten
Anzahl von aufeinander folgenden periodischen Anwesenheitssignalen
und steuert das Weiterleiten der ersten Signale zwischen dem ersten
Benutzer (X) und dem zweiten Benutzer (Y) über den redundanten Pfad (420) abhängig von
dem Detektieren des Fehlers beim Empfangen der ersten Anzahl von
aufeinander folgenden periodischen Anwesenheitssignalen. Nachdem
die empfangenen Datensignale die Schwellkapazität überschritten haben, verwirft
die Netzknotensteuerung zumindest einen Teil der empfangenen Datensignale,
so dass die weitergeleiteten Datensignale unter der Schwellkapazität liegen,
und wenn ein Fehler bei Empfangen einer zweiten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitssignalen auftritt, die kleiner
ist als die erste Anzahl, verwirft die Netzknotensteuerung alle
empfangenen Datensignale.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist gemäß Anspruch
4 ein Verfahren zum Übertragen
von Daten von einem ersten Benutzer an einen zweiten Benutzer vorgesehen,
die durch einen Hauptkommunikationspfad und einen redundanten Kommunikationspfad
mit einem dazwischen liegenden Netzknoten verbunden sind, wobei das
Verfahren umfasst: Empfangen von periodischen Anwesenheitssignalen,
die einen ordnungsgemäßen Betrieb
des Hauptkommunikationspfades anzeigen, wobei das Verfahren dadurch
gekennzeichnet ist, dass alle Datensignale die an dem Netzknoten
abhängig
von einem Fehler beim Empfangen einer ersten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitssignalen empfangen wurden, verworfen
werden.
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In der nachfolgend beschriebenen
Ausführungsform
umfasst das Verfahren das periodische Empfangen von Anwesenheitssignalen,
die einen ordnungsgemäßen Betrieb
des Hauptkommunikationspfades anzeigen und das Empfangen von Datensignalen
an dem Netzknoten. Das Verfahren enthält das Überwachen des Empfangs der
periodischen Anwesenheitssignale und das Steuern eines Weiterleitens
der empfangenen Datensignale, bis die empfangenen Datensignale eine
Schwellkapazität
erreichen. Weiterhin umfasst das Verfahren, so lange die empfangenen
Datensignale die Schwellkapazität nicht übersteigen,
die Schritte: Detektieren eines Fehlers beim Empfangen einer ersten
Anzahl von aufeinander folgenden periodischen Anwesenheitssignale;
und Steuern des Weiterleitens der ersten Datensignale zwischen dem
ersten Benutzer und dem zweiten Benutzer entlang des redundanten
Pfades abhängig
von dem Detektieren des Fehlers beim Empfangen der ersten Anzahl
von aufeinander folgenden periodischen Anwesenheitssignalen. Nachdem
die empfangenen Datensignale die Schwellkapazität überschritten haben, wird zumindest
ein Teil der empfangenen Datensignale verworfen, wenn die empfangenen
Datensignale die Schwellkapazität
so übersteigen,
dass die weitergeleiteten Datensignale unterhalb der Schwellkapazität liegen
und wenn ein Fehler beim Empfangen einer zweiten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitssignalen erkannt wird, die geringer
ist, als die erste Anzahl, werden alle empfangen Datensignale verworfen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt gemäß Anspruch
1 ist ein System zum Übertragung
von Daten von einem ersten Benutzer zu einem zweiten Benutzer vorgesehen,
die durch einen Hauptkommunikationspfad und einen redundanten Kommunikationspfad
mit einem dazwischen liegenden Netzknoten verbunden sind, wobei
das System umfasst: eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von periodischen
Anwesenheitssignalen, die einen ordnungsgemäßen Betrieb des Hauptkommunikationspfades
anzeigen, wobei das System gekennzeichnet ist durch: eine Einrichtung
zum Verwerfen aller Datensignale, die an einem Netzknoten abhängig von
einem Fehler beim Empfangen einer ersten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitssignalen empfangen wurden.
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Bei einem weiteren Aspekt umfasst
ein Kommunikationssystem zum Übertragen
von Daten von einem ersten Benutzer an einen zweiten Benutzer: einen
ersten Kommunikationspfad, der den ersten und den zweiten Benutzer
miteinander verbindet, einen zweiten Kommunikationspfad, der den
ersten und den zweiten Benutzer redundant miteinander verbindet;
und einen Netzknoten, der in dem zweiten Kommunikationspfad angeordnet
ist, um periodische Anwesenheitssignale zu empfangen, die einen
ordnungsgemäßen Betrieb
des ersten Kommunikationspfades anzeigen, so dass Datensignale von
den Benutzern des System empfangen werden, um ein Weiterleiten der
empfangenen Datensignale zu steuern, bis eine Schwellkapazität erreicht
ist, um einen Fehler beim Erkennen einer ersten Anzahl von aufeinander
folgenden periodischen Anwesenheitssignalen zu detektieren und um
alle empfangenen Datensignale abhängig von dem Erkennen des Fehlers
beim Empfangen der ersten Anzahl von aufeinander folgenden periodischen
Anwesenheitssignalen zu verwerfen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung ist leicht
verständlich
und kann mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden
werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende
Teile bezeichnen, was nicht einschränkend verstanden werden soll,
wobei
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1 eine
herkömmliche
LAN-Konfiguration darstellt;
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2 ein
herkömmliches
redundantes Kommunikationsnetzwerk darstellt;
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3 ein
redundantes Kommunikationsnetzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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4 einen
Kommunikationsnetzknoten gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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5 ein
Flussdiagramm des Verfahrens, das durch den Netzknoten gemäß 4 aufgeführt wird.
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Ausführliche
Beschreibung
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3 zeigt
ein redundantes Netzwerk oder ein System vergleichbar zu dem System,
das in 2 dargestellt
ist, wobei gleiche Elemente mit den identischen Bezugszeichen versehen
sind. Wie in 3 dargestellt
ist, sind die LANs 305 bis 330 über Netzknoten 340,350 und 360' miteinander
verbunden. Redundante Kommunikationspfade 410 und 420 verbinden
das LAN 305 mit dem LAN 315. Die Hauptkommunikationsverbindung 410 umfasst
die Netzknoten 340 und 350. Die redundante Kommunikationsverbindung 420 enthält den Netzknoten 360', der das LAN 305,
das beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits-Backbone-LAN sein kann,
mit den LANs 315 bis 330 verbindet.
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Die Netzknoten 340, 350 und 360 enthalten jeweils
eine Spannbaumverarbeitung, die ein Spannbaum-Protokoll realisiert.
Die Netzknoten umfassen auch eine Weiterleitungsverarbeitung zum
Weiterleiten von empfangenen Datensignalen. Die Netzknoten 340 und 360 sind
als herkömmliche
Netzknoten dargestellt, hier könnten
jedoch, wenn gewünscht, gemäß der vorliegenden
Erfindung, die nachfolgend ausführlich
mit Bezug auf den Netzknoten 360' beschrieben wird, gestaltet und
programmiert sein.
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Während
des normalen Betriebs werden Datensignale zwischen den Benutzern
X und Y über
den Hauptkommunikationspfad 410, über die Netzknoten 340 und 350 übertragen.
Um das Entstehen einer Rückkopplungsschleife
in dem Netzwerk zu vermeiden, überträgt jeder
der Netzknoten 340 und 350 Anwesenheitsnachrichten
an den Netzknoten 360' mit einer
Frequenz von 1 pro Sekunde, die anzeigen, dass die Hauptkommunikationsverbindung
zum Übertragen
von Datensignalen zwischen den Benutzern X und Y betrieben wird.
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Es wird angemerkt, dass der Netzknoten 360' nicht nur Anwesenheitsnachrichten
sondern auch eine erhebliche Menge von Daten zum Weiterleiten an
die LANs 320 bis 330 empfängt. Solange die Anwesenheitsnachrichten
durch den Netzknoten 360' von
den Netzknoten 340 und 350 empfangen werden, verhindert
der Netzknoten 360' die
Kommunikation über
die redundanten Kommunikationsverbindung 420 zwischen den
LANs 305 und 315, so dass eine Netzwerkschleife
vermieden wird. Man erkennt, dass obwohl der Netzknoten 360' als ein dynamischer
Netzknoten mit mehreren Anschlüssen
dargestellt ist, die vorliegende Erfindung gleichermaßen für herkömmliche
Brücken
oder anderen Arten von Schalter- oder Brückeneinrichtungen anwendbar
ist.
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Der Netzknoten 360' überwacht
eine Anzahl von aufeinander folgenden fehlenden Anwesenheitsnachrichten.
Demgemäß, wenn
der Netzknoten 360' aufeinander
folgende Anwesenheitsnachrichten entweder von dem Netzknoten 340 oder
von dem Netzknoten 315 nicht erkennen kann, öffnet der
Netzknoten 360' den
redundanten Kommunikationspfad 420, um die Kommunikation
zwischen den LANs 305 und 315 zu ermöglichen.
Wenn die Daten, die an dem Netzknoten 360' empfangen werden, die Kapazität des Netzknotens,
Datensignale an die LANs 320 bis 330 weiterzuleiten, übersteigen,
fährt der
Netzknoten 360',
wenn er auf herkömmliche
Weise konfiguriert ist, fort, alle empfangenen Daten, die seine
Schwellkapazität übersteigen,
zu verwerfen und setzt das Weiterleiten von Daten bei dem vollen
Kapazitätsniveau
fort. Z. B. wenn der Netzknoten 360' eine Weiterleitungskapazität von 60000
Informationspaketen pro Sekunde aufweist und der empfangene Datenverkehr
zwischen den LANs 305 und 320 bis 330 90000
Pakete pro Sekunde beträgt,
würde der
Netzknoten 360' bei
herkömmlicher
Betriebsweise 30000 Informationspakete pro Sekunde verwerfen und
damit fortfahren, die verbleibenden 60000 Datenpakete weiterzuleiten.
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Wie oben beschrieben, könnte dies
dazu führen,
dass Anwesenheitsnachrichten von dem Netzknoten 340 und/oder
dem Netzknoten 350 verworfen werden. D. h. in den 30000
Pakete verworfenen Datenpaketen könnten aufeinander folgende
Anwesenheitsnachrichten von entweder einem oder beiden Netzknoten 340 und 350 enthalten
sein. Demgemäß könnte der
Netzknoten 360' fälschlicherweise
feststellen, dass der Hauptkommunikationspfad 410 nicht
betriebsfähig
ist und daher den redundanten Pfad 420 zwischen LANs 305 und 315 öffnen, was
zu einer Netzwerkschleife führt.
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Um dieses Problem zu lösen, wird
der Netzknoten 360' so
programmiert, dass die Betriebsfähigkeit
der Hauptkommunikationsverbindung 410 konservativ bewertet
wird, und nur dann in einen Panikmodus übergegangen wird, wenn er feststellt,
dass die Verbindung 410 nicht betriebsfähig geworden ist. Die 4 zeigt eine schematische
Darstellung des Netzknotens 360'. Wie angezeigt, enthält der Netzknoten 360' eine Schalteinrichtung 282,
um Datensignale zwischen dem LAN 305 und den LANs 315 bis 330 weiter
zu leiten.
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Die Schalteinrichtung 282 wird
durch die Netzknotensteuerung 288 gesteuert, die ein Steuermodul 284 und
einen Speicher 286 umfasst. Das Steuermodul enthält einen
Detektor 284a, um den Datenstrom zu detektieren, der von
den LANs 305 und 315 bis 330 empfangen
worden ist, einschließlich
der Anwesenheitsnachrichten von den Netzknoten 340 und 350.
Das Steuermodul 284 enthält auch eine Steuerung 284b,
um die Schalteinrichtung 282 gemäß Anweisungen zu steuern, die
von dem Prozessor 284c empfangen werden, der Informationen gemäß gespeicherten
Programmierfehlen in dem Speicher 286 verarbeitet. Diese
bestimmten Elemente können
in vielfältiger
Weise, die einem Fachmann selbstverständlich sind, implementiert
werden. Es ist selbstverständlich,
dass der Speicher magnetisch, elektrisch, optisch oder eine andere
Art von Vorrichtung sein kann, die geeignet ist die notwendigen
Instruktionen und Informationen zu speichern, um es dem Steuermodul 284 zu
ermöglichen,
in der oben beschriebenen Weise zu arbeiten.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm mit den Schritten, die durch den Netzknoten 360' gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgeführt
werden. Es ist selbstverständlich,
dass der Netzknoten 360' viele weitere
Schritte ausführen
kann, um Informationen zwischen dem LAN 305 und den LANs 315 bis 330 zu übertragen,
die nicht in dem Diagramm der 5 gezeigt
sind, um überflüssige Informationen,
die unnötig
für das
Verständnis
der vorliegenden Erfindung durch den Fachmann ist, zu vermeiden.
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Der Betrieb des Netzknoten 360' wird nun mit Bezug
auf die 3 bis 5 beschrieben. Wie oben dargestellt
ist, empfängt
der Netzknoten 360' während dem
normalen Betrieb Datensignale, die zwischen dem LAN 305 und 320 bis 330 weitergeleitet werden.
Der Netzknoten 360' verhindert
jedoch die Übertragung
von Daten zwischen dem LAN 305 und dem LAN 315 und
somit bleibt die redundante Kommunikationsverbindung 420 geschlossen,
während die
Daten zwischen den LANs 305 und 315 über die Hauptkommunikationsverbindung 410 übertragen werden.
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Der Detektor 284a des Netzknotens 360' detektiert
Datensignale und Anwesenheitsnachrichten. Der Prozessor 284c für die Netzknotensteuerung wird
betrieben, um die detektierten Anwesenheitsnachrichten und den Datenverkehr,
wie in Schritt 500 angezeigt ist, zu überwachen. In dieser Hinsicht überwacht
der Prozessor 284c einen Zähler einer Anzahl von aufeinander
folgenden fehlenden Anwesenheitsnachrichten von entweder dem Netzknoten 340 oder
dem Netzknoten 350. Der Prozessor 284c überwacht
auch Informationen, die eine Menge des Datenverkehrs, der an dem
Netzknoten 360' empfangen
wird, betrifft, wie in Schritt 505 angegeben ist. So lange
die Anwesenheitsnachrichten empfangen werden und die Datensignale
unter der Kapazität
des Netzknotens liegen, steuert die Steuerung 284b gemäß dem herkömmlichen Weiterleitungsverfahren, das
in dem Prozessor 284c ausgeführt wird, die Schalteinrichtung 282,
um alle empfangenen Daten zwischen den LANs 305 und 320 bis 330 weiterzuleiten.
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In Schritt 510 stellt der
Prozessor 284c fest, ob der Datenverkehr, der durch den
Detektor 284a detektiert wird, einen Schwellwert des Netzknotens übersteigt,
z. B. 60000 Pakete pro Sekunde. Wenn der Datenverkehr den Schwellwert
des Netzknotens nicht übersteigt,
stellt der Prozessor 284c in Schritt 515 fest,
ob Anwesenheitsnachrichten aufeinander folgend empfangen worden
sind. Wenn ja, fährt
der Prozessor 284c mit dem Überwachen bei Schritt 500 fort.
Wenn aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten nicht empfangen
worden sind, überwacht
der Prozessor 284c in Verbindung mit dem Speicher 286 einen
Zähler
für die
Anzahl der aufeinander folgend fehlenden Anwesenheitsnachrichten,
wie in Schritt 520 angegeben ist.
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In Schritt 525 stellt der
Prozessor 284c fest, wenn 15 aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten
von entweder dem Netzknoten 340 oder dem Netzknoten 350 nicht
empfangen worden sind. Wenn die Anwesenheitsnachrichten nicht empfangen
wurden, wird das Zählen
der Anzahl der aufeinander folgend fehlenden Anwesenheitsnachrichten
in Schritt 520 fortgesetzt. Wenn jedoch 15 aufeinander
folgende Anwesenheitsnachrichten vermisst worden sind, weist der
Prozessor 284c die Steuerung 284b an, die Schalteinrichtung 282 zu
steuern, um die Signale zwischen den LANs 305 und 315 über den
redundanten Kommunikationspfad 420 weiterzuleiten. Demgemäß folgert
der Netzknoten 360, wenn der Detektor 284a nicht
in der Lage war, 15 aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten
zu detektieren, da eine Zeitdauer von 15 Sekunden verstrichen ist,
ohne dass eine Anwesenheitsnachricht von entweder dem Netzknoten 340 oder
dem Netzknoten 350 empfangen wurde, dass der Hauptkommunikationspfad 410 betriebsunfähig geworden
ist, und startet mit der Übertragung
von Datensignalen zwischen dem LAN 305 und dem LAN 315,
wie in Schritt 530 angegeben ist.
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Wenn in Schritt 510 die
Datensignale den Schwellwert des Netzknotens 360 überschreiten,
z. B. 60000 Pakete pro Sekunde, weist der Prozessor 284c die
Steuerung 284b an, die Schalteinrichtung 282 so
zu steuern, dass der überschüssige Datenverkehr
verworfen wird, wie in Schritt 535 angegeben ist. Diesbezüglich unterscheidet
der Netzknoten 360' nicht
zwischen dem Datenverkehr und den Anwesenheitsnachrichten. Demgemäß können sowohl
die Anwesenheitsnachrichten als auch die Datensignale verworfen
werden, bevor sie durch den Detektor 384a detektiert werden.
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In Schritt 540 stellt die
Steuerung fest, ob aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten
jede Sekunde empfangen werden. Wenn Anwesenheitsnachrichten empfangen
werden, fährt
der Prozessor 284c seine Überwachungsfunktion gemäß Schritt 500 fort.
Wenn jedoch aufeinander folgende Anwesenheitsnachrichten vermisst
werden, überwacht
der Prozessor ein Zählen
der Anzahl von aufeinander folgend fehlenden Anwesenheitsnachrichten
wie in Schritt 545 gezeigt ist.
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In Schritt 550 stellt der
Netzknoten 360' fest, ob
die Anzahl von aufeinander folgend fehlenden Anwesenheitsnachrichten
acht oder einen anderen gewünschten
Schwellwert übersteigt.
Wenn der Schwellwert nicht überschritten
ist, fährt
der Prozessor 284c fort, ein Zählen der aufeinander folgend
fehlenden Anwesenheitsnachrichten zu überwachen, wie in Schritt 545 angegeben
ist. Wenn jedoch der Detektor 284a nicht acht aufeinander
folgende Anwesenheitsnachrichten detektieren kann, geht der Netzknoten 360' in einen Panikmodus über.
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Diesbezüglich steuert der Prozessor 284c die
Steuerung 284b so, dass die Schalteinrichtung 282 alle
empfangenen Datensignale fallen lässt, wie in Schritt 555 angegeben
ist.
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Demgemäß, wenn Anwesenheitsnachrichten
von den Netzknoten 340 und 350 an den Netzknoten 360' übertragen
werden jedoch nicht detektiert werden, weil sie als Teil des überschüssigen Datenverkehrs
verworfen werden, indem der gesamte Datenverkehr verworfen wird,
sollte jede nachfolgend übertragene
Anwesenheitsnachricht durch den Detektor 284a detektiert
werden, so dass das Zählen der
fehlenden Anwesenheitsnachrichten gestoppt wird, bevor das Zählen die
zweite Zählschwelle
von 15 übersteigt,
wonach der Netzknoten 360' den
redundanten Kommunikationspfad 420 eröffnet, wie in Schritt 560 dargestellt
ist. Dies liegt daran, dass der Netzknoten Pakete viel schneller
verwerten kann, als er Daten weiterleiten kann, insbesondere kann
er Pakete so schnell verwerfen, wie die theoretische maximale Rate
beträgt,
mit der die Pakete empfangen werden können.
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Daher ist der Netzknoten 360' so gestaltet, dass
die redundante Kommunikationsverbindung 420 nur geöffnet wird,
nachdem der Netzknoten 360' bestätigt hat,
dass eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Anwesenheitsnachrichten von
einem der Netzknoten 340 oder 350 aufgrund eines
Fehlers in dem Hauptkommunikationspfad 410 nicht empfangen
worden sind und nicht als Teil des überschüssigen Datenverkehrs, der an
dem Netzknoten 360' empfangen
wird, verworfen worden ist.
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Es ist für einen Fachmann auch selbstverständlich,
dass, wenngleich die Erfindung bezüglich einer oder mehrerer bevorzugter
Ausführungsformen beschrieben
worden ist, sie nicht dadurch begrenzt ist. Vielfältige Merkmale
und Aspekte der oben beschriebenen Erfindung könnten individuell oder gemeinsam
benutzt werden. Weiterhin erkennt der Fachmann, dass, obwohl die
Erfindung im Kontext seiner Anwendung in einer besonderen Umgebung und
für bestimmte
Zwecke beschrieben worden ist, ihre Anwendbarkeit nicht darauf beschränkt ist,
und dass die vorliegende Erfindung vorteilhaft in einer Anzahl von
Umgebungen für
die Anwendungen benutzt werden kann.