EP4639861A1 - Wlan-fähiges endgerät, wlan-fähige basisstation und kommunikationssystem umfassend eine wlan-fähige basisstation und mehrere wlan-fähige endgeräte - Google Patents

Wlan-fähiges endgerät, wlan-fähige basisstation und kommunikationssystem umfassend eine wlan-fähige basisstation und mehrere wlan-fähige endgeräte

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Publication number
EP4639861A1
EP4639861A1 EP23833132.6A EP23833132A EP4639861A1 EP 4639861 A1 EP4639861 A1 EP 4639861A1 EP 23833132 A EP23833132 A EP 23833132A EP 4639861 A1 EP4639861 A1 EP 4639861A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wlan
ethernet
data frame
vxlan
enabled
Prior art date
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Pending
Application number
EP23833132.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Pape
Timo STOLL
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4639861A1 publication Critical patent/EP4639861A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4633—Interconnection of networks using encapsulation techniques, e.g. tunneling
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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    • H04W76/00—Connection management
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • WLAN-enabled terminal comprising a WLAN-enabled base station and several WLAN-enabled terminals
  • the present invention relates to a WLAN-enabled terminal and a WLAN base station, each of which is designed for use in a wireless local area network (WLAN).
  • the present invention further relates to a communication system which in particular comprises such a WLAN-enabled base station, several such WLAN-enabled terminals and several Ethernet-enabled terminals.
  • a wireless local area network is a local radio network that implements a standard from the IEEE 802.11 family.
  • Such a WLAN has several wireless stations and a central base station, which is referred to as an access point according to the IEEE 802.11 standard.
  • the 802.11 WLAN architecture is well known to those skilled in the art.
  • wired local networks also called wired LAN (Local Area Network) for short, are known according to an Ethernet standard of the IEEE 802.3 family, via which Ethernet-capable end devices, such as PCs, can communicate.
  • Ethernet-capable end devices such as PCs
  • the present invention is based on the object of providing a WLAN-capable terminal, a WLAN-capable base station and a communication system which enable layer-2 transparent communication between Ethernet-capable terminals which are not connected to a common wired Ethernet-based local network, by integrating a WLAN network.
  • a core idea of the invention can be seen in the storage of a software module in each of the network participants of a WLAN, which are preferably several WLAN-capable terminal devices and a WLAN-capable base station, known as an access point for short.
  • This software module implements the virtual extensible LAN protocol, also known as Virtual Extensible LAN (VXLAN protocol).
  • VXLAN protocol Virtual Extensible LAN
  • the software module implements a VXLAN tunnel endpoint, known as VTEP for short.
  • VXLAN was defined as a standard by the Internet Engineering Task Force (IETF) in RFC (Request For Comments) 7348.
  • the International Assigned Numbers Authority (IANA) has assigned UDP port 4789 to a VTEP.
  • each of these WLAN-capable terminal devices has an Ethernet-based interface to which at least one Ethernet-capable terminal device can be connected.
  • a further core idea of the invention can be seen in the fact that both the WLAN-enabled base station and each of the WLAN-enabled terminal devices in which a software module is stored that implements the VXLAN protocol each have only a single IP address that is assigned to the WLAN interface of the WLAN-enabled base station and the respective WLAN-enabled terminal device.
  • a WLAN-enabled terminal device which can have the following features:
  • control device which may be, for example, a microcontroller or microprocessor
  • Ethernet-based interface designed for Ethernet-based communication with an Ethernet-capable terminal device, which is assigned a unique MAC address
  • Ethernet-based interface and the wireless a unique MAC address can preferably be assigned to each interface, with only one IP address being assigned to the WLAN-enabled terminal, with the control device being designed to cause the WLAN-enabled terminal to execute the stored software, a1) to check whether an Ethernet data frame arriving at the Ethernet-based interface is intended for the WLAN-enabled terminal, a2) if not, to pass the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint, with the VXLAN tunnel endpoint being designed to encapsulate the passed Ethernet data frame in a VXLAN packet, and a3) to pass the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the wireless interface for transmission in a WLAN data frame, and/or bl) to pass a VXLAN packet received via the wireless interface in a WLAN data frame, in which an Ethernet data frame is encapsulated, to the VXLAN tunnel endpoint
  • the control device can be designed to first check in step a2) based on the destination MAC address contained in the Ethernet data frame whether the Ethernet data frame is to be sent from the WLAN-enabled terminal via the wireless interface. To do this, the control device can, for example, look in a configuration file stored in the WLAN-enabled terminal, which contains the corresponding information for handling a received Ethernet data frame with a specific destination MAC address.
  • the control device can cause the WLAN-enabled terminal to add header information to the VXLAN packet in step a2), which contains source address information that addresses the WLAN-enabled terminal or its VXLAN tunnel endpoint, and destination address information which addresses a predetermined VXLAN tunnel endpoint implemented in another WLAN-enabled terminal or a WLAN-enabled base station as the destination.
  • the header information of the VXLAN packet depends, for example, on the header information of the Ethernet data frame, which contains, for example, the MAC address of the WLAN-enabled terminal or the MAC address of an Ethernet-enabled terminal that can be reached via another WLAN-enabled terminal as the destination MAC address.
  • steps a1) to a3) it is possible, for example, to send an Ethernet data frame arriving at the Ethernet-based interface, which originates from an Ethernet-capable terminal device that can be connected to the Ethernet-based interface, to another Ethernet-capable terminal device, which is connected to another WLAN-capable terminal device in which a VXLAN tunnel endpoint is implemented, using a WLAN network.
  • This enables Ethernet-capable terminal devices that are not connected via a common wired local network to communicate with each other.
  • steps bl) and b2) it is possible to transmit an Ethernet data frame intended for a first Ethernet-capable terminal that can be connected to the Ethernet-based interface of the WLAN-capable terminal, involving a WLAN network, to the first Ethernet-capable terminal, even though the first Ethernet-capable terminal contains a different MAC address than the wireless interface of the WLAN-capable terminal.
  • Such an Ethernet data frame preferably originates from another Ethernet-capable terminal that is not connected to the first Ethernet-capable terminal via a wired LAN.
  • a WLAN data frame is in particular a standardized data frame according to an IEEE 802.11 standard, while an Ethernet data frame is in particular a standardized data frame according to an IEEE 802.3 standard.
  • a WLAN data frame according to an IEEE 802.11 standard has three address fields, namely a Field for a source MAC address, a field for a destination MAC address and a field for the MAC address of an intermediate station.
  • the control device of the WLAN-enabled terminal can also be designed to
  • the control device of the WLAN-enabled terminal can further be designed to cause the WLAN-enabled terminal, when executing the software, to check whether an IP packet or Address Resolution Protocol packet contained in a received Ethernet data frame is intended for the WLAN-enabled terminal and, if so, to cause the WLAN-enabled terminal to process the IP packet or the Address Resolution Protocol packet or, if not, to cause the WLAN-enabled terminal to pass the Ethernet data frame to the Ethernet-based interface or the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint, which encapsulates the Ethernet data frame in a VXLAN packet, and then to pass the VXLAN packet to the wireless interface for transmission in a WLAN data frame.
  • a WLAN data frame is a data frame according to an IEEE 802.11 standard and an Ethernet data frame is a data frame according to an IEEE 802.3 standard.
  • a WLAN-enabled base station is intended for use in a WLAN network, whereby the WLAN-enabled base station can have the following features in particular:
  • a wireless interface designed for wireless communication according to a WLAN standard, wherein the wireless interface is assigned a unique MAC address, wherein the WLAN-enabled base station is assigned only one IP address, and wherein the control device is designed to cause the WLAN-enabled base station, by executing the stored software, to i) check whether a WLAN data frame received via the wireless interface contains a VXLAN packet intended for the base station, wherein the VXLAN packet contains an Ethernet data frame, and ii) if so, to extract the Ethernet data frame from the VXLAN packet.
  • the WLAN-enabled base station further comprises an Ethernet-based interface which is designed for Ethernet-based communication with an Ethernet-enabled terminal, wherein the control device is designed to cause the WLAN-enabled base station, by executing the stored software, to further check whether the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface or the wireless interface and, if the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface, to pass the extracted Ethernet data frame to the Ethernet-based interface for forwarding, or, if the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the wireless interface, to convert the extracted Ethernet data frame into a WLAN data frame and pass the WLAN data frame to the wireless interface for transmission.
  • the control device is designed to cause the WLAN-enabled base station, by executing the stored software, to further check whether the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface or the wireless interface and, if the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface, to pass the extracted Ethernet data frame to the Ethernet-based interface for forwarding, or,
  • control device of the WLAN-enabled base station can be designed to cause the WLAN-enabled base station, by executing the stored software, to convert an Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface into a VXLAN packet and send the VXLAN packet in a WLAN data frame over the wireless interface.
  • control device of the WLAN-enabled base station can be designed to cause the WLAN-enabled base station, by executing the stored software, to i) first check whether an Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface is to be encapsulated in a VXLAN packet, ii) if so, to pass the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint, wherein the VXLAN tunnel endpoint is designed to encapsulate the passed Ethernet data frame in a VXLAN packet, and iii) to pass the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the wireless interface for transmission in a WLAN data frame.
  • the software stored in the storage device may, for example, implement a first software bridge and a second software bridge, wherein the first software bridge is configured to pass a VXLAN packet received via the wireless interface and intended for the WLAN-capable base station to the VXLAN tunnel endpoint via at least one virtual Ethernet interface and the second software bridge, and to pass an Ethernet data frame extracted by the VXLAN tunnel endpoint from a VXLAN packet to the Ethernet-based interface or the wireless interface.
  • the first software bridge is configured to pass a VXLAN packet received via the wireless interface and intended for the WLAN-capable base station to the VXLAN tunnel endpoint via at least one virtual Ethernet interface and the second software bridge, and to pass an Ethernet data frame extracted by the VXLAN tunnel endpoint from a VXLAN packet to the Ethernet-based interface or the wireless interface.
  • a communication system which includes a WLAN network and a wired Ethernet-based system.
  • the wired Ethernet-based system has in particular at least a first, second and third Ethernet-capable terminal, each with an Ethernet-based interface, wherein each of the Ethernet-capable terminals is assigned a unique MAC address.
  • the WLAN network has at least a first and a second WLAN-enabled device, which is described above, and the WLAN-enabled base station described above. The first Ethernet-enabled device is connected to the first WLAN-enabled device and the second Ethernet-enabled device is connected to the second WLAN-enabled device.
  • the communication system can have at least one WLAN-capable terminal in which no VXLAN functionality, i.e. in particular no VXLAN tunnel endpoint, is implemented.
  • the communication system is designed to control communication between the first and second Ethernet-capable terminal devices, which are connected to the first and second WLAN-capable terminal devices, respectively.
  • the communication system can be designed to control communication between the first, second and third Ethernet-capable terminal devices, which are each connected to the first and second WLAN-capable terminal devices and to the WLAN-capable base station, and the at least one WLAN-capable terminal device without VXLAN functionality.
  • the first Ethernet-capable terminal can be designed to generate an Ethernet data frame intended for the second Ethernet-capable terminal and to transmit the Ethernet data frame to the Ethernet-based interface of the first WLAN-capable terminal, wherein the Ethernet data frame contains the MAC address of the second Ethernet-capable terminal as the target MAC address, wherein the control device of the first WLAN-capable terminal can be designed to cause the WLAN-capable terminal to transfer the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint by executing the stored software, wherein the VXLAN tunnel endpoint is designed to encapsulate the transferred Ethernet data frame in a VXLAN packet which contains header information which addresses the VXLAN tunnel endpoint implemented in the second WLAN-enabled terminal, and to transfer the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the wireless interface for transmission in a first WLAN data frame, wherein the first WLAN data frame contains the address of the WLAN-enabled terminal and the address of the WLAN-enabled base station, wherein the control device of the WLAN-enabled base station is designed to
  • the first and/or second Ethernet-capable terminal can be designed to generate an Ethernet data frame that is intended for the third Ethernet-capable terminal and to transmit the Ethernet data frame to the corresponding Ethernet-based interface of the first or second WLAN-capable terminal, wherein the Ethernet data frame contains the MAC address of the third Ethernet-capable terminal as the target MAC address, wherein the control device of the first or second WLAN-capable terminal is designed to is designed to cause the first or second WLAN-enabled terminal to transfer the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint when the stored software is executed, the VXLAN tunnel endpoint being designed to encapsulate the transferred Ethernet data frame in a VXLAN packet which contains header information which addresses the VXLAN tunnel endpoint implemented in the WLAN-enabled base station, and to transfer the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the respective wireless interface for transmission in a WLAN data frame, the WLAN data frame containing the address of the WLAN-enabled base station, the control device of the WLAN-enabled base station being designed
  • a MAC (Media Access Control) address is a hardware or device address.
  • a unique MAC address is stored in the wireless interface of each of the WLAN-enabled terminal devices, in the wireless interface of the WLAN-enabled base station, in the Ethernet-based interface of each of the Ethernet-enabled terminal devices and, if present, in the Ethernet-based interface of the WLAN-enabled base station and at least one of the WLAN-enabled terminal devices.
  • Figure 1 is a schematic block diagram of an exemplary WLAN-enabled terminal
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of an exemplary WLAN-enabled base station
  • FIG 3 shows an exemplary communication system with two WLAN-enabled terminals according to Figure 1 and the WLAN-enabled base station shown in Figure 2,
  • Figure 4 shows an example format of an Ethernet data frame and Figure 5 shows the format of an example VXLAN packet.
  • FIG. 1 shows the schematic block diagram of an exemplary WLAN-enabled terminal 10, which can be a network participant of a WLAN 100 (Wireless Local Area Network).
  • the WLAN-enabled terminal 10 has an Ethernet-based interface 11, preferably in accordance with an IEEE 802.3 standard.
  • the Ethernet-based interface 11 can be a hardware and/or software component.
  • the Ethernet-based interface 11 can be designed as a network adapter that has an Ethernet port to which, for example, a line or a bus can be connected.
  • the Ethernet port of the Ethernet-based interface 11 can be an RJ-45 port to which, for example, an 8-wire Ethernet line can be connected.
  • the WLAN-enabled terminal 10 can communicate with at least one Ethernet-enabled terminal, for example the Ethernet-enabled terminal 40 shown in Figure 4, via the Ethernet-based interface 11.
  • the Ethernet-based interface 11 can be assigned a unique MAC address in a manner known per se, but this is not required.
  • the WLAN-enabled terminal 10 has a wireless interface 13, which can preferably be implemented as a WLAN interface according to a standard of the IEEE 802.11 family.
  • the WLAN interface 13 can also be designed as a network adapter. It should be noted that the WLAN-enabled terminal 10 has only a single IP address, which is assigned to the WLAN interface 13.
  • the WLAN interface 13 is also assigned a unique MAC address.
  • the WLAN interface 13 is preferably implemented as a hardware and/or software component. which preferably implements layer 1 and layer 2 of the ISO/OSI reference model. It can be designed as a network adapter in a manner known per se.
  • the WLAN-capable terminal device 10 also has a control device 14 and a storage device 15 in which software that can be executed by the control device 14 is stored.
  • the software contains, among other things, a software module or a program that implements a VXLAN tunnel endpoint.
  • VXLAN stands for Virtual Extensible LAN, which is defined as a standard by the IETF in RFC 7348.
  • the control device 14 and the storage device 15 can be components of a microcontroller 12, as shown by way of example in Figures 1 and 3. In this case, the control device 14 can be designed as a microprocessor.
  • the control device 14 and the storage device 15 can also be designed as separate, electrically connected components, in which case the control device 14 could also be designed as a microcontroller.
  • the storage device 15 can also be arranged separately from the control device 12 and electrically connected to it.
  • the software stored in the storage device 15 can contain further software modules and/or programs, such as a software module that implements a first software bridge, a further software module that implements a second software bridge, a software module that implements an IP stack or IP protocols, and a further software module that implements the Address Resolution Protocol (ARP protocol).
  • ARP protocol Address Resolution Protocol
  • a firmware or an operating system can be stored in the storage device 15, which monitors and controls the WLAN-enabled terminal 10 when executed by the microprocessor 14.
  • the Linux operating system can be stored as the operating system, whereby in this example the respective software modules or programs can be Linux-based components of the operating system.
  • Communication rules can be stored in the storage device 15 of the WLAN-enabled terminal 10, which, for example, enable data frames received via the Ethernet-based interface 11 or via the WLAN interface 13 to directly reach the IP protocols of the WLAN-enabled terminal 10.
  • the Ethernet-based interface 11 is designed to receive Ethernet data frames, in particular according to an 802.3 standard, for example from the Ethernet-capable terminal device 40 and to transfer them to the control device 14 or the microcontroller 12 for further processing or handling, or to receive data from the control device 14 for transmission to the Ethernet-capable terminal device 40.
  • the WLAN interface 13 can be designed to receive and transmit WLAN data frames, in particular according to an 802.11 standard. Furthermore, the WLAN interface 13 is designed to supply a received WLAN data frame to the microcontroller 12 for processing and/or handling and to receive data that are to be transmitted via the WLAN interface from the microcontroller 12. It should be noted that the WLAN data frames used here preferably contain a header with three MAC addresses.
  • the control device 14 is advantageously designed to cause the WLAN-enabled terminal 10, by executing the software stored in the storage device 15, to a) check whether an Ethernet data frame arriving at the Ethernet-based interface 11, which comes for example from the Ethernet-enabled terminal 40, is intended for the WLAN-enabled terminal 10, a2) if not, to pass the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint 16, wherein the VXLAN tunnel endpoint 16 is designed to encapsulate the passed Ethernet data frame in a VXLAN packet, and a3) to pass the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the wireless interface 13 for transmission in a WLAN data frame, and/or bl) to pass a VXLAN packet received via the wireless interface 13 in a WLAN data frame, in which an Ethernet data frame is encapsulated, to the VXLAN tunnel endpoint 16, wherein the VXLAN tunnel endpoint is designed to extract the Ethernet data frame encapsulated in the received VXLAN packet, and b2) to forward the extracted Ethemet data frame via the Ethemet
  • the Ethernet data frame after step a1) contains as header information a destination address, i.e. a destination MAC address for which the Ethernet data frame is intended.
  • the destination MAC address can be, for example, a broadcast, a multicast or a unicast address.
  • a unicast MAC address can, for example, be assigned to another Ethernet-capable terminal, for example the Ethernet-capable terminal 50 or 70 shown in Figure 3, or to another WLAN-capable terminal, for example the WLAN-capable terminal 10, 30 or 60 shown in Figure 3, or to a WLAN-capable base station, for example the WLAN base station 20 shown in Figure 3.
  • control device 14 can be designed to first check in step a2) based on the destination MAC address contained in the Ethernet data frame whether the Ethernet data frame should be sent from the WLAN-capable terminal 10 via the wireless interface 13.
  • control device 14 can, for example, look in a configuration file stored in the WLAN-enabled terminal 10, which contains the corresponding information for handling a received Ethernet data frame with a specific destination MAC address.
  • the control device 14 can cause the WLAN-enabled terminal 10 to add header information to the VXLAN packet, which contains source address information that addresses the WLAN-enabled terminal 10 or its VXLAN tunnel endpoint, and destination address information that addresses a predetermined VXLAN tunnel endpoint that is implemented in another WLAN-enabled terminal, for example the WLAN-enabled terminal 30 or a WLAN-enabled base station, for example the WLAN-enabled base station 20, as the destination.
  • the header information of the VXLAN packet depends, for example, on the header information of the Ethernet data frame, which, for example, as the destination MAC address, can be the MAC address of the WLAN-enabled terminal device 30 or the MAC address of an Ethernet-enabled terminal device, for example the Ethernet-enabled terminal device 50. which can be reached via another WLAN-enabled terminal, for example the WLAN-enabled terminal 30.
  • control device 14 can be designed in particular to recognize in step a1) based on the destination MAC address contained in a received Ethernet data frame whether the Ethernet data frame arriving at the Ethernet-based interface 11 is intended for the WLAN-enabled terminal 10 or not.
  • the control device 14 is preferably further designed to insert header information into the VXLAN packet in step a2) depending on the destination MAC address contained in a received Ethernet data frame, which header information addresses the VXLAN tunnel endpoint implemented in another WLAN-enabled terminal, for example the WLAN-enabled terminal 30 shown in Figure 3.
  • Figure 4 shows a known example format of an Ethernet data frame.
  • the Ethernet data frame shown as an example preferably has four fields which, read from left to right, contain a field for a destination MAC address, a field for a source MAC address, a field for data to be transmitted and a field for a check value which is formed from the data to be transmitted.
  • the abbreviation CRC stands for Cyclic Redundancy Check.
  • the data field can contain an IP packet, for example.
  • FIG. 5 A well-known example format of a VXLAN packet is shown in Figure 5.
  • the fields read from left to right contain:
  • VXLAN header which may contain a VXLAN identification VNI that can be specified during configuration
  • This field preferably contains an Ethernet data frame as shown in Figure 4.
  • the WLAN-enabled terminal 10 or the WLAN interface 13 is designed to convert a VXLAN packet received from the control device 14 or the microcontroller 12 into a WLAN data frame, which is then sent via the WLAN interface 13.
  • a WLAN data frame contains, in addition to the source MAC address of the WLAN-enabled terminal 10, a destination MAC address, which is assigned to a WLAN-enabled base station, for example the one shown in Figure 2.
  • the WLAN interface 13 is designed to receive a WLAN data frame received externally and to pass a VXLAN packet contained therein to the microcontroller 12 for further processing.
  • a WLAN data frame differs from an Ethernet data frame only in the design of the header.
  • a software bridge for example the two software bridges stored in the storage device 15 as software modules, preferably extends a physical interface by a virtual interface and connects these interfaces like a bridge.
  • the second software bridge is designed to connect the VXLAN tunnel endpoint 16, which is also a software module, to the WLAN interface 13, wherein the first software bridge is designed to transfer an Ethernet data frame arriving at the Ethernet-based interface 11 to the VXLAN tunnel endpoint 16 and to transfer an Ethernet data frame extracted by the VXLAN tunnel endpoint 16 from a VXLAN packet to the Ethernet-based interface 11.
  • the second software bridge is designed to pass a VXLAN packet received via the wireless interface 13 in a WLAN data frame to the VXLAN tunnel endpoint 16 and to pass a VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint 16 to the wireless interface 13 for transmission in a WLAN data frame.
  • the order in which the two software bridges and the VXLAN tunnel endpoint are executed by the control device 14 is symbolically represented by their arrangement in the storage device 15 shown in Figure 1.
  • the WLAN-capable terminal 10 is preferably designed to exchange WLAN data frames with a WLAN-capable base station, which can also be referred to as an access point, via the WLAN interface 13.
  • An example WLAN-capable base station 20 is shown in Figure 2 and is explained in more detail below.
  • an Address Resolution Protocol packet for implementing the ARP mechanism or data to be transmitted can be transmitted in an IP packet.
  • the control device 14 can be designed to cause the WLAN-enabled terminal 10, by executing the software stored in the storage device 15, to check whether an IP packet or Address Resolution Protocol packet contained in a received Ethernet data frame is intended for the WLAN-enabled terminal 10. If so, the control device 14 causes the WLAN-enabled terminal 10 to process the IP packet or the Address Resolution Protocol packet. If not, the control device 14 causes the WLAN-enabled terminal 10 to pass the Ethernet data frame to the Ethernet-based interface 11 or the Ethernet data frame to the VXL AN tunnel endpoint 16, which encapsulates the Ethernet data frame in a VXLAN packet, and then to pass the VXLAN packet to the wireless interface 13 for transmission in a WLAN data frame.
  • FIG 2 shows an exemplary WLAN-capable base station 20, hereinafter referred to as access point.
  • the access point 20 like the WLAN-capable terminal device 10 shown in Figure 1, is intended in particular for use in the WLAN network 100.
  • the access point 20 has a control device 24 and a memory device 25, which can be components of a microcontroller 22, as shown by way of example in Figures 2 and 3.
  • the control device 24 can be designed, for example, as Microprocessor. It is also conceivable that the control device 24 and the memory device 25 are designed as separate, electrically connected components. In this case, the control device 24 can also be designed as a microcontroller.
  • Software that can be executed by the control device 24 and contains a software module or a program that implements a VXLAN tunnel endpoint 26 is stored in the memory device 25.
  • the abbreviation VXLAN stands for Virtual Extensible LAN, which is defined as a standard by the IETF in RFC 7348.
  • the software stored in the memory device 25 can contain a further software module that implements a first software bridge, a software module that implements a second software bridge, a third software module that implements at least one virtual Ethernet interface, a software module that implements the ARP protocol, and a further software module that implements IP protocols, ie an IP stack.
  • a firmware or an operating system which is for example the Linux operating system, can be stored in the storage device 25.
  • the previously mentioned software modules can be components of the operating system.
  • rules are preferably stored in the storage device 25, which are called Ebtables rules when using a Linux operating system. These rules specify, for example, permissible communication paths within the access point 20. These rules are intended in particular to prevent communication loops from occurring in the access point 20.
  • the access point 20 has a wireless interface 23, which can preferably be implemented as a WLAN interface according to a standard of the IEEE 802.11 family. It should be noted that the access point 20 has only a single IP address, which is assigned to the WLAN interface 23.
  • the WLAN interface 23 is also assigned a unique MAC address.
  • the WLAN interface 23 is preferably designed as a hardware and software component, which preferably implements layer 1 and layer 2 of the ISO/OSI reference model. It can be designed as a network adapter in a manner known per se.
  • the WLAN-capable base station 20 can optionally have an Ethernet-based interface 21, preferably in accordance with an IEEE 802.3 standard.
  • the Ethernet-based interface 21 can be a hardware and/or software component that preferably implements the Ethernet-based layer 1 and layer 2 of the ISO/OSI reference model.
  • the Ethernet-based interface 21 can be designed as a network adapter that has an Ethernet port to which a line or a bus can be connected.
  • the Ethernet port of the Ethernet-based interface 21 can be an RJ-45 port to which, for example, an 8-wire Ethernet line can be connected.
  • the access point 20 can communicate with at least one Ethernet-capable terminal, for example the Ethernet-capable terminal 70 shown in Figure 4, via the Ethernet-based interface 21.
  • the Ethernet-based interface 21 can be assigned a unique MAC address in a manner known per se.
  • the Ethernet-based interface 21 is designed to receive Ethernet data frames, in particular according to an 802.3 standard, for example from the Ethernet-capable terminal 70 and to pass them on to the microcontroller 22 or the control device 24 for further handling and/or processing, or to receive data from the microcontroller 22 or the control device 24 that are to be transmitted in an Ethernet data frame to the Ethernet-capable terminal 70.
  • an Ethernet data frame that is generated by an Ethernet-capable terminal for example the Ethernet-capable terminal 70, for example an Address Resolution Protocol packet for implementing the ARP mechanism or data to be transmitted can be transmitted in an IP packet.
  • the WLAN interface 23 can be designed to receive and transmit WLAN data frames, in particular according to an 802.11 standard. It should be noted that the WLAN data frames mentioned here preferably contain a header with three MAC addresses each. Furthermore, the WLAN interface 23 is designed to supply a received WLAN data frame to the microcontroller 22 or the control device 24 for processing and/or handling and to transmit data that is received via the WLAN interface 23, from the microcontroller 22 or from the control device 24.
  • the access point 20 is preferably designed to exchange WLAN data frames, each containing a VXLAN packet, with a WLAN-enabled terminal device, for example the WLAN-enabled terminal devices 10, 30 shown in Figure 3, in each of which a VXLAN tunnel endpoint is implemented, via the WLAN interface 23.
  • a WLAN-enabled terminal device for example the WLAN-enabled terminal devices 10, 30 shown in Figure 3, in each of which a VXLAN tunnel endpoint is implemented, via the WLAN interface 23.
  • the control device 24 of the access point 20 is preferably designed to cause the WLAN-capable base station 20, i.e. the access point, to execute the software stored in the storage device 25, i) check whether a WLAN data frame received via the wireless interface 23 contains a VXLAN packet that is intended for the WLAN-capable base station 20, the VXLAN packet containing an Ethernet data frame, and ii) if so, to extract the Ethernet data frame from the VXLAN packet.
  • the check in step i) is advantageously carried out using the header information contained in the WLAN data frame. If the header information contains, for example, the MAC address of the base station 20 as the destination address, the control device 24 recognizes that the base station 20 or the VXLAN tunnel endpoint implemented in the base station is the destination point of the VXLAN packet. However, if the header information contains, for example, the MAC address of the WLAN-capable terminal 10 or 30 as the destination address, the VXLAN packet is not unpacked, but forwarded in a WLAN data frame to the WLAN-capable terminal 10 or 10.
  • the VXLAN packet after step i) can contain header information that addresses a predetermined VXLAN tunnel endpoint implemented in a WLAN-enabled terminal, for example in the WLAN-enabled terminal 10 and/or 30, as a destination.
  • the header information of the VXLAN packet depends, for example, on the header information of the Ethernet data frame intended for an Ethernet-capable terminal, for example the Ethernet-capable terminal 40 or 50, as the destination terminal.
  • the control device 24 can also be designed to cause the WLAN-capable base station 20 to execute the stored software, to further check whether the Ethernet data frame extracted in step ii) is to be forwarded via the Ethernet-based interface 21 or the wireless interface 23, and, if the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface 21, to pass the extracted Ethernet data frame to the Ethernet-based interface 21 for forwarding, or, if the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the wireless interface 23, to convert the extracted Ethernet data frame into a WLAN data frame and to pass the WLAN data frame to the wireless interface 23 for transmission.
  • the decision as to whether the extracted Ethernet data frame is to be forwarded via the Ethernet-based interface 21 or the wireless interface 23 is made by the control device 24 depending on the destination MAC address contained in the extracted Ethernet data frame. This means that the extracted Ethernet data frame is forwarded via the Ethernet-based interface 21 if the Ethernet data frame is addressed to the Ethernet-capable terminal 70, or that the extracted Ethernet data frame is converted and forwarded as a WLAN data frame via the WLAN interface 23 if the Ethernet data frame is addressed to the WLAN-capable terminal 60.
  • control device 24 can be designed to cause the WLAN-capable base station 20, by executing the stored software, to convert an Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface 21 into encapsulate a VXLAN packet and transmit the VXLAN packet in a WLAN data frame over the wireless interface 23.
  • control device 24 can, for example, be designed to cause the WLAN-capable base station 20, by executing the stored software, to i) first check whether an Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface 21 is to be encapsulated in a VXLAN packet, ii) if so, to transfer the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint, wherein the VXLAN tunnel endpoint is designed to encapsulate the transferred Ethernet data frame in a VXLAN packet, and iii) to transfer the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint to the wireless interface 23 for transmission in a WLAN data frame.
  • control device 24 can be designed to first check in step i) based on the destination MAC address contained in the Ethernet data frame whether the Ethernet data frame is to be encapsulated in a VXLAN packet and transmitted via the wireless interface 23. To do this, the control device 24 can, for example, look in a configuration file or configuration table stored in the base station 20, which contains the corresponding information for handling a received Ethernet data frame with a specific destination MAC address.
  • the control device 24 can cause the base station 20 to add header information to the VXLAN packet in step ii), which contains source address information that addresses the base station 20 or its VXLAN tunnel endpoint, and destination address information that addresses a predetermined VXLAN tunnel endpoint that is implemented in another WLAN-enabled terminal, for example the WLAN-enabled terminal 10 or 20, as the destination.
  • the header information of the VXLAN packet depends, for example, on the header information of the Ethernet data frame, which can be, for example, the MAC address of the WLAN-enabled device 10 or 30 or the MAC address of the WLAN-enabled device 10 or 30 as the destination MAC address. Address of an Ethernet-capable device that can be reached via the other WLAN-capable device, for example, the WLAN-capable device 10 or 30.
  • the first software bridge stored in the storage device 25 is preferably designed to decide whether a VXLAN packet received via the WLAN interface 23 is to be passed to the WLAN interface 23 for forwarding in a WLAN data frame or to the VXLAN tunnel endpoint 26 for decapsulating the VXLAN packet, wherein the Ethernet data frame extracted from the VXLAN packet by the VXLAN tunnel endpoint 26 is then passed via the second software bridge and the at least one virtual Ethernet interface of the Ethernet-based interface 21.
  • the second software bridge stored in the storage device 25 is preferably designed to pass a received Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint 26, which encapsulates the Ethernet data frame in a VXLAN packet, and passes the VXLAN packet to the WLAN interface 23 for forwarding in a WLAN data frame.
  • the order in which the two software bridges, the at least one virtual Ethernet interface and the VXLAN tunnel endpoint are executed by the control device 24 is symbolically represented by their arrangement in the memory device 25 shown in Figure 2.
  • FIG 3 shows an exemplary communication system 1, which can be installed, for example, on a factory site comprising several buildings or halls.
  • the communication system 1 can be used, for example, in an industrial automation environment.
  • the exemplary communication system 1 preferably comprises a wired Ethernet-based system 90 and a wireless WLAN network 100.
  • the wired Ethernet-based system 90 can comprise several Ethernet-capable terminal devices 40, 50, 70 that are not connected to one another via a common wired Ethernet-based network. For the sake of clarity, only the three Ethernet-capable terminal devices 40, 50, 70 are shown.
  • Each of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 can be connected together with other Ethernet-capable terminal devices to a separate wired Ethernet-capable network. Network.
  • Each of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 can, for example, have a control device 42, 52 or 72, a storage device 43, 53, 73 and an Ethernet-based interface 41, 51 or 71.
  • the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 are each designed to support IP-based communication.
  • an IP stack also called an IP stack, for IP communication is preferably stored in each storage device of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70.
  • an ARP module is stored in each of the memory devices 43, 53 and 73, which implements an address resolution protocol with which each of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 can find out the MAC address associated with an IP address of each network participant involved.
  • ARP stands for Address Resolution Protocol, which is generally known.
  • each of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 is designed to pack data to be transmitted into an IP packet and to transmit this in an Ethernet-based data frame in a manner known per se via the respective Ethernet-based interface. It should be noted, however, that the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 do not necessarily have to support IP-based communication.
  • each of the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70 has a unique MAC address and a unique IP address.
  • a firmware or an operating system is also expediently stored, which controls and monitors the corresponding Ethernet-capable terminal device.
  • the WLAN network 100 is preferably implemented according to a standard of the IEEE 802.11 family.
  • the WLAN network 100 includes the WLAN-enabled terminal 10 shown in Figure 1, a further WLAN-enabled terminal 30, which can be constructed essentially identically, or at least similarly, to the WLAN-enabled terminal 10.
  • the WLAN-enabled terminal 30 has an Ethernet-based interface 31, a WLAN interface 30, a control device 34 and a Storage device 35, which are, for example, components of a microcontroller 32.
  • the WLAN-enabled terminal 30 also has only one IP address, which is uniquely assigned to the WLAN interface 33. In a manner known per se, the WLAN interface 33 and the Ethernet-based interface 31 are each assigned a unique MAC address.
  • the WLAN network 100 also includes the WLAN-enabled base station 20 shown in Figure 2 and another WLAN-enabled terminal device 60, which, however, does not have VXLAN functionality, i.e. in which no VXLAN tunnel endpoint is implemented.
  • the WLAN-enabled terminal device 60 can, for example, be a conventional smartphone, a PC, a tablet or the like, which are designed for conventional communication according to a WLAN standard, in particular from the 802.11 family.
  • the Ethernet-capable terminal 40 can be connected to the Ethernet-based interface 11 of the WLAN-capable terminal 10 via the line 80, while the Ethernet-capable terminal 50 can be connected to the Ethernet-based interface 31 of the WLAN-capable terminal 30 via the line 81.
  • the Ethernet-capable terminal 70 can be connected to the Ethernet-based interface 21 of the WLAN-capable base station 20 via the line 82. It should be noted at this point that all WLAN-based communication in the WLAN network 100 can take place in a manner known per se via the access point 20. This is symbolized in Figure 3 by a dashed line that leads from the WL AN interface 13 and the WLAN interface 33 to the WLAN interface 23 of the access point 20.
  • the WLAN-enabled terminals 10 and 30 as well as the access point 20 each have a unique MAC address, which is assigned to the WLAN interfaces 13, 33 and 23.
  • the WLAN-enabled end devices 10 and 30 as well as the access point 20 are each assigned only a single IP address via which the WLAN-enabled end devices 10 and 30 and also the access point 20 can be reached from both the WLAN network 100 and the Ethernet-based network 90.
  • the exemplary communication system 1 and thus the associated WLAN-enabled terminal devices 10 and 30, the access point 20, the WLAN-enabled terminal device 60 and the Ethernet-enabled terminal devices 40, 50 and 70 are each designed to enable communication with one another.
  • the WLAN-enabled terminal devices 10 and 30 and the access point 20 ensure layer 2 transparent communication between all network participants of the WLAN network 100 and the Ethernet-enabled terminal devices 40, 50 and 70 of the wired Ethernet-based system 90 thanks to the implemented VXLAN functionality.
  • the WLAN network 100 and the wired Ethernet-based system 90 can together form an IP-based subnetwork, which is set up in a configuration phase.
  • the first three bytes "172.16.140" of each IP address designate the subnetwork in a manner known per se, with only the last byte being different and thus clearly addressing the WLAN-capable terminal devices and Ethernet-capable terminal devices as well as the WLAN-capable base station 20 in the IP-based subnetwork.
  • VXLAN identifier VNI is stored in each of the WLAN-enabled terminal devices 10 and 30 and in the access point 20, which is used by the respective VXLAN tunnel endpoints implemented in the WLAN-enabled terminal devices 10 and 30 and in the access point 20 when generating VXLAN packets.
  • the WLAN-enabled base station 20 is preferably designed to 1. to enable data communication, for example, between the WLAN-enabled terminal 60, in which no VXLAN tunnel endpoint is implemented, and the Ethernet-enabled terminal 70 connectable to the Ethernet-based interface 21, bypassing the VXLAN tunnel endpoint 26, by transmitting data untunneled between the WLAN interface 23 and the Ethernet-based interface 21, preferably via the first software bridge, according to the exemplary implementation,
  • Ethernet-capable terminal devices 40 and 50 which can each only be reached via the WLAN-capable terminal device 10 having a VXLAN tunnel endpoint or the WLAN-capable terminal device 30 having a VXLAN tunnel endpoint, by only forwarding the received VXL AN packets, in which the data to be transmitted is packed, via the WLAN interface 23, and
  • the exemplary communication system 1 can be statically configured before initial commissioning.
  • the Ethernet-capable terminal devices 40, 50 and 70, the WLAN-capable terminal devices 10, 30 and 60 and the access point 20 of each participating network participant must receive the IP address and the know the respective MAC address.
  • a table or configuration file is stored which in particular contains an assignment of the IP address to the respective MAC address of each network participant.
  • the WLAN-capable terminal devices 10 and 30 and the access point 20 contain information about which Ethernet-capable terminal devices can be reached via the Ethernet-based interface 11, 31 or 21 and/or the respective WLAN interface 13, 33, 23. This information can also be contained in the respective configuration file.
  • the Ethernet-capable terminals 40, 50 and 70, the WLAN-capable terminals 10, 30 and 60 and possibly also the WLAN-capable base station 20 can execute the known ARP protocol, whereby the communication system 1, i.e. the Ethernet-capable terminals 40, 50 and 70, the WLAN-capable terminals 10, 30 and 60 and the access point 20 learn which IP address and MAC address the respective other network participants have.
  • the ARP method is well known to the person skilled in the art.
  • Ethernet-capable terminal device 50 which only knows the IP address of the Ethernet-capable terminal device 70 and wants to communicate with the terminal device 70, can obtain the MAC address of the Ethernet-capable terminal device 70 using the ARP protocol.
  • the control device 52 of the Ethernet-capable terminal 50 first calls the software module stored in the storage device 53, which implements the ARP protocol. By executing the software module, the control unit 52 causes the Ethernet-capable terminal 50 to generate a so-called ARP request packet, which contains the IP address of the Ethernet-capable terminal 70 and a request to send the associated MAC address back to the Ethernet-capable terminal 50. Since the Ethernet-capable terminal 50 does not know where the Ethernet-capable target terminal 70 is located, a so-called broadcast is started, in which the ARP packet generated by the Ethernet-capable terminal device is sent to all network participants of the communication system 1.
  • the control device 52 can be designed to cause the Ethernet-capable terminal 50 to generate an Ethernet data frame according to Figure 4 by executing the stored software, which contains in the header as the destination MAC address a broadcast address, which has been communicated in advance to all network participants of the communication system 1, for example together with unicast and/or multicast addresses, and the source MAC address of the Ethernet-capable terminal 50.
  • the ARP packet is inserted in the data field, while the check field contains a corresponding checksum formed over the data, which is not relevant to the invention, however.
  • the Ethernet-capable terminal 50 transmits this Ethernet data frame to the Ethernet-based interface 31 of the WLAN-capable terminal 30.
  • the Ethernet data frame is transferred from the Ethernet-based interface 31 to the microcontroller 32 or the control device 34, which is preferably designed to check whether the ARP packet contained in the Ethernet data frame is intended for the WLAN-capable terminal 30 or needs to be forwarded.
  • the control device 34 recognizes that the ARP packet is to be forwarded.
  • the control device 34 is advantageously designed to supply the Ethernet data frame supplied by the Ethernet-based interface 31 via the first software bridge to the VXLAN tunnel endpoint, which encapsulates the Ethernet data frame in a VXLAN packet, by executing the software stored in the memory device 35.
  • the VXLAN tunnel endpoint encapsulates the Ethernet data frame in a VXLAN packet.
  • the format of the VXLAN packet has the format shown in Figure 5. Accordingly, the control device 34 generates a header which contains the following information, read from right to left:
  • the predetermined VXLAN identifier VNI an outer UDP header which contains, for example, the predefined destination port 4789 and the source port 40298, an outer IPv4 header which contains as the destination IP address a multicast address previously defined during the configuration phase and as the source IP address the IP address of the WLAN-enabled terminal device 30, and an outer Ethernet header which contains as the destination MAC address a previously defined multicast address and as the source MAC address the MAC address of the WLAN-enabled terminal device 30.
  • the control device 34 then causes the WLAN-enabled terminal 30 to feed the VXLAN packet to the WLAN interface 33, for example via the second software bridge, and to send the VXLAN packet in a WLAN data frame via the WLAN interface 33.
  • the WLAN header contains the MAC address of the access point 20 as the destination MAC address and the MAC address of the WLAN-enabled terminal 30 as the source MAC address.
  • the WLAN data frame is received by the WLAN-enabled interface 23 of the access point 20 and passed on to the microcontroller 22.
  • the control device 24 is preferably designed to read the destination MAC address from the Ethernet data frame contained in the VXLAN packet. Since the destination MAC address is a multicast address, the control device 24, by executing the software stored in the memory device 25, causes the Ethernet frame containing the ARP packet to be decapsulated from the VXLAN packet that was contained in the received WLAN data frame and to be transmitted via the Ethernet-capable interface 21 to the Ethernet-capable terminal device 70.
  • the VXLAN packet contained in the received WLAN data frame which contains a multicast IP address as the destination IP address, is forwarded via the WLAN interface 23 to the WLAN terminal devices 10 and 60, among others, in a first WLAN data frame, which now also contains a predetermined multicast address as the destination address.
  • the decapsulated ARP packet is also sent via the WLAN interface 23 in a second WLAN data frame, which now also contains a predetermined broadcast address as the destination address.
  • the VXLAN packet containing the ARP packet and the non-tunneled ARP packet reach the WLAN-capable end devices 10 and 60 via the WLAN interfaces 13 and 61.
  • the control devices 12 and 62 can each be designed to check, by executing the software stored in the storage device 15 or 63, whether the non-tunneled ARP packet received in the second WLAN data frame is intended for the respective WLAN terminal 10 or 60. Since the ARP packet is not intended for the WLAN-capable terminals 10 and 60, the control devices 15 and 63 discard the received ARP packet.
  • the control device 12 can also be designed to check the ARP packet received via the WLAN interface 13 in the first WLAN data frame to pass the VXLAN packet received to the VXLAN tunnel endpoint 16, which extracts the Ethemet data frame contained therein and transmits it to the Ethernet-capable terminal 40 via the Ethemet-based interface 11.
  • the Ethernet-capable terminal 40 is designed to read the ARP packet contained in the respective Ethemet data frame and to check whether the ARP packet is intended for the Ethernet-capable terminal 40. In the present case, the ARP packet is not intended for the Ethemet-capable terminal 40.
  • the control device 72 of the Ethernet-capable terminal 70 is able to read and evaluate the ARP packet contained in the Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface 71. The control device 72 now recognizes that the ARP packet contains the IP address of the Ethernet-capable terminal 70 and a request to transmit the associated MAC address to the Ethernet-capable terminal 50.
  • the control device 72 therefore causes the Ethernet-capable terminal 70 to generate an ARP response packet which contains both the IP address and MAC address of the Ethernet-capable terminal 70.
  • the ARP response packet is then transmitted in an Ethernet data frame via the Ethernet-based interface 71 to the Ethernet-based interface 21 of the access point 20.
  • the header of the Ethernet data frame contains the MAC address of the Ethernet-capable terminal 50 as the destination MAC address and the MAC address of the Ethernet-capable terminal 70 as the source MAC address.
  • the control device 24 passes the Ethernet data frame to the VXLAN tunnel endpoint, which encapsulates the Ethernet data frame containing the ARP response packet in a VXLAN packet.
  • VXLAN packet contains, for example, the following information:
  • the predetermined VXL AN identifier an outer UDP (User Datagram Protocol) header with a destination port 4789 and a source port 60108, an outer IPv4 header with the IP address of the access point 20 as the source IP address and the IP Address of the WLAN-capable terminal 30 as the destination IP address and an outer Ethernet header with the MAC address of the WLAN-capable terminal 30 as the destination MAC address and the MAC address of the access point 20 as the source MAC address.
  • the WLAN data frame contains a header with the MAC address of the WLAN interface 33 of the WLAN-capable terminal 30 as the destination MAC address and the MAC address of the access point 20 as the source MAC address.
  • the WLAN data frame is received by the WLAN interface 33 and passed to the microcontroller 32 or the control device 34.
  • the control device 34 is designed to pass the VXLAN packet contained in the WLAN data frame to the VXLAN tunnel endpoint by executing the stored software, which extracts the Ethernet data frame from the VXLAN packet and transmits it to the Ethernet-capable terminal 50 via the Ethernet-based interface 31.
  • the control device 52 of the Ethernet-capable terminal 50 is designed to read and evaluate the ARP response packet contained in the Ethernet data frame.
  • the control device 52 is preferably designed to cause the Ethernet-capable terminal 50, in response to the data contained in the ARP response packet, to generate an ARP table in a manner known per se, in which the IP address and the MAC address of the Ethernet-capable terminal 70 are stored, for example in the storage device 53.
  • each network terminal of the exemplary communication system 1 can create a complete ARP table of all network participants.
  • an Ethernet data frame of the Ethernet-capable terminal 70 received via the Ethernet-based interface 21 can be passed to the VXLAN tunnel endpoint via the virtual Ethernet interface and the second software bridge under the control of the control device 24.
  • the rules stored in the storage device 25 ensure, for example, that the VXLAN packet generated by the VXLAN tunnel endpoint is not sent again by the first software bridge to the VXLAN tunnel endpoint via the virtual Ethernet interface. Further example communication processes are described in detail below.
  • the WLAN-enabled terminals 10, 30 and 60 want to communicate with each other, this can be done according to a known WLAN communication protocol according to a standard of the IEEE 802.11 family. In other words: If the WLAN-enabled terminal 60 wants to transmit data to the WLAN-enabled terminal 30, these are transmitted in a conventional manner in a WLAN data frame to the WLAN interface 23 of the access point 20, which then forwards the received data in a WLAN data frame to the WLAN-enabled terminal 30.
  • the control device 62 is designed to cause the WLAN-enabled terminal 60 to insert data to be transmitted into an IP packet which contains the IP address of the WLAN-enabled terminal 60 as the source IP address and the IP address of the Ethernet-enabled terminal 50 as the destination IP address.
  • the IP packet is then sent out in a WLAN data frame via the WLAN interface 61.
  • the header of the WLAN data frame contains three addresses: the MAC address of the WLAN-enabled terminal 60 as the source MAC address, the MAC address of the WLAN interface 23 of the access point 20 as the destination MAC address and also the MAC address of the Ethernet-enabled terminal 50 as the actual destination.
  • the control device 24 of the access point 20 is designed to evaluate the MAC addresses of the received WLAN data frame in order to recognize who the IP packet is intended for. In the present case, the control device 24 recognizes that the IP packet is intended for the Ethernet-capable terminal 50. Due to the system configuration that has been carried out, the control device 24 knows that the Ethernet-capable Terminal 50 can only be reached via the WLAN-capable terminal 30.
  • the control device 24 of the access point 20 is designed to supply the IP packet contained in the WLAN data frame via the first software bridge and via the virtual Ethernet interface and the second software bridge to the VXLAN tunnel endpoint, which encapsulates the IP packet in a VXLAN packet, by executing the software stored in the storage device 25.
  • the VXLAN packet created in this way contains headers that contain, for example, the following information:
  • the control device 24 is further designed to send the VXLAN packet in a WLAN data frame via the WLAN interface 23, which can be received at the WLAN interface 33 of the WLAN-enabled terminal 30.
  • the header of the WLAN data frame contains, for example, the MAC address of the access point 20 as the source MAC address and the MAC address of the WLAN interface 33 as the destination MAC address.
  • the control device 34 of the WLAN-capable terminal 30 is designed, for example, to pass the VXLAN packet received via the WLAN interface 33 via the software module that implements the second software bridge to the VXLAN tunnel endpoint by executing the software stored in the storage device 35, which decapsulates the Ethernet data frame contained in the VXLAN packet with the IP packet transmitted therein and passes the Ethernet data frame to the software module that implements the first software bridge.
  • control device 34 is designed to read and evaluate the target MAC address contained in the Ethernet data frame by executing the software stored in the memory device 35 in order to recognize in the present example that the Ethernet data frame is intended for the Ethernet-capable terminal device 50. Accordingly, the control device 34 causes the WLAN-capable terminal device 30 to transmit the Ethernet data frame via the Ethernet-based interface 31 to the Ethernet-capable terminal 50.
  • the Ethernet-capable terminal 50 is designed to receive the Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface 51 in a manner known per se, to extract the IP packet and to process the data contained in the IP packet depending on the application program.
  • Ethernet-capable terminal 40 acting as the source terminal and the WLAN-capable terminal 60 acting as the destination terminal will now be described.
  • the control device 41 of the Ethernet-capable terminal 40 is designed to insert data to be transmitted into an IP packet.
  • the IP header of the IP packet contains the IP address of the WLAN-capable terminal 60 as the destination IP address and the IP address of the Ethernet-capable terminal 40 as the source IP address.
  • the IP packet is then inserted into an Ethernet data frame, the header of which contains the MAC address of the WLAN-capable terminal 60 as the destination MAC address and the MAC address of the Ethernet-capable terminal 40 as the source MAC address.
  • the control device 42 is designed to transmit the Ethernet data frame via the Ethernet-based interface 41 to the Ethernet-based interface 11 of the WLAN-capable terminal 10.
  • the Ethernet-based interface 11 transfers the Ethernet data frame to the control device 14, which, by executing the software stored in the storage device 15, first causes the WLAN-enabled terminal 10 to check for whom the received Ethernet data frame or the IP packet contained therein is intended.
  • the control device 14 recognizes, in particular based on the destination MAC address contained in the Ethernet data frame, that the Ethernet data frame or the IP packet contained therein is intended for the WLAN-enabled terminal 60.
  • the control device 14 executes the stored software module that implements the VXLAN tunnel endpoint.
  • the VXLAN tunnel endpoint ensures that the Ethernet data frame is packed into a VXLAN packet, which is then sent out in a WLAN data frame via the WLAN interface 13, so that it can be received by the WL AN interface 23 of the access point 20.
  • the header of the WLAN data frame to be transmitted contains the MAC address of the WLAN-enabled terminal device 10 as the source MAC address and the MAC address of the access point 20 as the destination MAC address.
  • the WLAN data frame sent via the WLAN interface 13 is received by the WLAN interface 23 and passed on to the control device 24.
  • the control device 24 executes the stored software and causes the access point 20 to pass the VXLAN packet contained in the received WLAN data frame to the VXLAN tunnel endpoint and to extract the Ethernet data frame from the VXLAN packet. Based on the destination MAC address contained in the extracted Ethernet data frame, the control device 24 recognizes that the Ethernet data frame is intended for the WLAN-capable terminal device 60. In response to this, the control device 24 causes the access point 20 to convert the extracted Ethernet data frame into a WLAN data frame that contains the MAC address of the WLAN-capable terminal device 60 as the destination MAC address.
  • the WLAN data frame is then sent via the WLAN interface 23 and received by the WLAN interface 61 of the WLAN-enabled terminal device 60 and passed on to the control device 62 for further use. Thanks to this measure, the WLAN-enabled terminal device 60, which does not have VXLAN functionality, can communicate with the Ethernet-enabled terminal device 40. Similarly, for example, the Ethernet-capable terminal 40 can communicate with the Ethernet-capable terminal 70. In this case, however, the control device 24 recognizes that the Ethernet data frame extracted from a VXLAN packet contained in a WLAN data frame coming from the WLAN-capable terminal 10 is intended for the Ethernet-capable terminal 70. Accordingly, the control device 24 ensures that the Ethernet data frame extracted from the VXLAN packet is forwarded to the Ethernet-capable terminal 70 via the Ethernet-based interface 21.
  • Ethernet-capable terminal 40 As source and the Ethernet-capable terminal 50 as destination will now be described.
  • the control device 41 of the Ethernet-capable terminal 40 is designed to insert data to be transmitted into an IP packet.
  • the IP header of the IP packet contains the IP address of the Ethernet-capable terminal 50 as the destination IP address and the IP address of the Ethernet-capable terminal 40 as the source IP address.
  • the IP packet is then inserted into an Ethernet data frame, the header of which contains the MAC address of the Ethernet-capable terminal 50 as the destination MAC address and the MAC address of the Ethernet-capable terminal 40 as the source MAC address.
  • the control device 42 is designed to transmit the Ethernet data frame via the Ethernet-based interface 41 to the Ethernet-based interface 11 of the WLAN-capable terminal 10.
  • the Ethernet-based interface 11 transfers the Ethernet data frame to the control device 14, which, by executing the software stored in the storage device 15, first causes the WLAN-capable terminal 10 to check for whom the received Ethernet data frame or the IP packet contained therein is intended.
  • the control device 14 recognizes, in particular based on the destination MAC address contained in the Ethernet data frame, that the Ethernet data frame or the IP packet contained therein is intended for the Ethernet-capable terminal 50.
  • the control device 14 executes the stored software module which implements the VXLAN tunnel endpoint.
  • the VXLAN tunnel endpoint ensures that the Ethemet data frame is packed into a VXLAN packet, which is then sent out in a WLAN data frame via the WLAN interface 13 so that it can be received by the WLAN interface 23 of the access point 20.
  • the headers of the VXLAN packet contain, for example, the following information: The known VXLAN identifier VNI contained in the VXLAN header, an outer UDP header with a corresponding destination port 4789 and a corresponding source port, an outer IPv4 header with the IP address of the WLAN-enabled terminal 10 as the source IP address and the IP address of the WLAN-enabled terminal 30 as the destination IP address and an outer Ethernet header with the MAC address of the WLAN-enabled terminal 10 as the source MAC address and the MAC address of the WLAN-enabled terminal 30, via which the Ethernet-enabled terminal can be reached as the actual destination, as the destination MAC address.
  • the header of the WLAN data frame to be transmitted contains three MAC addresses: the MAC address of the WLAN-enabled terminal device 10 as the source MAC address, the MAC address of the access point 20 as the destination MAC address and the MAC address of the WLAN-enabled terminal device 30.
  • the WLAN data frame sent via the WLAN interface 13 is received by the WLAN interface 23 and passed on to the control device 24.
  • the control device 24 is designed to evaluate the information contained in the header of the received WLAN data frame. After evaluating the information, the control device 24 knows that the VXLAN packet contained in the WLAN data frame is to be forwarded to the WLAN-capable terminal 30.
  • the control device 24 is designed to forward the received VXLAN packet in the WLAN data frame via the WLAN interface 23 by executing the stored software, so that the WLAN data frame can be received at the WLAN interface 33 of the WLAN-capable terminal 30.
  • the WLAN interface 33 of the WLAN-enabled terminal 30 transfers the received WLAN data frame to the control device 34, which is designed to execute the software stored in the storage device, the in particular, the VXLAN tunnel endpoint extracts the Ethernet data frame contained in the received VXLAN packet, which contains the MAC address of the Ethernet-capable terminal 50 as the destination MAC address.
  • the control device 34 recognizes from the destination MAC address that the Ethernet data frame is intended for the Ethernet-capable terminal 50, which is connected to the Ethernet-based interface 31. Accordingly, the control device 34 transfers the extracted Ethernet data frame to the Ethernet-based interface 31 for forwarding the Ethernet data frame to the Ethernet-capable terminal 50.
  • the Ethernet-capable terminal 50 is designed to receive the Ethernet data frame received via the Ethernet-based interface 51 in a manner known per se, to extract the IP packet and to process the data contained in the IP packet depending on the application program.
  • the exemplary communication system 1 shown in Figure 3 it is possible to use VXLAN tunnel technology to enable Ethernet-capable terminal devices, such as terminal devices 40, 50 and 70, to communicate with each other, even though they can only be reached via WLAN-capable terminal devices 10 or 30 and an access point 20, whose MAC addresses do not match the MAC addresses of the respective Ethernet-based terminal devices 40, 50 and 70. Furthermore, the exemplary communication system 1 enables WLAN-capable terminal devices that do not have VXLAN functionality, such as WLAN-capable terminal device 60, and Ethernet-capable terminal devices 40, 50 or 70, to communicate with each other.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein WLAN-fähiges Endgerät (10, 30) und eine WLAN-fähige Basisstation (20), in denen jewils ein Software-Modul gespeichert ist, welches das virtuelle erweiterbare LAN-Protokoll, auch als Virtuell Extensible LAN (VXLAN-Protokoll) bekannt, implementiert. Insbesondere implementiert das Software- Modul einen VXLAN-Tunnelendpunkt, kurz VTEP genannt. Zudem weist das WLAN-fähige Endgerät (10, 30) eine Ethernet-basierte Schnittstelle (30) auf, an die wenigstens ein Ethernet-fähiges Endgerät (40, 50) anschließbar ist. Über das WLAN-fähige Endgerät (10, 30) und die WLAN-fähige Basistaion (20) können Ethernet-fähige Endgeräte (40, 50) eine Schicht-2 transparente Kommunikation durchführen.

Description

WLAN-fähiges Endgerät, WLAN-fähige Basisstation und Kommunikationssystem umfassend eine WLAN-fähige Basisstation und mehrere WLAN-fähige Endgeräte
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein WLAN-fähiges Endgerät und eine WLAN- Basisstation, die jeweils zum Einsatz in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, auch Wireless Local Area Network (WLAN) genannt, ausgebildet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kommunikationssystem, welches insbesondere eine solche WLAN-fähige Basisstation, mehrere solcher WLAN-fähigen Endgeräte und mehrere Ethernet-fähige Endgeräte umfasst.
Ein drahtloses lokales Netzwerk, kurz WLAN (Wireless Local Area Network) genannt, ist ein lokales Funknetz, das insbesondere einen Standard der IEEE 802.11 -Familie implementiert. Ein solches WLAN weist mehrere drahtlose Stationen und eine zentrale Basisstation auf, die gemäß dem Standard IEEE 802.11 als Zugangspunkt oder Access Point bezeichnet wird. Die 802.11 -WLAN- Architektur ist dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Darüber hinaus sind leitungsgebundene lokale Netzwerke, kurz auch leitungsgebundenes LAN (Local Area Network) genannt, gemäß einem Ethernet- Standard der Familie IEEE 802.3 bekannt, über die Ethernet-fähige Endgeräte, wie zum Beispiel PCs, kommunizieren können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein WLAN-fähiges Endgerät, eine WLAN-fähige Basisstation sowie ein Kommunikationssystem bereitzustellen, welche eine Schicht-2-transparente Kommunikation zwischen Ethernet-fähigen Endgeräten, die nicht an ein gemeinsames leitungsgebundenes Ethernet-basiertes lokales Netzwerk angeschlossen sind, unter Einbindung eines WLAN-Netz werks ermöglichen. Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, in den Netzwerkteilnehmern eines WLANs, das sind vorzugsweise mehrere WLAN-fähige Endgeräte und eine WLAN-fähige Basisstation, kurz Zugangspunkt (Access Point) genannt, jeweils ein Software-Modul zu speichern, welches das virtuelle erweiterbare LAN-Protokoll, auch als Virtuell Extensible LAN (VXLAN-Protokoll) bekannt, implementiert. Insbesondere implementiert das Software-Modul einen VXLAN- Tunnelendpunkt, kurz VTEP genannt. VXLAN wurde von der Internet Engineering Task Force (IETF) in dem RFC (Request For Comments) 7348 als Standard definiert. Die International Assigned Numbers Authority (IANA) hat einem VTEP den UDP -Port 4789 zugewiesen. Zudem weist jedes dieser WLAN-fähigen Endgeräte eine Ethernetbasierte Schnittstelle auf, an die wenigstens ein Ethernet-fähiges Endgerät anschließbar ist. Ein weiterer Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass sowohl die WLAN-fähige Basisstation als auch jedes der WLAN-fähigen Endgeräte, in denen ein Software-Modul gespeichert ist, welches das VXLAN-Protokoll implementiert, jeweils nur eine einzige IP-Adresse, die der WLAN-Schnittstelle der WLAN-fähigen Basisstation und des jeweiligen WLAN-fähigen Endgeräts zugeordnet ist, aufweist.
Das oben genannte technische Problem wird zum einen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist ein WLAN-fähiges Endgerät vorgesehen, welches folgende Merkmale aufweisen kann:
- eine Steuereinrichtung, die zum Beispiel ein Mikrocontroller oder Mikroprozessor sein kann,
- eine Speichereinrichtung, in der eine von der Steuereinrichtung ausführbare Software, die einen VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert, gespeichert ist,
- eine Ethemet-basierte Schnittstelle, die zu einer Ethernet-basierten Kommunikation mit einem Ethernet-fähigen Endgerät, dem insbesondere eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet ist, ausgebildet ist,
- eine drahtlose Schnittstelle, die zu einer drahtlosen Kommunikation gemäß einem WLAN-Standard insbesondere mit einer WLAN-fähigen Basisstation eines WLAN- Netzwerks ausgebildet ist, wobei der Ethernet-basierten Schnittstelle und der drahtlosen Schnittstelle vorzugsweise jeweils eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet sein kann, wobei dem WLAN-fähigen Endgerät nur eine IP-Adresse zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, al) zu prüfen, ob ein an der Ethernet-basierten Schnittstelle ankommender Ethemet- Datenrahmen für das WLAN-fähige Endgerät bestimmt ist, a2) wenn nicht, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und a3) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben, und/oder bl) ein über die drahtlose Schnittstelle in einem WLAN-Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket, in welchem ein Ethernet-Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN- Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN- Paket den darin eingekapselten Ethemet-Datenrahmen zu extrahieren, und b2) den Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle weiterzuleiten.
Vorteilhafteweise enthält der Ethernet-Datenrahmen nach Schritt al) als Headerinformation eine Zieladresse, d.i. eine Ziel-MAC- Adresse, für die der Ethernet- Datenrahmen bestimmt ist. Die Ziel-MAC- Adresse kann zum Beispiel eine Broadcast-, eine Multicast- oder eine Unicast- Adresse sein. Insbesondere kann die
Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, in Schritt a2) zunächst anhand der im Ethernet- Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC-Adresse zu prüfen, ob der Ethernet-Datenrahmen vom WLAN-fähigen Endgerät über die drahtlose Schnittstelle ausgesendet werden soll. Hierzu kann die Steuereinrichtung beispielsweise in einer im WLAN-fähigen Endgerät gespeicherten Konfiguartionsdatei nachsehen, die die entsprechenden Informationen zur Behandlung eines empfangenen Ethernet-Datenrahmens mit einer bestimmten Ziel- MAC-Adresse enthält. Wenn ja, kann die Steuereinrichtung das WLAN-fähige Endgerät veranlassen, in Schritt a2) eine Headerinformation dem VXLAN-Paket hinzuzufügen, die eine Quell- Adresseninformation, die das WLAN-fähige Endgerät bzw. dessen VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und eine Ziel- Adresseninformation enthält, die einen vorbestimmten VXLAN-Tunnelendpunkt, der in einem anderen WLAN-fähigen Endgerät oder einer WLAN-fähigen Basisstation implementiert ist, als Ziel adressiert. Die Headerinformation des VXLAN-Pakets hängt beispielsweise von der Headerinformation des Ethernet-Datenrahmens ab, die zum Beispiel als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts oder die MAC-Adresse eines Ethernet-fähigen Endgeräts, welches über ein anderes WLAN-fähiges Endgerät erreichbar ist, enthält.
Dank der Schritte al) bis a3) ist es möglich, zum Beispiel einen an der Ethernetbasierten Schnittstelle ankommenden Ethemet-Datenrahmen, der von einem an der Ethemet-basierten Schnittstelle anschließbaren Ethemet-fähigen-Endgerät stammt, unter Einbeziehung eines WLAN-Netzwerks an ein anderes Ethernet-fähiges Endgerät zu senden, welches an einem anderen WLAN-fähigen Endgerät, in dem ein VXLAN- Tunnelendpunkt implementiert ist, angeschlossen ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass Ethernet-fähige Endgeräte, die nicht über ein gemeinsames leitungsgebundenes lokales Netzwerk verbunden sind, miteinander kommunizieren können.
Dank der Schritte bl) und b2) ist es möglich, einen Ethernet-Datenrahmen, der für ein erstes Ethernet-fähiges Endgerät, das an der Ethernet-basierten Schnittstelle des WLAN-fähigen Endgeräts anschließbar ist, bestimmt ist, unter Einbeziehung eines WLAN-Netzwerks zu dem ersten Ethernet-fähigen Endgerät zu übertragen, obwohl das erste Ethernet-fähige Endgerät eine andere MAC-Adresse enthält als die drahtlose Schnittstelle des WLAN-fähigen Endgeräts. Ein solcher Ethernet-Datenrahmen stammt vorzugsweise von einem anderen Ethernet-fähigen Endgerät, welches nicht über ein leitungsgebundenes LAN mit dem ersten Ethernet-fähigen Endgerät verbunden ist.
Bei einem WLAN-Datenrahmen handelt es sich insbesondere um einen standardisierten Datenrahmen gemäß einem IEEE 802.11 Standard, während es sich bei einem Ethernet- Datenrahmen insbesondere um einen standardisierten Datenrahmen gemäß einem IEEE 802.3 Standard handelt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist ein WLAN- Datenrahmen gemäß einem IEEE 802.11 Standard drei Adressfelder auf, nämlich ein Feld für eine Quell-MAC-Adresse, ein Feld für eine Ziel-MAC-Adresse und ein Feld für die MAC- Adresse einer Zwischenstation.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die in der Speichereinrichtung gespeicherte Software ein Software-Modul bzw. Programm, das eine erste Software- Bridge implementiert, und ein Software-Modul bzw. Programm auf, das eine zweite Software-Bridge implementiert. Die erste Software-Bridge ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen an der Ethernet-basierten Schnittstelle ankommenden Ethemet- Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben und einen vom VXLAN Tunnelendpunkt aus einem VXLAN-Paket extrahierten Ethernet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle zu übergeben. Die zweite Software-Bridge ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein über die drahtlose Schnittstelle in einem WLAN- Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket dem VXLAN-Tunnelendpunkt zum Entkapseln zu übergeben und ein vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugtes VXLAN- Paket der drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
Die Steuereinrichtung des WLAN-fähigen Endgeräts kann ferner dazu ausgebildet sein,
- unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, zu prüfen, ob ein empfangener Ethernet-Datenrahmen für das WLAN- fähige Endgerät bestimmt ist, und
- wenn ja, das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, den Ethernet-Datenrahmen zu verarbeiten, oder
- wenn nein, das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, den Ethernet-Datenrahmen zur Ethernet-basierten Schnittstelle oder den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN- Tunnelendpunkt zu übergeben, der den Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einkapselt, und anschließend das VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle zur Übertragung in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt kann in einem Nutzdatenfeld eines Ethernet- Datenrahmens zum Beispiel ein Address-Resolution-Protocol-Paket oder ein IP -Paket enthalten sein. Das Address Resolution Protocol, welches in RFC 826 definiert ist, hat die Aufgabe, zu der IP-Adresse eines Netzwerteilnehmers die dazugehörende MAC- Adresse herauszufinden. Am Ende einer Netzwerkkonfiguration kennt jeder Netzwerkteilnehmer eines Subnetzes die IP-Adressen und die jeweils dazu gehörenden MAC- Adressen der übrigen Netzwerkteilnehmer des Subnetzes. Angemerkt sei, dass die in einem Ethernet-Datenrahmen zu übertragenden Nutzdaten auch gemäß einem anderen Kommunikationsprotokoll als dem IP -Protokoll übertragen werden können.
Wird jedoch eine IP -basierte Kommunikation unterstützt, kann die Steuereinrichtung des WLAN-fähigen Endgeräts ferner dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der Software das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, zu prüfen, ob ein in einem empfangenden Ethernet-Datenrahmen enthaltenes IP -Paket oder Address-Resolution- Protocol-Paket für das WLAN-fähige Endgerät bestimmt ist, und wenn ja, das WLAN- fähige Endgerät zu veranlassen, das IP -Paket oder das Address-Resolution-Protocol- Paket zu verarbeiten, oder, wenn nein, das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, den Ethemet-Datenrahmen zur Ethernet-basierten Schnittstelle oder den Ethemet- Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, der den Ethernet- Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einkapselt, und anschließend das VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle zur Übertragung in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
Vorzugsweise ist ein WLAN-Datenrahmen ein Datenrahmen nach einem IEEE 802.11 Standard und ein Ethernet-Datenrahmen ein Datenrahmen nach einem IEEE 802.3 Standard.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Demnach ist eine WLAN-fähige Basisstation zum Einsatz in einem WLAN-Netzwerk vorgesehen, wobei die WLAN-fähige Basisstation insbesondere folgende Merkmale aufweisen kann:
- eine Steuereinrichtung, die zum Beispiel als Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgebildet sein kann,
- eine Speichereinrichtung, in der eine von der Steuereinrichtung ausführbare Software, die einen VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert, gespeichert ist,
- eine drahtlose Schnittstelle, die zu einer drahtlosen Kommunikation gemäß einem WLAN-Standard ausgebildet ist, wobei der drahtlosen Schnittstelle eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet ist, wobei der WLAN-fähigen Basisstation nur eine IP- Adresse zugeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation zu veranlassen, i) zu prüfen, ob ein über die drahtlose Schnittstelle empfangener WLAN-Datenrahmen ein VXLAN-Paket enthält, welches für die Basisstation bestimmt ist, wobei das VXLAN-Paket einen Ethernet-Datenrahmen enthält, und ii) wenn ja, den Ethernet-Datenrahmen aus dem VXLAN-Paket zu extrahieren.
Vorzugsweise weist die WLAN-fähige Basisstation ferner eine Ethernet-basierte Schnittstelle auf, die zu einer Ethernet-basierten Kommunikation mit einem Ethernetfähigen Endgerät ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation zu veranlassen, ferner zu prüfen, ob der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle oder die drahtlose Schnittstelle weiterzuleiten ist, und, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethemet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle zur Weiterleitung zu übergeben, oder, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethernet-Datenrahmen in einen WLAN- Datenrahmen umzuwandeln und den WLAN-Datenrahmen der drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden zu übergeben.
Vorteilhafterweise kann die Steuereinrichtung der WLAN-fähigen Basisstation dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation zu veranlassen, einen über die Ethernet-basierte Schnittstelle empfangenen Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln und das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle auszusenden.
Insbesondere kann die Steuereinrichtung der WLAN-fähige Basisstation dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation zu veranlassen, i) zunächst zu prüfen, ob ein über die Ethemet-basierte Schnittstelle empfangener Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln ist, ii) wenn ja, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet- Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und iii) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
Gemäß einer beispielhaften Implementation kann die in der Speichereinrichtung gespeicherte Software zum Beispiel eine erste Software-Bridge und eine zweite Software-Bridge implementieren, wobei die erste Software-Bridge dazu ausgebildet ist, ein über die drahtlose Schnittstelle erhaltenes, für die WLAN-fähige Basisstaion bestimmtes VXLAN-Paket über wenigstens eine virtuelle Ethernet-Schnittstelle und die zweite Software-Bridge dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, und einen vom VXLAN-Tunnelendpunkt aus einem VXLAN-Paket extrahierten Ethernet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle oder der drahtlosen Schnittstelle zu übergeben.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
Demnach ist ein Kommunikationssystem vorgesehen, welches ein WLAN-Netzwerk und ein leitungsgebundenes Ethernet-basiertes System umfasst.
Das leitungsgebundene Ethernet-basierte System weist insbesondere wenigstens ein erstes, zweites und drittes Ethernet-fähiges Endgerät mit jeweils einer Ethernetbasierten Schnittstelle auf, wobei jedem der Ethernet-fähigen Endgeräte eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet ist. Das WLAN-Netzwerk weist wenigstens ein erstes und ein zweites WLAN-fähiges Endgerät, welches weiter oben umschrieben ist und die zuvor umschriebene WLAN-fähige Basisstation auf. An das erste WLAN-fähige Endgerät ist das erste Ethernet-fähige Endgerät und an das zweite WLAN-fähige Endgerät ist das zweite Ethernet-fähige Endgerät angeschlossen.
Optional kann an die WLAN-fähige Basisstation das dritte Ethernet-fähige Endgerät angeschlossen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kommunikationssystem wenigstens ein WLAN-fähiges Endgerät aufweisen, in dem keine VXLAN- Funktionalität, d.h. insbesondere kein VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert ist.
Vorteilhafterweise ist das Kommunikationssystem dazu ausgebildet, eine Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Ethernet-fähigem Endgerät, die am ersten bzw. zweiten WLAN-fähigen Endgerät angeschlossen sind, zu steuern.
Vorteilhafterweise kann das Kommunikationssystem dazu ausgebildet sein, eine Kommunikation zwischen dem ersten, zweiten und dritten Ethernet-fähigem Endgerät, die jeweils am ersten und zweiten WLAN-fähigen Endgerät und an der WLAN-fähigen Basisstation angeschlossen sind, und dem wenigstens einen WLAN-fähigen Endgerät ohne VXLAN-Funktionalität zu steuern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das erste Ethernet-fähige Endgerät dazu ausgebildet sein, einen Ethernet-Datenrahmen zu erzeugen, der für das zweite Ethernetfähige Endgerät bestimmt ist, und den Ethemet-Datenrahmen zur Ethemet-basierten Schnittstelle des ersten WLAN-fähigen Endgeräts zu übertragen, wobei der Ethemet- Datenrahmen die MAC- Adresse des zweiten Ethernet-fähigen Endgeräts als Ziel-MAC- Adresse enthält, wobei die Steuereinrichtung des ersten WLAN-fähigen Endgeräts dazu ausgebildet sein kann, unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, welches eine Headerinformation enthält, die den im zweiten WLAN-fähigen Endgerät implementierten VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden in einem ersten WLAN-Datenrahmen zu übergeben, wobei der erste WLAN-Datenrahmen die Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts und die Adresse der WLAN-fähige Basisstation enthält, wobei die Steuereinrichtung der WLAN-fähigen Basisstation dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstaiton zu veranlassen, das im empfangenen ersten WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN-Paket in einem zweiten WLAN-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle auszusenden, wobei der zweite WLAN-Datenrahmen die Adresse des zweiten WLAN-fähigen Endgeräts enthält, wobei die Steuereinrichtung des zweiten WLAN-fähigen Endgeräts dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das zweite WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, a) das über die drahtlose Schnittstelle in dem zweiten WLAN-Datenrahmen empfangene VXLAN-Paket, in welchem der für das Ethernet-fähige Endgerät adressierte Ethernet- Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN-Paket den darin eingekapselten Ethernet-Datenrahmen zu extrahieren, und b) den extrahierten Ethemet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle zum zweiten Ethernet-fähigen Endgerät zu übertragen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das erste und/oder zweite Ethernetfähige Endgerät dazu ausgebildet sein, einen Ethernet-Datenrahmen zu erzeugen, der für das dritte Ethernet-fähige Endgerät bestimmt ist, und den Ethemet-Datenrahmen zur entsprechenden Ethernet-basierten Schnittstelle des ersten bzw. zweiten WLAN-fähigen Endgeräts zu übertragen, wobei der Ethemet-Datenrahmen die MAC- Adresse des dritten Ethernet-fähigen Endgeräts als Ziel-MAC- Adresse enthält, wobei die Steuereinrichtung des ersten bzw. zweiten WLAN-fähigen Endgeräts dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das erste bzw. zweite WLAN-fähige Endgerät zu veranlassen, den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, welches eine Headerinformation enthält, die den in der WLAN-fähigen Basisstation implementierten VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der jeweiligen drahtlosen Schnittstelle zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben, wobei der WLAN-Datenrahmen die Adresse der WLAN-fähige Basisstation enthält, wobei die Steuereinrichtung der WLAN-fähigen Basisstation dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation zu veranlassen, das über die drahtlose Schnittstelle in dem WLAN-Datenrahmen empfangene VXLAN- Paket, in welchem der für das dritte Ethernet-fähige Endgerät adressierte Ethernet- Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN-Paket den darin eingekapselten Ethernet-Datenrahmen zu extrahieren, und den extrahierten Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle zum dritten Ethernet-fähigen Endgerät zu übertragen.
Angemerkt sei, dass es sich in an sich bekannter Weise bei einer MAC (Media Access Controlj-Adresse um eine Hardware- bzw. Geräte-Adresse handelt. Vorzugsweise ist in der drahtlosen Schnittstelle jedes der WLAN-fähigen Endgeräte, in der drahtlosen Schnittstelle der WLAN-fähigen Basisstation, in der Ethernet-basierten Schnittstelle jedes der Ethernet-fähigen Endgeräte und, sofern vorhanden, in der Ethernet-basierten Schnittstelle der WLAN-fähigen Basisstation und wenigstens eines der WLAN-fähigen Endgeräte jeweils eine eindeutige MAC-Adresse gespeichert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen: Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild eines beispielhaften WLAN-fähigen Endgeräts,
Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild einer beispielhaften WLAN-fähigen Basisstation,
Figur 3 ein beispielhaftes Kommunikationssystem mit zwei WLAN-fähigen Endgeräten nach Figur 1 und der in Figur 2 gezeigten WLAN-fähigen Basisstation,
Figur 4 ein beispielhaftes Format eines Ethemet-Datenrahmens und Figur 5 das Format eines beispielhaften VXLAN-Pakets.
Figur 1 zeigt das schematische Blockschaltbild eines beispielhaften WLAN-fähigen Endgeräts 10, welches ein Netzwerkteilnehmer eines WLANs 100 (Wireless Local Area Network) sein kann. Das WLAN fähige-Endgerät 10 weist eine Ethernet-basierte Schnittstelle 11 vorzugsweise gemäß einem IEEE 802.3 Standard auf. Bei der Ethernetbasierten Schnittstelle 11 kann es sich um eine Hardware- und/oder Softwarekomponente handeln. Die Ethernet-basierte Schnittstelle 11 kann als Netzwerkadapter ausgebildet sein, der einen Ethernet-Port aufweist, an den zum Beispiel eine Leitung oder ein Bus angeschlossen werden kann. Der Ethernet-Port der Ethemet-basierten Schnittstelle 11 kann ein RJ-45 Port sein, an den beispielsweise eine 8-adrige Ethernet-Leitung anschließbar ist. Über die Ethernet-basierte Schnittstelle 11 kann das WLAN-fähige Endgerät 10 mit wenigstens einem Ethernet-fähigen Endgerät, beispielsweise dem in Figur 4 gezeigten Ethernet-fähigen Endgerät 40 kommunizieren. Der Ethernet-basierten Schnittstelle 11 kann in an sich bekannter Weise eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet sein, die aber nicht benötigt wird.
Weiterhin weist das WLAN-fähige Endgerät 10 eine drahtlose Schnittstelle 13 auf, die vorzugsweise als WLAN-Schnittstelle gemäß einem Standard der IEEE 802.11 Familie implementiert sein kann. Die WLAN-Schnittstelle 13 kann ebenfalls als Netzwerkadapter ausgebildet sein. Angemerkt sei, dass das WLAN-fähige Endgerät 10 nur eine einzige IP-Adresse aufweist, die der WLAN-Schnittstelle 13 zugeordnet ist. Der WLAN-Schnittstelle 13 ist ferner eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet. Die WLAN-Schnittstelle 13 ist vorzugsweise als Hard- und/oder Softwarekomponente ausgebildet, die vorzugsweise die Schicht- 1 und die Schicht-2 des ISO/OSI Referenzmodells implementiert. Sie kann in an sich bekannter Weise als Netzwerkadapter ausgebildet sein.
Weiterhin weist das WLAN-fähige Endgerät 10 eine Steuereinrichtung 14 und eine Speichereinrichtung 15 auf, in der eine von der Steuereinrichtung 14 ausführbare Software gespeichert ist. Die Software enthält unter anderem ein Software-Modul oder ein Programm, welches einen VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert. Die Abkürzung VXLAN steht für Virtuell Extensible LAN, welches von der IETF in RFC 7348 als Standard definiert ist. Die Steuereinrichtung 14 und die Speichereinrichtung 15 können Komponenten eines Mikrocontrollers 12 sein, wie beispielhaft in den Figuren 1 und 3 gezeigt. In diesem Fall kann die Steuerinrichtunmg 14 als Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 14 und die Speichereinrichtung 15 können aber auch als getrennte, elektrisch miteinander verbundene Komponenten ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Steuereinrichtung 14 auch als Mikrocontroller ausgebildet sein könnte. Die Speichereinrichtung 15 kann aber auch separat zur Steuereinrichtung 12 angeordnet und mit dieser eleketrisch verbunden sein. Die in der Speichereinrichtung 15 gespeicherte Software kann weitere Software-Module und/oder Programme enthalten, wie zum Beispiel ein Software-Modul, das eine erste Software-Bridge implementiert, ein weiteres Software-Modul, das eine zweite Software-Bridge implementiert, ein Software-Modul, das einen IP-Stack bzw. IP-Protokolle implementiert, und ein weiteres Software-Modul, das das Address-Resolution-Protocol (ARP -Protokoll) implementiert. Ferner kann in der Speichereinrichtung 15 eine Firmware oder ein Betriebssystem hinterlegt sein, welches bei Ausführung durch den Mikroprozessor 14 das WLAN- fähige Endgerät 10 überwacht und steuert. Als Betriebssystem kann das Linux- Betriebssystem gespeichert sein, wobei bei diesem Beispiel die jeweiligen Software- Module bzw. Programme Linux-basierte Komponenten des Betriebssystems sein können. In der Speichereinrichtung 15 des WLAN-fähigen Endgeräts 10 können Kommunikationsregeln gespeichert sein, die zum Beispiel ermöglichen, dass über die Ethemet-basierte Schnittstelle 11 oder über die WLAN-Schnittstelle 13 erhaltene Datenrahmen unmittelbar die IP -Protokolle des WLAN-fähigen Endgeräts 10 erreichen können. Die Ethernet-basierte Schnittstelle 11 ist dazu ausgebildet, Ethemet-Datenrahmen insbesondere gemäß einem 802.3 Standard beispielsweise vom Ethernet-fähigen Endgerät 40 zu empfangen und der Steuereinrichtung 14 bzw. dem Mikrocontroller 12 zur weiteren Be- und/oder Verarbeitung zu übergeben, oder Daten von der Steuereinrichtung 14 zur Übertragung zum Ethernet-fähigen Endgerät 40 zu erhalten.
In ähnlicher Weise kann die WLAN-Schnittstelle 13 dazu ausgebildet sein, WLAN- Datenrahmen, insbesondere nach einem 802.11 Standard, zu empfangen und auszusenden. Ferner ist die WLAN-Schnittstelle 13 dazu ausgebildet, einen empfangenen WLAN-Datenrahmen zur Be- und/oder Verarbeitung dem Mikrocontroller 12 zuzuführen und Daten, die über die WLAN-Schnittstelle ausgesendet werden sollen, vom Mikrocontroller 12 zu erhalten. Angemerkt sei, dass die hier verwendeten WLAN-Datenrahmen vorzugsweise einen Header mit drei MAC- Adressen enthalten.
In vorteilhafterweise ist die Steuereinrichtung 14 dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 15 gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät 10 zu veranlassen, al) zu prüfen, ob ein an der Ethernet-basierten Schnittstelle 11 ankommender Ethemet- Datenrahmen, der zum Beispiel vom Ethernet-fähigen Endgerät 40 kommt, für das WLAN-fähige Endgerät 10 bestimmt ist, a2) wenn nicht, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt 16 zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt 16 dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und a3) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle 13 zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben, und/oder bl) ein über die drahtlose Schnittstelle 13 in einem WLAN-Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket, in welchem ein Ethernet-Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN- Tunnelendpunkt 16 zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN- Paket den darin eingekapselten Ethernet-Datenrahmen zu extrahieren, und b2) den extrahierten Ethemet-Datenrahmen über die Ethemet-basierte Schnittstelle 11 beispielsweise zum Ethernet-fähigen Endgerät 40 weiterzuleiten.
Vorteilhafteweise enthält der Ethernet-Datenrahmen nach Schritt al) als Headerinformation eine Zieladresse, d.i. eine Ziel-MAC- Adresse, für die der Ethernet- Datenrahmen bestimmt ist. Die Ziel-MAC- Adresse kann zum Beispiel eine Broadcast-, eine Multicast- oder eine Unicast- Adresse sein. Eine Unicast-MAC- Adresse kann zum Beispiel einem anderen Ethernet-fähigen Endgerät, zum Beispiel dem in Figur 3 gezeigten Ethernet-fähigen Endgerät 50 oder 70, oder einem anderen WLAN-fähigen Endgerät, zum Beispiel dem in Figur 3 gezeigten WLAN-fähigen Endgerät 10, 30 oder 60, oder einer WLAN-fähigen Basisstation, zum Beispiel der in Für 3 gezeigten WLAN-Basisstation 20 zugeordnet sein. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 14 dazu ausgebildet sein, in Schritt a2) zunächst anhand der im Ethernet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse zu prüfen, ob der Ethemet-Datenrahmen vom WLAN- fähigen Endgerät 10 über die drahtlose Schnittstelle 13 ausgesendet werden soll. Hierzu kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise in einer im WLAN-fähigen Endgerät 10 gespeicherten Konfiguartionsdatei nachsehen, die die entsprechenden Informationen zur Behandlung eines empfangenen Ethernet-Datenrahmens mit einer bestimmten Ziel- MAC-Adresse enthält. Wenn die Steuereinrichtung 14 feststellt, dass der empfangene Ethemet-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle 13 auszusenden ist, kann die Steuereinrichtung 14 das WLAN-fähige Endgerät 10 veranlassen, eine Headerinformation dem VXLAN-Paket hinzuzufügen, die eine Quell- Adresseninformation, die das WLAN-fähige Endgerät 10 bzw. dessen VXLAN- Tunnelendpunkt adressiert, und eine Ziel- Adresseninformation enthält, die einen vorbestimmten VXLAN-Tunnelendpunkt, der in einem anderen WLAN-fähigen Endgerät, zum Beispiel dem WLAN-fähigen Endgerät 30 oder einer WLAN-fähigen Basisstation, zum Beispiel der WLAN-fähigen Basisstation 20 implementiert ist, als Ziel adressiert. Die Headerinformation des VXLAN-Pakets hängt beispielsweise von der Headerinformation des Ethernet-Datenrahmens ab, die zum Beispiel als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 oder die MAC- Adresse eines Ethernet-fähigen Endgeräts, zum Beispiel des Ethernet-fähigen Endgeräts 50, welches über ein anderes WLAN-fähiges Endgerät, beispielsweise des WLAN-fähigen Endgeräts 30 erreichbar ist, enthält.
Angemerkt sei, dass die Steuereinrichtung 14 insbesondere dazu ausgebildet sein kann, anhand der in einem empfangenen Ethemet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse in Schritt al) zu erkennen, ob der an der Ethemet-basierten Schnittstelle 11 ankommende Ethemet-Datenrahmen für das WLAN-fähige Endgerät 10 bestimmt ist oder nicht. Die Steuereinrichtung 14 ist vorzugsweise ferner dazu ausgebildet, in Schritt a2) in das VXLAN-Paket in Abhängigkeit von der in einem empfangenen Ethernet- Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC-Adresse eine Headerinformation einzufügen, die den in einem anderen WLAN-fähigen-Endgerät, zum Beispiel dem in Figur 3 gezeigten WLAN-fähigen Endgerät 30, implementierten VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert.
Bereits an dieser Stelle wird Bezug genommen auf die Figuren 4 und 5. In Figur 4 ist ein bekanntes beispielhaftes Format eines Ethernet-Datenrahmens gezeigt. Der beispielhaft gezeigte Ethemet-Datenrahmen weist vorzugsweise vier Felder auf die, von links nach rechts gelesen, ein Feld für eine Ziel-MAC-Adresse, ein Feld für eine Quell- MAC- Adresse, ein Feld für zu übertragende Daten und Feld für einen Prüfwert, der über die zu übertragenden Daten gebildet wird, enthält. Die Abkürzung CRC steht hier für Cyclic Redundancy Check (zyklische Redundanzprüfung). In dem Datenfeld kann zum Beispiel ein IP -Paket enthalten sein.
Ein bekanntes beispielhaftes Format eines VXLAN-Pakets ist in Figur 5 gezeigt. Die Felder von links nach rechts gelesen enthalten:
- einen äußeren Ethernet-Header, der eine Ziel- und eine Quell-MAC- Adresse umfasst,
- einen äußeren IPv4-Header, der eine Ziel- und eine Quell-IP- Adresse umfasst,
- einen äußeren UDP -Header, der eine Ziel-Portnummer, zum Beispiel die standardmäßig vorgegebene Portnummer 4789, und eine Quell-Portnummer aufweist,
- einen VXLAN-Header, der eine während der Konfiguration festlegbare VXLAN- Identifikation VNI enthalten kann, und
- eine Nutzlast. In diesem Feld ist vorzugsweise ein Ethernet-Datenrahmen nach Figur 4 enthalten. Angemerkt sei in diesem Zusammenhang, dass das WLAN-fähige Endgerät 10 bzw. die WLAN-Schnittstelle 13 dazu ausgebildet ist, ein von der Steuereinrichtung 14 bzw. dem Mikrocontroller 12 erhaltenes VXLAN-Paket in einen WLAN-Datenrahmen umzuwandeln, der anschließend über die WLAN-Schnittstelle 13 ausgesendet wird. Angemerkt sei, dass ein solcher WLAN-Datenrahmen neben der Quell-MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 u.a. eine Ziel -MAC- Adresse enthält, die einer WLAN-fähigen Basisstation, beispielsweise der in Figur 2 gezeigten zugeordnet ist. In ähnlicher Weise ist die WLAN-Schnittstelle 13 dazu ausgebildet, einen von extern empfangenen WLAN-Datenrahmen zu empfangen und ein darin enthaltenen VXLAN- Paket dem Mikrocontroller 12 zur Weiterverarbeitung zu übergeben. Ein WLAN- Datenrahmen unterscheidet sich von einem Ethernet-Datenrahmen nur in der Gestaltung des Headers.
Angemerkt sei noch, dass eine Software-Bridge, beispielsweise die beiden in der Speichereinrichtung 15 als Software-Module gespeicherten Software-Bridges vorzugsweise eine physikalische Schnittstelle um eine virtuelle Schnittstelle erweitert und diese Schnittstellen wie eine Bridge verbinden. Mit anderen Worten: Die zweite Software-Bridge ist dazu ausgebildet, den VXLAN-Tunnelendpunkt 16, der ebenfalls ein Software-Modul ist, mit der WLAN Schnittstelle 13 zu verbinden, wobei die erste Software-Bridge dazu ausgebildet ist, einen an der Ethemet-basierten Schnittstelle 11 ankommenden Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt 16 zu übergeben und einen vom VXLAN-Tunnelendpunkt 16 aus einem VXLAN-Paket extrahierten Ethemet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle 11 zu übergeben. Insbesondere ist die zweite Software-Bridge dazu ausgebildet, ein über die drahtlose Schnittstelle 13 in einem WLAN-Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket dem VXLAN-Tunnelendpunkt 16 zu übergeben und ein vom VXLAN-Tunnelendpunkt 16 erzeugtes VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle 13 zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben. Die Reihenfolge, in der die beiden Software- Bridges und der VXLAN-Tunnelendpunkt von der Steuereinrichtung 14 ausgeführt werden, ist symbolisch durch ihre Anordnung in der in Figur 1 gezeigten Speichereinrichtung 15 dargestellt. Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, dass das WL AN-fähige Endgerät 10 vorzugsweise dazu ausgebildet ist, über die WLAN-Schnittstelle 13 WLAN- Datenrahmen mit einer WLAN-fähigen Basisstation, die auch als Zugangspunkt oder Access Point bezeichnet werden kann, auszutauschen. Eine beispielhafte WLAN-fähige Basisstation 20 ist in Figur 2 gezeigt und wird weiter unten noch ausführlich erläutert.
Erwähnt sei noch, dass in einem Ethernet-Datenrahmen, der von einem Ethernet-fähigen Endgerät, beispielsweise dem Ethernet-fähigen Endgerät 40 erzeugt wird, beispielsweise ein Address-Resolution-Protocol-Paket zur Durchführung des ARP- Mechanismus oder zu übertragende Daten in einem IP -Paket übertragen werden können.
Demzufolge kann die Steuereinrichtung 14 dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 15 gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät 10 zu veranlassen, zu prüfen, ob ein in einem empfangen Ethernet-Datenrahmen enthaltenes IP -Paket oder Address-Resolution-Protocol-Paket für das WLAN-fähige Endgerät 10 bestimmt ist. Wenn ja, veranlasst die Steuereinrichtung 14 das WLAN-fähige Endgerät 10, das IP-Paket oder das Address-Resolution-Protocol-Paket zu verarbeiten. Wenn nicht, veranlasst die Steuereinrichtung 14 das WLAN-fähige Endgerät 10, den Ethernet- Datenrahmen zur Ethernet-basierten Schnittstelle 11 oder den Ethemet-Datenrahmen dem VXL AN-Tunnelendpunkt 16 zu übergeben, der den Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einkapselt, und anschließend das VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle 13 zur Übertragung in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
Bezug genommen wird nunmehr auf Figur 2, die eine beispielhafte WLAN-fähige Basisstation 20, nachfolgend kurz Zugangspunkt oder Access Point genannt, zeigt. Der Zugangspunkt 20 ist wie das in Figur 1 gezeigte WLAN-fähige Endgerät 10 insbesondere zum Einsatz in dem WLAN-Netzwerk 100 vorgesehen.
Der Zugangspunkt 20 weist eine Steuereinrichtung 24 und eine Speichereinrichtung 25 auf, die beispielsweise Komponenten eines Mikrocontrollers 22 sein können, wie in den Figuren 2 und 3 beispielhaft gezeigt. Die Steuereinrichtung 24 kann zum Beispiel als Mikroprozessor ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Steuereinrichtung 24 und die Speichereinrichtung 25 als separate, elektrisch miteinander verbundene Komponenten ausgebnildet sind. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 24 auch als Mikrocontroller ausgebildet sein. In der Speichereinrichtung 25 ist eine von der Steuereinrichtung 24 ausführbare Software gespeichert, die ein Software-Modul oder ein Programm enthält, welches einen VXLAN-Tunnelendpunkt 26 implementiert. Die Abkürzung VXLAN steht für Virtuell Extensible LAN, welches von der IETF in RFC 7348 als Standard definiert ist. Die in der Speichereinrichtung 25 gespeicherte Software kann ein weiteres Software-Modul, welches eine erste Software-Bridge implementiert, ein Software-Modul, welches eine zweite Software-Bridge implementiert, ein drittes Software-Modul, welches wenigstens eine virtuelle Ethernet-Schnittstelle implementiert, ein Software-Modul, das das ARP-Protokoll implementiert, und ein weiteres Software-Modul, welches IP -Protokolle, d.h. einen IP-Stapel bzw. IP-Stack, implementiert, enthalten. Ferner kann in der Speichereinrichtung 25 eine Firmware oder ein Betriebssystem gespeichert sein, welches beispielsweise das Linux-Betriebssystem ist. Die zuvor genannten Software-Module können Komponenten des Betriebssystems sein.
Darüber hinaus sind in der Speichereinrichtung 25 vorzugsweise Regeln gespeichert, die bei Verwendung eines Linux-Betriebssystem Ebtables Regeln genannt werden. Diese Regeln legen beispielsweise zulässige Kommunikationspfade innerhalb des Zugangspunktes 20 fest. Diese Regeln sollen insbesondere verhindern, dass in dem Zugangspunkt 20 Kommunikationsschleifen entstehen.
Der Zugangspunkt 20 weist eine drahtlose Schnittstelle 23 auf, die vorzugsweise als WLAN-Schnittstelle gemäß einem Standard der IEEE 802.11 Familie implementiert sein kann. Angemerkt sei, dass der Zugangspunkt 20 nur eine einzige IP-Adresse aufweist, die der WLAN-Schnittstelle 23 zugeordnet ist. Der WLAN-Schnittstelle 23 ist ferner eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet. Die WLAN-Schnittstelle 23 ist vorzugsweise als Hard- und Softwarekomponente ausgebildet, die vorzugsweise die Schicht- 1 und Schicht-2 des ISO/OSI Referenzmodells implementiert. Sie kann in an sich bekannter Weise als Netzwerkadapter ausgebildet sein. Ferner kann die WLAN fähige-Basisstation 20 optional eine Ethernet-basierte Schnittstelle 21 vorzugsweise gemäß einem IEEE 802.3 Standard aufweisen. Bei der Ethemet-basierten Schnittstelle 21 kann es sich um eine Hardware- und/oder Softwarekomponente handeln, die vorzugsweise die Ethernet-basierte Schicht- 1 und Schicht-2 des ISO/OSI Referenzmodells implementiert. Die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 kann als Netzwerkadapter ausgebildet sein, der einen Ethernet-Port aufweist, an den eine Leitung oder ein Bus angeschlossen werden kann. Der Ethernet- Port der Ethernet-basierten Schnittstelle 21 kann ein RJ-45 Port sein, an den beispielsweise eine 8-adrige Ethernet-Leitung anschließbar ist. Über die Ethernet- basierte Schnittstelle 21 kann der Zugangspunkt 20 mit wenigstens einem Ethernetfähigen Endgerät, beispielsweise dem in Figur 4 gezeigten Ethernet-fähigen Endgerät 70 kommunizieren. Der Ethernet-basierten Schnittstelle 21 kann in an sich bekannter Weise eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet sein.
Die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 ist dazu ausgebildet, Ethemet-Datenrahmen insbesondere gemäß einem 802.3 Standard beispielsweise vom Ethernet-fähigen Endgerät 70 zu empfangen und dem Mikrocontroller 22 bzw. der Steuereinrichtung 24 zur weiteren Be- und/oder Verarbeitung zu übergeben, oder Daten vom Mikrocontroller 22 bzw. von der Steuereinrichtung 24 zu erhalten, die in einem Ethernet-Datenrahmen zum Ethernet-fähigen Endgerät 70 übertragen werden sollen. Erwähnt sei noch, dass in einem Ethemet-Datenrahmen, der von einem Ethemet-fähigen Endgerät, beispielsweise dem Ethernet-fähigen Endgerät 70 erzeugt wird, beispielsweise ein Address-Resolution- Protocol-Paket zur Durchführung des ARP -Mechanismus oder zu übertragende Daten in einem IP -Paket übertragen werden kann.
Die WLAN-Schnittstelle 23 kann dazu ausgebildet sein, WLAN-Datenrahmen, insbesondere nach einem 802.11 Standard, zu empfangen und auszusenden. Angemerkt sei, dass die hierin erwähnten WLAN-Datenrahmen vorzugsweise einen Header mit jeweils drei MAC-Adresse enthalten. Ferner ist die WLAN-Schnittstelle 23 dazu ausgebildet, einen empfangenen WLAN-Datenrahmen zur Be- und/oder Verarbeitung dem Mikrocontroller 22 bzw. der Steuereinrichtung 24 zuzuführen und Daten, die über die WLAN-Schnittstelle 23 ausgesendet werden sollen, vom Mikrocontroller 22 bzw. von der Steuereinrichtung 24 zu erhalten.
Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, dass der Zugangspunkt 20 vorzugsweise dazu ausgebildet ist, über die WLAN-Schnittstelle 23 WLAN-Datenrahmen, welche jeweils ein VXLAN-Paket enthalten, mit einem WLAN-fähigen Endgerät, beispielsweise den in Figur 3 gezeigten WLAN-fähigen Endgeräten 10, 30, in denen jeweils ein VXLAN- Tunnelendpunkt implementiert ist, auszutauschen.
Die Steuereinrichtung 24 des Zugangspunkts 20 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 25 hinterlegten Software die WLAN- fähige Basisstation 20, d. h. den Zugangspunkt, zu veranlassen, i) zu prüfen, ob ein über die drahtlose Schnittstelle 23 empfangener WLAN- Datenrahmen ein VXLAN-Paket enthält, welches für die WLAN-fähige Basisstation 20 bestimmt ist, wobei das VXLAN-Paket einen Ethernet-Datenrahmen enthält, und ii) wenn ja, den Ethernet-Datenrahmen aus dem VXLAN-Paket zu extrahieren.
Die Prüfüng in Schritt i) erfolgt vorteilhafterweise anhand der im WLAN-Datenrahmen enthaltenen Headerinformationen. Enthält die Headerinformation zum Beispiel als Ziel- Adresse die MAC- Adresse der Basisstation 20, so erkennt die Steuereinrichtung 24, dass die Basisstation 20 bzw. der in der Basisstation implementierte VXLAN- Tunnelendpunkt der Zielpunkt des VXLAN-Pakets ist. Enthält jedoch die Headerinformation zum Beispiel als Ziel- Adresse die MAC- Adresse des WLAN- fähigen Endgeräts 10 oder 30, so wird das VXLAN-Paket nicht entpackt, sondern in einem WLAN-Datenrahmen zum WLAN-fähigen Endgerät 10 oder 10 weitergesendet.
Insbesondere kann das VXLAN-Paket nach Schritt i) eine Headerinformation enthalten, die einen vorbestimmten VXLAN-Tunnelendpunkt, der in in einem WLAN- fähigen Endgerät, beispielsweise in dem WLAN-fähigen Endgerät 10 und/oder 30, implementiert ist, als Ziel adressiert. Die Headerinformation des VXLAN-Pakets hängt beispielsweise von der Headerinformation des in dem VXLAN-Pakets eingekapselten Ethemet-Datenrahmens ab, der für ein Ethernet-fähiges Endgerät, beispielsweise das Ethernet-fähige Endgerät 40 oder 50, als Ziel-Endgerät bestimmt ist.
Verfügt der Zugangspunkt 20 über die optionale Ethernet-basierte Schnittstelle 21, die insbesondere zu einer Ethernet-basierten Kommunikation mit dem Ethernet-fähigen Endgerät 70 ausgebildet ist, so kann die Steuereinrichtung 24 ferner dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation 20 zu veranlassen, ferner zu prüfen, ob der in Schritt ii) extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 oder die drahtlose Schnittstelle 23 weiterzuleiten ist, und, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethernet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle 21 zur Weiterleitung zu übergeben, oder, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle 23 weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethernet-Datenrahmen in einen WLAN- Datenrahmen umzuwandeln und den WLAN-Datenrahmen der drahtlosen Schnittstelle 23 zum Aussenden zu übergeben.
Die Entscheidung, ob der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 oder die drahtlose Schnittstelle 23 weiterzuleiten ist, trifft die Steuereinrichtung 24 in Abhängigkeit von der in dem extrahierten Ethemet- Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC-Adresse. Das heißt, dass der extrahierte Ethernet- Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 weitergeleitet wird, wenn der Ethemet-Datenrahmen an das Ethernet-fähige Endgerät 70 adressiert ist, oder dass der extrahierte Ethernet-Datenrahmen umgewandlet und als WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 23 weitergeleitet wird, wenn der Ethemet-Datenrahmen an das WLAN-fähige Endgerät 60 adressiert ist.
Gemäß einer vorteilhaften Implementierung kann die Steuereinrichtung 24 dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation 20 zu veranlassen, einen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 empfangenen Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln und das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle 23 auszusenden.
Hierzu kann die Steuereinrichtung 24 beispielsweise dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation 20 zu veranlassen, i) zunächst zu prüfen, ob ein über die Ethemet-basierte Schnittstelle 21 empfangener Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln ist, ii) wenn ja, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet- Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und iii) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle 23 zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 24 dazu ausgebildet sein, in Schritt i) zunächst anhand der im Ethernet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse zu prüfen, ob der Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket eingekapselt und über die drahtlose Schnittstelle 23 ausgesendet werden soll. Hierzu kann die Steuereinrichtung 24 beispielsweise in einer in der Basisstaion 20 gespeicherten Konfiguartionsdatei oder Konfigurationstabelle nachsehen, die die entsprechenden Informationen zur Behandlung eines empfangenen Ethemet-Datenrahmens mit einer bestimmten Ziel-MAC- Adresse enthält. Wenn die Steuereinrichtung 24 erkannt hat, dass der Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket eingekapselt und über die drahtlose Schnittstelle 23 ausgesendet werden soll, kann sie die Basisstation 20 veranlassen, in Schritt ii) eine Headerinformation dem VXLAN-Paket hinzuzufügen, die eine Quell- Adresseninformation, die die Basisstation 20 bzw. deren VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und eine Ziel- Adresseninformation enthält, die einen vorbestimmten VXLAN-Tunnelendpunkt, der in einem anderen WLAN-fähigen Endgerät, beispielsweise dem WLAN-fähigen Endgerät 10 oder 20 implementiert ist, als Ziel adressiert. Die Headerinformation des VXLAN-Pakets hängt beispielsweise von der Headerinformation des Ethemet-Datenrahmens ab, die zum Beispiel als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 oder 30 oder die MAC- Adresse eines Ethernet-fähigen Endgeräts, welches über das andere WLAN-fähige Endgerät, zum Beispiel, das Wlan-fähige Endgerät 10 oder 30 erreichbar ist, enthält.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass die in der Speichereinrichtung 25 gespeicherte erste Software-Bridge vorzugsweise dazu ausgebildet ist, zu entscheiden, ob ein über die WLAN-Schnittstelle 23 erhaltenes VXLAN-Paket der WLAN-Schnittstelle 23 zur Weiterleitung in einem WLAN-Datenrahmen oder dem VXLAN-Tunnelendpunkt 26 zum Entkapseln des VXLAN-Pakets zu übergeben ist, wobei dann der vom VXLAN- Tunnelendpunkt 26 aus dem VXLAN-Paket extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die zweite Software-Bridge und die wenigstens eine virtuelle Ethernet-Schnittstelle der Ethemet-basierten Schnittstelle 21 übergeben wird. Die zweite Software-Bridge, die in der Speichereinrichtung 25 gespeichert ist, ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen empfangen Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt 26 zu übergeben, der den Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einkapselt, und das VXLAN-Paket der WLAN-Schnittstelle 23 zur Weiterleitung in einem WLAN-Datenrahmen übergibt. Die Reihenfolge, in der die beiden Software-Bridges, die wenigstens eine virtuelle Ethernet- Schnittstelle und der VXLAN-Tunnelendpunkt von der Steuereinrichtung 24 ausgeführt werden, ist symbolisch durch ihre Anordnung in der in Figur 2 gezeigten Speichereinrichtung 25 dargestellt.
Figur 3 zeigt ein beispielhaftes Kommunikationssystem 1, welches zum Beispiel auf einem mehrere Gebäude oder Hallen aufweisenden Fabrikgelände installiert sein kann. Das Kommunikationssystem 1 kann zum Beispiel in einer industriellen Automatisierungsumgebung eingesetzt werden. Das beispielhafte Kommunikationssystem 1 weist vorzugsweise ein leitungsgebundenes Ethernetbasiertes Sytem 90 und ein drahtloses WLAN-Netzwerk 100 auf. Das leitungsgebundene Ethernet-basierte System 90 kann mehrere Ethernet-fähige Endgeräte 40, 50, 70 umfassen, die nicht über ein gemeinsames leitungsgebundenes Ethemet-basiertes Netzwerk miteinander verbunden sind. Lediglich der klaren Darstellung wegen sind nur die drei Ethernet-fähigen Endegräte 40, 50, 70 dargestellt. Jedes der Ethernet-fähigen-Endgeräte 40, 50 und 70 kann zusammen mit weiteren Ethernet-fähigen Endgeräten an ein separates leitungsgebundenes Ethernet-fähiges Netzwerk angeschlossen sein. Dies ist in Figur 3 durch Leitungen 80, 81 und 82 beispielhaft angedeutet. Jedes der Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 kannbeispielswese eine Steuereinrichtung 42, 52 bzw. 72, eine Speichereinrichtung 43, 53, 73 und eine Ethemet-basierte Schnittstelle 41, 51 bzw. 71 aufweisen. Gemäß einer beispielhaften Implementierung sind die Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 jeweils dazu ausgebildet, eine IP -basierte Kommunikation zu unterstützen. Demzufolge ist vorzugsweise in jeder Speichereinrichtung der Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 jeweils ein IP-Stapel, auch IP-Stack genannt, zur IP-Kommunikation gespeichert. Gemäß einer beispielhaften Implementierung ist in den Speichereinrichtungen 43, 53 und 73 jeweils ein ARP -Modul gespeichert, welches ein Adressauflösungsprotokoll implementiert, mit dem jedes der Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 die zu einer IP-Adresse gehörende MAC- Adresse jedes beteiligten Netzwerkteilnehmers herausfinden kann. ARP steht hierbei für Address- Resolution-Protocol, welches allgemein bekannt ist. Darüber hinaus ist gemäß der beispielhaften Implementierung jedes der Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 dazu ausgebildet, zu übertragende Daten in ein IP-Paket zu packen und dieses in einem Ethemet-basierten Datenrahmen in an sich bekannter Weise über die jeweilige Ethernetbasierte Schnittstelle zu übertragen. Angemerkt sei jedoch, dass die Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 nicht zwingend eine IP -basierte Kommunikation unterstützen müssen. Bei der beispielhaften Implementierung weist jedes der Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 eine eindeutige MAC- Adresse sowie eine eindeutige IP- Adresse auf. In den Speichereinrichtungen 43, 53 und 73 ist zweckmäßigerweise zudem jeweils eine Firmware oder ein Betriebssystem gespeichert, welches das entsprechende Ethernet-fähige Endgerät steuert und überwacht.
Das WLAN-Netzwerk 100 ist vorzugsweise gemäß einem Standard der Familie IEEE 802.11 implementiert. Zu dem WLAN-Netzwerk 100 gehören gemäß dem beispielhaften Kommunikationssystem 1 das in Figur 1 gezeigte WLAN-fähige Endgerät 10, ein weiteres WLAN-fähiges Endgerät 30, welches im Wesentlichen identisch, zumindest aber ähnlich zu dem WLAN-fähigen Endgerät 10 aufgebaut sein kann. Demzufolge weist das WLAN-fähige Endgerät 30 eine Ethernet-basierte Schnittstelle 31, eine WLAN-Schnittstelle 30, eine Steuereinrichtung 34 und eine Speichereinrichtung 35 auf, die beispielsweise Komponenten eines Mikrocontrollers 32 sind. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird hinsichtlich der Funktion und weiterer Implementierungen des WLAN-fähigen Endgeräts 30 auf die obigen Erläuterungen des in Figur 1 gezeigten WLAN-fähigen Endgeräts 10 verwiesen. Dementsprechend weist auch das WLAN-fähige Endgerät 30 nur eine IP-Adresse auf, die der WLAN- Schnittstelle 33 eindeutig zugeordnet ist. In an sich bekannter Weise sind der WLAN- Schnittstelle 33 und der Ethernet-basierten Schnittstelle 31 jeweils eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet.
Zum WLAN-Netzwerk 100 gehört auch die in Figur 2 gezeigte WLAN-fähige Basisstation 20 sowie ein weiteres WLAN-fähiges Endgerät 60, welches jedoch keine VXLAN-Funktionalität besitzt, d. h. in dem kein VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert ist. Das WLAN-fähige Endgerät 60 kann beispielsweise ein herkömmliches Smartphone, ein PC, ein Tablet oder ähnliches sein, welche zur herkömmlichen Kommunikation gemäß einem WLAN-Standard insbesondere aus der Familie 802.11 ausgebildet sind.
Wie in Figur 3 weiter zu sehen, kann das Ethernet-fähige Endgerät 40 über die Leitung 80 mit der Ethernet-basierten Schnittstelle 11 des WLAN-fähigen Endgerätes 10 verbunden sein, während das Ethernet-fähige Endgerät 50 über die Leitung 81 mit der Ethernet-basierten Schnittstelle 31 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 verbunden sein kann. Das Ethernet-fähige Endgerät 70 kann über die Leitung 82 mit der Ethernet- basierten Schnittstelle 21 der WLAN-fähigen Basisstation 20 verbunden sein. Angemerkt sei bereits an dieser Stelle, dass die gesamte WLAN-basierte Kommunikation im WLAN-Netzwerk 100 in an sich bekannter Weise über den Zugangspunkt 20 erfolgen kann. Dies ist in der Figur 3, jeweils durch eine gestrichelte Linie symbolisiert, die von der WL AN- Schnittstelle 13 und der WLAN-Schnittstelle 33 zur WLAN-Schnittstelle 23 des Zugangspunktes 20 führen.
Wie eingangs bereits erwähnt, weisen die WLAN-fähigen Endgeräte 10 und 30 sowie der Zugangspunkt 20 jeweils eine eindeutige MAC-Adresse auf, die jeweils den WLAN-Schnittstellen 13, 33 und 23 zugeordnet sind. Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, den WLAN-fähigen Endgeräten 10 und 30 sowie dem Zugangspunkt 20 jeweils nur eine einzige IP-Adresse zugeordnet, über die die WLAN-fähigen Endgeräte 10 und 30 und auch der Zugangspunkt 20 sowohl aus dem WLAN-Netzwerk 100 als auch aus dem Ethernet-basierten Netzwerk 90 erreichbar sind.
Das beispielhafte Kommunikationssystem 1 und somit die dazugehörenden WLAN- fähigen Endgeräte 10 und 30, der Zugangspunkt 20, das WLAN-fähige Endgerät 60 und die Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70 sind jeweils dazu ausgebildet, eine Kommunikation untereinander zu ermöglichen. Insbesondere sorgen die WLAN- fähigen Endgeräte 10 und 30 sowie der Zugangspunkt 20 dank der implementierten VXLAN-Funktionalität für eine Schicht-2 transparente Kommunikation zwischen allen Netzwerkteilnehmern des WLAN-Netzwerks 100 und den Ethernet-fähigen Endgeräten 40, 50 und 70 des leitungsgebundenen Ethernet-basierten Systems 90.
Angemerkt sei noch, dass das WLAN-Netzwerk 100 und das leitungsgebundene Ethemet-basierte System 90 zusammen ein IP -basiertes Teilnetz bilden können, welches in einer Konfigurationsphase eingerichtet wird. Dies bedeutet für das beispielhafte Kommunikationssystem 1, dass alle Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70, alle WLAN-fähigen Endgeräte 10, 30 und 60 sowie die WLAN-fähige Basisstation 20 jeweils eine eindeutige IP-Adresse besitzen, die beispielsweise wie folgt aussehen kann: 172.16.140.X. Hierin bezeichnen die drei ersten Bytes „172.16.140“ jeder IP-Adresse in an sich bekannter Weise das Teilnetz, wobei nur das letzte Byte unterschiedlich ist und somit die WLAN-fähigen Endgeräte und Ethernet-fähigen Endgeräte sowie die WLAN- fähige Basisstation 20 eindeutig in dem IP -basierten Teilnetz adressieren. Weiterhin sei angenommen, dass in an sich bekannter Weise, in den WLAN-fähigen Endgeräten 10 und 30 und in dem Zugangspunkt 20 jeweils eine VXLAN-Kennung VNI gespeichert ist, die von den jeweiligen VXLAN-Tunnelendpunkten, die in den WLAN-fähigen Endgeräten 10 und 30 sowie in dem Zugangspunkt 20 implementiert sind, bei der Erzeugung von VXLAN-Paketen verwendet wird.
Kurz zusammengefasst ist die WLAN-fähige Basisstation 20 vorzugsweise dazu ausgebildet, 1. eine Datenkommunikation zum Beispiel zwischen dem WLAN-fähigen Endgerät 60, in welchem kein VXLAN-Tunnelendpunkt implementiert ist, und dem an der Ethernetbasierten Schnittstelle 21 anschließbaren Ethernet-fähigen Endgerät 70 unter Umgehung des VXLAN-Tunnelendpunkts 26 zu ermöglichen, indem gemäß der beispielhaften Implementierung Daten ungetunnelt zwischen der WLAN-Schnittstelle 23 und der Ethemet-basierten Schnittstelle 21 vorzugsweise über die erste Software-Bridge übertragen werden,
2. eine Datenkommunikation zwischen den Ethernet-fähigen Endgeräten 40 und 50, die jeweils nur über das einen VXLAN-Tunnelendpunkt aufweisende WLAN-fähige Endgerät 10 bzw. das einen VXLAN-Tunnelendpunkt aufweisende WLAN-fähige Endgerät 30 erreichbar sind, zu ermöglichen, indem sie die empfangenen VXL AN- Pakete, in die die zu übertragenden Daten eingepackt sind, über die WLAN- Schnittstelle 23 nur weiterleitet, und
3. eine Datenkommunikation zwischen dem Ethernet-fähigen Endgerät 40 oder 50, die jeweils nur über das einen VXLAN-Tunnelendpunkt aufweisende WLAN-fähige Endgerät 10 bzw. das einen VXLAN-Tunnelendpunkt aufweisende WLAN-fähige Endgerät 30 erreichbar sind, und dem WLAN-fähigen Endgerät 60 oder dem an der Ethemet-basierten Schnittstelle 21 angeschlossenen Ethemet-fähigen Endgerät 70 zu ermöglichen, indem sie an der WLAN-Schnittstelle 23 empfangene VXLAN-Pakete, die für das WLAN-fähige Endgerät 60 oder das Ethernet-fähige Endgerät 70 bestimmt sind, dem VXLAN-Tunnelendpunkt 26 zum Extrahieren der Daten aus den VXLAN- Paketen übergibt, oder die von dem WLAN-fähigen Endgerät 60 bzw. dem Ethernetfähigen Endgerät 70 empfangenen Daten, die für das Ethemet-fähige Endgerät 40 oder 50 bestimmt sind, dem VXLAN-Tunnelendpunkt 26 zu übergeben, der die Daten in entsprechende VXLAN-Pakete einpackt, die an den VXLAN-Tunnelendpunkt des WLAN-fähigen Endgeräts 10 oder an den VXLAN-Tunnelendpunkt des WLAN- fähigen Endgeräts 30 adressiert sind.
Weiterhin sei angemerkt, dass das beispielhafte Kommunikationssystem 1 vor der Erstinbetriebnahme statisch konfiguriert werden kann. Das bedeutet, dass die Ethernetfähigen Endgeräte 40, 50 und 70, die WLAN-fähigen Endgeräte 10, 30 und 60 sowie der Zugangspunkt 20 von jedem beteiligten Netzwerkteilnehmer die IP-Adresse und die jeweils dazugehörende MAC- Adresse kennen. Mit anderen Worten: In jedem Ethernetfähigen Endgeräte 40, 50 und 70, in jedem WLAN-fähigen Endgerät 10, 30 und 60 sowie im Zugangspunkt 20 ist jeweils eine Tabelle oder Konfigurationsdatei hinterlegt, die insbesondere eine Zuordnung der IP-Adresse zu der jeweiligen MAC- Adresse jedes Netzwerkteilnehmers enthält. Zudem enthalten die WLAN-fähigen Endgeräte 10 und 30 sowie der Zugangspunkt 20 eine Information darüber, welche Ethernet-fähigen Endgeräte über die Ethemet-basierte Schnittstelle 11, 31 bzw. 21 und/oder die jeweilige WLAN-Schnittstelle 13, 33, 23 zu erreichen sind. Auch diese Informationen können in der jeweiligen Konfigurationsdatei enthalten sein.
Alternativ können die Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70, die WLAN-fähigen Endgeräte 10, 30 und 60 und gegebenenfalls auch die WLAN-fähige Basisstaion 20 das bekannte ARP -Protokoll ausführen, wodurch das Kommunikationssystem 1, d. h. die Ethernet-fähigen Endgeräte 40, 50 und 70, die WLAN-fähigen Endgeräte 10, 30 und 60 sowie der Zugangspunkt 20 lernen, welche IP-Adresse und MAC- Adresse die jeweiligen anderen Netzwerkteilnehmer besitzen. Das ARP-Verfahren ist dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Lediglich beispielhaft wird nachfolgend erläutert, wie das Ethernet-fähige Endgerät 50, welches nur die IP-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 kennt und mit dem Endgerät 70, kommunizieren möchte, unter Anwendung des ARP -Protokolls an die MAC- Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 gelangen kann.
Hierzu ruft die Steuereinrichtung 52 des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 zunächst das in der Speichereinrichtung 53 gespeicherte Software-Modul, welches das ARP -Protokoll implementiert, auf. Unter Ausführung des Software-Moduls veranlasst die Steuereinheit 52 das Ethernet-fähige Endgerät 50, ein sogenanntes ARP-Anforderungspaket zu erzeugen, welches die IP-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 und eine Anforderung enthält, die dazugehörende MAC- Adresse an das Ethernet-fähige Endgerät 50 zurückzuschicken. Da das Ethernet-fähige Endgerät 50 nicht weiß, wo sich das Ethernet-fähige Zielendgerät 70 befindet wird ein sogenannter Broadcast gestartet, in dem das vom Ethernet-fähigen Endgerät erzeugte ARP -Paket an alle Netzwerkteilnehmer des Kommunikationssystems 1 gesendet wird.
Die Steuereinrichtung 52 kann dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der gespeicherten Software das Ethernet-fähige Endgerät 50 zu veranlssen, einen Ethernet- Datenrahmen gemäß Figur 4 zu erzeugen, der im Header als Ziel-MAC- Adresse eine Broadcast-Adresse, die beispielsweise zusammen mit Unicast- und/oder Multicat- Adressen vorab allen Netzwerkteilnehmem des Kommunikationssystems 1 mitgeteilt worden sind, und die Qu ell-MAC- Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 enthält. Im Datenfeld wird das ARP -Paket eingefügt, während im Prüffeld eine entsprechende über die Daten gebildete Prüfsumme enthalten ist, die jedoch für die Erfindung nicht relevant ist. Das Ethernet-fähige Endgerät 50 überträgt diesen Ethemet-Datenrahmen zur Ethemet-basierte Schnittstelle 31 des WLAN-fähigen Endgeräts 30. Der Ethemet- Datentrahmen wird von der Ethemet-basierten Schnittstelle 31 dem Mikrocontroller 32 bzw. der Steuereinrichtung 34 übergeben, die vorzugsweise dazu ausgebildet ist, zu prüfen, ob das im Ethernet-Datenrahmen enthaltene ARP -Paket für das WLAN-fähige Endgerät 30 bestimmt ist oder weitergeleitet werden muss. Im vorliegenden Fall erkennt die Steuereinrichtung 34, dass das ARP -Paket weiterzuleiten ist. Demzufolge ist die Steuereinrichtung 34 in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 35 hinterlegten Software den von der Ethernet-basierten Schnittstelle 31 zugeführten Ethemet-Datenrahmen über die erste Software-Bridge dem VXLAN-Tunnelendpunkt zuzuführen, der den Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN- Paket einkapselt. In an sich bekannter Weise weist das Format des VXLAN-Pakets das in Figur 5 gezeigte Format auf. Demzufolge erzeugt die Steuereinrichtung 34 einen Header, der von rechts nach links gelesen folgende Informationen enthält:
Die vorbestimmte VXLAN-Kennung VNI, einen äußerem UDP -Header, der zum Beispiel den vordefinierten Ziel-Port 4789 und den Quell-Port 40298 enthält, einen äußeren IPv4-Header, der als Ziel-IP-Adresse eine zuvor während der Konfigurationsphase definierte Multicast-Adresse und als Quell-IP-Adresse die IP- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 enthält, und einen äußeren Ethernet-Header, der als Ziel-MAC- Adresse eine zuvor festgelegte Multicast-Adresse und als Quell- MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 enthält. Anschließend veranlasst die Steuereinrichtung 34 das WLAN-fähige Endgerät 30, das VXLAN-Paket zum Beispiel über die zweite Software-Bridge der WLAN-Schnittstelle 33 zuzuführen und das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die WLAN- Schnittstelle 33 auszusenden. Der WLAN-Header enthält als Ziel-MAC-Adresse die MAC- Adresse des Zugangspunktes 20 und als Quell-MAC-Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30. Der WLAN-Datenrahmen wird von der WLAN- fähigen Schnittstelle 23 des Zugangspunktes 20 empfangen und dem Mikrocontroller 22 übergeben. Die Steuereinrichtung 24 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, aus dem Ethemet-Datenrahmen, der in dem VXLAN-Paket enthalten ist, die Ziel-MAC-Adresse auszulesen. Da die Ziel-MAC-Adresse eine Multicast-Adresse ist, veranlasst die Steuereinrichtung 24 unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 25 hinterlegten Software, dass der Ethernet-Rahmen, der das ARP -Paket enthält, aus dem VXLAN- Paket, welches in dem empfangenen WLAN-Datenrahmen enthalten war, zu entkapseln und über die Ethernet-fähige Schnittstelle 21 zum Ethernet-fähigen Endgerät 70 zu übertragen. Gleichzeitig wird das in dem empfangenen WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN-Paket, welches als Ziel-IP- Adresse eine Multicast-IP-Adresse enthält, in einem ersten WLAN-Datenrahmen, der nunmehr als Zieladresse ebenfalls eine vorbestimmte Multicast-Adresse enthält, über die WLAN-Schnittstelle 23 u.a. an die WLAN-Endgeräte 10 und 60 weitergesendet. Auch das entkapselte ARP -Paket wird in einem zweiten WLAN-Datenrahmen, der nunmehr als Zieladresse ebenfalls eine vorbestimmte Broadcast-Adresse enthält, über die WLAN-Schnittstelle 23 ausgesendet. Auf diese Weise gelangen das VXLAN-Paket, das das ARP -Paket enthält, und das nicht-getunnelte ARP -Paket über die WLAN-Schnittstellen 13 und 61 zu den WLAN- fähigen Endgeräten 10 und 60.
Die Steuereinrichtungen 12 und 62 können jeweils dazu ausgebildet sein, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 15 bzw. 63 hinterlegten Software zu prüfen, ob das in dem zweiten WLAN-Datenrahmen empfangene nicht getunnelte ARP -Paket für das jeweilige WLAN-Endgerät 10 bzw. 60 bestimmt ist. Da das ARP -Paket nicht für die WLAN-fähigen Endgeräte 10 und 60 bestimmt ist, verwerfen die Steuereinrichtungen 15 und 63 das empfangene ARP -Paket. Die Steuereinrichtung 12 kann ferner dazu ausgebildet sein, das über die WLAN-Schnittstelle 13 im ersten WLAN-Datenrahmen empfangene VXLAN-Paket dem VXLAN-Tunnelkendpunkt 16 zu übergeben, der den darin enthaltenen Ethemet-Datenrahmen extrahiert und über die Ethemet-basierte Schnittstelle 11 zum Ethernet-fähigen Endgerät 40 überträgt. Das Ethernet-fähige Endgerät 40 ist dazu ausgebildet, dass im jeweiligen Ethemet- Datenrahmen enthaltene ARP -Paket auszulesen und zu prüfen, ob das ARP -Paket für das Ethernet-fähige Endgerät 40 bestimmt ist. Im vorliegenden Fall ist das ARP -Paket nicht für das Ethemet-fähige Endgerät 40 bestimmt. In ähnlicher Weise ist die Steuereinrichtung 72 des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 in der Lage, das ARP -Paket, welches in dem über die Ethernet-basierte Schnittstelle 71 empfangenen Ethernet- Datenrahmen enthalten ist, auszulesen und auszuwerten. Die Steuereinrichtung 72 erkennt nunmehr, dass in dem ARP -Paket die IP-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 und eine Anforderung, die dazugehörende MAC- Adresse zum Ethernetfähigen Endgerät 50 zu übertragen, enthalten ist. Demzufolge veranlasst die Steuereinrichtung 72 das Ethernet-fähige Endgerät 70, ein ARP-Antwortpaket zu erzeugen, welches sowohl die IP-Adresse als auch MAC- Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 enthält. Anschließend wird das ARP-Antwortpaket in einem Ethernet- Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 71 zur Ethernet-basierten Schnittstelle 21 des Zugangspunktes 20 übertragen. Angemerkt sei noch, dass der Header des Ethernet-Datenrahmens als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des Ethemet-fähigen Endgeräts 50 und als Quell-MAC-Adresse die MAC-Adresse des Ethemet-fähigen Endgeräts 70 enthält. Unter Ansprechen auf die in dem Ethemet- Datenrahmen enthaltene Ziel-MAC-Adresse übergibt die Steuereinrichtung 24 den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt, der den Ethernet-Datenrahmen, der das ARP-Antwortpaket enthält, in ein VXLAN-Paket einkapselt. Wie bereits weiter oben erwähnt, können in der Speichereinrichtung 25 Regeln hinterlegt sein, die dafür sorgen, dass das erzeugte VXLAN-Paket nur der WLAN-Schnittstelle 23 übergeben wird, wobei anschließend das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen ausgesendet wird. Der Header des VXLAN-Pakets enthält beispielsweise folgende Informationen:
Die vorbestimmte VXL AN-Kennung, einen äußerem UDP (User Datagram Protocol) Header mit einem Ziel-Port 4789 und einem Quell-Port 60108, einen äußeren IPv4 Header mit der IP-Adresse des Zugangspunkts 20 als Quell-IP-Adresse und der IP- Adresse des WL AN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel-IP- Adresse und einen äußeren Ethernet-Header mit der MAC- Adresse des WL AN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel- MAC- Adresse und der MAC- Adresse des Zugangspunkts 20 als Quell-MAC- Adresse. Der WLAN-Datenrahmen enthält einen Header mit der MAC-Adresse der WLAN- Schnittstelle 33 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel-MAC-Adresse und die MAC- Adresse des Zuganmgspunkts 20 als Quell-MAC-Adresse. Der WLAN-Datenrahmen wird von der WLAN-Schnittstelle 33 empfangen und dem Mikrocontroller 32 bzw. der Steuereinrichtung 34 übergeben. Die Steuereinrichtung 34 ist dazu ausgebildet, unter Ausführung der gespeicherten Software das im WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN-Paket derm VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, der den Ethernet- Datenrahmen aus dem VXLAN-Paket extrahiert und über die Ethemet-basierte Schnittstelle 31 zum Ethernet-fähigen Endgerät 50 überträgt. Die Steuereinrichtung 52 des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 ist dazu ausgebildet, das in dem Ethemet- Datenrahmen enthaltene ARP- Antwortpaket auszulesen und auszuwerten. Die Steuereinrichtung 52 ist vorzugseweise dazu ausgebildet, unter Ansprechen auf die in dem ARP- Antwortpaket enthaltenen Daten das Ethernet-fähige Endgerät 50 zu veranlassen, in an sich bekannter Weise eine ARP-Tabelle zu erzeugen, in der die IP- Adresse und die MAC-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 zum Beispiel in der Speichereinrichtung 53 gespeichert wird. In ähnlicher Weise kann jedes Netzwerkendgerät des beispielhaften Kommunikationssystems 1 eine vollständige ARP-Tabelle aller Netzwerkteilnehmer erstellen.
Wir kehren noch einmal zum Zugangspunkt 20 zurück. Gemäß einer vorteilhaften Implementierung kann ein über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 empfangener Ethemet-Datenrahmen des Ethernet-fähigen Endgeräts 70 unter Steuerung der Steuereinrichtung 24 über die virtuelle Ethernet-Schnittstelle und die zweite Software- Bridge dem VXLAN-Tunnelendpunkt übergeben werden. Die in der Speichereinrichtung 25 hinterlegten Regeln sorgen zum Beispiel dafür, dass das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket nicht erneut von der ersten Software- Bride über die virtuelle Ethernet-Schnittstelle dem VXLAN-Tunnelendpunkt zugeführt wird. Nachfolgend werden weitere beispielhafte Kommunikationsabläufe detailliert beschrieben.
Zunächst sei angemerkt, dass, wenn die WLAN-fähigen Endgeräte 10, 30 und 60 untereinander kommunizieren wollen, dies gemäß einem bekannten WLAN- Kommunikationsprotokoll nach einem Standard der Familie IEEE 802.11 erfolgen kann. Mit anderen Worten: Will das WLAN-fähige Endgerät 60 Daten zum WLAN- fähigen Endgerät 30 übertragen, so werden diese in herkömmlicher Weise in einem WLAN-Datenrahmen zur WLAN-Schnittstelle 23 des Zugangspunkt 20 übertragen, der dann die empfangenen Daten in einem WLAN-Datenrahmen an das WLAN-fähige Endgerät 30 weiterleitet.
Nunmehr wird eine weitere beispielhafte Datenkommunikation zwischen dem als Quell- Endgerät fungierenden WLAN-fähigen Endgerät 60 und dem als Ziel-Endgerät fungierenden Ethernet-fähigen Endgerät 50 beschrieben.
Gemäß der beispielhaften Implementierung ist die Steuereinrichtung 62 dazu ausgebildet, das WLAN-fähige Endgerät 60 zu veranlassen, zu übertragende Daten in ein IP -Paket einzufügen, welches als Quell-IP-Adresse die IP-Adresse des WLAN- fähigen Endgeräts 60 und als Ziel-IP-Adresse die IP-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 enthält. Anschließend wird das IP -Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 61 ausgesendet. Der Header des WLAN-Datenrahmens enthält drei Adressen: als Quell-MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 60, die MAC- Adresse der WLAN-Schnittstelle 23 des Zugangspunkts 20 als Zeil-MAC- Adresse und ferner die MAC- Adresse des Ethenet-fähigen Endgeräts 50 als das tatsächliche Ziel.
Die Steuereinrichtung 24 des Zugangspunktes 20 ist dazu ausgebildet, die MAC- Adressen des empfangenen WLAN-Datenrahmens auszuwerten, um zu erkennen, für wen das IP -Paket bestimmt ist. Im vorliegenden Fall erkennt die Steuereinrichtung 24, dass das IP -Paket für das Ethernet-fähige Endgerät 50 bestimmt ist. Aufgrund der erfolgten Systemkonfiguration weiß die Steuereinrichtung 24, dass das Ethernet-fähige Endgerät 50 nur über das WLAN-fähige Endgerät 30 zu erreichen ist. Die Steuereinrichtung 24 des Zugangspunkts 20 ist dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 25 gespeicherten Software das im WLAN-Datenrahmen enthaltene IP -Paket über die erste Software-Bridge und über die virtuelle Ethernet- Schnittstelle sowie die zweiten Software-Bridge dem VXLAN-Tunnelendpunkt zuzuführen, der das IP-Paket in ein VXLAN-Paket einkapselt. Das hierdurch entstehende VXLAN-Paket enthält Header, die beispielsweise folgende Informationen enthalten:
Die in einem VXLAN-Header stehende vorbestimmte VXL AN-Kennung, einen äußeren UDP -Header mit der Ziel-Portnummer 4789 und einer Quell-Portnummer, einen äußeren IPv4-Header mit der IP-Adresse des Zugangspunktes 20 als Quell-IP- Adresse und mit der IP-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel-IP-Adresse sowie einen äußeren Ethernet-Header mit der MAC-Adresse des Zugangspunktes 20 als Quell-MAC-Adresse und der MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel- MAC- Adresse. Die Steuereinrichtung 24 ist ferner dazu ausgebildet, das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 23 auszusenden, der an der WLAN-Schnittstelle 33 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 empfangen werden kann. Der Header des WLAN-Datenrahmens enthält beispielsweise die MAC-Adresse des Zugangspunktes 20 als Quell-MAC-Adresse und als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse der WLAN-Schnittstelle 33. Die Steuereinrichtung 34 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 ist zum Beispiel dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 35 hinterlegten Software das über die WLAN-Schnittstelle 33 empfangene VXLAN-Paket über das Software-Modul, welches die zweite Software- Bridge implementiert, dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, der den im VXLAN-Paket enthaltenen Ethemet-Datenrahmen mit dem darin übertragenen IP -Paket entkapselt und den Ethemet-Datenrahmen dem Software-Modul, welches die erste Software-Bridge implementiert, übergibt. Insbesondere ist die Steuereinrichtung 34 dazu ausgebildet, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 35 gespeicherten Software, die im Ethernet-Datenrahmen enthaltene Ziel-MAC-Adresse auszulesen und auszuwerten, um im vorliegenden Beispiel zu erkennen, dass der Ethernet-Datenrahmen für das Ethemet-fähige Endgerät 50 bestimmt ist. Demzufolge veranlasst die Steuereinrichtung 34 das WLAN-fähige Endgerät 30, den Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 31zum Ethernet-fähigen Endgerät 50 weiterzuleiten. Das Ethernet-fähige Endgerät 50 ist dazu ausgebildet, in an sich bekannter Art und Weise den über die Ethernet-basierte Schnittstelle 51 empfangenen Ethernet- Datenrahmen zu empfangen, das IP -Paket zu extrahieren und die in dem IP -Paket enthaltenen Daten je nach Anwendungsprogramm zu verarbeiten.
Nunmehr wird eine weitere beispielhafte Datenkommunikation zwischen dem als Quell- Endgerät fungierenden Ethernet-fähigen Endgerät 40 und dem als Ziel-Endgerät fungierenden WLAN-fähigen Endgerät 60 beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Implementierung ist die Steuereinrichtung 41 des Ethernetfähigen Endgeräts 40 dazu ausgebildet, zu übertragende Daten in ein IP -Paket einzufügen. Der IP -Header des IP -Pakets enthält als Ziel-IP-Adresse die IP-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 60 und als Quell-IP-Adresse die IP-Adresse des Ethernetfähigen Endgeräts 40. Anschließend wird das IP -Paket in einen Ethernet-Datenrahmen eingefügt, dessen Header als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 60 und als Quell-MAC- Adresse die MAC-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 40 enthält. Die Steuereinrichtung 42 ist dazu ausgebildet, den Ethemet- Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 41 zur Ethernet-basierten Schnittstelle 11 des WLAN-fähigen Endgeräts 10 zu übertragen. Die Ethernet-basierte Schnittstelle 11 übergibt den Ethemet-Datenrahmen der Steuereinrichtung 14, die unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 15 hinterlegten Software das WLAN-fähige Endgerät 10 zunächst veranlasst zu prüfen, für wen der empfangene Ethemet- Datenrahme bzw. das darin enthaltene IP -Paket bestimmt ist. Die Steuereinrichtung 14 erkennt insbesondere anhand der im Ethernet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse, dass der Ethernet-Datenrtahmen bzw. das darin enthaltene IP -Paket für das WLAN-fähige Endgerät 60 bestimmt ist. Unter Ansprechen hierauf führt die Steuereinrichtung 14 das gespeicherte Software-Modul, welches den VXLAN- Tunnelendpunkt implementiert, aus. Der VXLAN-Tunnelendpunkt sorgt dafür, dass der Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket eingepackt wird, welches anschließend in einem WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 13 ausgesendet wird, so dass es von der WL AN- Schnittstelle 23 des Zugangspunktes 20 empfangen werden kann. Die Header des VXLAN-Pakets enthalten zum Beispiel folgende Informationen: Die im VXLAN-Header enthaltene bekannte VXLAN-Kennung VNI, einen äußeren UDP -Header mit einem entsperchenden Ziel-Port 4789 und einem entsprechenden Quell-Port, einen äußeren IPv4-Header mit der IP-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 als Quell-IP-Adresse und der IP-Adresse der WLAN-fähigen Basisstation 20 als Ziel-IP-Adresse und einen äußeren Ethernet-Header mit der MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 als Quell-MAC-Adresse und der MAC-Adresse der WLAN-fähigen Basisstation 20, über die das WLAN-fähige Endgerät 60 als das eigentliche Ziel erreichbar ist, als Ziel-MAC- Adresse.
Der Header des zu übertragenden WLAN-Datenrahmens enthält als Quell-MAC- Adresse die MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 und als Ziel -MAC- Adresse die MAC-Adresse des Zugangspunktes 20.
Der über die WLAN-Schnittstelle 13 ausgesendete WLAN-Datenrahmen wird von der WLAN-Schnittstelle 23 empfangen und der Steuereinrichtung 24 übergeben. Die Steuereinrichtung 24 führt die gespeicherte Software aus und veranlasst den Zugangspunkt 20, das in dem empfangenen WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN- Paket dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben und den Ethernet-Datenrahmen aus dem VXLAN-Paket zu extrahieren. Anhand der im extrahierten Ethernet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse erkennt die Steuereinrichtung 24, dass der Ethemet- Datenrahmen für das WLAN-fähige Endgerät 60 bestimmt ist. Unter Anspreche hierauf veranlasst die Steuereinrichtung 24 den Zugangspunkt 20, den extrahierten Ethernet- Datenrahmen in einen WLAN-Datenrahmen umzuwandeln, der als Ziel-MAC- Adresse die MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgräts 60 enthält. Anschließend wird der WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 23 ausgesendet und von der WLAN-Schnittstelle 61 des WLAN-fähigen Endgeräts 60 empfangen und der Steuereinrichtung 62 zur weiteren Verwendung übergeben. Dank dieser Maßnahme kann das WLAN-fähige Endgerät 60, welches über keine VXLAN-Funktionalität verfügt, mit dem Ethernet-fähigen Endgerät 40 kommunizieren. In ähnlicher Weise kann zum Beispiel das Ethernet-fähige Endgerät 40 mit dem Ethernet-fähigen Endgerät 70 kommunizieren. In diesem Fall erkennt jedoch die Steuereinrichtung 24, dass der Ethemet-Datenrahmen, der aus einem VXLAN-Paket, der in einem vom WLAN-fähigen Endgerät 10 kommenden WLAN-Datenrahmen enahalten ist, extrahiert worden ist, für das Ethernet-fähige Endgerät 70 bestimmt ist. Demzufolge sorgt die Steuereinrichtung 24 dafür, dass der aus dem VXLAN-Paket extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 21 zum Ethernet-fähigen Endgerät 70 weitergeleitet wird.
Nunmehr wird eine weitere beispielhafte Datenkommunikation zwischen dem Ethernetfähigen Endgerät 40 als Quelle und dem Ethernet-fähigen Endgerät 50 als Ziel beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Implementierung ist die Steuereinrichtung 41 des Ethernetfähigen Endgeräts 40 dazu ausgebildet, zu übertragende Daten in ein IP -Paket einzufügen. Der IP -Header des IP -Pakets enthält als Ziel-IP-Adresse die IP-Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 und als Quell-IP- Adresse die IP-Adresse des Ethernetfähigen Endgeräts 40. Anschließend wird das IP -Paket in einen Ethemet-Datenrahmen eingefügt, dessen Header als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des Ethernetfähigen Endgeräts 50 und als Quell-MAC- Adresse die MAC- Adresse des Ethernetfähigen Endgeräts 40 enthält. Die Steuereinrichtung 42 ist dazu ausgebildet, den Ethemet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle 41 zur Ethernet-basierten Schnittstelle 11 des WLAN-fähigen Endgeräts 10 zu übertragen. Die Ethernet-basierte Schnittstelle 11 übergibt den Ethemet-Datenrahmen der Steuereinrichtung 14, die unter Ausführung der in der Speichereinrichtung 15 hinterlegten Software das WLAN-fähige Endgerät 10 zunächst veranlasst zu prüfen, für wen der empfangene Ethemet- Datenrahmen bzw. das darin enthaltene IP -Paket bestimmt ist. Die Steuereinrichtung 14 erkennt insbesondere anhand der im Ethernet-Datenrahmen enthaltenen Ziel-MAC- Adresse, dass der Ethernet-Datenrtahmen bzw. das darin enthaltene IP -Paket für das Ethernet-fähige Endgerät 50 bestimmt ist. Unter Ansprechen hierauf führt die Steuereinrichtung 14 das gespeicherte Software-Modul, welches den VXLAN- Tunnelendpunkt implementiert, aus. Der VXLAN-Tunnelendpunkt sorgt dafür, dass der Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket eingepackt wird, welches anschließend in einem WLAN-Datenrahmen über die WLAN-Schnittstelle 13 ausgesendet wird, so dass es von der WLAN-Schnittstelle 23 des Zugangspunktes 20 empfangen werden kann. Die Header des VXLAN-Pakets enthalten zum Beispiel folgende Informationen: Die im VXLAN-Header enthaltene bekannte VXLAN-Kennung VNI, einen äußeren UDP -Header mit einem entsperchenden Ziel-Port 4789 und einem entsprechenden Quell-Port, einen äußeren IPv4-Header mit der IP-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 als Quell-IP-Adresse und der IP-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30 als Ziel-IP- Adresse und einen äußeren Ethernet-Header mit der MAC- Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10 als Quell-MAC-Adresse und der MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30, über den das Ethernet-fähige Endgerät als das eigentliche Ziel erreichbar ist, als Ziel-MAC- Adresse.
Der Header des zu übertragenden WLAN-Datenrahmens enthält drei MAC-Adressen: als Quell-MAC-Adresse die MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 10, als Ziel- MAC- Adresse die MAC-Adresse des Zugangspunktes 20 und die MAC-Adresse des WLAN-fähigen Endgeräts 30.
Der über die WLAN-Schnittstelle 13 ausgesendete WLAN-Datenrahmen wird von der WLAN-Schnittstelle 23 empfangen und der Steuereinrichtung 24 übergeben. Die Steuereinrichtung 24 ist dazu ausgebildet, die im Header des empfangenen WLAN- Datenrahmens enthaltenen Informationen auszuwerten. Nach der Auswertung der Informationen weiß die Steuereinrichtung 24, dass das im WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN-Paket zum WLAN-fähige Endgerät 30 weiterzuleiten ist. Die Steuereinrichtung 24 ist dazu ausgebildet, unter Ausführung der gespeicherten Software das empfangene VXLAN-Paket in dem WLAN-Datenrahmen über die WLAN- Schnittstelle 23 weiterzusenden, so dass der WLAN-Datenrahmen an der WLAN- Schnittstelle 33 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 empfangen werden kann.
Die WLAN-Schnittstelle 33 des WLAN-fähigen Endgeräts 30 übergibt den empfangenen WLAN-Datenrahmen der Steuereinrichtung 34, die dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der in der Speichereinrichtung hinterlegten Software, d.i. insbesondere der VXLAN-Tunnelendpunkt den im empfangenen VXLAN-Paket enthaltenen Ethernet-Datenrahmen zu extrahieren, der als Ziel-MAC- Adresse die MAC- Adresse des Ethernet-fähigen Endgeräts 50 enthält. Die Steuereinrichtung 34 erkennt anhand der Ziel-MAC- Adresse, dass der Ethernet-Datenrahmen für das Ethernet-fähige Endgerät 50, welches mit der Ethemet-basierten Schnittstelle 31 verbunden ist, bestimmt ist. Demzufolge übergibt die Steuereinrichtung 34 den extrahierten Ethemet- Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle 31 zur Weiterleitung des Ethemet- Datenrahmens an das Ethernet-fähige Endgerät 50. Das Ethernet-fähige Endgerät 50 ist dazu ausgebildet, in an sich bekannte Art und Weise den über die Ethernet-basierte Schnittstelle 51 empfangenen Ethemet-Datenrahmen zu empfangen, das IP -Paket zu extrahieren und die in dem IP -Paket enthaltenen Daten je nach Anwendungsprogramm zu verarbeiten.
Dank des beispielhaften, in Figur 3 gezeigten Kommunikationssystems 1 ist es möglich, mit Hilfe der VXLAN-Tunneltechnologie zu ermöglichen, dass Ethernet-fähige Endgeräte, wie beispielsweise die Endgeräte 40, 50 und 70 miteinander kommunizieren können, obwohl sie nur über WLAN-fähige Endgeräte 10 bzw. 30 und einen Zugangspunkt 20 erreicht werden können, deren MAC- Adressen nicht mit den MAC- Adressen der jeweiligen Ethernet-basierten Endgeräte 40, 50 und 70 übereinstimmen. Ferner ermöglicht das beispielhafte Kommunikationssystem 1, dass WLAN-fähige Endgeräte, die über keine VXLAN-Funktionalität verfügen, wie zum Beispiel das WLAN-fähige Endgerät 60, und die Ethernet-fähigen Endgeräten 40, 50 oder 70 miteinander kommunizieren können.

Claims

Patentansprüche
1. WLAN-fähiges Endgerät (10) aufweisend:
- eine Steuereinrichtung (14),
- eine Speichereinrichtung (15), in der eine von der Steuereinrichtung (14) ausführbare Software, die einen VXLAN-Tunnelendpunkt (16) implementiert, gespeichert ist,
- eine Ethemet-basierte Schnittstelle (11), die zu einer Ethemet-basierten Kommunikation mit einem Ethernet-fähigen Endgerät (40), ausgebildet ist,
- eine drahtlose Schnittstelle (13), die zu einer drahtlosen Kommunikation gemäß einem WLAN-Standard insbesondere mit einer WLAN-fähigen Basisstation (20) eines WLAN-Netzwerks (100) ausgebildet ist, wobei dem WLAN-fähigen Endgerät (10) nur eine IP-Adresse zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung (14) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät (10) zu veranlassen, al) zu prüfen, ob ein an der Ethernet-basierten Schnittstelle (11) ankommender Ethemet-Datenrahmen für das WLAN-fähige Endgerät (10) bestimmt ist, a2) wenn nicht, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt (16) zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und a3) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle (13) zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben, und/oder bl) ein über die drahtlose Schnittstelle (13) in einem WLAN-Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket, in welchem ein Ethemet-Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN-Tunnelendpunkt (16) zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN-Paket den darin eingekapselten Ethernet-Datenrahmen zu extrahieren, und b2) den Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle (11) weiterzuleiten. 2. WLAN-fähiges Endgerät nach Anspruch 1, wobei die in der Speichereinrichtung (15) gespeicherte Software eine erste Software- Bridge und eine zweite Software-Bridge implementiert, wobei die erste Software-Bridge dazu ausgebildet ist, einen an der Ethemet-basierten Schnittstelle (11) ankommenden Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN- Tunnelendpunkt (16) zu übergeben und einen vom VXLAN-Tunnelendpunkt (16) aus einem VXLAN-Paket extrahierten Ethemet-Datenrahmen der Ethemet- basierten Schnittstelle (11) zu übergeben, wobei die zweite Software-Bridge dazu ausgebildet ist, ein über die drahtlose Schnittstelle (13) in einem WLAN-Datenrahmen empfangenes VXLAN-Paket dem VXLAN-Tunnelendpunkt (16) zum Entkapseln zu übergeben und ein vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugtes VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle (13) zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
3. WLAN-fähiges Endgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in einem Ethemet-Datenrahmen ein Address-Resolution-Protocol-Paket oder ein IP -Paket enthalten ist.
4. WLAN-fähiges Endgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) ferner dazu ausgebildet ist,
- unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät (10) zu veranlassen, zu prüfen, ob ein empfangener Ethernet-Datenrahmen für das WLAN-fähige Endgerät (10) bestimmt ist, und
- wenn ja, das WLAN-fähige Endgerät (10) zu veranlassen, den Ethemet- Datenrahmen zu verarbeiten.
5. WLAN-fähige Basisstation (20) zum Einsatz in einem WLAN-Netzwerk (100) aufweisend:
- eine Steuereinrichtung (24),
- eine Speichereinrichtung (25), in der eine von der Steuereinrichtung (24) ausführbare Software, die einen VXLAN-Tunnelendpunkt (26) implementiert, gespeichert ist, - eine drahtlose Schnittstelle (23), die zu einer drahtlosen Kommunikation gemäß einem WLAN-Standard ausgebildet ist, wobei der drahtlosen Schnittstelle eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet ist, wobei der WLAN- fähigen Basisstation (20) nur eine IP-Adresse zugeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation (20) zu veranlassen, i) zu prüfen, ob ein über die drahtlose Schnittstelle (23) empfangener WLAN- Datenrahmen ein VXLAN-Paket enthält, welches für die Basisstation bestimmt ist, wobei das VXLAN-Paket einen Ethernet-Datenrahmen enthält, und ii) wenn ja, den Ethemet-Datenrahmen aus dem VXLAN-Paket zu extrahieren.
6. WLAN-fähige Basisstation nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine Ethemet-basierte Schnittstelle (21), die zu einer Ethernet-basierten Kommunikation mit einem Ethernet-fähigen Endgerät (70) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation (20) zu veranlassen, ferner zu prüfen, ob der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethernetbasierte Schnittstelle (21) oder die drahtlose Schnittstelle (23) weiterzuleiten ist, und, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die Ethemet-basierte Schnittstelle (21) weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethernet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle (21) zur Weiterleitung zu übergeben, oder, wenn der extrahierte Ethernet-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle (23) weiterzuleiten ist, den extrahierten Ethemet-Datenrahmen in einen WLAN- Datenrahmen umzuwandeln und den WLAN-Datenrahmen der drahtlosen Schnittstelle (23) zum Aussenden zu übergeben.
7. WLAN-fähige Basisstation nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation (20) zu veranlassen, einen über die Ethernet-basierte Schnittstelle (21) empfangenen Ethernet- Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln und das VXLAN-Paket in einem WLAN-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle (23) auszusenden.
8. WLAN-fähige Basisstatiion nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation (20) zu veranlassen, i) zunächst zu prüfen, ob ein über die Ethemet-basierte Schnittstelle (21) empfangener Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln ist, ii) wenn ja, den Ethernet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethernet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, und iii) das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle (23) zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben.
9. WLAN-fähige Basisstation nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die in der Speichereinrichtung (25) gespeicherte Software eine erste Software-Bridge und eine zweite Software-Bridge implementiert, wobei die erste Software-Bridge dazu ausgebildet ist, ein über die drahtlose Schnittstelle (23) erhaltenes für die WLAN-fähige Basisstaion (20) bestimmtes VXLAN-Paket über wenigstens eine virtuelle Ethernet-Schnittstelle und die zweite Software-Bridge dem VXLAN-Tunnelendpunkt (26) zu übergeben, und einen vom VXLAN-Tunnelendpunkt (26) aus einem VXLAN-Paket extrahierten Ethemet-Datenrahmen der Ethernet-basierten Schnittstelle (21) oder der drahtlosen Schnittstelle (23) zu übergeben.
10. Kommunikationssystem (1) umfassend: ein WLAN-Netzwerk (100) und ein leitungsgebundenes Ethernet-basiertes System (90), wobei das leitungsgebundene Ethernet-basierte System (90) wenigstens ein erstes, zweites und drittes Ethernet-fähiges Endgerät (40, 50, 70) mit jeweils einer Ethernet-basierten Schnittstelle (41, 51, 71) aufweist, wobei jedem der Ethernet- fähigen Endgeräte (40, 50, 70) eine eindeutige MAC- Adresse zugeordnet ist, wobei das WLAN-Netzwerk (100) wenigstens ein erstes und ein zweites WLAN- fähige Endgerät (10, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und eine WLAN- fähige Basisstation (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 aufweist, wobei an das erste WLAN-fähige Endgerät (10) das erste Ethernet-fähige Endgerät (40) und an das zweite WLAN-fähige Endgerät (30) das zweite Ethernet-fähige Endgerät (50) angeschlossen ist.
11. Kommunikationssystem nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 6, wobei an die WLAN-fähige Basisstation (20) das dritte Ethernet-fähige Endgerät (70) angeschlossen ist.
12. Kommunikationssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei wenigstens ein WLAN-fähiges Endgerät (60) ohne VXLAN-Funktionalität vorgesehen ist.
13. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Kommunikationssystem (1) dazu ausgebildet ist, eine Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Ethernet-fähigen Endgerät (40, 50), die am ersten bzw. zweiten WLAN-fähigen Endgerät (10, 30) angeschlossen sind, zu steuern.
14. Kommunikationssystem nach den Ansprüchen 12 und 13 , wobei das Kommunikationssystem (1) dazu ausgebildet ist, eine Kommunikation zwischen dem ersten, zweiten und dritten Ethernet-fähigen Endgerät (40, 50, 70), die jeweils am ersten und zweiten WLAN-fähigen Endgerät (10, 30) bzw. an der WLAN-fähigen Basisstation (20) angeschlossen sind, und dem wenigstens einen WLAN-fähigen Endgerät (60) ohne VXLAN-Funktionalität zu steuern. 15. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das erste Ethernet-fähige Endgerät (40) dazu ausgebildet ist, einen Ethernet- Datenrahmen zu erzeugen, der für das zweite Ethernet-fähige Endgerät (50) bestimmt ist, und den Ethemet-Datenrahmen zur Ethernet-basierten Schnittstelle (11) des ersten WLAN-fähigen Endgeräts (10) zu übertragen, wobei der Ethemet-Datenrahmen die MAC- Adresse des zweiten Ethernet-fähigen Endgeräts (50) als Ziel-MAC- Adresse enthält, wobei die Steuereinrichtung (14) des ersten WLAN-fähigen Endgeräts (10) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät (10) zu veranlassen, den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt (16) zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, welches eine Headerinformation enthält, die den im zweiten WLAN-fähigen Endgerät (30) implementierten VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle (13) zum Aussenden in einem ersten WLAN-Datenrahmen zu übergeben, wobei der erste WLAN-Datenrahmen die Adresse des WLAN- fähigen Endgeräts (30) und die Adresse der WLAN-fähigen Basisstation (20) enthält, wobei die Steuereinrichtung (24) der WLAN-fähigen Basisstation (20) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstaiton (20) zu veranlassen, das im empfangenen ersten WLAN-Datenrahmen enthaltene VXLAN-Paket in einem zweiten WLAN-Datenrahmen über die drahtlose Schnittstelle (23) auszusenden, wobei der zweite WLAN-Datenrahmen die Adressedes zweiten WLAN-fähigen Endgeräts (30) enthält, wobei die Steuereinrichtung (34) des zweiten WLAN-fähigen Endgeräts (30) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das zweite WLAN-fähige Endgerät (30) zu veranlassen, a) das über die drahtlose Schnittstelle (33) in dem zweiten WLAN-Datenrahmen empfangene VXLAN-Paket, in welchem der für das Ethernet-fähige Endgerät (50) adressierte Ethemet-Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN- Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN-Paket den darin eingekapselten Ethemet-Datenrahmen zu extrahieren, und b) den extrahierten Ethemet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle (31) zum zweiten Ethernet-fähigen Endgerät (50) zu übertragen.
16. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15 in Verbindung mit Anspruch 11, wobei das erste Ethernet-fähige Endgerät (40) dazu ausgebildet ist, einen Ethernet- Datenrahmen zu erzeugen, der für das dritte Ethernet-fähige Endgerät (70) bestimmt ist, und den Ethemet-Datenrahmen zur Ethernet-basierten Schnittstelle (11) des ersten WLAN-fähigen Endgeräts (10) zu übertragen, wobei der Ethemet-Datenrahmen die MAC- Adresse des dritten Ethernet-fähigen Endgeräts (70) als Ziel-MAC- Adresse enthält, wobei die Steuereinrichtung (14) des ersten WLAN-fähigen Endgeräts (10) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software das WLAN-fähige Endgerät (10) zu veranlassen, den Ethemet-Datenrahmen dem VXLAN-Tunnelendpunkt (16) zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, den übergebenen Ethemet-Datenrahmen in ein VXLAN-Paket einzukapseln, welches eine Headerinformation enthält, die den in der WLAN-fähigen Basisstation (20) implementierten VXLAN-Tunnelendpunkt adressiert, und das vom VXLAN-Tunnelendpunkt erzeugte VXLAN-Paket der drahtlosen Schnittstelle (13) zum Aussenden in einem WLAN-Datenrahmen zu übergeben, wobei der WLAN-Datenrahmen eine Adresse der WLAN-fähige Basisstation (20) enthält, wobei die Steuereinrichtung (24) der WLAN-fähigen Basisstation (20) dazu ausgebildet ist, unter Ausführung der gespeicherten Software die WLAN-fähige Basisstation (20) zu veranlassen, das über die drahtlose Schnittstelle (23) in dem WLAN-Datenrahmen empfangene VXLAN-Paket, in welchem der für das dritte Ethernet-fähige Endgerät (70) adressierte Ethemet-Datenrahmen eingekapselt ist, dem VXLAN- Tunnelendpunkt zu übergeben, wobei der VXLAN-Tunnelendpunkt dazu ausgebildet ist, aus dem empfangenen VXLAN-Paket den darin eingekapselten Ethemet-Datenrahmen zu extrahieren, und den extrahierten Ethernet-Datenrahmen über die Ethernet-basierte Schnittstelle
(21) zum dritten Ethernet-fähigen Endgerät (70) zu übertragen.
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