DE69920502T2

DE69920502T2 - Punkt-zu-punkt verbindung über ein rundfunknetzwerk

Info

Publication number: DE69920502T2
Application number: DE69920502T
Authority: DE
Inventors: R. Amarnath ARISKERE; P. Joseph BOLOGNA; A. Philip ANAST
Original assignee: Teradyne Inc
Current assignee: Teradyne Inc
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2006-02-23
Also published as: ES2229761T3; JP5064610B2; ATE277469T1; JP2002529744A; US6424653B1; DE69920502D1; EP1129551B1; WO2000028707A1; EP1129551A1; TW498648B; AU5458899A; DE69920502T8

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikation über Computernetzwerke und insbesondere Kommunikation zwischen Komponenten computerisierter Testsysteme über ein Netzwerk.
Computer und computerisierte Geräte werden häufig in Netzwerkkonfigurationen verwendet. Netzwerke erlauben mehreren Benutzern, jeder mit einem separaten Computer, Information und Hardware-Betriebsmittel, wie zum Beispiel Massenspeichersysteme, Drucker und Faxgeräte, miteinander zu teilen.
Typische Büroumgebungen sind mit Computern ausgestattet, die mit lokalen Netzwerken (LANs) verbunden sind, die nur einer relativ kleinen Anzahl von Computern oder computerisierten Geräten auf begrenztem Raum erlauben, Information auszutauschen. Im allgemeinen gehören Computer, die mit einem LAN verbunden sind, zu Benutzern innerhalb einer Arbeitsgruppe.
Viele Firmen haben Büros in verschiedenen Gebäuden oder mehrere Arbeitsgruppen in demselben Gebäude. Diese Firmen verwenden im allgemeinen Weitverkehrsnetzwerke (WANs), um ihre Computer zu vernetzen. Solche WANs werden häufig durch Verbinden mehrerer LANs untereinander realisiert.
Verschiedene Elemente bilden ein Netzwerk. Ein Element ist das physische Medium, welches die tatsächliche Verbindung ist, die es erlaubt, daß Information von einem Computer zum anderen geleitet wird. Das physische Medium ist häufig ein oder mehrere Kabel. Jedoch kann das physische Medium auch eine Funk- oder Infrarotverbindung sein oder irgendeine andere Verbindung, die es erlaubt, daß ein Bitstrom zwischen computerisierten Geräten übertragen wird.
Zusätzlich zu einem physischen Medium erfordert jedes Netzwerk ein oder mehrere Protokoll(e). Im allgemeinen ist ein Protokoll eine Menge von Regeln, die alle Computer und computerisierten Geräte in einem Netzwerk verwenden, um Informationspakete, die das Netzwerk durchlaufen, zu interpretieren. Zum Beispiel könnte ein Protokoll festlegen, wann es für einen bestimmten Computer angemessen ist, ein Informationspaket zu versenden. Das Protokoll könnte auch das Format eines Informationspakets festlegen. Zum Beispiel könnte es eine Art und Weise der Erkennung eines Paketendes aufweisen und eine Art und Weise der Erkennung, welcher Computer im Netzwerk dafür bestimmt ist, das Paket zu empfangen. Auf einem höheren Niveau könnte das Protokoll auch eine Art und Weise der Identifizierung festlegen, welche Informationspakete logisch in eine Übertragung gruppiert werden.
LANs haben normalerweise ein physisches Medium, bei dem alle Computer und computerisierten Geräte des LANs miteinander verbunden sind. Ein diesem physischen Medium entsprechendes Protokoll ist normalerweise ein Rundfunk- bzw. Rundsende-Protokoll, was bedeutet, daß jedes Paket an jeden Computer gesendet wird. Ein solches Netzwerk wird daher allgemein als Rundsende-Netzwerk bezeichnet. Jedes Paket, das über ein Rundsende-Netzwerk gesendet wird, enthält normalerweise Information, die es jedem Computer oder computerisierten Gerät des Netzwerks erlaubt, zu erkennen, ob das Paket für dieses Gerät bestimmt ist. Ethernet und Token Ring sind zwei Beispiele weithin verwendeter Rundsende-Protokolle.
Das Dokument von M. Koizumi "DCNP: Data Communication Management System for Network Node Processors in a Distributed Processing Environment", Globecom, USA, New York, IEEE, 1992, beschreibt ein Verfahren für hochzuverlässige Rundsende- und Peer-to-Peer-Kommunikation zwischen Knoten über mehrere LANs unter Verwendung von Socket-Schnittstellen-Erweiterungen. Dieses Dokument offenbart ein Multicast-Netzwerk anstelle eines Rundsende-Netzwerks, bei dem eine zusätzliche Adressierungsmethode (Multicast-Gruppennummer) obligatorisch ist.
WANs haben normalerweise ein physisches Medium, das eine direkte Verbindung zwischen jedem Paar von Computern oder computerisierten Geräten, die kommunizieren müssen, bereitstellt. Ein diesem physischen Medium entsprechendes Protokoll ist normalerweise ein "Punkt-zu-Punkt"-Protokoll. Ein solches Netzwerk wird deshalb allgemein als Punkt-zu-Punkt-Netzwerk bezeichnet. Öffentliche Fernsprechwählnetzwerke (PSTN) und X.25-Netzwerke sind zwei Beispiele für WANs, die Punkt-zu-Punkt-Protokolle verwenden.
Da die Anzahl der Kabel, die erforderlich ist, um jedes Paar von Computern in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk zu verbinden, häufig untragbar ist, werden mehrere Computer in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk üblicherweise über einen Zentralcomputer miteinander verbunden. Dieser Zentralcomputer kann sich in einem LAN befinden. In diesem Fall wird normalerweise ein als "Terminalserver" bezeichnetes Gerät verwendet, um die vielen Computer im Punkt-zu-Punkt-Netzwerk mit dem Zentralcomputer im LAN zu verbinden.
Ein Terminalserver hat normalerweise mehrere I/O-Ports und eine computerisierte Vermittlungseinrichtung, die verwendet werden kann, um jeden Port mit dem LAN zu verbinden. In ähnlicher Weise können mehrere Computer oder computerisierte Geräte in dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk mit den Ports des Terminalservers verbunden werden. Da Terminalserver verwendet werden können, um LANs mit Punkt-zu-Punkt-Netzwerken zu verbinden, werden sie häufig als "Gateways" bezeichnet.
Um Information von einem Computer im LAN an einen Computer in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk zu senden, müssen das LAN und das Punkt-zu-Punkt-Netzwerk im allgemeinen durch einen Gateway verbunden sein. Ferner muß der Gateway im allgemeinen fähig sein, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem Computer in dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk einzurichten. Zum Beispiel kann ein Computer in dem LAN ein Paket über das LAN an den Gateway senden. Ein Teil des Pakets gibt an, welcher Computer in dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk die im Paket enthaltene Information empfangen soll, während der Rest des Pakets die Information enthält. Falls der Gateway die Fähigkeit besitzt, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung einzurichten, dann kann der Gateway zuerst das Paket aus dem Rundsende-Protokoll, das vom LAN verwendet wird, in das Punkt-zu-Punkt-Protokoll übersetzen, das vom Punkt-zu-Punkt-Netzwerk verwendet wird, die Punkt-zu-Punkt-Verbindung einrichten und dann das übersetzte Protokoll an den angegebenen Computer in dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk senden.
Daten, die von einem Computer in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk an einen Computer in einem LAN gesendet werden, durchlaufen im allgemeinen einen umgekehrten Prozeß. Zum Beispiel sendet der Computer ein Paket unter Verwendung des Punkt-zu-Punkt-Protokolls an den Gateway. Das Paket muß hinreichende Information aufweisen, um dem Gateway zu erlauben, ein Paket zu erzeugen, das über das LAN an den dafür bestimmten Computer gesendet werden kann. Der Gateway sendet dann das Paket unter Verwendung des erforderlichen Protokolls über das LAN.
Wir haben erkannt, daß dieser Typ von Netzwerkarchitektur in Telekommunikations-Testnetzwerken verwendet werden kann. In diesem Fall können mehrere Computer und computerisierte Geräte in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk über Telefonleitungen und einen Gateway mit einem Zentralcomputer in einem LAN verbunden sein. Insbesondere kann das Punkt-zu-Punkt-Netzwerk ein PSTN sein, die computerisierten Geräte in dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk können Fernmeßeinheiten (MU) sein, und der Zentralcomputer in dem LAN kann eine Testsystem-Steuereinrichtung (TSC) sein. Ferner kann jeder I/O-Port in dem Gateway und jede Fernmeßeinheit mit dem PSTN durch Modems verbunden werden.
Wir haben jedoch auch einige Mängel in solchen Testnetzwerk-Architekturen erkannt. Erstens muß, damit das Telekommunikations-Testnetzwerke richtig arbeitet, eine Möglichkeit bestehen, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen der Test-Systemsteuereinrichtung und den Fernmeßeinheiten anzubahnen. Aber Gateways wie die oben beschriebenen Terminalserver haben oftmals nicht diese Fähigkeit. Ferner können sie, da diese Gateways normalerweise herkömmliche Systeme sind, nicht ohne weiteres aufgerüstet werden, um solche Fähigkeiten bereitzustellen.
Auch wenn der Gateway im Telekommunikations-Testnetzwerk fähig wäre, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit den Fernmeßeinheiten einzurichten, könnte es dies in einer nicht standardgemäßen Weise tun. Zum Beispiel arbeiten Computer und computerisierte Geräte in einem Computernetzwerk im allgemeinen unter Verwendung standardisierter Protokolle. Das Rundsende-Protokoll und das Punkt-zu-Punkt-Protokoll, die oben erwähnt wurden, sind zwei Beispiele für Standardprotokolle, die normalerweise auf dem Modell der Kommunikation offener Systeme (OSI) beruhen. Dies ist ein weithin akzeptierter Rahmen von Standards für die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Computern unterschiedlicher Hersteller. Testsystem-Steuereinrichtungen und Fernmeßeinheiten, die unter Verwendung von Standardprotokollen arbeiten, können deshalb einfach mit anderen Geräten im LAN bzw. im PSTN kommunizieren, solange diese anderen Geräte auch zur Verwendung von Standardprotokollen ausgelegt wurden.
Ferner besteht eine Möglichkeit der Kommunikation der Testsystemsteuereinrichtung mit den Fernmeßeinheiten darin, zu bewirken, daß der Gateway, der das LAN und das PSTN verbindet, Übersetzungen zwischen Rundsende- und Punkt-zu-Punkt-Protokollen durchführt.
Jedoch gibt es derzeit keine akzeptierten Standards für die Durchführung solcher Protokollübersetzungen. Dies ist ein Problem in Telekommunikations-Testnetzwerken, da unterschiedliche Telefongesellschaften normalerweise unterschiedliche Netzwerkausrüstung verwenden. Das bedeutet, daß Gateways, die LANs und WANs unterschiedlicher Telefongesellschaften verbinden, unterschiedliche kundenspezifische Software zur Durchführung solcher Protokollübersetzungen oder zur anderweitigen Einrichtung der Kommunikation zwischen Komponenten in den LANs und WANs verwenden. Folglich können die Testsystemsteuereinrichtungen und Fernmeßeinheiten, die mit diesen unterschiedlichen Gateways kommunizieren, auch nichtstandardgemäße kundenspezifische Software erfordern. Kundenspezifische Testsystemsoftware für unterschiedliche Netzwerkkonfigurationen zu haben, macht es sehr teuer, Testsystemausrüstung zu installieren und zu warten.
Deshalb wäre es wünschenswert, ein Testsystem zu haben, das bestehende Netzwerke verwenden kann, darunter sowohl ein LAN als auch ein WAN. Solch ein Testsystem wäre fähig, Kommunikation zwischen Testsystemkomponenten im LAN und im WAN unter Verwendung akzeptierter Kommunikationsstandards einzurichten. Es wäre auch wünschenswert, dies zu erreichen, ohne daß Änderungen von kundenspezifischer Software in den Netzwerken erforderlich sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter Berücksichtigung des oben erörterten Hintergrundes ist es eine Aufgabe der Erfindung, Computerausrüstung bereitzustellen, die einfach in ein mit Standardprotokollen arbeitendes Netzwerk einbezogen werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Testsystem bereitzustellen, das einfach in bestehende Telekommunikationsnetzwerke integriert werden kann.
Die genannten und weitere Aufgaben werden durch Bereitstellung eines Testsystems erreicht, das einen ersten Peer in einem LAN und wenigstens einen zweiten Peer in einem WAN aufweist, wobei das LAN und das WAN durch einen Gateway verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Peer ein Client und der Gateway ist ein Terminalserver. Der Client ist zum Einrichten einer virtuellen Pipe mit dem Terminalserver und zum Weiterleiten der virtuellen Pipe an einen Client-Verbindungsmanager programmiert. Dies erlaubt es dem Client-Verbindungsmanager, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem ersten Peer und dem zweiten Peer auszuhandeln.
Gemäß einem Merkmal arbeiten der erste Peer, der Terminalserver und der zweite Peer unter der Steuerung eines UNIX^®-Betriebssystems.
Weitere Aufgaben und Vorteile werden durch Berücksichtigung der folgenden Beschreibung und Zeichnungen erkennbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist mit Bezug auf die folgende ausführlichere Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei diese folgendes zeigen:
1 ist ein Blockschaltbild eines Telekommunikationsnetzwerks, das die Komponenten eines Testsystems gemäß der Erfindung enthält;
2 ist eine ausführliche Ansicht eines Teils des in 1 gezeigten Blockschaltbilds, einschließlich eines Teil-Blockschaltbilds von Softwarekonfigurationen in einer Testsystem-Steuereinrichtung und einem Terminalserver gemäß der Erfindung;
3 ist eine ausführliche Ansicht der Softwarekonfiguration der Testsystem-Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;
4A bis 4C sind vereinfachte Blockschaltbilder, die Beziehungen zwischen verschiedenen in der Erfindung verwendeten Protokollen zeigen;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Kommunikationseinrichtung zwischen der Testsystem-Steuereinrichtung in einem LAN und einer Fernmeßeinheit in einem WAN gemäß der Erfindung darstellt; und
6 ist eine alternative Ausführungsform eines Telekommunikationsnetzwerks, das Testsystemkomponenten gemäß der Erfindung einbezieht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt ein Telekommunikations-Testnetzwerk 100, das zum Ermitteln und Lokalisieren von Störungen in einem Telefonnetzwerk verwendet werden kann. Das Testnetzwerk 100 weist ein öffentliches Fernsprechwählnetzwerk (PSTN) 110 und eine Vielzahl von Fernmeßeinheiten (MU), wie zum Beispiel die MUs 112, 116 und 120, auf. Damit die MUs 112, 116 und 120 Verbindungen mit Telefonleitungen im PSTN 110 eingehen können, weisen die MUs 112, 116 und 120 zugeordnete Modems 114, 118 bzw. 122 auf.
Die MUs 112, 116 und 120 werden zum Ermitteln und Lokalisieren von Störungen im PSTN 110 verwendet. Dem Fachmann ist bekannt, daß ein PSTN im allgemeinen Hauptleitungen (nicht dargestellt), Teilnehmerleitungen (nicht dargestellt) und Vermittlungseinrichtungen (nicht dargestellt) aufweist, die die Hauptleitungen mit den Teilnehmerleitungen zur Einrichtung von Telefonverbindungen verbinden. Diese Verbindungen werden normalerweise unter Verwendung herkömmlicher Punkt-zu-Punkt-Verbindungen eingerichtet. Ferner sind Hauptleitungen und Vermittlungseinrichtungspaare im allgemeinen in einer Vielzahl von Vermittlungsstellen (nicht dargestellt) angeordnet, die über das gesamte PSTN verteilt sind.
Die MUs 112, 116 und 120 können verwendet werden, um verschiedene Parameter ausgewählter Teilnehmerleitungen zu messen. Zum Beispiel können die MUs 112, 116 und 120 Spannung, Strom, Widerstand, Impedanz, Kapazität, Induktivität, Frequenz von Tönen auf den Leitungen und in den Leitungen gespeicherte Ladung messen. Die MUs 112, 116 und 120 können auch Impulse erzeugen und daraus resultierende Signale auf den Leitungen erfassen. Die MUs 112, 116 und 120 sind deshalb vorzugsweise in entsprechenden Vermittlungsstellen im PSTN 110 angeordnet, wo sie mit Vermittlungseinrichtungen gekoppelt sind, die sie mit den ausgewählten Teilnehmerleitungen verbinden, so daß sie erwünschte Messungen an den Leitungen vornehmen können.
Das Testnetzwerk 100 weist auch ein lokales Netzwerk (LAN) 102 auf, das einen Computer 101, einen Terminalserver 106 und eine Test-Systemsteuereinrichtung (TSC) 104 miteinander verbindet. Das LAN 102 kann einen herkömmlichen Mehrfachzugriffs-Kanal ("Rundsende"-Protokoll) wie zum Beispiel Ethernet oder Token Ring verwenden. Ferner besitzt der Terminalserver 106 auch ein zugeordnetes Modem 108, damit der Terminalserver 106 Verbindungen mit Telefonleitungen im PSTN 110 herstellen kann.
Die TSC 104 wird zur Steuerung der MUs 112, 116 und 120 und zur Analyse von Daten, die von den MUs 112, 116 und 120 gesammelt wurden, verwendet. Die TSC 104 sendet deshalb Befehle an die MUs 112, 116 und 120 und empfängt im Gegenzug Meßdaten von den MUs 112, 116 und 120 über den Terminalserver 106 und die Telefonleitungen im PSTN 110. Die TSC 104 verarbeitet dann die Daten, um Störungen im Telefonnetzwerk zu ermitteln und zu lokalisieren, und meldet Testergebnisse einem menschlichen Bediener, der Personal beordern kann, um die Störungen zu beheben.
Die TSC 104, der Terminalserver 106, der Computer 101 und das LAN 102 befinden sich normalerweise in einem technischen Dienstleistungszentrum einer Telefongesellschaft (nicht dargestellt). Wie bereits oben erwähnt, sind Büroumgebungen traditionell mit Computern ausgestattet, die mit einem LAN verbunden sind, wodurch Computerbenutzer Information austauschen und Betriebsmittel, wie zum Beispiel Massenspeichergeräte, Drucker und Faxgeräte miteinander teilen können. Dementsprechend ist eine Vielzahl von Computern einschließlich des Computers 101 und der Testsystemsteuereinrichtung 104 mit dem LAN 102 im technischen Dienstleistungszentrum verbunden, wodurch sie Daten austauschen und Betriebsmittel miteinander zu teilen können.
Ausführliche Information über die bevorzugte Struktur und allgemeine Arbeitsweise der TSC 104 und der MUs 112, 116 und 120 können dem US-Patent Nr. 5699402 entnommen werden, das auf TERADYNE^® Inc., Deerfield, IL, USA, übertragen worden ist.
Es wurde bereits erwähnt, daß das LAN 102 herkömmliche Rundsendekanäle verwenden kann und das PSTN 110 herkömmliche Punkt-zu-Punkt-Kanalverbindungen verwenden kann. Das bedeutet, daß das LAN 102 und das PSTN 110 unterschiedliche Protokolle zum Senden von Informationspaketen an Geräte verwenden müssen, die mit ihren jeweiligen Netzwerken verbunden sind. Zum Beispiel kann ein Rundsende-Protokoll mit dem LAN 102 verwendet werden, um Informationspakete an den Computer 101, die TSC 104 und den Terminalserver 106 zu senden. Ferner kann ein Punkt-zu-Punkt-Protokoll (PPP) oder ein Internetprotokoll für serielle Leitungen (SLIP) im PSTN 110 verwendet werden, um Informationspakete an die MUs 112, 116 und 120 und den Terminalserver 106 zu senden.
Der Terminalserver 106 wird verwendet, um zwei unterschiedliche Typen von Netzwerken 102 und 110 miteinander zu verbinden. Der Terminalserver 106 ist deshalb ein computerisiertes Gerät, das herkömmliche Funktionen eines "Gateway" zwischen dem LAN 102 und dem PSTN 110 ausführt. Dementsprechend hat der Terminalserver 106 mehrere I/O-Ports (nicht dargestellt) und eine computerisierte Vermittlungseinrichtung (nicht dargestellt), um die Ports mit dem LAN 102 und dem PSTN 110 zu verbinden.
Es wurde auch bereits erwähnt, daß die TSC 104 Befehle an die MUs 112, 116 und 120 sendet und im Gegenzug Meßdaten von den MUs 112, 116 und 120 empfängt. Die TSC 104 muß deshalb Befehle und Daten mit den MUs 112, 116 und 120 über die Netzwerkumgebung des LAN 102 und des PSTN 110 austauschen. Das bedeutet, daß Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über die Umgebung des PSTN 110 erzeugt werden müssen, um Verbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 einzurichten. Es ist ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese Verbindungen unter Steuerung von Software hergestellt werden können, die in die TSC 104 einprogrammiert wurde.
2 stellt ein vereinfachtes Schaltbild einer Kommunikationsverbindung über das LAN 102 unter Verwendung einer Socket-Schnittstelle einschließlich Sockets 224 und 226 dar. Eine solche Socket-Schnittstelle kann im allgemeinen eine UNIX^®-Datei sein, die Netzwerkkommunikation zwischen Anwendungen bereitstellt, die unter unterschiedlichen Betriebssystemen laufen. Insbesondere wird die Socket-Schnittstelle einschließlich der Sockets 224 und 226 verwendet, um eine Datei über das LAN 102 zwischen der TSC 104 und dem Terminalserver 106 zu öffnen, wobei beide vorzugsweise unter der Steuerung eines UNIX^®-Betriebssystems arbeiten. Ein Datei-Deskriptor für die geöffnete Datei kann dann von Anwendungen, die auf der TSC 104 und dem Terminalserver 106 laufen, zum Senden und Empfangen von Daten zwischen den Anwendungen verwendet werden.
Dementsprechend ist die TSC 104 mit Software programmiert, die den Socket 224 an einem Port (nicht dargestellt) der TSC 104 erzeugt und den Socket 226 an einem Port (nicht dargestellt) des Terminalservers 106 erzeugt. In der bevorzugten Ausführungsform bindet die Software die Zieladressen für die Ports der TSC 104 und des Terminalservers 106 an die Sockets 224 bzw. 226. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, die Zieladresse jedes Mal zu übergeben, wenn die Socket-Schnittstelle zum Senden von Daten zwischen den auf der TSC 104 und dem Terminalserver 106 laufenden Anwendungen verwendet wird. Ferner fungiert der Socket 224 insofern wie ein Client-Socket, als er Verbindungen zum Terminalserver-Socket 226 anbahnt, wodurch er den auf dem TSC 104 und dem Terminalserver 106 laufenden Anwendungen miteinander zu kommunizieren erlaubt.
4C ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die Beziehung zwischen Protokollen zeigt, die zur Kommunikation zwischen den auf der TSC 104 und dem Terminalserver 106 laufenden Anwendungen verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform basieren die Protokolle auf dem Modell der Kommunikation offener Systeme (OSI), das in sieben verschiedene Schichten miteinander in Beziehung stehender Protokolle, einschließlich einer physischen Schicht, einer Datensicherungsschicht, einer Netzwerkschicht, einer Transportschicht, einer Sitzungsschicht, einer Präsentationsschicht und einer Anwendungsschicht organisiert ist.
Verbindungen zwischen dem Socket 224 und dem Socket 226 nutzen die physische Schicht, die Datensicherungsschicht, die Netzwerkschicht und die Transportschicht des OSI-Modells. Zum Beispiel kann die Transportschicht das TCP (Übertragungssteuerungsprotokoll) 440 und das UDP (Benutzer-Datagramm-Protokoll) 442 aufweisen. Das TCP 440 wird vorzugsweise verwendet, um Daten zwischen den Sockets 224 und 226 auszutauschen, und das UDP 442 wird vorzugsweise verwendet, um Kommunikation zwischen den Sockets 224 und 226 einzurichten und aufrechtzuerhalten.
Ferner kann die Netzwerkschicht das Internetprotokoll (IP) 444 sein, und die physische und Datensicherungsschicht kann das LAN-Protokoll Ethernet 446 sein. Im allgemeinen wird ein Telekommunikationsprotokoll entweder durch TCP/IP oder UDP/IP in die Transport- und die Netzwerkschicht eingebunden und dann auf einer PPP-Datensicherungsschicht unter Verwendung der Socket-Schnittstelle über Ethernet übertragen. Diese Einbindung der TCP/IP- oder UDP/IP-Protokolle ist allgemein als "Tunnelung" bekannt. Dementsprechend werden die physische Schicht, die Datensicherungsschicht, die Netzwerkschicht und die Transportschicht des OSI-Modells verwendet, um eine Verbindung zwischen den Sockets 224 und 226 herzustellen.
3 stellt eine Softwarekonfiguration der TSC 104 einschließlich eines PPP-Verbindungsmanagers 328, einer Pipe 330 und des Sockets 224 dar. Ein PPP-Verbindungsmanager automatisiert im allgemeinen den Prozeß der Einrichtung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Computersystemen oder "Peers". Dementsprechend wird der PPP-Verbindungsmanager 328 verwendet, um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen dem Peer TSC 104 und den entfernten Peers MUs 112, 116 und 120 einzurichten.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der PPP-Verbindungsmanager 328 der systemeigene UNIX^®-PPP-Verbindungsmanager, welcher ein Verbindungsmanager für das asynchrone Sicherungsprotokoll (Datenverbindungsprotokoll) ist. Ferner wird eine PPP-Verbindungsmanager-Steuerungsschnittstelle 329 im allgemeinen mit einem UNIX^®-IP-Wähltreiber und einem UNIX^®-PPP-Datenstrom-Modul verwendet, um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Peers über ein Modem und eine Telefonverbindung einzurichten. Dementsprechend wird der PPP-Verbindungsmanager 328 mit einem Wähltreiber und einem Datenstrom-Modul verwendet, um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 über das PSTN 110 einzurichten.
Die Pipe 330 ist vorzugsweise ein UNIX^®-Pipe-Dienstprogramm, das einen Kommunikationskanal zwischen zwei Prozessen herstellt. Insbesondere wird die Pipe 330 verwendet, um zwei Dateien zum Lesen und Schreiben zu öffnen. Datei-Deskriptoren für die geöffneten Daten können dann durch den Socket-Prozeß 224 und den PPP-Verbindungsmanager 328 zum Senden und Empfangen von Daten zwischen den Prozessen verwendet werden.
4A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die Beziehung zwischen Protokollen zeigt, die zur Kommunikation zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 verwendet werden. Der Kanal zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 nutzt die Datensicherungsschicht, die Netzwerkschicht und die Transportschicht des OSI-Modells. Zum Beispiel kann die Transportschicht das TCP 432 und das UDP 434 aufweisen. Erneut wird das TCP 432 vorzugsweise für die Kommunikation von Daten verwendet, und das UDP 434 wird für jede andere Kommunikation zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 verwendet.
Ferner kann die Netzwerkschicht das IP 431 sein, und die Datenschicht ist das PPP 433. Auf diese Weise können TCP/IP/PPP-Datenpakete zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 ausgetauscht werden.
Gleichermaßen ist 4B ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die Beziehung zwischen Protokollen zeigt, die zur Kommunikation zwischen der Pipe 330 und dem Socketprozeß 224 verwendet werden. Dieser Kommunikationskanal verwendet ebenfalls TCP 436 und UDP 438 in der Transportschicht, IP 435 in der Netzwerkschicht und PPP 437 in der Datensicherungsschicht. Auf diese Weise können TCP/IP/PPP-Datenpakete zwischen der Pipe 330 und dem Socket 224 ausgetauscht werden.
Es wurde bereits beschrieben, daß TCP/IP/Ethernet-Datenpakete zwischen der TSC 104 und dem Terminalserver 106 ausgetauscht werden. Der Terminalserver 106 kann dann herkömmliche Verfahren verwenden, um TCP/IP/PPP-Datenpaketen mit ausgewählten der MUs 112, 116 und 120 über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen durch das PSTN 110 auszutauschen. Dementsprechend können Kommunikationsverbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 eingerichtet werden, obwohl die TSC 104 sich in einem Rundsende-Netzwerk befindet und die MUs 112, 116 und 120 sich in einem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk befinden.
Diese Kommunikationsverbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 können begrifflich als "virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen" betrachtet werden. Dies ist so, weil sie aus Sicht der TSC 104 und der MUs 112, 116 und 120 wie Punkt-zu-Punkt-Verbindungen funktionieren. Jedoch sind sie keine wirklichen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, weil sie nicht nur ein Punkt-zu-Punkt-Netzwerk, wie etwa das PSTN 110, sondern auch ein Rundsende-Netzwerk, wie etwa das LAN 102, umfassen.
In ähnlicher Weise kann eine Vielzahl von virtuellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 begrifflich als "virtuelle Punkt-zu-Punkt-Datenvermittlungseinrichtung" zwischen dem TSC-Peer und den entfernten MU-Peers betrachtet werden. In diesem Fall können Mehrfachsockets (nicht dargestellt) an unterschiedlichen Ports (nicht dargestellt) des Terminalservers 106 erzeugt werden, und Zieladressen für die unterschiedlichen Ports können an die Mehrfachsockets gebunden werden. Auf diese Weise kann der Socket 224 am TSC-Peer Verbindungen zu ausgewählten der Mehrfachsockets am Terminalserver 106 anbahnen, wodurch er dem TSC-Peer erlaubt, Daten mit den entfernten MU-Peers auszutauschen. Diese konzeptionelle Darstellung als "virtuelle Punkt-zu-Punkt-Datenvermittlungseinrichtung" verdeutlicht die Einfachheit, mit der Kommunikationsverbindungen zwischen dem TSC-Peer und den entfernten MU-Peers eingerichtet werden können, wenn die TSC wie hier beschrieben programmiert wurde.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Einrichtung einer virtuellen Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen der TSC 104 und einer der MUs 112, 116 und 120 wird gemäß der in 5 dargestellten Prozedur implementiert, die unter Steuerung einer in der TSC 104 programmierten Softwareanwendung durchgeführt werden soll.
Zuerst wird in Block 500 eine Socket-Schnittstelle zwischen einem ersten Peer in einem LAN (vorzugsweise die TSC 104 im LAN 102) und einem Gateway zwischen dem LAN und einem WAN (vorzugsweise der Terminalserver 106, der das LAN 102 und das PSTN 110 verbindet) geöffnet. Insbesondere wird der Client-Socket 224 an einem Port der TSC 104 erzeugt, und der Server-Socket 226 wird an einem Port des Terminalservers 106 erzeugt. Es wurde bereits erwähnt, daß die Zieladressen für die Ports der TSC 104 und des Terminalservers 106 vorzugsweise an die Sockets 224 bzw. 226 gebunden sind. Der Client-Socket 224 kann deshalb eine Verbindung zum Server-Socket 226 herstellen, wobei Daten über die Socket-Schnittstelle weitergeleitet werden können. Diese Daten werden vorzugsweise als TCP/IP/Ethernet-Datenpakete weitergeleitet.
Als nächstes wird in Block 502 eine Wählverbindung zwischen dem ersten Peer im LAN und einem zweiten Peer im WAN (vorzugsweise eine der mit dem PSTN 110 verbundenen MUs 112, 116 und 120) hergestellt. Insbesondere ist der zweite Peer eine MU, die mit dem Port des Terminalservers 106 verbunden ist, der dem Server-Socket 226 entspricht. Ferner werden ein UNIX^®-IP-Wähltreiber, ein Terminalserver-Modem 108 und ein Modem 114, 118 oder 122 entsprechend dem zweiten Peer verwendet, um die Wählverbindung zwischen der ersten Peer und der zweiten Peer einzurichten.
In Block 504 wird dann eine Pipe zwischen der Socket-Schnittstelle und einem PPP-Verbindungsmanager erzeugt, um Kommunikation zwischen der Socket-Schnittstelle und dem PPP-Verbindungsmanager, welcher vorzugsweise der systemeigene UNIX^®-Verbindungsmanager für das asynchrone Sicherungsprotokoll ist, zu ermöglichen.
Ferner wird in Block 506 ein TTY-Gerät auf die "Schreib-Seite" der Pipe-Schnittstelle verschoben, und in Block 508 wird ein Datenstrom-Modul auf die "Lese-Seite" der Pipe-Schnittstelle verschoben, wobei UNIX^®-Systemaufrufe verwendet werden. Dasselbe Datenstrom-Modul wird dann in Block 510 in die Socket-Schnittstelle verschoben. Es wurde bereits erwähnt, daß eine Pipe-Konstruktion im allgemeinen verwendet wird, um Dateien zum Lesen und Schreiben zu öffnen, und daß zwei Prozesse im allgemeinen diese Daten zum Senden und Empfangen von Daten zwischen den Prozessen verwenden. Die Pipe-Schnittstelle kann daher so betrachtet werden, daß sie eine Schreib-Seite hat, die der zum Schreiben von Daten verwendeten Datei entspricht, und eine Lese-Seite, die der zum Lesen von Daten verwendeten Datei entspricht.
Dementsprechend tritt der PPP-Verbindungsmanager 328 mit der Schreib-Seite der Pipe 330 in Verbindung, wenn er Daten an die Socket-Schnittstelle über die Pipe 330 sendet. Weil der PPP-Verbindungsmanager 328 normalerweise mit einem seriellen Terminal verwendet wird, wird das TTY-Gerät auf die Schreib-Seite der Pipe 330 verschoben, wodurch es ein serielles Terminal emuliert.
Man beachte, daß das TTY-Gerät eine binäre, zeichenorientierte 8-Bit-Schnittstelle zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 bereitstellt. TCP/IP/PPP-Datenpakete werden daher zwischen dem PPP-Verbindungsmanager 328 und der Pipe 330 über dieses Schnittstelle ausgetauscht. Auf diese Weise werden asynchrone 8-Bit-Vollduplex-Verbindungen zwischen der TSC 104 und den MUs 112, 116 und 120 eingerichtet.
Ferner tritt die Socket-Schnittstelle mit der Lese-Seite der Pipe 330 in Verbindung, wenn sie Daten vom PPP-Verbindungsmanager 328 empfängt. Da die Socket-Schnittstelle Daten über Ethernet weiterleitet, müssen sowohl die Socket-Schnittstelle als auch die Pipe 330 IP-Protokolle über Ethernet unterstützen. Das in die Socket-Schnittstelle und die Lese-Seite der Pipe-Schnittstelle verschobene Datenstrom-Modul verbindet das IP-Protokoll mit dem Ethernet, so daß die Pipe und die Socket-Schnittstelle in Verbindung treten können, um zu kommunizieren.
Als nächstes wird in Block 512 der Datei-Deskriptor, der der Schreibdatei entspricht, die von der Pipe-Schnittstelle geöffnet wurde, an den PPP-Verbindungsmanager gesendet. Das erlaubt dem PPP-Verbindungsmanager 328, Daten an die Socket-Schnittstelle über die Pipe 330 zu senden. Ferner wird in Block 514 der Name des zweiten Peers im WAN dem PPP-Verbindungsmanager übergeben. Insbesondere hat der zweite Peer, welcher eine der MUs 112, 116 und 120 ist, eine zugeordnete IP-Adresse, die der Name ist, der dem PPP-Verbindungsmanager 328 übergeben wird.
Zum Schluß wird durch den PPP-Verbindungsmanager in Block 516 eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem zweiten Peer unter Verwendung herkömmlicher Verfahren ausgehandelt. Der PPP-Verbindungsmanager 328 kann deshalb eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen der TSC 104 und einer der MUs 112, 116 und 120 einrichten.
Man beachte, daß die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen der TSC 104 und der MU alternativ von der MU ausgehandelt werden kann. In diesem Fall muß die MU zuerst den Deskriptor der Datei, die durch die Socket-Schnittstelle geöffnet worden ist, und die IP-Adresse der TSC 104 erhalten. Entweder der PPP-Verbindungsmanager 328 oder die MU können deshalb Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen der TSC 104 und der MU einrichten. Vor allem können diese Punkt-zu-Punkt-Verbindungen unter Verwendung der in 5 dargestellten Prozedur in unterschiedlichen Telekommunikationsnetzwerken erzeugt werden, ohne daß Veränderungen an kundenspezifischer Software in den jeweiligen Gateways erforderlich sind.
Aus obiger Beschreibung folgt, daß die vorliegende Erfindung Vorteile gegenüber alternativen Verfahren des Tunnelns von PPP-Datenpaketen über virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bietet, wie zum Beispiel dem Punkt-zu-Punkt-Tunnelprotokoll (PPTP) und dem Schicht-Zwei-Tunnelprotokoll (L2TP).
Zum Beispiel richtet das Verfahren gemäß der Erfindung virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen unter Verwendung von Verbindungsmanagement-Einrichtungen ausschließlich im TSC- oder MU-Client ein. Es sind keine Verbindungsmanagement-Einrichtungen am Terminalserver erforderlich. Ferner stellt das Verfahren eine 8-bittige zeichenorientierte Schnittstelle am Terminalserver zur Verfügung. Solche Erwägungen sind wichtig, wenn der Terminalserver ein herkömmliches System ist, wie zum Beispiel ein Gateway in einem Telekommunikationsnetzwerk, weil der Terminalserver nicht modifiziert werden muß, um solche virtuellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu unterstützen.
Hingegen erfordern PPTP und L2TP Verbindungsmanagement-Einrichtungen sowohl im Client als auch im Terminalserver. Ferner stellen PPTP und L2TP dem Terminalserver paketorientierte Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen zur Verfügung. Das bedeutet, daß herkömmliche Systeme, wie zum Beispiel Terminalserver, im allgemeinen modifiziert werden müßten, um PPTP und L2TP zu unterstützen.
Obwohl nur eine Ausführungsform beschrieben wurde, sind alternative Ausführungsformen oder Variationen möglich. Zum Beispiel wurde beschrieben, daß das Testnetzwerk 100 ein PSTN 110 und eine Vielzahl von MUs 112, 116 und 120 aufweist. Dies war jedoch nur ein erläuterndes Beispiel. Das Testnetzwerk 100 kann alternativ andere Typen von WANs, wie zum Beispiel X.25 oder Frame Relay, aufweisen.
Zum Beispiel stellt 6 ein Testnetzwerk 600 dar, das ein X.25-Netzwerk 610 und einen Terminalserver 606, der ein X.25-Gateway ist, aufweist. Damit die MUs 612, 616 und 620 Verbindungen mit dem Terminalserver 606 herstellen können, müssen die MUs 612, 616 und 620 und der Terminalserver 606 zugeordnete PADs (Paketierer/Depaketierer-Einrichtungen) 614, 618, 622 bzw. 608 aufweisen.
Ferner kann eine virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen der TSC 604 und einer der MUs 612, 614 und 620 unter Verwendung derselben in 5 dargestellten allgemeinen Prozedur implementiert werden. Speziell kann eine Socket-Schnittstelle zwischen der TSC 604 und dem Terminalserver 606 geöffnet werden, eine Pipe kann zwischen der Socket-Schnittstelle und einem auf der TSC 604 programmierten PPP-Verbindungsmanager erzeugt werden, und PPP-Verbindungen können zwischen den MUs 612, 616, 620 und der TSC 604 ausgehandelt werden. Auf diese Weise können TCP/IP- oder UDP/IP-Datenpakete zwischen der TSC 604 und den MUs 612, 616 und 620 über eine nahtlose, asynchrone, zeichenorientierte Vollduplex-Schnittstelle ausgetauscht werden. Die Terminalserver 106 und 606 können sogar mit einem gewöhnlichen LAN verbunden werden.

Claims

Verfahren zur Durchführung von Datenkommunikation zwischen dem ersten Computer (104) und dem zweiten Computer (112, 116, 120) in einem Computernetzwerk des Typs, der folgendes aufweist: i) ein Rundfunknetzwerk (102); ii) einen ersten Computer (104), der mit dem Rundfunknetzwerk (102) verbunden ist; iii) ein Punkt-zu-Punkt-Netzwerk (110); iv) einen Gateway (106), der mit dem Rundfunknetzwerk und dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk verbunden ist; und v) einen zweiten Computer (112, 116, 120), der über das Punkt-zu-Punkt-Netzwerk mit einem Port des Gateways verbunden ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Ausführen eines Befehls im ersten Computer, um einen Socket im ersten Computer einzurichten; b) Ausführen eines Befehls im Gateway, wobei ein Socket im Gateway, der dem Port des Gateways zugeordnet ist, eingerichtet wird; c) Senden von Daten von dem ersten Computer durch den Socket im ersten Computer über das Rundfunknetz an den Socket im Gateway.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Sendens von Daten die folgenden Schritte umfaßt: a) Einrichten einer Pipe zu dem Socket im ersten Computer; b) Verwenden eines Punkt-zu-Punkt-Verbindungsmanagers, um Daten durch die Pipe auszutauschen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Punkt-zu-Punkt-Netzwerk ein öffentliches Fernsprechwählnetzwerk ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rundfunknetzwerk ein ETHERNET ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, wobei die Sockets und eine Pipe durch Ausführung von Systemaufrufen eingerichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Computer ein Testsystem-Controller zum Testen eines Telekommunikationsnetzwerks ist und der zweite Computer eine Meßstation ist, die an das Telekommunikationsnetzwerk angeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Meßstation mit dem Punkt-zu-Punkt-Netzwerk durch ein Modem verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen dem ersten Computer und dem zweiten Computer eingerichtet wird, ohne kundenspezifische Kommunikationssoftware im Gateway zu verwenden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Socket im ersten Computer ein Client-Socket ist und der Socket im Gateway ein Server-Socket ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sockets unter Verwendung von UNIX-Befehlen eingerichtet werden.